铁路瓦斯隧道技术规范

-1--2-本规范用词说明执行本规范条文时，对于要求严格程度的用词说明如下，以便在执行中区别对待。(1)表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。(2)表示严格，在正常情况均应这样做的用词：正面词采用“应，’；反面词采用“不应”或“不得”。(3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用“宜，’；反面词采用“不宜”。表示允许有选择，在一定条件下可这样做的，采用“可”。-3-1总则1.0.1为统一铁路瓦斯隧道勘测、设计、施工及验收的技术标准，使铁路瓦斯隧道建设符合安全实用、技术先进、经济合理的要求，制定本规范。1.0.2本规范适用于新建铁路瓦斯隧道的勘测、设计、施工及验收。1.0.3铁路隧道勘测与施工过程中，通过地质勘探或施工检测表明隧道内存在瓦斯，该隧道应定为瓦斯隧道。1.0.4瓦斯隧道施工期间，当发现有关煤与瓦斯的地质情况与原设计不符时，应根据实际揭示的地质资料，及时修正设计。1.0.5铁路瓦斯隧道的勘测、设计、施工及验收，除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。-4-2术语2.0.1瓦斯gas从煤（岩）层内逸出的各种有害气体的总称，其主要成分为甲烷(CK)。2.0.2煤系地层coalformation在成因上有共生关系并含有煤层（或煤线）的沉积岩地层。2.0.3瓦斯工区workareawithgas地层含有瓦斯的隧道施工区段。2.0.4吨煤瓦斯含量gascontentforeachtonofcoal每吨煤含有的瓦斯数量，系游离瓦斯与吸附瓦斯量之总和，以m3/t计。2.0.5瓦斯压力gaspressure隧道开挖前煤（岩）中瓦斯的原始压力。2.0.6石门rockcross-cut在与煤层走向正交或斜交的岩石水平坑道中揭煤时，开挖工作面与煤层间的岩柱，其厚度一般取为1.5-2.0m,当岩层松软、破碎时应适当增大。2.0.7岩柱rockcolumn岩石坑道开挖工作面与煤层之间的岩体，其厚度即开挖工作面与煤层之间的垂直距离。2.0.5石门揭煤coalminingattherockcross-cut-5-掘进石门和煤层的全过程，它包括揭开石门、半煤半岩掘进、全煤层掘进，过完煤层等。2.0.9密闭门sealingdoor巷道中为隔离瓦斯而安装的专用门。2.0.10瓦斯检测断面cross-sectionforgasdetection坑道中设置瓦斯检测点的断面。2.0.11瓦斯浓度gasconcentration空气中瓦斯占有量与空气体积之比，以百分数表示。2.0.12瓦斯逸出gasescaped从隧道围岩中或衬砌背后释放出的瓦斯。2.0.13突出ejection在地应力和瓦斯压力共同作用下，破碎的煤（岩）与大量瓦斯从煤体内突然喷向开挖空间的现象。2.0.14倾斜煤层declinedcoalbed煤层层面与水平面斜交的煤层，当倾角为80-250时，称缓倾斜煤层；倾角为250-450时，称倾斜煤层；当倾角为大于450时，称急倾斜煤层。2.0.15煤层厚度thicknessofcoal。煤层顶底板之间的垂直距离。厚度小于1.3m的为薄煤层；厚度在1.3-3.5m的为中厚煤层；厚度大于3.5m的为厚煤层。2.0.16超前探孔probingdrift为探明开挖工作面前方煤层位置及赋存条件和瓦斯情况的钻孔，-6-简称探孔。2.0.17预测孔forecastinghole用以预测煤层各项突出危险性指标的钻孔。2.0.18检验孔detectionhole检验防突措施是否有效的钻孔。2.0.19排放孔gasreleasinghole专门排放开挖工作面前方煤层中的瓦斯和缓解应力的钻孔。2.0.20打钻动力现象dynamicphenomenon钻孔过程中大量的瓦斯、煤浆、煤粉、水从钻孔中喷出（喷孔、喷水）或高压瓦斯将钻杆向外推（顶钻）、夹钻、抱钻、顶水等现象。2.0.21震动爆破shockblasting在石门揭煤时，用增加炮眼数量，加大装药量等措施诱导煤与瓦斯突出的特殊爆破作业。2.0.22微震动爆破】owvibrationblasting用于揭煤的一种低爆破力的震动爆破口2.0.23煤矿许用炸药explosivepermittedforcoalmining允许用于有瓦斯和煤尘爆炸危险的地下工程爆破的专用炸药。2.0.24气密性airtightness在一定的压力和时间条件下气透过混凝土的程度，以透气系数衡量。2.0.25透气系数airpermeability在规定压力下，单位时间、单位面积内混凝土的透气量。-7-2.0.26气密性混凝土air-tightconcrete透气系数不大于10-1tcm/s的混凝土。-8-3勘测3.1一般规定3.1.1确定隧道位置时，应经过技术经济比较，绕避煤系地层及其他含瓦斯地层，难以绕避时，宜以较短距离通过。3.1.2隧道穿越或邻近煤系地层和其他含瓦斯地层时，应开展瓦斯隧道的地质工作，其范围应较一般隧道适当扩大，内容适当加深，其成果应满足隧道设计和施工的需要。3.2地质勘探与瓦斯测定3.2.1瓦斯隧道勘测时，应调查、收集邻近煤矿和油气田的既有资料，其内容包括：1区域性地质、矿产地质、水文地质、有害气体的实测资料，油气田、气井资料及有关瓦斯赋存、突出的其他地质资料（含地质平面图、剖面图、煤系柱状图、煤层对比图、钻孔资料、井田勘察报告、各阶段地质报告等）；2井田的分布、开采水平、通风方式、瓦斯等级、采空区范围、采煤及顶板管理办法、接替采区和规划采区的位置及范围等资料；3有关瓦斯矿井通风和煤与瓦斯突出的历史记载和实测资料。3.2.2瓦斯隧道的地质工作除查明一般地形、地貌、工程地质、水文-9-地质条件外，应着重调查和确定以下内容：1隧道的瓦斯来源；2隧道通过的地层层序、年代、岩层种类及含煤地层的分布，煤层数及顶底板特征和位置，煤层厚度、倾角，隧道穿煤里程及长度；3煤层的主要物理性质和指标以及工业成分分析，包括颜色、光泽、重度、硬度、水分、挥发分、固定碳、灰分、瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯放散初速度等；4煤的自燃及煤尘爆炸性判断，煤与瓦斯突出危险性判断；5采空区形态，接替及规划采区位置及压煤量；6煤层的瓦斯带和瓦斯风化带位置；7查明形成瓦斯的地质构造，包括煤层、油页岩层所处的构造部位，天然气的生成、运移、储集、封闭条件及影响因素，地下水对天然气运移、储存的影响。3.2.3瓦斯隧道除应按一般隧道布置勘探工作外，尚应适当增加钻孔，采取煤样和气样进行成分分析，并在现场进行瓦斯及天然气含量、涌出量、压力等测试工作。3.2.4工程地质报告应有专门篇章评述煤层、瓦斯和天然气的情况，以及瓦斯地质分析、采空区及压煤量、邻近的煤矿和油气田、气井情况、隧道瓦斯严重程度预测及对工程的影响、建议技术措施等。3.2.5瓦斯隧道施工期间，应进行地质复查工作。对于揭露的煤层，应取样复测煤层的瓦斯含量和其他有关参数，必要时应钻孔埋管实测瓦斯压力，以及通过通风和瓦斯检测计算全坑道的瓦斯涌出量，根据-10-检测结果核对施工工区和煤系地层的瓦斯等级，必要时应进行修正，同时应相应修改设计。3．3瓦斯预测与评估3.3.1勘测阶段应根据煤与瓦斯参数，结合施工方案、进度安排，分段分煤层预测隧道及辅助坑道的绝对瓦斯涌出量。3.3.2勘测阶段应根据煤体结构及有关参数，进行煤层突出危险性预测和瓦斯隧道的瓦斯工区、含瓦斯地段的等级划分。3.3.3高瓦斯隧道和瓦斯突出隧道的设计阶段应编制指导性施工组织设计，内容包括探煤、揭煤和防突的方法及措施、施工通风布置和必要的技术装备，以及施工阶段的瓦斯检测、煤与瓦斯突出参考指标及要求等。-11-4设计4.1瓦斯隧道分类4.1.1瓦斯隧道分为低瓦斯隧道、高瓦斯隧道及瓦斯突出隧道三种，瓦斯隧道的类型按隧道内瓦斯工区的最高级确定。4.1.2瓦斯隧道工区分为非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出工区共四类。4.1.3低瓦斯工区和高瓦斯工区可按绝对瓦斯涌出量进行判定。当全工区的瓦斯涌出量小于0.5矽/min时，为低瓦斯工区；大于或等于0.5时/min时，为高瓦斯工区。4.1.4瓦斯隧道只要有一处有突出危险，该处所在的工区即为瓦斯突出工区。判定瓦斯突出必须同时满足下列4个指标：1瓦斯压力P-0.74MPa（测定方法按附录D);2瓦斯放散初速度△P》10（测定方法按附录E);3煤的坚固性系数，f0.5（测定方法按附录F);4煤的破坏类型为Ⅲ类及以上（破坏类型按附录A).4.2衬砌结构4.2.1瓦斯工区根据其含瓦斯的情况，可划分为非瓦斯地段和三级、二级与一级三种含瓦斯地段，并分别采用不同的衬砌结构。含瓦斯地段的等级应按表4.2.1确定。-12-4.2.2一、二级瓦斯地段应采用复合式衬砌，其初期支护和二次衬砌应根据埋置的深度、围岩级别、工程地质和水文地质条件、瓦斯严重程度按全封闭原则进行设计。4.2.3瓦斯隧道的衬砌结构应有防瓦斯措施，宜按表4.2.3选用。确定防瓦斯处理范围时，瓦斯较重、等级较高地段应向瓦斯较轻、等级较低地段适当延长。4.2.4含瓦斯地段的喷射混凝土厚度不应小于15cm，模筑混凝土衬砌厚度不应小于40cm.4.2.5喷射混凝土中掺用气密剂后，透气系数不应大于10-1ocm/s，模筑棍凝土中掺用气密剂后，透气系数不应大于10-11cm/s。模筑棍凝土衬砌施工缝应进行气密处理，其封闭瓦斯性能不应小于衬砌本体。4.2.6揍气密剂的混凝土施工材料应符合下列规定：1水泥宜选用强度等级为32.5的硅酸盐和普通硅酸盐水泥，不-13-得采用其他水泥；2砂的细度模数风Mx≥2.7，含泥量不大于3%，不得使用细砂；3石子的最大粒径Dmax≤（40mm，级配宜为2-3级，含泥量不大于1%，不得有泥土块，或泥土包裹石子表面，针片状颗粒含量不大于15%;4气密剂宜选用FS-KQ型，掺量应符合设计要求，气密剂为硅灰、粉煤灰及高效减水剂的复合剂。4.2.7掺气密剂的混凝土施工应符合下列要求：1C20混凝土配合比宜为1:2.5:3.5，水灰比宜取0.48;2原材料应按以上配合比进行称量，水的允许偏差为士1%,水泥及气密剂的允许偏差为士2%,砂石允许偏差为士3%;3原材料应按采用强制式搅拌机搅拌，不得采用人工拌合；水泥、气密剂及砂应先干拌1一1.5min，达到颜色均匀后，再加人石子及水搅拌1.5-2.Omin，形成均匀的拌合物；4混凝土拌合物从搅拌机卸出至灌注完毕所需时间宜为40--60min;5应采用机械震捣，不得用人工震捣；6连续养护时间不得少于28d，并应避免在5'C以下施工。4.2.8当衬砌内设置瓦斯隔离层时，其垫层应采用闭孔型泡沫塑料，厚度不应小于4mm.4.2.9，全封闭防瓦斯地段有地下水时，宜采取在左右边墙下部外侧铺设纵向透水管，将地下水引离含瓦斯地段的排水措施。透水管终点-14-宜设置气水分离装置，分离出的瓦斯气体可用管道引出洞外在高处放散。4.2.10从隧道内引出瓦斯的金属管，其上端管口距地面不应小于lom，并应妥善接地，防止雷击。瓦斯放空管的接地电阻不得大于5Ω，其周围20m内禁止有明火火源及易燃易爆物品。4.2.11当隧道内含瓦斯地段较长且初始瓦斯压力大于0.74MPa时，宜在衬砌背后预埋通向大气的降压管；有平行导坑时，可从平行导坑向正洞施钻瓦斯降压孔，防止隧道建成后瓦斯压力回升。4.3辅助坑道4.3.1瓦斯隧道辅助坑道的设置，应按瓦斯工区与非瓦斯工区，结合施工通风需要，综合研究，确定方案。4.3.2在确定斜井、竖井、横洞位置时，应避免通过或靠近煤层，不能避免时，宜减少通过或靠近煤层的长度。4.3.3高瓦斯工区和瓦斯突出工区宜设置平行导坑，采用巷道式通风，设置灾害避难所，进行远距离爆破等安全措施。4.3.4瓦斯隧道的斜（竖）井作为抽出式通风井时，不得兼作提升井。井内应设方便检修人员工作及避难行走的人行台阶（竖井为梯子间）。4.3.5瓦斯隧道的辅助坑道，当在运营期间予以利用时，应设置永久性支护。4.3.6隧道竣工交付运营前，在辅助坑道洞口及与正洞相交处、含瓦-15-斯地段两