1· 工程概况
某铁路隧道最大埋深约385 m，全长5 465 m，位于天然气构造区或侵染区，为高瓦斯隧道。为确保施工安全，隧道开挖采用台阶法。隧道开挖前，将风管拉到距离工作面5 m 位置进行通风，当瓦斯检测确定浓度小于0.5 %时，进行湿式钻孔作业；钻孔前先开水，后开风以封闭粉尘，防止钻头与砂岩、泥岩粉尘摩擦产生火花造成安全事故；开挖后及时衬砌，将二次衬砌滞后工作面的距离控制在30～50 m 内，以充分利用成洞段初期支护和二次衬砌密闭瓦斯，控制瓦斯溢出量，加强通风，将洞内瓦斯浓度控制在允许范围；爆破采用二级复式楔形掏槽方式，掏槽位置置于断面左右两侧，距开挖台阶底板0.6～0.8 m，采用1～2 段煤矿许用型毫秒电雷管延期爆破；隧道洞内衬砌采用气密性混凝土，两侧边墙脚各设2 条覫150 纵向水气管，拱墙范围内每10 m 设置1 处覫50 环向盲沟，纵向水气管每隔10 m 竖向连通；水气管与侧构间不设连接；混凝土衬砌前，在初期支护面铺设瓦斯隔离板，隔离板外再铺4 mm 厚PVC 防水板；瓦斯隔离板采用冷粘接，接缝搭接长度不小于15 cm；所有暗洞段落均为瓦斯封闭段，结构混凝土透气性要求为10～11 cm/s。
2· 隧道施工与瓦斯浓度的防控
2. 1 隧道施工
隧道施工中，应加强开挖工作面和洞身地质素描，准确记录所揭露的地层岩性、地质构造、结构面产状、含气层等地质和水文地质情况，通过地层层序对比、地层分界线地下和地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数相关性分析和临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等，推测开挖工作面前方可能揭示的地质情况[1]；进行全断面超前地质钻探，探孔孔径为覫76 mm，每次探测深度25 m，钻孔深度30 m，搭接长度5 m，钻孔外插角不小于6 °；在超前探孔处设置检测点，以检测是否有瓦斯等有害气体涌出，若探测到有害气体，应判断其涌出位置，作好记录；加深炮孔为每循环施作，利用风钻在隧道开挖工作面钻小孔径浅孔以获取地质信息，揭示异常地质情况，准确查明不良地质体；在每一循环开挖钻眼时加深3～5 个炮孔（每个炮孔加深3 m）；发现异常情况时应及时反馈信息，不得盲目装药爆破。
2. 2 瓦斯浓度检测
在隧道进口及横洞各配置1 套KJ101 瓦斯监控系统。在正洞和平洞开挖工作面、容易造成瓦斯积聚的地点如二衬台车附近和总回风流（洞口附近）中安装甲烷、一氧化碳以及风速等各类传感器，24 h 不间断检测瓦斯浓度。当瓦斯浓度超限或停止通风时监控系统自动断电、报警，实现“瓦-电”、“风-电”自动闭锁，并将所有信息自动传输到机房、管理机构，敦促管理人员进行有效处理。同时瓦斯检测员配备光干涉甲烷检测仪和一氧化碳检测仪，每2 h 巡回检测1 次并填写检测记录，重点检测隧道顶部和局部凹陷处等瓦斯容易积聚地的浓度，并在装药前、爆破前和爆破后进行“一炮三检”，在动火作业地段实时检测瓦斯浓度；安全员、班组长和管理人员进洞时均佩带甲烷检测报警仪或多种气体检测报警仪，以对各作业点段进行不定时检测。
2. 3 瓦斯浓度分级管理
根据松岗隧道瓦斯分布的特点，结合类似工程施工经验，为保证施工安全，将隧道内各工作面瓦斯浓度分为两级管理，即：当隧道内瓦斯浓度在0.3 %以下时，各作业面正常施工，并作好瓦斯浓度检测和记录工作；当瓦斯浓度超过0.3 %时，由作业队负责人或技术主管进行处理，采取加强通风措施以降低瓦斯浓度；当瓦斯浓度超过0.5 %时，隧道内停工、停电、撤离人员，保持通风，封闭洞口并报项目经理和总工程师进行处理。
2. 4 隧道施工用电及防护
隧道洞外采用双电源供电方案[2]，即渝黔铁路专用电网和自备发电机双电源，并安装备用电源自动切换装置；洞内供电采用单电源线路。洞内配电设备及照明电器全部采用防爆型，并做到“三专”、“两闭锁”，即专用防爆变压器、专用开关、专用供电线路和瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、局部采用射流风机引导风流与供电的闭锁，以保证隧道的安全施工。
2. 5 隧道通风
各工区均采用巷道式通风并分两阶段实施[3-4]：正洞与平洞间横通道贯通前，采用压入式通风；横通道贯通后，采用巷道式通风。各洞口设备配置如下：正洞和平洞各采用1 台2×135 kW 轴流式通风机，各备用1 台；进出口平洞在转入正洞施工时，使用1 台2×135 kW轴流式通风机进行压入式通风；洞内采用覫90 射流风机引导风流；局部辅助通风采用空气引射器，见图1、2；正洞风管采用覫1800 mm、平洞风管采用覫1600 mm 软式螺旋阻燃、抗静电通风管。洞口通风机安装位置距离洞口20 m，风管出口至工作面距离5 m。进口正洞及平洞在开挖到150 m 后设风机压入通风，直到正洞工作面开挖到600 m、进口平洞工作面开挖到1 430 m 为止；进口平洞与正洞在600 m 处贯通2 号横通道，正洞污浊空气通过该横通道经进口平洞排出。平洞为压入式通风，正洞开始转入巷道式通风，直到正洞工作面开挖到1 200 m、平洞工作面开挖到2 036 m 为止。1 号横通道工区施工独头掘进长度超过150 m 时，采用压入式机械通风，见图2。1 号横通道进入正洞向大里程施工659 m 段及小里程施工636 m 段范围，采用独头式通风，平洞出口在该阶段也采用独头式通风；在防水布台架、钢筋绑扎台架等瓦斯易于积聚的部位设置引射器；1 号横通道向大里程659 m 施工完毕，通风管转向小里程；20 号横通道与平洞贯通，正洞采用巷道式通风，污浊风流从出口平洞排出，正洞继续向前开挖835 m 与平洞转正洞贯通，然后继续向前开挖951 m与进口正洞贯通；18 号横通道与平洞贯通从20 号横通道增加风门关闭，采用巷道式通风，正洞污浊风流从18 号横通道进入出口平洞排出，在平洞18 号横通道大里程方向设射流风机引流。从平洞的备用风机引1 路风管通过18 号横通道为平洞、正洞施工通风。
2. 6 设备防爆改造
根据高瓦斯隧道施工要求，所有进洞车辆和设备必须为防爆型，因此项目部通过技术分析和防爆试验，确定对所有进洞设备进行防爆改装[2]。如对装载机、挖掘机、自卸汽车、混凝土罐车等在隧道内作业的机械设备采用GJC4（B）煤矿用低浓度甲烷传感器和DJ4Y220-Z车载式甲烷断电仪进行防爆改装。当环境中瓦斯浓度超过0.3 %时，设备可向司机发出提示信号；当瓦斯浓度超过0.5 %时，设备可自动断电熄火，停止作业，在采取措施将瓦斯浓度降低到0.5 %以下后，再恢复作业。
