新涼風埡隧道:工程概況,線路概況,不良地質,煤層瓦斯,岩溶,斷層破碎帶,順層,施工

新涼風埡隧道位於貴州省桐梓縣境內，起迄里程DK149+846～DK157+464，全長7618m。是渝黔鐵路控制性工作，也是全線的重難點工程，工期47.9個月。在隧道出口DK155+413～DK155+588段，隧道穿越含煤地層龍潭組（P2l），具有瓦斯突出風險，同時，隧道址區存在岩溶、斷層，並下穿淺埋段及水庫，被稱為隧道“地質博物館”，隧道風險等級：I級風險。

基本介紹

中文名：新涼風埡隧道
外文名：xinliangfengya tunnel
正洞長：7618米
開工時間：2013年3月
工期：47.9個月

工程概況,線路概況,不良地質,煤層瓦斯,岩溶,斷層破碎帶,順層,施工技術,安全管理技術,瓦斯管理制度,

工程概況

線路概況

重慶至貴陽鐵路擴能改造工程（簡稱“渝黔鐵路”）站前土建7標，位於貴州省桐梓縣境內。里程為DK149+773.274～DK157+695,全長7921.726m,主要工程為路基284米，路基土石方46929m³；蓋板涵47.5橫延米/3座；新涼風埡隧道7618延長米/1座；雙塊式無砟道床15.018千米。其中新涼風埡隧道為我標段控制工程，也是重難點工程，為I級風險隧道，契約總額56034萬元，工期47.9個月。

新涼風埡隧道起迄里程DK149+846～DK157+464，全長7618m，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍岩分別為755m（9.9%）、2340m（30.7%）、3020m（39.6%）、1503m（19.8%）。

洞內線路縱坡採用“人” 字坡，變坡點里程為DK154+800，也是隧道進出口分界裡程，進口坡段長4954m、坡度從17.2‰過渡到9‰，出口坡段長2664m，坡度為-3‰。

隧道進出口分別於左線左側30m設定平導，進口平導長4699.982m，設計採用無軌腳踏車道，內淨空斷面尺寸4.7m（寬）×6m（高）；出口平導長1872.665m，設計採用有軌雙車道，內淨空斷面尺寸5.5m（寬）×5.6m（高），兩平導間預設計瀉水洞1028m。詳見圖2-1所示。

不良地質

煤層瓦斯

出口工區為瓦斯突出工區，煤系地層分布在DK155+413～DK155+588段，共9層煤，總長度175m。含可採煤層5層，分別為K2、K4、K5、K8、K9，主采K2、K4、K5，厚度1.5～2.0m，層位穩定，瓦斯絕對湧出量為0.13～3.02 m/min，壓力為0.45～1.5Mpa，具有瓦斯突出風險。根據對K9～K1煤層的精探結果， K5煤層的原始瓦斯含量高達15.01m/t，遠遠超出瓦斯突出的臨界值，國內實屬首例，並且煤系中存在隱伏斷層，施工風險非常大。

岩溶

岩溶主要分布在洞身DK149+846～DK150+123、DK150+525～DK153+500、DK154+579～DK155+413、DK155+588～DK155+743、DK156+472～DK156+464等5段，長度約為5516m，占隧道的72.41%。岩性以灰岩為主，岩溶發育程度中等至強烈。

區內岩溶形態主要表現為岩溶槽谷、岩溶窪地、暗河、落水洞、乾溶洞及溶隙、溶溝等。隧道範圍內主要以垂直形態岩溶為主，而水平岩溶形態為數不多。隧址區發育規律主要表現為順層面、順軟弱結構面發育發育；在可溶岩與非可溶岩接觸帶、可溶岩與斷層破碎帶發育；在可溶岩質純，厚度大的地段發育。

岩溶的發育為地下水的賦存提供了有利空間，隧道在DK149+846～DK153+071段處於水平循環帶與垂直循環帶的交替帶，DK153+071～DK157+435段處於水平循環帶，岩溶管道發育，地下水豐富，且具極不均勻性。測區溶洞發育層有棲霞-茅口組地層、茅草鋪組地層及奧陶系灰岩地層。隧道開挖可能遇見岩溶現象，且有發生突水、湧水、突泥的可能，在施工中應作好超前探水、泄壓等工作。

斷層破碎帶

隧道主要穿越6條破碎帶，破碎頻寬2～40m。斷層主要由斷層角礫和斷層泥組成，無膠結，骨架間存在架空現象；影響帶岩體破碎，多呈碎石角礫狀結構，強度低，完整性極不均一，圍岩穩定性差。圍岩穩定性差。隧道開挖易出現垮塌、冒落等，特別是在水作用下，易出現突水、突泥等地質災害。

順層

主要分布在隧道進出口段，隧道進口段基岩裸露，為奧陶系中上統（Q2+3）灰岩，岩層產狀為N55ºW/15ºNE，傾向進口左側，與隧道軸線夾角為40º，右側邊坡存在順層現象。隧道出口段基岩裸露，為三疊系下統茅草鋪組（T1m）灰岩，白雲質灰岩，岩層產狀為N70ºE/35ºSE，傾向洞口仰坡外，與隧道軸線夾角為68º，出口仰坡為順層邊坡。

下穿涼風埡水庫

隧道在DK153+400附近下穿涼風埡水庫，水庫庫容10萬方,埋深約420m,附近發育多條斷層與隧道洞身相交。

施工技術

隧道穿越煤層瓦斯段先進的施工技術

施工方案

揭煤方案方面，由中鐵十八局集團有限公司專家及重慶市能源投資集團科技公司專家共同制定“分步集中處理，分層檢驗揭煤”揭煤實施方案，把煤層分三部分揭完，第一步僅對K9～K4煤層進行瓦斯抽排並揭開K9～K6煤層，第二步對K5~K4煤層根據實際情況再次進行抽排處理並揭煤，第三步K3～K1煤層進行瓦斯抽排並揭煤。

“水力壓裂增透，集中抽排處理”

由於新涼風埡隧道地質複雜且不確定因素多，本項目工期風險非常大，為節約工期，項目部主動出擊，從煤礦引進“水力壓裂增透，集中抽排處理”新技術，此舉開創了隧道施工方面採用水力壓裂技術的先河，並且本隧道也將成為第二個採用瓦斯抽排技術的隧道。經我公司測算，實施此方案比“常規抽排，逐層處理”方案可節約工期達198天。採取水力壓裂增透措施目的是增加煤層透氣性，提高瓦斯抽排效果，從而縮短抽排時間及減少鑽孔工程量，2014年9月14日至15日，對K5～K9煤層實施了分層水力壓裂增透措施。揭煤施工期間的鑽孔量非常大，為了節約工期，提高鑽孔施工的效率，我公司加大投入，採用三台ZDY-1250型煤礦專用鑽機、每台鑽機三班人員同時施工。為確保瓦斯抽排期間，不因設備問題耽誤工期，排放泵站安裝兩套水環真空泵，做到了百分之百備份。

安全管理技術

1、數位化瓦斯管理小組

為控制出口工區瓦斯風險，在公司領導成立專門的數位化瓦斯管理小組，由安質部長兼地質工程師主任王強任小組組長，該小組由地質工程師、專職煤礦瓦檢員、專職煤礦安全員、專職煤礦電工、專職通風工、重慶煤科院監控系統修護員等成員組成，形成了集超前地質預報、瓦斯監控、機電管理、數位化監控系統維護、門禁系統管理員等有關瓦斯風險多方位職能一體的高素質、高科技、綜合性瓦斯管理小組。

瓦斯管理制度

為防止瓦斯隧道的事故發生，保證員工及其他隧道施工人員的人身安全，真正做到“安全第一，預防為主”，本項目制定以下瓦斯管理制度：瓦斯監測與檢測管理制度、一炮三檢和三人聯鎖放炮製度、瓦斯隧道防火·防爆管理制度、通風系統管理制度、瓦斯隧道設備、器材使用管理制度、緊急救援與搶險制度、特殊工序管理制度、進、出洞管理制度、瓦斯隧道爆破作業管理制度、KJ90瓦斯安全監控系統管理制度、值班人員交接班制度、視頻監控管理制度、瓦斯排放管理制度、自救器管理制度、運輸管理制度、值班幹部現場安全盯崗制度、調度管理制度、用電管理制度、瓦斯隧道洞內外通信聯絡制度、獎懲制度等。並製作成小冊子，管理人員到現場工人人手一本。

瓦斯安全技術培訓考核及斯突出應急演練

安全教育是安全生產工作中最重要的一環，項目部在宣傳教育力度上加大投入，通過宣傳欄、宣傳警示牌、讀報欄等多種形式進行安全知識宣傳，並多次請專家對全體員工進行瓦斯安全知識培訓。項目安質部加大了瓦斯安全技術知識的考核力度，對所有進洞人員進行瓦斯安全技術知識答卷考核。對新進場人員，進行單獨的瓦斯安全技術知識培訓，並進行考核。所有人員考核合格後方可進洞。

為進一步提高廣大員工的安全意識，於2014年9月4日舉行了瓦斯突出應急演練。

4、安全避險六大系統及其它安全系統

新涼風埡隧道建設安全避險“六大系統”，使得該隧道成為國內首批建設安全避險“六大系統”的隧道。安全避險“六大系統”包括瓦斯自動監控系統、人員定位系統、緊急避險系統、壓風自救系統、供水施救系統、通信聯絡系統，使得該隧道成為國內首例建設安全避險“六大系統”的隧道，除此之外，還建設了門禁系統、視頻監控系統、通風系統、瓦斯抽放系統等。