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公路隧道 2011年第 3期(总第75期) 刘家排隧道瓦斯地段设计对策 易震宇 陈骅伟 (湖南省交通规划勘察设计院 长沙 410011) 摘 要 刘家排隧道施工中出现了瓦斯等有害气体，针对这一地质情况设计部门及时地调整了衬砌设计方案，并 制定了详细的施工措施，保证了隧道建设安全。本文主要介绍了瓦斯区域隧道衬砌的设计考虑及相关的预案研究 结果，可供同行参考。 关键词 公路隧道 瓦斯 对策 湖南省娄底至新化高速公路第九合同段刘家排 度测定，进行数学回归分析得出了掌子面附近空间 隧道，为分离式双向4车道山岭公路隧道。左洞起 瓦斯随不同高度分布的规律，结合施工单位对出现 讫里程为 ZK83+012~ZK84+245，长 1233m，最大 气体异常涌出后半个多月的现场 日常瓦斯浓度检测 埋深约 136m；右洞起讫里程为 K83+010～K84+ ·数据，分析计算隧道绝对瓦斯涌出量为 0．91m。／ 240，长 1230m，最大埋深约 136m，距离含煤地层 lm min，依据 《铁路瓦斯隧道技术规范》4．1．3规定 “绝 以上，原设计未考虑瓦斯衬砌。施工期 间，左洞 对瓦斯涌出量大于或等于0．5m。／min时，为高瓦 ZK83+870刚出完渣，掌子面右侧拱部突然出现一 斯工区。”，因此刘家排隧道左洞定性为高瓦斯隧道； 股不明气体。经检测，确定该不明气体为瓦斯。瓦 由于有相类似的瓦斯地质条件，右洞可比照左洞处 斯是隧道 内有害气体的总称，其成分比较复杂，主要 理，刘家排隧道级别鉴定为高瓦斯隧道。 为甲烷 (CH4，俗称沼气)，占8O ～90 ，另外还含 2 瓦斯隧道设计指导思想 有其它的烃类以及 CO和稀有气体。沼气无色、无 味、无毒，难溶于水，比空气轻，遇火即燃烧或爆炸。 根据 《铁路瓦斯隧道技术规范》，将瓦斯隧道分 类为：非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突 1 刘家排隧道瓦斯来源分析及瓦斯 出工区4类。本隧道低瓦斯工区、高瓦斯工区按绝 级别确定 对瓦斯涌出量进行判定，当全工区的瓦斯涌出量小 1．1 瓦斯来源分析 于0．5m3／min时，为低瓦斯工区；大于等于 0．5m。／ 刘家排隧道地质主要为泥盆系上统( )灰岩、泥 rain时，为高瓦斯工区；当瓦斯隧道只要有一处有突 质灰岩、炭质泥岩互层，夹炭质泥岩、页岩、粉砂岩和 出危险，该处所在的工区即为瓦斯突出工区。 方解石脉；黑色、灰黑、灰褐色，灰岩中厚层状，泥质灰 瓦斯隧道衬砌设计分为：瓦斯地段衬砌、一般地 岩薄层状，主要分布于洞身及出口端；泥质灰岩、粉砂 段衬砌。一般地段衬砌设计见 《湖南省娄底至新化 岩、炭(钙)质泥岩、炭质页岩、灰岩互层，灰褐、灰黄 公路第9合同段隧道施工图设计文件》，瓦斯地段考 色，薄～中厚层状，主要分布于进口端附近。 虑瓦斯压力，隧道衬砌结构予以加强；为隔绝瓦斯， 刘家排隧道左洞涌出的瓦斯主要是由化溪井 田 防止运营过程 中瓦斯逸人隧道 ，瓦斯地段采用全封 内发育的F8断层导通井田内煤系地层瓦斯和沟通隧 闭衬砌，初期支护喷混凝土采用 C20气密喷混凝 道区内背斜构造综合所致。刘家排隧道邻近化溪煤 土，二次衬砌采用 C35气密混凝土，均掺加XTX一9 矿始突深度为+46m，而本隧道标高为+220．42m～