瓦斯隧道综合防治技术及管理工程概况简介

1)地质情况

欧家湾隧道位于云贵高原北部扬子准地台滇东台褶带。 隧区属低、中山侵蚀地貌,地形连绵起伏,陡峻,沟壑、谷溪纵横,隧区海拔900 ~1 350 m,相对高差150 ~450 m。 自然斜坡一般为10° ~60°,局部陡峻,坡度达70° ~80°。 基岩出露状况一般,地表植被较发育,多为林地、灌木林、旱地。 洞顶村庄零星分布,隧道进口上方、出口下方及洞身附近有公路经过,路宽一般为3 ~4 m,路况较差,交通条件一般。

隧区地质构造复杂。 断裂、褶曲均比较发育,地层岩体破碎,以东西向构造为主。 隧道在区域上位于洋井向斜南东翼与高寨坡江西湾背斜北西翼之间,总体为一单斜构造,隧区内岩层产状为:N40 ~60°E/20 ~35°NW。

岩层代表性产状为:N40°E/26°NW,N50°E/32°NW,N55°E/35°NW。 次一级断裂、褶曲一般发育。

根据《新建铁路隆昌至黄桶线叙永至毕节段工程场地地震安全性评价报告》,隧区地震动峰值加速度为0.1 g,地震动反应谱特征周期为0.35 s。

地勘调研发现在欧家湾隧道附近有小煤矿,具体小煤矿遗留的采空区对隧道的影响范围须通过前探钻孔进行确认。 实际施工过程中需防止采空区中有害气体泄出、突水、突泥及塌顶陷底等灾害,对隧道施工人员、隧道工程构成极大威胁。 因此,在施工过程中要加强物探对采空区的探测工作,若探出采空区则及时补充钻探核实采空区位置和大小。

2)施工现状

欧家湾隧道全长1 895 m,最大埋深326 m,进口里程为D2K213 +320,出口里程为D2K215 +215,单线隧道,从进口工区独头掘进。 隧道为高瓦斯隧道。

D2K213 +580 ~D2K214 +020 设计围岩级别为Ⅴ级,衬砌类型为Ⅴcw(参考图号:叙毕隧工通01-12),加宽0,台阶法施工。 初期支护参数为:全环四肢格栅钢架,间距0.8 m/榀;钢筋网采用φ8 钢筋,间距20 ×20 cm;拱部设φ42 超前小导管,环向间距0.4 m,每2.4 m 一环,每环26 根,3.5 m/根;拱部设φ22 组合中空锚杆,每延米10.5 根,3 m/根;边墙设φ22 砂浆锚杆,每延米11 根,3 m/根;在拱架节点处设锁脚锚杆,每榀8 根,4 m/根;初支厚度采用C25 喷射混凝土,厚25 cm;衬砌厚度采用C35 混凝土,厚45 cm。

3)煤层情况

欧家湾隧道可能穿越煤层及瓦斯含量:根据欧家湾隧道设计报告,该隧道线路穿过二叠系煤系地层,该地层煤层层数较多,有7 ~10 层,厚薄不一,其可采煤层为两层,均位于龙潭组上部,隧道布置勘探探孔3 个,揭煤钻孔记录见表14.14,其中一号探孔揭示两层煤,第一层在深140.7 ~141.2 m,厚度约为0.5 m(C1 煤层);第二层在深141.88 ~143.18 m,深度约为1.3 m(C1 煤层);二号探孔揭示两层煤,第一层在深146.9 ~148.2 m,厚度1.3 m(C1 煤层);第二层在深227~227.5 m,厚度0.5 m(C2 煤层);三号孔揭示两层煤,第一层在深132.7~135 m,厚度2.3 m(C1 煤层);第二层在深135.6 ~135.9 m,厚度0.3 m(C1 煤层),第三层在深137.6 ~139 m,厚度约1.4 m(C1 煤层)。 深孔揭露煤层瓦斯参数统计见表14.15。(www.xing528.com)

表14.14　揭煤钻孔记录表

表14.15　深孔揭露煤层瓦斯参数统计表

根据收集的附近煤矿资料,可采煤层瓦斯绝对涌出量＞0.5 m3/min。 计算隧道瓦斯绝对涌出量所需各煤层参数见表14.16。

表14.16　计算隧道瓦斯绝对涌出量所需各煤层参数表

煤尘有爆炸性危险、煤的自燃倾向性为二类(自燃)。

4)煤与隧道的位置关系

根据设计断面图显示,煤层与隧身斜交。 施工掘进穿过煤层过程中,煤层从隧底先入隧道,再是下台阶,最后是拱顶。 这种揭煤方式属于反向揭煤。 隧道掘进过程中,穿过C1 煤层的预计起始里程为D2K213 +670 ~D2K213 +694(实际里程以现场钻探推测里程为准),揭煤段长度24 m,煤层距洞口350 m;穿过C2 煤层的预计起始里程为D2K213 +876 ~D2K213 +893(实际里程以现场钻探推测里程为准),揭煤段长度17 m,煤层距洞口556 m。 C1 和C2煤层倾角约为158°。