隧道施工中浅层沼气的危害与防治

隧道施工中浅层沼气的危害与防治
唐益群，蒋玉坤
(同济大学地下建筑与工程系，上海200092)
[摘要]在地下空间开发过程中，浅层沼气作为一种工程地质灾害，影响着隧道施工安全和质量。首先介绍了沼气的成因、赋存特点。然后阐述了隧道施工中浅层沼气的危害形式及其内在机理。最后结合浅层沼气地层自身工程特点，引入煤矿瓦斯防治相关技术，提出了工程勘探和超前探排气，沉降监控及注浆，隧道通风，喷出沼气引排等4种沼气危害的防治办法。

内容摘抄：

1沼气赋存特点
沼气在砂层中以囊体的形式赋存，具有不均匀性。气压不同，土孔隙被水、气填充形式亦存在差异，据此可将赋存沼气的砂性土层分为水封闭带、双连通带、气封闭带和承压饱水带等四带。
2隧道施工中的沼气危害
2．1爆炸性危害
爆炸会通过火焰锋面、冲击波和改变隧道中大气成分等方式对施工人员人身安全和隧道本身、仪器设备等造成损害。沼气爆炸的发生必须具备3个基本条件：①沼气浓度在爆炸界限内，一般为5％～16％；②混合气体中氧的浓度≥12％；③有足够能量的点火源。其中第2个条件几乎随时满足，因为空气中氧气含量很大。施工中大型盾构等机电设备不可能做到完全防爆，因此点火源也不可避免。所以一旦沼气浓度达到爆炸界限内，很有可能发生爆炸或者火灾。尽管整个隧道沼气浓度未必都达到爆炸范围，但是如果通风条件不好，沼气会在局部积聚，使某个部位沼气含量迅速增加，短时间内超标。因此爆炸性危害多由局部沼气积聚导致。《煤矿安全规定》规定：采掘工作面内，体积大于0．5m’的空间内瓦斯达到2％时即构成局部瓦斯积聚，必须停止工作，撤出人员。

3沼气危害的防治
根据矿井瓦斯灾害防治的相关办法，结合以往工程实践中积累的一些防治沼气灾害经验，提出隧道施工中浅层沼气防治的可行性建议。

4结语
浅层沼气对隧道施工主要有爆炸性危害，喷出危害和变形危害。结合矿井瓦斯灾害防治的相关办法，本文提出了工程勘探和超前探排气，沉降监控及注浆，隧道通风，喷出沼气引排等4种沼气危害的防治办法，对浅层沼气地层的隧道施工有一定的指导意义。

（略）

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