[发明专利]一种隧道瓦斯聚集区域的瓦斯轴向隔离带及其施工方法

说明书

本发明公开了一种隧道瓦斯聚集区域的瓦斯轴向隔离带，包括区域注浆带和瓦斯隔离环,所述区域注浆带和瓦斯隔离环均设置在隧道首尾位置的外侧，隧道开挖在聚集有瓦斯的煤层上，隧道初始位置施作有高瓦斯支护，隧道末端位置施作有穿煤段防渗支护，穿煤段防渗支护施作在隧道的穿越煤层区段，穿煤段防渗支护外侧的煤层设为瓦斯聚集区域；在隧道首尾位置的外侧施作瓦斯隔离环和区域注浆带，通过瓦斯隔离环与区域注浆带的共同作用来隔绝瓦斯，以防止瓦斯沿隧道轴向方向扩散，降低该区域的孔隙率和渗透系数；施作的隧道瓦斯聚集区域的瓦斯轴向隔离带，能够满足隧道进口工区的瓦斯防渗要求，特别是能够减小后期运营阶段的瓦斯防渗压力。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，更具体地说，它涉及一种隧道瓦斯聚集区域的瓦斯轴向隔离带及其施工方法。

背景技术

当前的道路建设飞速发展，隧道比例大、瓦斯隧道越来越多。瓦斯是一种难溶于水、无色、无味的气体,相对密度0.554，渗透能力是空气的1.6倍,主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，达到一定浓度时，能发生燃烧或爆炸。所谓瓦斯隧道也即穿过瓦斯地层的隧道，因此，随着穿越含瓦斯地层修筑隧道的情况越来越多，隧道的施工和运营过程中，如果管理和防治不当，很容易造成重大安全事故，其安全问题十分严峻。

目前，针对穿越含瓦斯地层隧道的修建时，煤层中富含瓦斯，对瓦斯的处理极为关键，为避免煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯窒息伤人等瓦斯事故的发生，以及避免在施工期内瓦斯向非煤层瓦斯积极区域扩散，或者，在隧道运营期，降低地层中的瓦斯向隧道内渗透扩散的风险。需要提供一种隧道瓦斯聚集区域的瓦斯轴向隔离带及其施工方法，解决现有的穿越含瓦斯地层修筑隧道的难题，提高施工的安全性，避免瓦斯扩散，使得施作的隧道瓦斯聚集区域的瓦斯轴向隔离带，能够满足隧道进口工区的瓦斯防渗要求，特别是能够减小后期运营阶段的瓦斯防渗压力。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种隧道瓦斯聚集区域的瓦斯轴向隔离带及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种隧道瓦斯聚集区域的瓦斯轴向隔离带，包括区域注浆带和瓦斯隔离环,所述区域注浆带和瓦斯隔离环均设置在隧道首尾位置的外侧，隧道开挖在聚集有瓦斯的煤层上，隧道初始位置施作有高瓦斯支护，隧道末端位置施作有穿煤段防渗支护，穿煤段防渗支护施作在隧道的穿越煤层区段，穿煤段防渗支护外侧的煤层设为瓦斯聚集区域。

作为本发明进一步的方案，所述瓦斯隔离环为隧道首尾位置的外侧环向开挖形成的空腔，并通过气密性混凝土回填形成。

作为本发明进一步的方案，所述区域注浆带为隧道的首末端环向注浆，并将掺入气密剂的混凝土浆液向隧道外侧圆环形空腔内对围岩环向进行注浆形成。

作为本发明进一步的方案，所述瓦斯隔离环为混凝土瓦斯隔离环，由气密性混凝土喷射形成，瓦斯隔离环的径向宽度为1m-2m。

作为本发明进一步的方案，所述区域注浆带由喷射掺入气密剂的快凝混凝土制成，区域注浆带的径向宽度为2m-5m。

作为本发明进一步的方案，所述穿煤段防渗支护包括气密性混凝土初支、瓦斯密封涂层、瓦斯隔离板和气密性混凝土二衬，隧道内侧喷射气密性混凝土层形成气密性混凝土初支，气密性混凝土初支上喷涂瓦斯密封剂形成瓦斯密封涂层，瓦斯密封涂层内侧施作闭孔型泡沫塑料垫层以及瓦斯隔离板，瓦斯隔离板内侧施作气密性混凝土二衬。

作为本发明进一步的方案，所述闭孔型泡沫塑料垫层采用闭孔型泡沫塑料垫层固定钉固定在气密性混凝土初支内侧，闭孔型泡沫塑料垫层固定钉的固定点间距30-50cm，闭孔型泡沫塑料垫层固定钉距离闭孔型泡沫塑料垫层边缘的固定钉距为5-10cm。