摘 要 华蓥山隧道属高浓度、大贮量瓦斯隧道，同时亦是目前国内建成的最长高速公路隧道。本文介绍了华蓥山隧道施工的一些工艺，主要有：超前立体布孔、现场实测和试验室分析，进行煤层位置、产状、结构预测预报和瓦斯含量、涌出量、压力预测预报，同时进行突出危险性评估：射流、轴流和局部引射通风技术；触探式瓦斯自动探和自动报警技术；巷道瓦斯设防段的划分和安全浓度标准；洞内固定和移动设备的布置范围及适用条件；全断面通过煤层的施工方法；气密性混凝土防瓦斯泄漏技术。
关键词 瓦斯隧道施工对策
1. 煤层、瓦斯特征
华蓥山隧道东穿煤点为：左线ZK35+705，距东洞口1694m；右线为YK35+680。距东洞口1704m。煤层走向120º~122º、煤层倾角32º~35º，煤层真厚M=2.86m，煤层瓦斯含量为9.16m3/t（间接测定值），揭煤点瓦斯压力1.44MPa，全断面揭煤炮后最大涌出量4.01m3/min。
华蓥山隧道西揭煤点为：左线ZK33+752，距西洞口1059m；右线为YK33+696，距西洞口996m。煤层走向315º~320º、煤层倾角50º~52º。煤层真厚M=2.61m，瓦斯压力1.87MPa，全断面揭煤最大涌出量17.68m3/min。距洞顶36m为采空区。
煤层所处地层为二叠系龙潭组第一段（p2lj），煤层上下盘围岩为中薄层泥岩、粉砂岩、碳质页岩、铝土质粘土岩，岩体中节理发育4组，节距0.13~1.0m。隧道轴线方位角为S129º9’46”E。
2. 施工工艺流程
根据《煤矿安全规程》《防治煤层与瓦斯突出细则》、《铁路瓦斯隧道技术暂定规定》、《施工图设计》，结合现场实际情况，经现场工程技术人员论证和聘请专家咨询，确定了通过煤层的施工工艺流程（图1）。
3. 煤层、瓦斯预测预报
2.1 位置、产状、厚度预测
根据设计图纸，提前30m地质雷达初步预测煤层位置，距初测煤层位置10m时，停止掘进，钻孔预测其准确、产状、厚度、瓦斯贮存状态。采用4孔法（如图2所示），根据钻孔探数据计算其参数。
图 1
图 2
3.2 突出危险性预测
1）钻孔观察
在探测钻孔时观察是否有卡钻、顶钻、喷孔现象，据此作为突出危险性的特征。
2）数理分析
钻孔现象测试孔中瓦斯含量，散放初速度（ΔP）、测定压力（P），取样品在试验室分析煤的岩固性系数（f）、瓦斯释放指标（Δh2或k1值），瓦斯涌出初速度（qm）。
3.3 突出危险性评价
根据钻孔现场观察和数理分析，K1煤层破坏程度为II类，不具备突出条件，但个别指标超出规范，施工时应予注意。
4. 瓦斯监测
4.1 自动监测
自动监测AYJ-2瓦斯遥测仪和K1遥测警报断电仪进行自动测试和手动报警，并建立风、瓦、电联锁系统和声光报警系统。系统布置如图3所示。
图3
T1~T5瓦斯探头，SIS5声光报警器；T1、S1 及T2、S2装在开挖台车上部及下部；T3、S3及T4、S4装在衬砌台车拱部及边墙；T5、S5装在距洞口10m之拱顶；T1、S1，T2、S2，T3、S3，T4、S4 主机装在洞内边墙，与探头距离≯500m; T5、S5 主机安在洞口，所有主机串联与洞口值班室的报警仪、电话机连接。
4.2 人工监测
AQG-1型光学瓦检仪、AZJ-856便携式自动报警仪及迷你型四合一气体检测仪对巷道及工作面的CH4、CO、CO2、H2S等有害气体进行监测。
5. 隧道通风
通风分两个阶段—揭煤前、揭煤及揭煤后。
5.1 揭煤前
揭煤前，隧道内无瓦斯，且隧道长度不足2000m，采用压入式通风轴流通风机，配Φ1300mm风管。
5.2 揭煤及揭煤后
揭煤时及揭煤后，隧道内大量瓦斯涌出。此时的通风主要是稀释和排出瓦斯，通风是该段施工的安全。
采用无风门射流技术通风。即：洞口轴流风机、每条洞设两条Φ1300mm抗静电软式拉链风管直送开挖作业面，未揭煤隧道设两台射流风机，压入隧道内，自最前端横通道进入揭煤隧道，形成强大的而无短路、断路的回风系统，加速瓦斯的稀释和排放。局部障碍作业面，采用引射风机，稀释和排放瓦斯。通风系统如图4所示。
图4 通风系统布置图（要求作业面设瓦斯探测器。巷道内每300m设瓦斯探测器）
5.3 通风要求
风量不小于1500m3/min，风流通畅，风流不断路，回风速度≮0.15m/s；回风巷道内瓦斯浓度≯0.75%，作业面≯1%，拱部及其它凹陷部位无瓦斯集聚。表1为有害气体浓度表。
有害气体浓度表 表1
6. 揭煤、过煤方法
6.1 揭煤顺序
根据预测结果和通风效果分析，采用底部小导坑微超前全断面掘进，分段揭煤、全断面整体掘进的方法。如图5所示。
图5
6.2 支护方式
“R32自进式锚杆+ 注浆小导管+R32自进式锚杆”形成周边超前支护。防止煤层瓦斯突出和掘进时坍塌。第一层外插角3º~5º，第二层外插角12º~15º；第三层外插角15º~18º，注入水泥———水玻璃双液浆加固煤层。
掘进后，采用h=200mm格栅钢架支撑，间距0.5m/榀，喷C20混凝土27cm厚，R25自进式系统锚杆，间距0.8m（环向）×0.5m（纵向），喷混凝土内设Φ8钢筋网形成初期支护。
初期支护稳定后，施作60cm厚C25气密性混凝土，透气系数≯1.0×10-11 cm/s，防止运营时瓦斯泄漏。
7. 设备配置
由于建立了较完善和先进的瓦斯检测和报警系统，建立了风、瓦、电联锁自动安全保护系统和安全管理系统。为了节省投资，加快进度，移动设备（如汽车、装载机等）全部采用内燃无轨非防爆设备；洞内固定或相对固定设备（如：变压器、通风机、排水泵、混凝土输送泵、照明灯具等）采用矿用隔爆型。
8. 安全管理
1)设定精度较高的瓦斯监测报警系统和风、瓦、电联锁系统。即风量小于1500m3/m时，自动断电；瓦斯超过0.5%时，自动断电。同时，停止一切作业，查明原因。
2）瓦斯管理实行自动人工双控制，数据现场处理。
3）揭煤期间，爆破时作业人、机撤出洞外。电起爆。
4）杜绝人为火源进洞，施工作业尽可能减少火源。
5）一炮三检，洞内设置紧急避难所。所内配置自救器械。
9. 结论
1）华蓥山隧道对煤层瓦斯的预测预报方法和分析方法是可行的，符合实际情况。
2）瓦斯监测系统准确、可靠。现场具有较强的实用价值。
3）通风系统比较先进，经与同类工程的通风比较，降低造价40%。可避免大功率变压器进洞。
4）分段揭煤，全断面整体推进的工艺是可行的。它可加快进度，减少工序。
5）支护形式既安全又快速；对瓦斯的封闭方法满足要求。
6）在加强通风，配置精密监测、报警系统、加强管理的情况下、瓦斯隧道移动设备可采用非防爆隔爆型。但运行环境中瓦斯浓度≯0.5%。
以上几点，是作者在实际施工中的一点体会。供同行们在类似工程中参考。
参考文献
1. 陆茂成等. 华蓥山隧道通风技术研究. 四川省公路隧道年会论文集.1999
2. 孙建海. 华蓥山隧道瓦斯监测技术. 中铁隧道集团技术交流会论文集.2000
王兴彬
