2009年集团公司科技研究开发计划课题申请表
项目名称 单位名称 单位地址 申请人姓名 申请经费（万元） 穿越煤层和采空区的高瓦斯隧道施工技术 中铁十七局集团第五工程有限公司 山西省太原市小店区人民北路20号 刘丰 180 性别 男 年龄 27 职称 起始年度 2009.08 安质部长 结束年度 邮编 电话 030032 15135710351 2011.12 C 专业类别：A：线路及岩土 B：桥梁 C：地下工程 D：工业与民用建筑 E：机械 F：四电、信息技术 G：其他 项目性质 C 研 究 内 容 提 要 临吉高速公路第S11合同段松卜岭隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路长隧道。隧道起讫桩号左线ZK203+456～ZK205+860，长2404m；右线K203+484～K205+880，长2396m。该隧道为采空区高瓦斯隧道，位于松卜岭煤矿区，穿越2#和10#煤层。单向纵坡2.2%。Ⅳ、Ⅴ级围岩，设计为复合式衬砌，隧道进出口均采用端墙式洞门形式。 1、 采空区分布2#煤和石炭系太原组10#煤两层采空区，埋深一般在22～162m，采空区治理 23累计长度1753m，治理宽度21～152m不等，治理面积为24.1万m，注浆量25.4万m。。 松卜岭隧道通过多年采空的采空区，采空面积大，隧道主要是Ⅳ、Ⅴ级围岩，围岩比较差，本隧道为高瓦斯隧道，具体瓦斯浓度见下表： 序号 起讫桩号 长度 瓦斯浓度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 K203+484～K203+834 K203+834～K204+020 K204+020～K204+200 K204+200～K204+420 K204+420～K204+550 K204+550～K204+780 K204+780～K204+880 ZK203+456～ZK203+801 ZK203+801～ZK204+000 ZK204+000～ZK204+160 ZK204+160～ZK204+390 ZK204+390～ZK204+520 ZK204+520～ZK204+755 350 186 180 220 130 230 1100 345 199 160 230 130 235 低瓦斯 高瓦斯 低瓦斯 高瓦斯 低瓦斯 高瓦斯 低瓦斯 低瓦斯 高瓦斯 低瓦斯 高瓦斯 低瓦斯 高瓦斯 14 ZK204+755～ZK204+860 1105 低瓦斯 由于松卜岭隧道除具有高瓦斯外，地质结构复杂，并且是穿越已停工的煤矿,瓦斯浓度高、采空区范围大、同时具备高瓦斯隧道和采空区的隧道在国内外没有先例。项目拟通过采取不同的措施、质量控制、施工工艺、质量检验等方面组织隧道施工。 主要研究内容： 1、 ① 采空区治理；②瓦斯探测、监控及检测综合技术；③采空区内老窑水引排治理； ④揭煤防突施工；⑤ 气密性砼施工；⑥高瓦斯隧道通风方案。 申报单位审查意见：同意申报。
盖章 2009年12月10日
一、国内外现状 国内外瓦斯隧道施工案例较少，特别是公路瓦斯隧道施工多采用铁路瓦斯隧道施工规范。由于松卜岭隧道地质结构复杂，且穿越煤矿采区及采空区,瓦斯浓度高、采空区范围大，同类条件的公路隧道在国内外尚没有先例。 二、主要研究内容及研究方法 主要研究内容： ① 采空区处治。 主要是单层采空区注浆和双层采空区注浆技术，难点是双层采空区只注下层，当钻到第一层采空区时候易产生掉钻和卡钻，拟采用下套管通过的办法来解决，从而摸索出一套较为成熟的采空区处治技术。 ② 瓦斯探测、监控及检测综合技术。 瓦斯监控拟采用最先进的中国煤炭科学研究院研制的KJ90新型宽带快速反应综合监控系统，监控分站采用八模八开KFD-2型大分站，在开挖掌子面、衬砌台车、洞口回风流中设置KG9701低浓度瓦斯探测器。通过以上监控设备监控正洞及横通道开挖工作面瓦斯浓度、回风流中瓦斯浓度，当洞外压入式通风机开停状态有什么异常情况及时报警或切断电源，以此来研究瓦斯探测、监控及检测综合技术。 ③ 采空区内老窑水引排治理。 ④ 揭煤防突施工。 松卜岭隧道通过煤层时，按照揭煤防突进行施工。施工中设超前探孔进行检测预测、防突，采用调节风速、湿式打眼、注水、喷雾洒水等措施防止煤尘爆炸。主要围绕如何有效的检测预测来开展研究。 ⑤ 气密性砼施工。 为防止运营后瓦斯泄露，在变形缝施工中要控制好变形缝的位置、宽度、构造型式，符合设计要求。缝内两侧平整、清洁、无渗水，缝底应先设置与嵌缝材料无粘结力的背衬材料。主要进行气密性混凝土的配制及变形缝处理技术的研究。 ⑥ 高瓦斯隧道通风方案。 坚持施工方案预控与过程监管相结合的施工原则。紧紧围绕高瓦斯隧道的施工安全主题，总体通风方案采用压入式通风。研究适用于高瓦斯隧道通风的最佳方案。 研究方法： ① 国内外相关资料调研； ② 聘请专家指导； ③ 通过实践总结提高； ④ 高瓦斯隧道施工管理及安全技术措施。
三、要达到的目标、成果形式及主要技术指标 达到的目标： 通过松卜岭隧道施工，为同类型隧道施工方法、支护参数、隧道稳定性评定提供依据。 成果形式： ① 提交本课题相关的阶段性报告、研究总报告； ② 在刊物上发表相关的学术论文； ③ 提出穿越煤层和采空区的高瓦斯隧道施工通风技术方案； ④ 高瓦斯隧道探测、监控及检测综合技术； ⑤ 其它的科技成果材料。 四、前期工作基础 项目已安装瓦斯监控设备（包括视频监视设备），为松卜岭采空区高瓦斯隧道技术研究提供图片、影像资料。 五、经费概算 人工费：720万元 检测仪器购置费：640万元 燃料及动力费：55万元 测试及化验费：218万元 市场调研费：27万元 会议及差旅费：80万元 资料费、咨询费：45万元 课题管理费：30万元 合计：1815万元 六、合作单位