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摘要：根据研究发现，该公路隧道有充分的瓦斯形成背景，但瓦斯存在的特点是储量低、浓度低、分散，最终确定该地区不存在生成大量瓦斯的地质条件。通过勘察技术的应用，对瓦斯预报精度的提高十分有利，保证了隧道施工的安全性。
关键词：公路隧道；瓦斯；地质预报；勘察；監测
中图分类号： U45文献标识码：A 文章编号：
随着交通事业的发展，全国各地的公路工程施工都在不断进行，在公路隧道工程中，对地质灾害的超前预报工作十分重要，对隧道施工的安全性起着保障作用。在某隧道工程掘进过程中，发现存在瓦斯气体，对工程的进度及安全产生严重危害，经过调查发现，该隧道处地质结构具备瓦斯储藏的能力，通过对瓦斯的成因进行分析，对未尚未开挖段落的瓦斯情况进行预测，对存在的瓦斯危害有效的进行规避。
1、公路隧道施工地质预报
以地质资料作为基础进行隧道施工地质预报，是采用超前导洞、物探、钻探等技术方法对未开挖段落的地质特征进行预测的技术，能够对隧道开挖工作面前方的地质情况准确的进行越策，保证的施工的安全性。
1.1预报方法的选择
从已经开挖的工作面所显示的地质资料来看，该断面的围岩包含灰质白云岩、炭质白云岩、砂质泥砾岩等，岩层节理裂隙发育较好，并且已经存在瓦斯泄露的现象。所以，在预报方法的选择上应该选择防爆、防火、长距离快速简单的方法，实现满足预报的条件下，降低在隧道内停留时间的要求，以确保预报人员的生命安全。
1.2物探法预报
在隧道地质超前预报中，物探法是一种比较常用的方法，为了适应该隧道防爆、防火的要求，选择TRT技术进行预报工作。所谓TRT技术，是一种三维弹性波反射法的应用技术，利用锤击的方法，使弹性波得以激发，操作简单、安全、可靠，能够较好的实现三维地质成像，对隧道围岩的地质特征能够更好的进行分析，从而查明瓦斯储气的地质构造。在该隧道工程中，隧道左、右两侧的TRT探测效果如图1所示：
(1)隧道左洞(2)隧道右洞
图1 隧道左、右洞TRT探测效果图
该公路隧道为左右洞分离式结构，先进行右洞的掘进，通过TRT探测预报及洞内地质调绘分析，在ZK14+670~ZK14+680段及ZK14+685~ZK14+685段落上可能有瓦斯存在的迹象，应该预先进行防护。
1.3钻探法预报
采用超前水平钻探对隧道掘进工作面前方围岩特征进行揭示，结合钻孔口瓦斯动态监测与地质分析，对瓦斯泄露的浓度变化实时进行监控，从而实现了瓦斯监控与地质钻探的结合。此次地质钻探利用RPD-150C多功能钻机进行操作，该钻机最大的特点是操作简单灵活、钻进快速，在隧道水平钻探作业中非常适用。该工程中，钻孔数量为1个，孔深40米，钻孔位于隧道中线附近，通过打击力、破坏能、转进速度等参数确定围岩特征，不需要取岩芯。本次超前钻探的范围和TRT探测在部分位置上存在重叠，通过钻探与物探的结合，能够更可靠、准确的进行预报，地质钻探钻速与破坏能曲线关系如图2所示：
图2 地质钻探钻速与破坏能曲线关系
在钻进的过程中，对围岩石中的瓦斯浓度，监测人员要进行实时监测，经过监测发现围岩中的瓦斯含量非常有限，浓度也非常低，经过12个小时的监测，钻口瓦斯的浓度如表1所示：
表1钻口瓦斯浓度监测表
1.4超前导洞法预报
对隧道地质特征利用超前导洞的方法进行预报，指导隧道的开挖，这种方法属于直接揭示的方法。该方法分为两种：正洞超前导洞法、平行超前导洞法。如果间距相对比较小的两座隧道，可以采用平行导洞法，通过超过施工的隧道的地质特征对后续施工的隧道有可能遇到的问题进行揭示。因为本文所述的公路隧道中，先进行右洞的开挖，所以，可以利用右侧隧道的围岩地质特征对没有开挖的左侧隧道地质特征进行预测。
2、瓦斯动态监测
由于瓦斯是一种无色无味的混合气体，如果遇到明火就会发生爆炸，在围岩或煤层中以自由气体的状态存在，瓦斯储量的大小主要根据存储空间的温度、压力及体积来决定，瓦斯虽然容易燃烧，但是不能自然，如果空气中混入的浓度达到一定程度时，遇到明火才会发生燃烧或者爆炸。如果在隧道中，瓦斯的浓度低于5%或大于16%时，遇到明火智能在火源周围发生燃烧，不会出现爆炸；而瓦斯浓度在5%~6%或者在14%~16%时，遇到明火就会发生爆炸，其中瓦斯的浓度在9.5%左右的时候，爆炸的威力非常大。在该公路隧道中对瓦斯进行多种方法的检测，施工单位根据瓦斯浓度变化采取必要的措施来保证施工的安全进行。
2.1动态实时监测挖孔工作面及隧道洞身
在隧道开挖工作面上，由瓦斯监测组布置多个监测点，对瓦斯的分布进行监测。在隧道洞身布设固定监测点，对瓦斯在洞身的分布定期进行监测，通常在洞身布设两条测线，沿着边墙布置，距离隧道底板高度为两米，经过长期监测显示：在该隧道工程中，已开挖段洞内的瓦斯浓度左洞进口为0.2%-0.5%、右洞进口为0.28%-0.5%，符合安全标准，在掘进工作面处左洞为0.3%-3.1%，右洞为0.35-2.5%，高于限制标准，应该采取通风稀释作用进行处理。
2.2超前钻探孔监测
在地质产前钻探孔或者开挖钻爆破孔处，对瓦斯的浓度进行监测，利用超前钻孔可以对工作面前方的瓦斯特征直接探查，探查的效果比较显著，对超前钻孔内的瓦斯浓度定期监测，如图3所示：
图3 开挖工作面超前钻孔内瓦斯浓度曲线
根据上图可知，每一个超前探孔开始的瓦斯浓度都比较低，成孔后瓦斯涌出孔口， 导致瓦斯的浓度上升，在成孔以后的两到三天后，瓦斯的浓度上下波动。总体是呈现出逐日下降的趋势。主要原因是，随着隧道的开挖，通风风筒的移近，通风效果较好，使得洞内的瓦斯浓度也逐渐下降。
3、结束语
对公路隧道施工中，采取综合勘察技术对隧道内的瓦斯储气结构进行探查，通过超前预报的手段，对存在瓦斯的作业面采取有效地措施进行防火、防爆，保证施工顺利进行。
参考文献
[1]尚跃强.西山瓦斯隧道施工安全技术措施[J].价值工程,2011(18).
[2]郝俊锁,沈殿臣,王会军.梅岭关瓦斯隧道施工技术[J].现代隧道技术,2011(2).
[3]马亢,徐进,张志龙.雪峰山公路隧道的超前预测预报研究[J].岩土力学, 2009(5).
关键词：公路隧道；瓦斯；地质预报；勘察；監测
中图分类号： U45文献标识码：A 文章编号：
随着交通事业的发展，全国各地的公路工程施工都在不断进行，在公路隧道工程中，对地质灾害的超前预报工作十分重要，对隧道施工的安全性起着保障作用。在某隧道工程掘进过程中，发现存在瓦斯气体，对工程的进度及安全产生严重危害，经过调查发现，该隧道处地质结构具备瓦斯储藏的能力，通过对瓦斯的成因进行分析，对未尚未开挖段落的瓦斯情况进行预测，对存在的瓦斯危害有效的进行规避。
1、公路隧道施工地质预报
以地质资料作为基础进行隧道施工地质预报，是采用超前导洞、物探、钻探等技术方法对未开挖段落的地质特征进行预测的技术，能够对隧道开挖工作面前方的地质情况准确的进行越策，保证的施工的安全性。
1.1预报方法的选择
从已经开挖的工作面所显示的地质资料来看，该断面的围岩包含灰质白云岩、炭质白云岩、砂质泥砾岩等，岩层节理裂隙发育较好，并且已经存在瓦斯泄露的现象。所以，在预报方法的选择上应该选择防爆、防火、长距离快速简单的方法，实现满足预报的条件下，降低在隧道内停留时间的要求，以确保预报人员的生命安全。
1.2物探法预报
在隧道地质超前预报中，物探法是一种比较常用的方法，为了适应该隧道防爆、防火的要求，选择TRT技术进行预报工作。所谓TRT技术，是一种三维弹性波反射法的应用技术，利用锤击的方法，使弹性波得以激发，操作简单、安全、可靠，能够较好的实现三维地质成像，对隧道围岩的地质特征能够更好的进行分析，从而查明瓦斯储气的地质构造。在该隧道工程中，隧道左、右两侧的TRT探测效果如图1所示：
(1)隧道左洞(2)隧道右洞
图1 隧道左、右洞TRT探测效果图
该公路隧道为左右洞分离式结构，先进行右洞的掘进，通过TRT探测预报及洞内地质调绘分析，在ZK14+670~ZK14+680段及ZK14+685~ZK14+685段落上可能有瓦斯存在的迹象，应该预先进行防护。
1.3钻探法预报
采用超前水平钻探对隧道掘进工作面前方围岩特征进行揭示，结合钻孔口瓦斯动态监测与地质分析，对瓦斯泄露的浓度变化实时进行监控，从而实现了瓦斯监控与地质钻探的结合。此次地质钻探利用RPD-150C多功能钻机进行操作，该钻机最大的特点是操作简单灵活、钻进快速，在隧道水平钻探作业中非常适用。该工程中，钻孔数量为1个，孔深40米，钻孔位于隧道中线附近，通过打击力、破坏能、转进速度等参数确定围岩特征，不需要取岩芯。本次超前钻探的范围和TRT探测在部分位置上存在重叠，通过钻探与物探的结合，能够更可靠、准确的进行预报，地质钻探钻速与破坏能曲线关系如图2所示：
图2 地质钻探钻速与破坏能曲线关系
在钻进的过程中，对围岩石中的瓦斯浓度，监测人员要进行实时监测，经过监测发现围岩中的瓦斯含量非常有限，浓度也非常低，经过12个小时的监测，钻口瓦斯的浓度如表1所示：
表1钻口瓦斯浓度监测表
1.4超前导洞法预报
对隧道地质特征利用超前导洞的方法进行预报，指导隧道的开挖，这种方法属于直接揭示的方法。该方法分为两种：正洞超前导洞法、平行超前导洞法。如果间距相对比较小的两座隧道，可以采用平行导洞法，通过超过施工的隧道的地质特征对后续施工的隧道有可能遇到的问题进行揭示。因为本文所述的公路隧道中，先进行右洞的开挖，所以，可以利用右侧隧道的围岩地质特征对没有开挖的左侧隧道地质特征进行预测。
2、瓦斯动态监测
由于瓦斯是一种无色无味的混合气体，如果遇到明火就会发生爆炸，在围岩或煤层中以自由气体的状态存在，瓦斯储量的大小主要根据存储空间的温度、压力及体积来决定，瓦斯虽然容易燃烧，但是不能自然，如果空气中混入的浓度达到一定程度时，遇到明火才会发生燃烧或者爆炸。如果在隧道中，瓦斯的浓度低于5%或大于16%时，遇到明火智能在火源周围发生燃烧，不会出现爆炸；而瓦斯浓度在5%~6%或者在14%~16%时，遇到明火就会发生爆炸，其中瓦斯的浓度在9.5%左右的时候，爆炸的威力非常大。在该公路隧道中对瓦斯进行多种方法的检测，施工单位根据瓦斯浓度变化采取必要的措施来保证施工的安全进行。
2.1动态实时监测挖孔工作面及隧道洞身
在隧道开挖工作面上，由瓦斯监测组布置多个监测点，对瓦斯的分布进行监测。在隧道洞身布设固定监测点，对瓦斯在洞身的分布定期进行监测，通常在洞身布设两条测线，沿着边墙布置，距离隧道底板高度为两米，经过长期监测显示：在该隧道工程中，已开挖段洞内的瓦斯浓度左洞进口为0.2%-0.5%、右洞进口为0.28%-0.5%，符合安全标准，在掘进工作面处左洞为0.3%-3.1%，右洞为0.35-2.5%，高于限制标准，应该采取通风稀释作用进行处理。
2.2超前钻探孔监测
在地质产前钻探孔或者开挖钻爆破孔处，对瓦斯的浓度进行监测，利用超前钻孔可以对工作面前方的瓦斯特征直接探查，探查的效果比较显著，对超前钻孔内的瓦斯浓度定期监测，如图3所示：
图3 开挖工作面超前钻孔内瓦斯浓度曲线
根据上图可知，每一个超前探孔开始的瓦斯浓度都比较低，成孔后瓦斯涌出孔口， 导致瓦斯的浓度上升，在成孔以后的两到三天后，瓦斯的浓度上下波动。总体是呈现出逐日下降的趋势。主要原因是，随着隧道的开挖，通风风筒的移近，通风效果较好，使得洞内的瓦斯浓度也逐渐下降。
3、结束语
对公路隧道施工中，采取综合勘察技术对隧道内的瓦斯储气结构进行探查，通过超前预报的手段，对存在瓦斯的作业面采取有效地措施进行防火、防爆，保证施工顺利进行。
参考文献
[1]尚跃强.西山瓦斯隧道施工安全技术措施[J].价值工程,2011(18).
[2]郝俊锁,沈殿臣,王会军.梅岭关瓦斯隧道施工技术[J].现代隧道技术,2011(2).
[3]马亢,徐进,张志龙.雪峰山公路隧道的超前预测预报研究[J].岩土力学, 2009(5).