隧道施工涌出瓦斯截流方法与流程

本发明涉及隧道施工领域，特别涉及一种隧道施工涌出瓦斯截流方法。

背景技术：

隧道掘进施工中经常遇到岩体内瓦斯涌出，极易造成安全事故发生，因此隧道掘进瓦斯引排是一项非常重要的工作，现有方法是隧道掘进掌子面超前探测瓦斯浓度过大需要引排时，在掌子面上施作引排孔，再由抽吸装置抽吸引排孔内涌出的瓦斯，降低掌子面区域内的瓦斯浓度，以致瓦斯浓度不影响掌子面的正常掘进，该方法虽然能够使得掌子面安全掘进，但是极大降低了掌子面掘进速度，影响工期。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的隧道掘进掌子面超前钻孔引排降低掌子面区域内的瓦斯浓度，虽然能够使得掌子面安全掘进，但是极大降低了掌子面掘进速度，影响工期的上述不足，提供一种隧道施工涌出瓦斯截流方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种隧道施工涌出瓦斯截流方法，包括以下步骤：

a、隧道掘进掌子面超前探测瓦斯浓度；

b、根据步骤a中的瓦斯浓度实时值指导隧道施工，直到掌子面超前瓦斯浓度危害掌子面的正常掘进工作；

c、在掌子面后方5m-40m的隧道两侧壁上分别设置若干个引排孔，每个所述引排孔沿隧道掘进方向延伸至掌子面超前的岩体内，且所有所述引排孔的终点沿隧道周缘设置，所有所述引排孔的起点连通抽吸装置；

d、所述抽吸装置负压抽采掌子面区域岩体内的瓦斯。

其中，掌子面区域岩体包括掌子面处周围的岩体、掌子面后方5m-40m已经挖掘成型的隧道周围的岩体以及掌子面超前待挖掘的岩体。需要说明的是，上述引排孔的起点和终点分别是指由隧道侧壁向掌子面超前的岩体钻孔形成的引排孔的起点和终点，该起点位于隧道侧壁上，该终点位于掌子面超前的岩体内。

采用本发明所述的隧道施工涌出瓦斯截流方法，由掌子面后方隧道两侧壁上设置若干个瓦斯涌出引排的所述引排孔，并由所述抽吸装置负压抽采所有所述引排孔中涌出的瓦斯，由于所述引排孔延伸入掌子面超前的岩体内，掌子面区域岩体内瓦斯相互连通且具有流动性，因此隧道两侧壁抽吸瓦斯不但能够抽吸将掌子面侧面的瓦斯，还能抽吸掌子面前面的瓦斯，提前截流会涌出的瓦斯，且所有所述引排孔的终点包络于待掘进隧道轮廓周缘，对隧道上下左右均能形成保护良好抽吸，即能够有效抽吸整个掌子面区域内的瓦斯，防止瓦斯异常涌出，造成安全事故，抽吸的所有所述引排孔均不位于掌子面上，不影响掌子面的正常掘进。

优选地，所述步骤c中，隧道两侧壁上分别挖掘设置矮洞，隧道每个侧壁上的若干个所述引排孔位于对应的所述矮洞内。

采用这种结构设置，便于在所述矮洞内设置对应的所述引排孔和所述抽吸装置，不影响隧道内的施工以及交通运输。

优选地，每个所述矮洞为长方体空腔结构。

优选地，每个所述矮洞长宽高尺寸为5m×4m×4m。

优选地，隧道两侧壁上的两个所述矮洞的位置沿隧道方向交错设置。

采用这种结构设置，避免设置所述矮洞的隧道断面应力集中。

优选地，两个所述矮洞沿隧道方向的间距为10m-30m。

优选地，隧道掘进过程中，每隔100m-150m在掌子面后的隧道两侧壁上交错设置两个所述矮洞。

优选地，所述步骤a中，掌子面超前探测瓦斯浓度采用物探和钻探相结合的方式。

优选地，所述物探采用tsp203系统，用于探测掌子面前方60m-120m范围内的断层破碎带、富水带、不同岩层接触带等不良地质体的界面位置。

优选地，所述钻探采用3-5个超前钻孔，所有所述超前钻孔的长度均大于两个所述矮洞的间距，测定钻孔的瓦斯浓度、瓦斯涌出流量并记录瓦斯动力现象(喷孔、丁钻、夹钻)发生情况。

优选地，所有所述超前钻孔的长度均大于两个所述矮洞的间距10m以上。

优选地，随着隧道的掘进，所述钻探的所述超前钻孔作为若干个所述引排孔中的一部分继续使用。

优选地，所述隧道设有至少一个斜井。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、运用本发明所述的隧道施工涌出瓦斯截流方法，由掌子面后方隧道两侧壁上设置若干个瓦斯涌出引排的所述引排孔，并由所述抽吸装置负压抽采所有所述引排孔中涌出的瓦斯，由于所述引排孔延伸入掌子面超前的岩体内，掌子面区域岩体内瓦斯相互连通且具有流动性，因此隧道两侧壁抽吸瓦斯不但能够抽吸将掌子面侧面的瓦斯，还能抽吸掌子面前面的瓦斯，提前截流会涌出的瓦斯，且所有所述引排孔的终点包络于待掘进隧道轮廓周缘，对隧道上下左右均能形成保护良好抽吸，即能够有效抽吸整个掌子面区域内的瓦斯，防止瓦斯异常涌出，造成安全事故，抽吸的所有所述引排孔均不位于掌子面上，不影响掌子面的正常掘进；

2、运用本发明所述的隧道施工涌出瓦斯截流方法，隧道两侧壁上分别挖掘设置矮洞，隧道每个侧壁上的若干个所述引排孔位于对应的所述矮洞内，采用这种结构设置，便于在所述矮洞内设置对应的所述引排孔和所述抽吸装置，不影响隧道内的施工以及交通运输；

3、运用本发明所述的隧道施工涌出瓦斯截流方法，隧道两侧壁上的两个所述矮洞的位置沿隧道方向交错设置，采用这种结构设置，避免设置所述矮洞的隧道断面应力集中。

附图说明

图1为本发明所述的隧道施工涌出瓦斯截流方法的流程示意图；

图2为隧道两侧所述矮洞位置示意图；

图3为图2中隧道断面图。

图中标记：1-引排孔，11-起点，12-终点，2-矮洞。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

如图1-3所示，本发明所述的一种隧道施工涌出瓦斯截流方法，包括以下步骤：

a、隧道掘进掌子面超前探测瓦斯浓度；

b、根据步骤a中的瓦斯浓度实时值指导隧道施工，直到掌子面超前瓦斯浓度危害掌子面的正常掘进工作；

c、在掌子面后方10m的隧道两侧壁上分别设置16个直径108mm的引排孔1，每个所述引排孔1沿隧道掘进方向延伸至掌子面超前的岩体内，且所有所述引排孔1的终点12沿隧道周缘设置，所有所述引排孔1的起点11连通抽吸装置；

d、所述抽吸装置负压抽采掌子面区域岩体内的瓦斯。

作为本实施例的一个优选方案，如图2-3所示，所述步骤c中，隧道两侧壁上分别挖掘设置矮洞2，隧道每个侧壁上的每个所述引排孔1的起点11位于对应的所述矮洞2内，每个所述引排孔1的终点12位于掌子面超前50m的岩体内，所有所述终点12沿隧道轮廓周缘均匀分布设置，采用这种结构设置，便于在所述矮洞2内设置对应的所述引排孔1和所述抽吸装置，不影响隧道内的施工以及交通运输。每个所述矮洞2为长宽高尺寸为5m×4m×4m的长方体空腔结构。隧道两侧壁上的两个所述矮洞2的位置沿隧道方向交错设置，采用这种结构设置，避免设置所述矮洞2的隧道断面应力集中。两个所述矮洞2沿隧道方向的间距为30m。隧道掘进过程中，每隔125m在掌子面后的隧道两侧壁上交错设置两个所述矮洞2。

作为本实施例的一个优选方案，所述步骤a中，掌子面超前探测瓦斯浓度采用物探和钻探相结合的方式。所述物探采用tsp203系统，用于探测掌子面前方100m范围内的断层破碎带、富水带、不同岩层接触带等不良地质体的界面位置。所述钻探采用3-5个直径108mm、深度50m的超前钻孔，测定钻孔的瓦斯浓度、瓦斯涌出流量并记录瓦斯动力现象(喷孔、丁钻、夹钻)发生情况。随着隧道的掘进，所述钻探的所述超前钻孔作为若干个所述引排孔1中的一部分继续使用。所述隧道设有至少一个斜井。

运用本发明所述的隧道施工涌出瓦斯截流方法，由掌子面后方隧道两侧壁上设置若干个瓦斯涌出引排的所述引排孔1，并由所述抽吸装置负压抽采所有所述引排孔1中涌出的瓦斯，由于所述引排孔1延伸入掌子面超前的岩体内，掌子面区域岩体内瓦斯相互连通且具有流动性，因此隧道两侧壁抽吸瓦斯不但能够抽吸将掌子面侧面的瓦斯，还能抽吸掌子面前面的瓦斯，提前截流会涌出的瓦斯，且所有所述引排孔1的终点12包络于待掘进隧道轮廓周缘，对隧道上下左右均能形成保护良好抽吸，即能够有效抽吸整个掌子面区域内的瓦斯，防止瓦斯异常涌出，造成安全事故，抽吸的所有所述引排孔1均不位于掌子面上，不影响掌子面的正常掘进。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。