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工技术施
CONSTRUCTION TECHNOLOCY
隧道施工中浅层沼气的危害与防治
唐益群，蒋玉坤
（同济大学地下建筑与工程累，上海200092）
2011年10月下第40卷第351期
【摘要】在地下空间开发过程中，浅层沼气作为一种工程地质灾害，影响着隧道施工安全和质量。首先介绍了沼气特点，引人煤矿瓦斯防治相关技术，提出了工程勘探和超前探排气，况降监控及注浆，隧道通风，喷出沼气引排等4 种沼气危害的防治办法。
[关键调］隧道工程；危害；防治；沼气
[中图分类号】U455
【文献标识码】人
【文章编号】1002-8498(2011)20-0044-02
DiscussionontheHarmsofShallowBiogas and Prevention in Tunnel Construction
Tang Yiqun, Jiang Yukun
(Department of Geotechnical Engineering,Tongji Unipersity,Shanghai 200092, China)
Abstract:In the underground space development, the shallow biogas causes harms to the quality and construction safety of the tunnel as a geologic disaster. Firstly,the formation and exist characteristics are introduced. Then,the ways and mechanism of biogas in the tunnel operation are stated. At last,according to the characteristics of shallow biogas,some techniques in the coal gas controlling are introduced. Four biogas prevention methods are recommended,including engineering exploration and advanced exploration,
subsidence monitoring and grouting,ventilating and erupted biogas drainage. Key words:tunnels; harms; prevention; biogas
我国地下空间近年得到大规模开发利用，尤其
东南沿海发达城市的地下工程日益增多，在此过程中需要克服许多工程地质间题，长三角珠三角地区浅层沼气地质灾害就是其中之一。崇明越江通道、杭州地铁、上海地铁、广州地铁等大型隧道工程均发生过浅层沼气造成的工程事故，吕少伟曾将上海地层浅层沼气沿深度方向进行了分带，并阐述了各带的区域分布概况。沼气与矿井瓦斯主要成分同为 CH，,对地下工程的危害具有相似性，而矿井瓦斯防治技术较为先进和成熟，本文试结合浅层沼气地层自身工程特点，引人煤矿瓦斯防治相关技术，为浅层隧道施工中的沼气危害提供治理建议。
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沼气赋存特点
沼气在砂层中以衰体的形式赋存，具有不均匀
性。气压不同，土孔隙被水、气填充形式亦存在差异，据此可将赋存沼气的砂性土层分为水封闭带、双
[收搞日期】2011-04-06
【作者简介】唐益群，同济大学地下建筑与工程系教授，博士生导师，上海市四平路1239号200092，电话：（021）65982384，E-mail
Langyiqunzomail.tonkii.edu.ce 万方数据
连通带、气封闭带和承压饱水带等四带。
2隧道施工中的沼气危害 2.1爆炸性危害
爆炸会通过火焰锋面、冲击波和改变隧道中大气成分等方式对施工人员人身安全和隧道本身、仪器设备等造成损害。沼气爆炸的发生必须具备3个基本条件：①沼气浓度在爆炸界限内，般为5%~ 16%；②混合气体中氧的浓度≥12%；③有足够能量的点火源。其中第2个条件几乎随时满足，因为空气中氧气含量很大。施工中大型盾构等机电设备不可能做到完全防爆，因此点火源也不可避免。所以一且沼气浓度达到爆炸界限内，很有可能发生爆炸或者火灾。尽管整个隧道沼气浓度未必都达到爆炸范围，但是如果通风条件不好，沼气会在局部积聚，使某个部位沼气含量迅速增加，短时间内超标。因此爆炸性危害多由局部沼气积聚导致。《煤矿安全规定》规定：采掘工作面内，体积大于0.5m的空间内瓦斯达到2%时即构成局部瓦斯积案，必须停止工作，撤出人员。