公路瓦斯隧道安全施工工艺标准文档格式.docx
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爆破、电工、瓦斯检测等特种作业人员必须持证上岗。
组织施工技术人员、操作人员学习瓦斯方面知识,由项目总工程师、现场施工负责人组织安全、技术员进行二级交底,由安全、技术员向工人进行三级交底,由安全负责人组织应急预案演练。
3.2机具准备
3.2.1地质超前预报设备:
地质雷达。
3.2.2钻孔设备:
风动凿岩机、水平钻机。
3.2.3出渣运输设备(防爆型):
装渣机、电瓶车、梭式矿车、内燃机车(有轨运输);
挖掘机、装载机、自卸汽车(无轨运输)。
3.2.4供风、供水、照明设备:
防爆型轴流风机二套、阻燃型防静电通风管、抽水机、高压水箱、发电机、变压器、防爆灯、
3.2.5瓦斯检测设备:
瓦斯检测仪器、瓦斯自动检测报警断电装置。
3.3材料准备
3.3.1建筑原材料:
钢材、水泥、砂石料、外加剂等。
3.3.2爆破材料:
煤矿安全炸药和煤矿许用雷管。
3.3.3防水材料:
按设计要求准备。
3.4作业条件
3.4.1通过地质勘察、物探、钻探及坑探等手段,查明隧道煤层分布、瓦斯情况和影响瓦斯赋存的地质条件;
各煤层特征、瓦斯成分、瓦斯涌出量预测和煤尘预测;
做出本隧道煤与瓦斯突出危险性的评述。
3.4.2配备专职工程地质技术人员,做好煤层对比、控制见煤距离,配合开展施工中的瓦斯突出日常预测工作;
并根据揭煤的实际情况,重新验证煤与瓦斯的突出危险性。
3.4.3建立可靠的通风系统,选择合理的通风方式,保持良好的通风状态,提供足够的风量;
依靠通风系统,将瓦斯稀释至安全浓度范围之内。
3.4.4建立和配备一套瓦斯检测仪表和控制装备,随时掌握瓦斯涌出变化和分布的动态,出现问题,及时处理。
3.4.5瓦斯工区采用的各类机电设备、器材均采用防爆型。
3.4.6制定瓦斯突发事件的预警措施方案,标牌设置在工地醒目处。
3.4.7高瓦斯作业区设置二套供电电源。
4施工操作工艺
4.1工艺流程(图4.1)
4.2操作步骤及方法
瓦斯隧道工区分为非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出工区共4类。
低瓦斯工区和高瓦斯工区可按绝对瓦斯涌出量进行判定。
当全工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min时,为低瓦斯工区;
大于或等于0.5m3/min,为高瓦斯工区。
瓦斯隧道只要有一处有突出危险,该处所在的工区即为瓦斯突出工区。
在非瓦斯工区及低瓦斯工区,仍可按照一般隧道的施工方法进行开挖、支护衬砌等作业,但要定时检测,加强通风,严格操作和安全规定;
在有煤层和高瓦斯、瓦斯突出的区段的施工作业则应按照专门设计进行施工。
4.2.1超前钻孔探测
超前探孔施工应符合下列规定:
1)接近突出煤层前,应在距设计煤层位置15~20m(垂距)处的开挖工作面打超前探孔1个,初探煤层位置。
2)在距初探煤层位置10m(垂距)处的开挖工作面上打3个超前探孔,并取岩(煤)芯,分别探测开挖工作面前方上部及左右部位煤层位置。
3)按各孔见煤、出煤点计算煤层厚度、倾角、走向及与隧道的关系,并分析煤层顶、底板岩性。
4)掌握并收集探孔施工过程中的瓦斯动力现象。
5)各探孔施工应满足下列条件:
(1)每个探孔应穿透煤层并进入顶(底)板不小于0.5m。
(2)正式探测孔应取完整的岩(煤)芯,进入煤层后宜用干钻取样。
(3)各探孔直径不宜小于76mm。
(4)钻孔过程中应观察孔内排出的浆液、煤屑变化情况,并做好记录。
4.2.2上半断面瓦斯排放
采用钻孔排放作为防突的主要手段,钻孔排放瓦斯应按下列要求进行:
1)钻孔排放应先进行设计。
设计内容应包括:
煤层赋存状况、煤层参数、预测时的各项指标、排放范围、钻孔排放半径、排放时间、排放孔个数。
每孔长度和角度。
排放孔施工及排放期间的安全措施等。
2)排放时间、排放半径及排放孔个数,应根据排放范围及隧道总工期综合分析确定,其排放范围及排放孔角度可参照表4.2.2取值。
表4.2.2钻孔排放参数值
排放范围(m)
排放半径(m)
排放时间(d)
排放孔角(0)
左
右
上
下
水平角
仰角
倾角
≥5
≥5~7
≥3
0.3~1.0
15~30
0~90
0~45
0~20
3)钻孔排放位置应设在距煤层垂距不小于3m的开挖工作面上,施钻时各孔应穿透煤层,并进入顶(底)板岩层不小于0.5m。
4)钻孔排放布孔时,在煤层厚度1/2处的孔距不应大于2倍排放半径,一般孔底间距不大于2m,并以此计算各孔的角度和长度。
5)当煤层倾角小、煤层厚、一次排放钻孔过长、俯角过大时,可采用分段分部多次排放,但首次排放钻孔的穿煤深度不得小于1.0m。
6)排放孔施工前应加强排放工作面及已开挖段的支护,防止坍塌造成突出。
7)排放孔施工必须严格按设计施钻,钻孔过程中应有专人检查其角度和长度。
8)排放孔施工过程中应注意观察各种异常情况及动力现象,当某孔施工中动力现象严重,可暂停该孔施工,待其他孔施工完后再补钻该孔。
9)每钻完一个孔应检测该孔瓦斯浓度,以后每天进行两次,掌握排放效果和修正排放时间。
4.2.3超前支护
为防止煤层坍塌、岩体变形,结合防突需要,经过瓦斯排放,应及时按设计要求进行超前支护,加固岩体并封闭煤层裂痕,减少瓦斯溢出。
4.2.4上半断面开挖
开挖前,应检验工作面前方10m的上中下左右部位的瓦斯突出危险性。
每次进尺0.6~0.8m,预留变形量为15cm,防止大变形。
采用以下方式进行弱爆破:
周边眼不装药;
加密炮眼,减少单孔装药量;
煤层在导坑上部时,只打岩石眼,在煤层中不打眼、不装药;
采用矿用安全炸药及五段电雷管。
1)钻孔
瓦斯工区钻孔作业应符合下列规定:
(1)开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度必须小于1%,二氧化碳浓度小于1.5%。
(2)必须采用湿式钻孔。
(3)炮眼深度不应小于0.6m。
2)装药
瓦斯工区采用电雷管起爆时,严禁反向装药。
采用正向连续装药结构时,雷管以外不得装药卷。
在岩层内爆破,炮眼深度不足0.9m时,装药长度不得大于炮眼深度的1/2;
炮眼深度为0.9m以上时,装药长度不得大于炮眼深度的2/3。
在煤层中爆破,装药长度不得大于炮眼深度的1/2。
所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵。
炮泥应用水炮泥或黏土炮泥。
水炮泥外剩余的炮眼部分应用黏土炮泥填满封实。
严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮泥。
3)连线、爆破
爆破网路和连线,必须符合下列要求:
(1)必须采用串联连接方式。
线路所有连结接头应相互扭紧,明线部分应包覆绝缘层并悬空。
(2)母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧,若必须在同一侧时,母线必须挂在电缆下方,并应保持0.3m以上间距。
(3)母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆,并随用随挂,严禁将其固定。
母线的长度必须大于规定的爆破安全距离。
(4)必须采用绝缘母线单回路爆破。
(5)严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。
瓦斯工区必须采用电力起爆,并使用煤矿许用电雷管,严禁使用秒或半秒级电雷管。
使用煤矿许用毫秒延期电雷管时,最后一段的延期时间不得大于130ms。
4)出渣运输
采用防爆装渣机装渣,有轨运输,防爆电瓶车牵引,矿车出渣,或采用装载机配合自卸汽车进行,无轨运输。
4.2.5上半断面初期支护
上半断面开挖后,应按设计要求及时进行初期支护,并做好监控量测。
初期支护应紧跟工作面,及时封闭岩面,防止瓦斯向隧道泄露,有利于施工安全,但由于放炮距离近,使拱部受到扰动。
由于煤系地层岩石松软,强度低,凿眼容易,故只要多用风枪,及时凿眼放炮,在支护2h内大多能做到打眼放炮完成,此时混凝土尚未初凝,不致使混凝土质量受到影响。
初期支护要求平整、光滑,不能有造成瓦斯聚集的死角。
4.2.6下半断面瓦斯排放、开挖与支护
下部台阶瓦斯排放应采取下列措施:
1)可在上部台阶底部打俯角孔排放。
2)孔距与排距宜为1.0m。
3)每排排放钻孔连线应与煤层走向平行。
其余要求与上半断面施工的要求相同。
4.2.7施作防水层与二次衬砌
初期支护完成后,应按设计及时铺设防水层,施作二衬混凝土。
瓦斯地段的二衬混凝土一般采用气密性混凝土,全封闭复合式衬砌。
气密性混凝土分初次衬砌和二次衬砌两次进行,在两层混凝土之间设置一道高密度的HDPE板作为瓦斯隔离层,以防止瓦斯泄漏,保证隧道运营安全。
掺气密剂的混凝土施工应符合下列要求:
1)按设计强度要求的混凝土配合比通过试验确定。
2)原材料应按以上配合比进行称量,水的允许偏差为±
1%,水泥及气密剂的允许偏差为±
1%,砂石允许偏差为±
2%。
3)原材料应按采用强制式搅拌机搅拌,不得采用人工拌和;
水泥、气密剂及砂应先干拌1~1.5min,达到颜色均匀后,再加入石子及水搅拌1.5~2.0min,形成均匀的拌和物。
4)混凝土拌和物从搅拌机卸出至灌注完毕所需时间宜为40~60min。
5)应采用机械振捣,不得用人工振捣。
6)连续养护时间不得少于14d,并应避免在50C以下施工。
4.2.8施工通风
低瓦斯工区的施工通风方式应采用压入式,也可采用巷道式。
高瓦斯工区和瓦斯突出工区,施工通风方式宜采用巷道式。
瓦斯隧道在施工期间,应实施连续通风,各开挖工作面必须采用独立通风,严禁任何两个工作面之间串联通风。
瓦斯隧道需要的风量,必须按照爆破排烟、同时工作的最多人数以及瓦斯绝对涌出量分别计算,并按允许风速进行检验,且每人每分钟不得少于4m3,采用其中的最大值。
按瓦斯绝对涌出量计算风量时,对于低瓦斯工区,应将洞内各处的瓦斯浓度稀释到0.5%以下;
对于高瓦斯工区和瓦斯突出工区,其长度较大的独头坑道,应将开挖工作面风流中的瓦斯浓度稀释到0.5%以下;
平行导坑仅作巷道式通风的回风道时,其瓦斯浓度应小于0.75%。
瓦斯隧道应采用抗静电、阻燃的风管。
风管口到开挖面的距离应小于5m,风管百米漏风率不应大于2%。
防止瓦斯积聚的风速不宜小于1m/s。
瓦斯隧道施工中,对瓦斯易于积聚的空间和衬砌模板台车附近区域,应采用空气引射器、气动风机等设备,实施局部通风的方法,消除瓦斯积聚。
4.2..9瓦斯检测
采用人工巡检和瓦斯遥测仪连续自动监测相结合的方式,两种方式相互印证。
1)人工巡检
配备专职瓦斯检查
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