随着我国经济社会发展水平的不断提高,交通设施建设规模呈现持续快速发展的趋势,公路隧道在建设规模上也呈现出明显的增长。公路隧道建设规模的不断扩大,也给隧道的施工安全水平提出了更高的要求。安全事故在隧道建设过程中时有发生,在各类灾害事故中,瓦斯灾害往往造成严重的后果。因此,国内外很多的学者针对这个问题进行过大量的研究,并且已经取得了丰硕的研究成果。然而,这些研究主要针对煤系地带隧道瓦斯灾害防治,而针对伴煤系地层的瓦斯运移和防治综合研究成果十分有限。伴煤系地层在我国的西南地区分布较为广泛,伴煤系地层往往赋存着大量瓦斯等有害气体,施工过程中极易导致瓦斯爆炸、瓦斯突出等灾害事故,造成严重伤亡后果。于是,本文研究依托我国西南地区某公路隧道穿越煤系地层段为工程背景,通过隧道现场考察、资料收集、理论分析和数值模拟等手段,对该隧道穿越煤系地层段的瓦斯来源、运移规律、扩散规律以及瓦斯的灾害防治技术等进行了系统研究,主要进行的研究内容有如下几点:(1)在学习国内外关于公路隧道施工瓦斯运移和灾害防治等研究成果的基础上,以本文隧道工程案例,针对性的分析了隧道穿越煤系地层段的瓦斯赋存形式,并且对隧道开挖之后穿越煤系地层段围岩内瓦斯的运移情况作了研究分析,基于COMSOL Multiphysics物理仿真软件对瓦斯气体在围岩中的运移进行流固耦合模拟,进一步验证了隧道围岩开挖后赋存瓦斯的运移规律。(2)在分析认清该瓦斯隧道结构、地层特性、水文地质等基本情况下,对瓦斯赋存段隧道进行了瓦斯浓度检测。对现场监测获得的瓦斯浓度数据进行了分析,得到瓦斯涌出量和时间、位置等的关系,进而得出隧道开挖后瓦斯涌出量分布规律。(3)针对隧道穿越煤系地层段围岩开挖后,涌出的瓦斯在隧道内的扩散问题,采用Fluent数值模拟软件,在深入分析数值模拟计算相关原理和方法的基础上,计算并分析了隧道内涌出瓦斯在不同工况下的扩散浓度分布及空间运移规律,对隧道在施工期间的瓦斯灾害预防治理提供一定的指导作用。(4)查阅和总结了公路隧道瓦斯灾害的主要防治措施,包括隧道地质超前预报、瓦斯钻孔排放、围岩注浆封堵、加强隧道通风、衬砌背后增设气密性材料等。根据结合超前钻探得到的隧道现场瓦斯浓度分布监测数据、瓦斯运移和涌出数值模拟结果等,确定了包括钻孔排放、施工通风等措施的针对该隧道穿越煤系地层段的瓦斯防治方案。