內(nèi)昆鐵路昭通至梅花山段的朱嘎隧道全長5194m，國家1級電化單線鐵路隧道。位于貴州省威寧縣境內(nèi)，云貴高原之中，山構(gòu)造侵蝕，溶蝕地型地貌。最高海拔2546.8m，最大埋深370m。

我集團公司擔(dān)負(fù)進口正洞2597m和平導(dǎo)長2462m的施工任務(wù)，設(shè)有十個橫通道。洞身在DK444+140～KD444+210段露出P_Ⅱ（梁山組）煤系地層，共計6層煤，最大埋深335m，瓦斯壓力為1.34～1.7MPa，厚度為0.2～2.1m，含量為11.5～12.7m³/t。從煤層埋深、地質(zhì)構(gòu)造、瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)指標(biāo)綜合分析，煤與瓦斯有突出危險，區(qū)內(nèi)煤塵均有爆炸危險。

1、 施工方案的選擇

按照隧道的圍巖類別、瓦斯的含量、壓力、機械設(shè)備及施工的安全要求，朱嘎隧道采用平導(dǎo)先揭煤，然后利用平導(dǎo)層位來控制正洞的揭煤位置。即平導(dǎo)施工至DK444+165時（設(shè)計煤層里程為DK444+195，實際提前了55m進入煤層），開始長探短掘接近煤層，正洞掘進至4#橫通道向前即進入第2層的探煤、測壓、排放瓦斯等系列工作，同時做正洞揭第1層煤的準(zhǔn)備工作，距正洞第1分層10m時，采取正臺階法作業(yè)，距正洞第1分層10m時，采取正臺階法作業(yè)，進行揭煤。

　 2揭煤方案的設(shè)計

2.1揭煤施工的原則是“勤檢驗，短掘進，弱爆破，強支護，快噴錨”揭煤防突出施工程序圖見圖1。





圖1 揭煤防突出施工程序圖

2.2 超前探測揭煤

由于我們較早地采用地質(zhì)預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)TSP202對地質(zhì)進行超前擦測，發(fā)現(xiàn)有可能煤層比設(shè)計提前出現(xiàn)，因此當(dāng)平導(dǎo)施工至DK444+110發(fā)現(xiàn)返水夾帶煤粉，風(fēng)流中瓦斯含量變化異常，揭煤領(lǐng)導(dǎo)小組緊急決定提前進入揭煤施工。用TUX－75A型液壓鉆機于掌子面打不小于15m的地質(zhì)超前探孔，中線位置頂部打一個，兩幫中部各打一個，每組3個。規(guī)格為?75mm，每掘進5m進入煤層，由于超前探測，隧道施工仍順利地通過了煤層。

2.3 控制煤層的產(chǎn)狀及瓦斯壓力的鉆孔布置

掘進工作面距煤層垂距10m處，打3個穿透煤層全厚并進入頂?shù)装鍘r層不小于0.5m的超前鉆孔，以探明煤層貯存情況，并詳細記錄巖芯資料。掘進工作面距煤層5m時，打2個穿透煤層的預(yù)測孔，見煤后改用電煤鉆（鉆頭?75mm）打穿煤層，收集全部鉆屑，按照煤炭工業(yè)部《防治煤與瓦斯突出細則》規(guī)定檢測有關(guān)指標(biāo)，結(jié)合鐵道部《鐵路瓦斯隧道技術(shù)暫行規(guī)定》判斷其突出危險性。如實鉆煤層較厚則每進1m考察1次，煤層較薄時每穿透1個分層即拔出鉆頭考察1次，必須按規(guī)定在2min內(nèi)做完，如指標(biāo)中有1項達到或超過表1中數(shù)據(jù)，則視為有突出危險性煤層，在揭煤前需要打瓦斯截排鉆孔。預(yù)測煤層瓦斯突出危險性指標(biāo)臨界值見表1。

預(yù)測煤層瓦斯突出危險性指標(biāo)臨界值 表1



見表

2.4 瓦斯排放

鉆孔排放不象負(fù)壓抽放那樣造成周圍瓦斯的壓力、濃度局部驟然變化，且抽放要進行管路鋪設(shè)、洞外抽放站建設(shè)和儀表的安裝，費工、費時且管理難度大。所以朱嘎隧道采用既經(jīng)濟又簡單的鉆孔排放。該隧道煤層產(chǎn)狀近90°，且地質(zhì)條件差，所以預(yù)留5m的安全巖拄。排放孔參數(shù)為：



圖2 控制產(chǎn)狀靠查瓦斯及測壓圖（單位：m）

排放孔直徑為?108mm，要求穿過煤層頂板不小于0.5m，單孔排放半徑為1m，排放范圍頂部不少于7m，兩幫不少于6m，底部不少于3m，排放完成后進行瓦斯排效果檢驗，如有1項指標(biāo)不能滿足要求，則需要采取強制性措施－負(fù)壓抽放或水力沖孔，直到效果檢驗合格為止。

2.5 爆破作業(yè)

本隧道瓦斯最小壓力為1.34MPa，根據(jù)地質(zhì)條件，結(jié)合瓦斯壓力含量等因素，為防止隧道坍塌，煤與瓦斯突出，決定采用低爆破力震動炮爆破的方式。采用正向連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，大并聯(lián)電力起爆，使用專用放炮母線，且爆破網(wǎng)絡(luò)總電流大于起爆電流的2倍以上，炮眼的煤層段不裝藥。使用合格的煤礦安全炸藥和安全電雷管，毫秒延期電雷管最后一段不超過130ms。

2.6 支護

根據(jù)煤層的地質(zhì)和放震動炮震動大以及隧道雨季最大涌水量Q＝75566m³/d的特點。揭煤時支護分為三步進行。一是及時施作金屬骨架法防突出；二是管棚防坍塌；三是向巖體壓注水泥－水玻璃雙液漿加固巖體或封閉煤層裂隙法防水。具體做法：

相間施作超前注漿錨桿及外層漿錨桿，前者采用WTD25中空注漿錨桿，外垂角30°，長5m，每2m一循環(huán)。后者采用G38N自進式錨桿，外插角2°，長5m，每4m一循環(huán)。采用水泥一水玻璃雙液漿向巖體及封閉煤層裂隙注漿，水灰比1：1，C：S＝1：0.6，水玻璃模數(shù)m＝2.4～3.4，玻鎂度Be＝35°。金屬骨架采用12.6號工字鋼，每延米1榀。

2.7 通風(fēng)設(shè)計

（1） 在通風(fēng)計算中分別按照a.洞內(nèi)允許的最小風(fēng)速計算；b.爆破因素計算；c.洞內(nèi)同時工作的最大人數(shù)計算；d.瓦斯涌出量計算。并對其進行阻力計算得出風(fēng)機的最大壓力，取各計算方法所得結(jié)果的最大值為：正洞風(fēng)量1008m³/mig，平導(dǎo)風(fēng)量861m³/min，總風(fēng)量為1869m³/min。風(fēng)壓為3320pa。

（2） 風(fēng)機的選擇

考慮到施工干擾與備用風(fēng)機的和管理使用等方面的因素，正洞安裝1000m m³/min壓入式風(fēng)機供風(fēng)，3#橫通道安裝2000 m³/min向正洞小導(dǎo)坑和平導(dǎo)供風(fēng)。風(fēng)壓為4800pa，均為防爆型風(fēng)機。

（3） 風(fēng)管的選擇

風(fēng)管一律選用?1200mm防爆型阻燃軟質(zhì)風(fēng)管。三通風(fēng)管采用0.75mm的鍍鋅鐵皮彎制焊接而成。通風(fēng)系統(tǒng)圖如3。





圖3 通風(fēng)系統(tǒng)布置圖

2、 重點工序的安全措施

3.1 打截排鉆的安全技術(shù)措施

若有突出危險，需要進行瓦斯排放時，用液壓鉆機打?108mm的鉆孔，機身要支撐牢固，距離工作面一般不大于1.5m。各種設(shè)備必須完好達標(biāo)，每次開鉆前瓦檢員必須嚴(yán)格認(rèn)真檢查工作畫和回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，如瓦斯?jié)舛群砍瑯?biāo)或有瓦斯噴孔現(xiàn)象時，不能拔出鉆桿，立即停電撤人，等噴孔完畢，瓦斯含量降到安全施工條件時方可復(fù)鉆。

3.2 刷斜面的安全技術(shù)措施

經(jīng)檢驗瓦斯三項指標(biāo)均合格后開始刷斜面工作。打炮眼前，先用風(fēng)鉆釬子在隧洞頂部和中間各打1個打探眼，方向盡量與巖層面垂直，眼深3m。進一步探明離煤層距離，然后在保證2m巖柱的情況下刷出斜面。刷斜面采取打淺眼、少裝藥、放小炮往前推進。

3.3 鉆炮眼的安全技術(shù)措施

在有突出危險的煤層中作業(yè)，鉆炮眼是非常危險的工序，一旦排放不到位，在鉆眼中很容易引起煤與瓦斯突出。因此，施工時技術(shù)員必須親臨現(xiàn)場。按照爆破圖表的炮眼位置、角度、深度等進行打眼。工作面不得超過2臺風(fēng)鉆，作業(yè)時瓦檢員經(jīng)常檢查瓦斯?jié)舛?，如發(fā)現(xiàn)鉆孔中返水、夾帶煤粉、卡鉆等異常情況應(yīng)立即組織人員撤到安全地帶，及時向揭煤領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室匯報，待研究措施后進行處理。

3.4 裝配引藥、放炮的安全技術(shù)措施

專職放炮員領(lǐng)用炸藥雷管后，按照爆破規(guī)程在無電器設(shè)備的安全洞室內(nèi)制做引藥。周圍不準(zhǔn)有其他人員。放炮前停掉回風(fēng)洞內(nèi)一切電源，撤離人員，局扇正常通風(fēng)，采用進風(fēng)側(cè)500m的避難洞室中遠距離放炮，放炮地點配備自救器，風(fēng)門要關(guān)好。炮響后約30min，救護隊員、瓦檢員、安全員帶好自救器，邊走邊檢查瓦斯，根據(jù)檢查結(jié)果，確定恢復(fù)送電、通風(fēng)、排除瓦斯等具體工作。

4． 安全管理措施

4.1 準(zhǔn)備充分，組織周密。在隧道施工上場之初就組成了由指揮長、總工程師、外聘專家、集團公司專家組成的揭煤施工領(lǐng)導(dǎo)小組。由指揮部組織有關(guān)人員參照鐵道部《鐵路瓦斯隧道技術(shù)管理暫行規(guī)定》、煤炭部《防治煤與瓦斯突出細則》《煤礦安全規(guī)程》，煤炭部《防治煤與瓦斯突出細則》《煤礦安全規(guī)程》編制了朱嘎隧道《揭煤施工安全技術(shù)暫行規(guī)定》；并邀請路內(nèi)外專家對其進行了評審后分發(fā)至每一個員工手中。

全員培訓(xùn)，嚴(yán)格考試。鑒于隧道瓦斯含量高、壓力大、有突出危險，為確保施工安全，我們與貴州省六枝礦務(wù)局聯(lián)系，專門組織十幾人的技術(shù)骨干實地辦學(xué)習(xí)班，并聘請貴州省煤礦局專家授課，對揭煤施工工藝、技術(shù)方案、機械設(shè)備、應(yīng)急等進行了系統(tǒng)學(xué)習(xí)。并對全體員工分批次進行強制性培訓(xùn)，經(jīng)過嚴(yán)格考試合和能上崗操作。

4.3 超前預(yù)報，防患于未然。請石家莊鐵道學(xué)院的地質(zhì)專家利用先進的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)TSP202對地質(zhì)進行超前探測。準(zhǔn)確了解地質(zhì)情況，做到先知先覺，防患于未然。雖然隧道提前55m進入煤層，但各項準(zhǔn)備工作全部到位，按施工組組設(shè)計安全順利通過第一層煤。

4.4 高度重視，群防群治

（1） 在逼近煤層時，揭煤施工領(lǐng)導(dǎo)小組駐現(xiàn)場指揮，并聘請煤礦有豐富經(jīng)驗的技術(shù)人員和工人現(xiàn)場幫助指導(dǎo)。對揭煤實行統(tǒng)一指揮，實行各個崗位定崗、定責(zé)、定人，爆破定時、撤離、停電、停風(fēng)、復(fù)電、通風(fēng)、復(fù)工報告通知制度。實行24h洞口檢身制度和每天交班會制度，確保安全揭煤。

（2） 揭煤前3天召開準(zhǔn)備會議，布置停電、撤人、警戒等工作。對通風(fēng)、瓦斯監(jiān)測報警系統(tǒng)、電風(fēng)氣設(shè)備防爆性能、避難洞室和避難線路標(biāo)志等進行一次全面檢查，確保暢通完好。

（3） 揭煤前2天，救護隊和醫(yī)療組到達現(xiàn)場，進洞調(diào)查，熟悉避難線路，對全體施工人員進行防突防爆教育。

（4） 揭煤前1天，洞口設(shè)揭煤領(lǐng)導(dǎo)小組值班室，現(xiàn)場指揮揭煤。由總指揮長及現(xiàn)場指揮長組織人員在洞口會議室召開揭煤準(zhǔn)備工作會議。檢查工作任務(wù)完成情況，布置揭煤的具體工作，提出要求，落實工作人員的責(zé)任。

正洞由于只進新鮮空氣可以正常開挖，平導(dǎo)和小導(dǎo)坑內(nèi)一律使用防爆設(shè)備，供電采用雙回路電源，洞內(nèi)用電使用“三專兩閉鎖”裝置（專用變壓器，專用開關(guān)，專用線路，風(fēng)電閉鎖，瓦斯、電閉鎖）。每次開風(fēng)機都要檢測20m以內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，必須小?％。工作面晝夜設(shè)專職瓦檢員檢測記錄瓦斯情況，瓦檢員人手1臺光干涉瓦檢儀和便攜式瓦斯自動報警儀，工作人員每人佩帶1臺壓氧自救器。另外，瓦斯預(yù)測預(yù)報工具必須齊全，計量器具必須經(jīng)校準(zhǔn)。瓦斯斷電報警裝置必須靈敏可靠。

5． 施工體會

隧道提前55