不良地質(zhì)隧道施工

不良地質(zhì)隧道處理方案設(shè)計(jì)學(xué)院：土木與交通學(xué)院班級(jí)：地下建筑13-1班組員:13091701131309170105130917010213091701130917101指導(dǎo)教師：目錄TOC\o"1-5"\h\z1.前言12,松散性圍巖1.膨脹性圍巖1膨脹土圍巖的特性2膨脹土圍巖對(duì)隧道施工的危害2膨脹土圍巖的隧道施工要點(diǎn)2.流沙地質(zhì)3.巖溶地質(zhì)4溶洞對(duì)隧道施工的影響4隧道遇到溶洞的處理措施4.高地應(yīng)力硬巖（巖爆）地質(zhì)5.煤系地層5瓦斯的性質(zhì)6瓦斯放出的類型6防止瓦斯事故的措施6.隧道施工坍方7隧道塌方的原因分析7預(yù)防坍塌的措施7坍塌處理方法8.前言隧道施工中不良地質(zhì)條件通常是指施工環(huán)境周圍存在著斷層發(fā)育、巖體破碎、地質(zhì)發(fā)生異變及含水量與最優(yōu)含水量的偏差較大等情況。常見的不良地質(zhì)有膨脹性圍巖、巖爆、塌方等。不良和特殊地質(zhì)地段隧道施工的一般原則是：（1）充分利用各種手段和方法，盡可能準(zhǔn)確掌握不良地質(zhì)情況。（2）根據(jù)掌握的不良地質(zhì)情況，制定相應(yīng)的施工方案及處理措施。（3）隨著施工揭露地質(zhì)，并根據(jù)施工安全性和支護(hù)措施的效果，及時(shí)修正設(shè)計(jì)，保證施工安全和隧道質(zhì)量。.松散性圍巖松散地層結(jié)構(gòu)松散，膠結(jié)性弱，穩(wěn)定性差，在施工中極易發(fā)生坍塌。如極度風(fēng)化破碎已失巖性的松散體；漂卵石地層、砂夾礫石和含有少量粘土的土壤以及無膠結(jié)松散的干沙等。隧道穿過這類地層，應(yīng)減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，必須先超前支護(hù)強(qiáng)行增加圍巖的整體性，開挖后及時(shí)鋼支撐錨噴封閉，同時(shí)做好控制地下水等措施。下面簡述幾種主要施工方法：、超前支護(hù)隧道開挖前，先向圍巖內(nèi)打入釬、管、板等構(gòu)件，用以預(yù)先支護(hù)圍巖，防止坑道掘進(jìn)時(shí)巖體發(fā)生坍塌0）超前錨桿或超前小鋼管：采用這種方法是爆破前，將超前錨桿或小鋼管打入掘進(jìn)前方穩(wěn)定的巖層內(nèi)。末端支撐在拱部圍巖內(nèi)的懸吊錨桿或格柵拱支撐上。使其起到支護(hù)掘進(jìn)進(jìn)尺范圍內(nèi)拱部上方，有效地約束圍巖在爆破后的一定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生松弛坍塌。超前鋪桿宜采用早強(qiáng)型砂漿錨桿，以盡早發(fā)揮超前支護(hù)作用。）超前管棚法：此法適用于圍巖為砂粘土、粘砂土、亞粘土、粉砂、細(xì)砂、砂夾卵石夾粘土等非常散軟、破碎的土壤，鉆孔后極易塌孔的地層。在采用此法時(shí)，管棚長度應(yīng)按地質(zhì)情況選用，但應(yīng)保證開挖后管棚有足夠的超前長度。為增加管棚剛度，可在鋼管內(nèi)灌入混凝土或設(shè)置鋼筋籠，注入水泥砂漿。于是在地層中建立起一個(gè)臨時(shí)承載棚，在其防護(hù)下施工。、超前小導(dǎo)管預(yù)注漿超前小導(dǎo)管預(yù)注漿是沿開挖外輪廓線，以一定角度打入管壁帶孔的小導(dǎo)管，并以一定壓力向管內(nèi)壓注水泥或化學(xué)漿液的措施。它既能將洞周圍巖體預(yù)加周，又能起超前預(yù)支護(hù)作用。此法適用于自穩(wěn)時(shí)間很短的砂層、砂卵（礫）石層等松散地層施工。、降水、堵水、排水在松散地層中含水，對(duì)隧道施工的危害極大。排除施工部位的地下水，有利于施工。降水、堵水的方法較多，如降水可在洞內(nèi)或輔助坑道內(nèi)井點(diǎn)降水。在埋深較淺的隧道中，可用深井泵降水，在洞外地面隧道兩側(cè)布點(diǎn)進(jìn)行。允許襯砌背后設(shè)置超量排水管將水排至中心排水溝。、開挖方法一般采用臺(tái)階法、CD法及側(cè)壁導(dǎo)坑法。施工中必須短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)。開挖循環(huán)進(jìn)尺宜為50?100cm3.膨脹性圍巖膨脹土系指土中粘土礦物成分主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有吸水顯著膨脹軟化和失水收縮硬裂兩種特性，且具有濕脹干縮往復(fù)變形的高塑性粘性土。決定膨脹性的親水礦物主要是蒙脫石粘土礦物。穿過膨脹土地層的隧道，常?？梢砸姷介_挖后不久圍巖因開挖而產(chǎn)生變形，或者因浸水而膨脹，或因風(fēng)化而開裂等現(xiàn)象。使坑道的頂部及兩側(cè)向內(nèi)擠入，底部膨起，隨著時(shí)間的增長導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)，支撐、襯砌變形和破壞。膨脹土圍巖的特性）膨脹土圍巖大多具有原始地層的超固結(jié)特性，使土體中儲(chǔ)存有較高的初始應(yīng)力。當(dāng)隧道開挖后，引起圍巖應(yīng)力釋放，強(qiáng)度降低，產(chǎn)生卸荷膨脹。因此，膨脹土圍巖常常具有明顯的塑性流變特性，開挖后將產(chǎn)生較大的塑性變形。）膨脹土中有各種形態(tài)發(fā)育的裂隙，形成土體的多裂隙性。膨脹土圍巖實(shí)際上是土塊與各種裂隙和結(jié)構(gòu)面相互組合形成的膨脹土體。由于膨脹土體在天然原始狀態(tài)下具有高強(qiáng)度特性，隧道開挖后洞壁土體失去邊界支撐而產(chǎn)生脹縮，同時(shí)因風(fēng)干脫水使原生隱裂隙張弛，使圍巖強(qiáng)度急劇衰減。因此，隧道施工開挖過程中，常有初期圍巖變形大，發(fā)展速度快等現(xiàn)象。）膨脹土圍巖因吸水而膨脹，失水而收縮，土體中干濕循環(huán)產(chǎn)生脹縮效應(yīng)。一是使主體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度衰減或喪失，圍巖壓力增大。二是造成圍巖應(yīng)力變化，無論膨脹壓力或收縮壓力，都將破壞圍巖的穩(wěn)定性，特別是膨脹壓力將對(duì)增大圍巖壓力起疊加作用。膨脹土圍巖對(duì)隧道施工的危害）圍巖裂縫：隧道開挖后，由于開挖面上主體原始應(yīng)力釋放產(chǎn)生脹裂；另外，因?yàn)楸韺油馏w風(fēng)干而脫水，產(chǎn)生收縮裂縫。同時(shí)，兩種因素都可以使土中原生隱裂隙張開擴(kuò)大。沿圍巖周邊產(chǎn)生裂縫，尤其在拱部圍巖容易產(chǎn)生張拉裂縫與上述裂縫貫通，形成局部變形區(qū)。）坑道下沉：由于坑道下部膨脹土體的承載力較低，加之上部圍巖壓力過大，而產(chǎn)生坑道下沉變形?？拥赖南鲁?，往往造成支撐變形、失效，進(jìn)而引起主體坍塌等現(xiàn)象。）圍巖膨脹突出和坍塌：膨脹土開挖過程中或開挖后。圍巖產(chǎn)生膨脹土變形，周邊土體向洞內(nèi)膨脹突出，開挖斷面縮小。在土體喪失支撐或支撐力不夠的狀態(tài)下，由于圍巖壓力和膨脹壓力的綜合作用，使土體產(chǎn)生局部破壞，由裂縫發(fā)展到出現(xiàn)溜塌，然后逐漸牽引周圍土體連續(xù)破壞，形成坍塌。）底膨：隧道底部開挖后，洞底圍巖的上部壓力解除，又無支護(hù)體約束的條件下，由于應(yīng)力釋放，洞底圍巖產(chǎn)生卸荷膨脹；加之坑道積水，使洞底圍巖產(chǎn)生浸水膨脹。因而造成洞底圍巖膨出變形。.3膨脹土圍巖的隧道施工要點(diǎn)）加強(qiáng)調(diào)查、量測圍巖的壓力和流變?cè)谂蛎浲恋貙又虚_挖隧道，除了認(rèn)真實(shí)施設(shè)計(jì)文件所提出的技術(shù)要求外，在施工過程中應(yīng)對(duì)圍巖壓力及其流變情況進(jìn)行充分的調(diào)查和量測，分析其變化規(guī)律。對(duì)地下水亦應(yīng)探明分布范圍及規(guī)律，了解水對(duì)施工的影響程度，以便根據(jù)圍巖動(dòng)態(tài)采取相應(yīng)的施工措施。如原設(shè)計(jì)難以適應(yīng)圍巖動(dòng)態(tài)情況，也可據(jù)此作適當(dāng)修正。）合理選擇施工方法膨脹土隧道圍巖壓力的施工效應(yīng)，是導(dǎo)致隧道變形病害的主要原因。采用理的施工方法，對(duì)隧道的穩(wěn)定性有著十分重要的作用。因此，在施工中應(yīng)以盡量減少對(duì)圍巖產(chǎn)生擾動(dòng)和防止水的浸濕為原則，所以宜采用無爆破掘進(jìn)法。如采用掘進(jìn)機(jī)、風(fēng)鎬、液壓鎬等開挖。在開挖過程中盡可能縮短圍巖暴露時(shí)間，并及時(shí)襯砌，以盡快恢復(fù)洞壁因土體開挖而解除的部分圍巖應(yīng)力，減少圍巖膨脹變形。開挖方法官不分部或少分部，多采用正臺(tái)階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法及交叉中隔壁法。正臺(tái)階法適用于跨度小的隧道，它分部少相互干擾小，且能較早地使支護(hù)（襯砌）閉合。側(cè)壁導(dǎo)坑法及隔壁法較適用于跨度較大的隧道，它具有防止上半斷面支護(hù)（襯砌）下沉的優(yōu)點(diǎn)，但全斷面閉合時(shí)間較遲，必須注意防止邊墻混凝土受壓向隧道內(nèi)擠。）防止圍巖濕度變化隧道開挖后，膨脹土圍巖風(fēng)干脫水或浸水，都將引起圍巖體積變化，產(chǎn)生脹縮效應(yīng)。因此，隧道開挖后及時(shí)噴射混凝土，封閉和支護(hù)圍巖。在有地下水滲流的隧道，應(yīng)采取切斷水源并加強(qiáng)洞壁與坑道防、排水措施，防止施工積水對(duì)圍巖的浸濕等。如局部滲流，可采用注漿堵水阻止地下水進(jìn)入坑道或浸濕圍巖。）合理進(jìn)行圍巖支護(hù)A.初期支護(hù)應(yīng)做到“先放后抗、先柔后剛”即設(shè)置可伸縮鋼架或活動(dòng)接頭?！皩幖游鸩稹奔丛谥ёo(hù)上加支護(hù)，盡量控制變形的發(fā)展。）適時(shí)襯砌控制變形高低應(yīng)力軟巖地質(zhì)條件下，特別是圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比極低時(shí)，圍巖壓力大，流變特性顯著，隧道變形持續(xù)時(shí)間長。適當(dāng)提前施作大剛度襯砌是穩(wěn)定隧道變形的經(jīng)濟(jì)和有效方法。4.流沙地質(zhì)流沙是沙土或粉質(zhì)粘土在水的作用下喪失其內(nèi)聚力后形成的，多呈糊漿狀，對(duì)隧道施工危害極大。由于流沙可引起圍巖失穩(wěn)坍塌，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，甚至倒塌破壞。因此，治理流沙必先治水，以減少沙層的含水量為主。宜采取以下措施進(jìn)行治理：、加強(qiáng)調(diào)查，制訂方案：施工中應(yīng)調(diào)查流沙特性、規(guī)模，了解地質(zhì)構(gòu)成、貫入度、相對(duì)密度。粒徑分布、塑性指數(shù)、地層承載力、滯水層分布、地下水壓力和透水系數(shù)等，并制訂出切實(shí)可行的治理方案。、因地制宜，綜合治水：隧道通過流沙地段，處理地下水的問題，是解決隧道流沙、流泥施工難題中的首要關(guān)鍵技術(shù)。施工時(shí)，因地制宜，采用“防、截、排、堵”的治理方法。）—一一建立地表溝槽導(dǎo)排系統(tǒng)及仰坡地表局部防滲處理，防止降雨和地表水下滲。）截一一在正洞之外水源一側(cè)，采用深井降水，將儲(chǔ)藏豐富構(gòu)造裂隙水，通過深井抽水排走，減少正洞的靜水和動(dòng)水壓力，對(duì)地下水起到攔截作用。）—一一有條件的隧道在正洞水源下游一側(cè)開挖一條洞底低于正洞仰拱的泄水洞，用以降排正洞的地下水，或采用水平超前鉆孔真空負(fù)壓抽水的辦法，排除正洞的地下水。）—一一采用注漿方法充填裂隙，形成止水帷幕，減少或堵塞滲水通道。以上幾種施工方法，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和地下水的性質(zhì)、類型、賦存部位以及工期要求和經(jīng)濟(jì)效益等因素綜合分析，合理選用。、先護(hù)后挖，加強(qiáng)支護(hù)：開挖時(shí)必須采取自上而下分部進(jìn)行，先護(hù)后挖，密閉支撐，邊挖邊封閉，遇縫必堵，嚴(yán)防沙粒從支撐縫隙中逸出。也可采用超前注漿，以改善圍巖結(jié)構(gòu)，用水泥漿或水泥水玻璃為主的注漿材料注入或用化學(xué)藥液注漿加固地層，然后開挖。架立支撐時(shí)應(yīng)設(shè)底梁并縱橫、上下連接牢固，以防箱架斷裂傾倒。拱架應(yīng)加強(qiáng)剛度，架立時(shí)設(shè)置底梁并墊平楔緊，拱腳下墊鋪牢固。支撐背面用木板或槽型鋼板遮擋，嚴(yán)防流沙從支撐間逸出。在流沙逸出口附近較干燥圍巖處，應(yīng)盡快打入鋪桿或施作噴射混凝土，加固圍巖。、根據(jù)隧道斷面大小，宜采用交叉中隔壁法、中隔壁法或臨時(shí)仰拱臺(tái)階法開挖，并嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺。開挖時(shí)應(yīng)及時(shí)監(jiān)測拱部支護(hù)的實(shí)際下沉量，當(dāng)沉降變形過大時(shí)及時(shí)調(diào)整預(yù)留變形量。、盡早襯砌，封閉成環(huán)：流沙地段，拱部和邊墻襯砌混凝土的灌筑應(yīng)盡量縮短時(shí)間，盡快與仰拱形成封閉環(huán)。這樣，即使圍巖中出現(xiàn)流沙也不會(huì)對(duì)洞身襯砌造成破壞。5.巖溶地質(zhì)溶洞是以巖溶水的溶蝕作用為主，間有潛蝕和機(jī)械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。溶洞是巖溶現(xiàn)象的一種，巖溶是指可溶性巖層，如石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、石膏、巖鹽等，受水的化學(xué)和機(jī)械作用產(chǎn)生溝槽、裂縫和空洞以及由于空洞的頂部塌落使地表產(chǎn)生陷穴、洼地等類現(xiàn)象和作用。溶洞對(duì)隧道施工的影響當(dāng)隧道穿過可溶性巖層時(shí)，有的溶洞巖質(zhì)破碎，容易發(fā)生坍塌。有的溶洞位于隧道底部，充填物松軟且深，使隧道基底難于處理。有時(shí)遇到填滿飽含水份的充填物溶槽，當(dāng)隧道掘進(jìn)至其邊緣時(shí)，含水充填物不斷涌入坑道，難以遏止，甚至使地表開裂下沉，山體壓力劇增。有時(shí)遇到大的水囊或暗河，巖溶水或泥砂夾水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交錯(cuò)、分支錯(cuò)綜復(fù)雜、范圍寬廣，處理十分困難。隧道遇到溶洞的處理措施在開挖施工中，利用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)手段進(jìn)一步調(diào)查溶洞的地質(zhì)條件，查明分布位置大小、類型、充填物、巖層的穩(wěn)定情況等，一般按照以疏導(dǎo)為主、堵排結(jié)合、因地制宜、綜合治理的原則，采取跨越、繞行、加固洞穴、引排截流巖溶水、清除充填物或注漿加固、回填等處理措施。主要處理措施如下：）隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖層的完整穩(wěn)定程度、填充物和地下水情況，據(jù)以確定施工方法。對(duì)尚在發(fā)育或穿越暗河水囊等地質(zhì)條件復(fù)雜的巖溶區(qū)，應(yīng)查明情況審慎選定施工方案。對(duì)有可能發(fā)生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等，必須事先制定措施，確保施工安全。）隧道穿過巖溶區(qū)，如巖層比較完整、穩(wěn)定，溶洞已停止發(fā)育，有比較堅(jiān)實(shí)的填充，且地下水量小，可采用探孔或物探等方法，探明地質(zhì)情況，如有變化便于采取相應(yīng)的措施。如溶洞尚在發(fā)育或穿越暗河水囊等巖溶區(qū)時(shí)，則必須探明地下水量大小、水流方向等，先要解決施工中的排水問題，一般可采用平行導(dǎo)坑的施工方案，以超前鉆探方法，向前掘進(jìn)。當(dāng)出現(xiàn)大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情況時(shí)，平導(dǎo)可作為泄水通道，正洞堵塞時(shí)也可利用平導(dǎo)在前方開辟掘進(jìn)工作面，不致正洞停工。）對(duì)于巖溶發(fā)育地區(qū)的隧道，施工中應(yīng)建立以長距離物探（地震波法）為宏觀控制、鉆探法為主，其他物探方式為輔，紅外線探測連續(xù)施測的綜合預(yù)報(bào)管理體系。）開挖方法宜采用臺(tái)階法，必要時(shí)采用CD法。在二三級(jí)圍巖條件下，且溶洞僅穿過隧底一小部分?jǐn)嗝鏁r(shí)可采用全斷面。爆破開挖時(shí)，應(yīng)“密布眼、少裝藥”的原則進(jìn)行，有滲漏水是小心施爆。減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。防止在一次爆破后溶洞內(nèi)的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然襲擊隧道，造成嚴(yán)重?fù)p失。）施工中注意檢查溶洞頂部，及時(shí)處理危石。當(dāng)溶洞較大較高且頂部破碎時(shí)，應(yīng)先噴射混凝土加固，再在靠近溶洞頂部附近打入錨桿，并應(yīng)設(shè)置施工防護(hù)架或鋼筋防護(hù)網(wǎng)。）在溶洞充填體中掘進(jìn)，如充填物松軟，可用超前支護(hù)施工。如充填物為極松散的礫石、塊石堆積或流塑狀粘土及砂粘土等可于開挖前采用地表注漿、洞內(nèi)注漿或地表和洞內(nèi)注漿相結(jié)合加固。如遇顆粒細(xì)、含水量大的流塑狀土壤，可采用劈裂注漿技術(shù)，注入水泥漿或水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行加固。）二襯施工前應(yīng)采用物探方法檢查隧道周邊環(huán)形加固層及層外圍巖情況，重點(diǎn)檢查拱部、板底、側(cè)邊強(qiáng)5米以內(nèi)是否存在有害空洞，隧底是否密實(shí)。）巖溶地段隧道常用處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”四種。6,高地應(yīng)力硬巖（巖爆）地質(zhì)巖爆是在高地應(yīng)力的脆性巖體中進(jìn)行隧道開挖，巖體受到破壞，巖體失去平衡，使學(xué)子面附近的巖體突然釋放出潛能，產(chǎn)生脆性破壞，使圍巖表面呈片狀的巖石突然爆裂而彈射出來。這種爆裂和彈射沒有任何征兆，彈射的方向、遠(yuǎn)近、角度都沒有規(guī)律，爆裂的時(shí)間也沒有定時(shí)，因此，很難防范。我們?cè)谑┕ぶ兄荒軠p輕巖爆的發(fā)生，采取有效的安全防范措施避免傷人和機(jī)具等，施工中一般以下的措施：、,采用全斷面一次開挖成型，以減少圍巖應(yīng)力平衡的多次破壞，掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺控制在2?2.5m,以加快循環(huán)，加快防護(hù)。采用光面爆破，并嚴(yán)格控制裝藥量，盡量減少爆破對(duì)圍巖的影響，以改善洞壁應(yīng)力分布，控制巖爆的發(fā)生。、響炮后盡快向磴堆、洞壁掌子面噴水，以降低巖石的脆性和加快地應(yīng)力的釋放，降低巖爆的劇烈程度。、針對(duì)巖爆類型及大小，用超前預(yù)裂爆破、打超前應(yīng)力釋放孔、在巖面上切縫、等方法釋放出巖石表面的部分應(yīng)力，也可以打超前摩擦錨桿支護(hù)，位置在拱頂及邊墻的上部，宜采用40鋼管，以減少發(fā)生巖爆的可能。、施工臺(tái)車平臺(tái)周圍及頂部設(shè)置安全鋼筋網(wǎng)，施工人員佩戴好安全防護(hù)，防止巖爆彈射傷人。有條件的最好采用機(jī)械手進(jìn)行噴射鋼纖維碎。、支護(hù)措施為減輕巖爆的危害，很重要的一條就是在開挖前后對(duì)圍巖的支護(hù)措施，這樣做不僅可以改善應(yīng)力的大小和分布，而且還能使洞室周邊的巖體從平面應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槿驊?yīng)力狀態(tài)，從而達(dá)到減輕巖爆危害的目的。（1）、發(fā)生輕微巖爆時(shí)，仔細(xì)對(duì)洞壁及掌子面進(jìn)行危石清除后，及時(shí)噴射3cm后碎進(jìn)行封閉，封閉后進(jìn)行錨桿掛網(wǎng)施工，再進(jìn)行二次噴射碎約10cm即可。（2）、發(fā)生中等巖爆時(shí)，支護(hù)與輕微巖爆處理措施類似，不同的就是掛網(wǎng)后在錨桿端頭進(jìn)行縱橫向鋼筋連接加固，再進(jìn)行二次噴射碎。（3）、強(qiáng)烈?guī)r爆危害最大，必要時(shí)進(jìn)行避讓，等巖爆強(qiáng)度基本穩(wěn)定平靜下來再進(jìn)行支護(hù)施工，對(duì)強(qiáng)爆區(qū)域必須進(jìn)行錨噴和鋼拱架聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)。7.煤系地層瓦斯是地下坑道內(nèi)有害氣體的總稱，其成分以沼氣（甲烷CH4為主，一般習(xí)慣即稱沼氣為瓦斯。當(dāng)隧道穿過煤層、油頁巖或含瀝青等巖層，或從其附近通過而圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育時(shí)，可能會(huì)遇到瓦斯。如果洞內(nèi)空氣中瓦斯?jié)舛纫堰_(dá)到爆炸限度與火源接觸，就會(huì)引起爆炸，對(duì)隧道施工會(huì)帶來很大的危害和損失。所以，在有瓦斯的地層中修建隧道，必須采取相應(yīng)措施，才能安全順利施工。瓦斯的性質(zhì)）瓦斯（沼氣）為無色、無臭、無味的氣體，與碳化氫或硫化氫混合在一起，發(fā)生類似蘋果的香味，由于空氣中瓦斯?jié)舛仍黾?，氧氣相?yīng)減少，很容易使人窒息或發(fā)生死亡事故。）瓦斯比重為0.554,僅占空氣一半，所以在隧道內(nèi)，瓦斯容易存在坑道頂部，其擴(kuò)散速度比空氣大1.6倍，很容易透過裂隙發(fā)達(dá)、結(jié)構(gòu)松散的巖層。）瓦斯不能自燃，但極易燃燒，具燃燒的火焰顏色，隨瓦斯?jié)舛鹊脑龃蠖兊?，空氣中含有少量瓦斯時(shí)火焰呈蘭色，濃度達(dá)5%左右時(shí)，火焰呈淡青色。瓦斯燃燒時(shí)，遇到障礙而受壓縮，即能轉(zhuǎn)燃燒為爆炸。爆炸時(shí)能發(fā)生高溫，封閉狀態(tài)的爆炸（即容積為常數(shù)），溫度可達(dá)2150c?2650C,能向四周自由擴(kuò)張時(shí)的爆炸（即壓力為常數(shù)）；溫度可達(dá)1850°C。坑道中發(fā)生瓦斯爆炸后，坑道中完全無氧，而充滿氮?dú)?，二氧化碳及一氧化碳?xì)狻＿@些有害氣體很快傳布到鄰近的坑道和工作面，凡是來不及躲避的人，都會(huì)遭到中毒窒息，甚至死亡。瓦斯爆炸時(shí)，爆炸波運(yùn)動(dòng)造成暴風(fēng)在前，火焰在后，暴風(fēng)遇到積存瓦斯，使它先受到壓力，然后火焰點(diǎn)燃發(fā)生爆炸。第二次瓦斯受到的壓力比原來的壓力大，因此爆炸后的破壞力也更巨劇烈。瓦斯放出的類型從巖層中放出瓦斯，可分為三種類型：）瓦斯的滲出：它是緩慢地、均勻地、不停地從煤層或巖層的暴露面的空隙中滲出，延續(xù)時(shí)間很久，有時(shí)帶有一種嘶音。）瓦斯的噴出：比上述滲出強(qiáng)烈，從煤層或巖層裂縫或孔洞中放出，噴出的時(shí)間有長有短，通常有較大的響聲和壓力。）瓦斯的突出：在短時(shí)間內(nèi)，從煤層或巖層中，突然猛烈地噴出大量瓦斯，噴出的時(shí)間，可能從幾分鐘到幾小時(shí)，噴出時(shí)常有巨大轟響，并夾有煤塊或巖石。以上三種瓦斯放出形式，以第一種放出的瓦斯量為大。防止瓦斯事故的措施）隧道穿過瓦斯溢出地段，應(yīng)預(yù)先確定瓦斯探測方法，并制訂瓦斯稀釋措施、防爆措施和緊急救援措施等。）隧道通過瓦斯地區(qū)的施工方法，宜采用全斷面開挖，因其工序簡單、面積大、通風(fēng)好，隨掘進(jìn)隨襯砌，能夠很快縮短煤層的瓦斯放出時(shí)間和縮小圍巖暴露面，有利于排除瓦斯。上下導(dǎo)坑法開挖，因工序多，巖層暴露的總面積多，成洞時(shí)間長，洞內(nèi)各工序交錯(cuò)分散，易使瓦斯分處積滯濃度不勻。采用這種施工方法，要求工序間距離盡量縮短，盡快襯砌封閉瓦斯地段，并保證混凝土的密實(shí)性，以防瓦斯溢出。）加強(qiáng)通風(fēng)是防止瓦斯爆炸最有效的辦法。把空氣中的瓦斯?jié)舛却档奖舛纫韵碌?/5?1/10,將其排出洞外，有瓦斯的坑道，決不允許用自然通風(fēng)，必須采用機(jī)械通風(fēng)。通風(fēng)設(shè)備必須防止漏風(fēng)，并配備備用的通風(fēng)機(jī)，一旦原有通風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，備用機(jī)械能立即供風(fēng)。保證工作面空氣內(nèi)的瓦斯?jié)舛仍谠试S限度內(nèi)。當(dāng)通風(fēng)機(jī)發(fā)生故障或停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，洞內(nèi)工作人員應(yīng)撤離到新鮮空氣地區(qū)，直至通風(fēng)恢復(fù)正常，才準(zhǔn)許進(jìn)入工作面繼續(xù)工作。）洞內(nèi)空氣中允許的瓦斯?jié)舛葢?yīng)控制在下述規(guī)定以下：A.洞內(nèi)總回風(fēng)風(fēng)流中小于0.75%。B.從其他工作面進(jìn)來的風(fēng)流中小于0.5%。C.掘進(jìn)工作面2%以下。D.工作面裝藥爆破前1%以下。如瓦斯?jié)舛瘸^上述規(guī)定，工作人員必須立即撤到符合規(guī)定的地段，并切斷電源。)如開挖進(jìn)入煤層，瓦斯排放量較大，使用一般的通風(fēng)手段難以稀釋到安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可使用超前周邊全封閉預(yù)注漿。在開挖前沿學(xué)子面拱部、邊墻、底部輪廓線軸向輻射狀布孔注漿，形成一個(gè)全封閉截堵瓦斯的帷幕。特別對(duì)煤層垂直方向和斷層地帶進(jìn)行阻截注漿，其效果會(huì)更佳。8.隧道施工坍方由于隧道地質(zhì)、水文條件千變?nèi)f化，不良地質(zhì)的出現(xiàn)及其詳細(xì)情況在開挖揭示前很難預(yù)料，并且在隧道施工中難免也會(huì)出現(xiàn)不正當(dāng)?shù)牟僮鞯鹊?，所以隧道施工中常常出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。施工中我們只有了解地質(zhì)了解塌方的成因才能制定正確的施工方法，才能盡量避免或減輕塌方對(duì)工程質(zhì)量、安全及進(jìn)度等的危害。隧道塌方的原因分析①不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件(1)隧道穿過斷層及其破碎帶，或在薄層巖體的小曲褶、錯(cuò)動(dòng)發(fā)育地段，一經(jīng)開挖，潛在應(yīng)力釋放快、圍巖失穩(wěn)，小則引起圍巖掉塊、坍落，大則引起坍方。當(dāng)通過各種堆積體時(shí)，由于結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差，開挖后引起坍塌。在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育或泥質(zhì)充填物過多，均易產(chǎn)生較大的坍塌。(2)隧道穿越地層覆蓋過薄地段，如在沿河傍山、偏壓地段、溝谷凹地淺埋和丘陵淺埋地段極易發(fā)生坍方。(3)水是造成坍方的重要原因之一。地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇巖體的失穩(wěn)和坍落。巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強(qiáng)度大為降低，因而發(fā)生滑坍。②隧道設(shè)計(jì)考慮不周(1)隧道選定位置時(shí)，地質(zhì)調(diào)查不細(xì)，未能作詳細(xì)的分析，或未能查明可能坍方的因素。沒有繞開可以繞避的不良地質(zhì)地段。(2)缺乏較詳細(xì)的隧道所處位置的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，引起