隧道工程瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)體系研究.pdf

1、瓦斯災(zāi)害是隧道建設(shè)中的重大災(zāi)害之一，主要表現(xiàn)為中毒、窒息、燃燒、爆炸、煤與瓦斯突出五種情況，其中以瓦斯爆炸最易發(fā)生，一旦發(fā)生瓦斯災(zāi)害，后果往往十分嚴(yán)重。隨著我國(guó)基礎(chǔ)交通的建設(shè)和發(fā)展，穿越煤系地層的隧道越來(lái)越多，隧道施工瓦斯災(zāi)害事故也在不斷的增加。因此，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到防范和減輕瓦斯災(zāi)害的重要性，迫切需要尋求有效的隧道瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法與手段。 本文在研究我國(guó)大量已有瓦斯隧道的基礎(chǔ)上，歸納分析各瓦斯隧道所處的地質(zhì)環(huán)境條件及施工

2、中瓦斯?fàn)顩r，通過(guò)對(duì)影響隧道瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性的地質(zhì)因素、瓦斯因素和施工時(shí)人為因素等研究，遵循定性分析與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的基本學(xué)術(shù)思想，建立了一套較為完善的隧道工程瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)技術(shù)方法體系。研究成果既達(dá)到了瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的目標(biāo)，又在隧道工程瓦斯災(zāi)害調(diào)查技術(shù)和危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法方面取得了一定進(jìn)展，在系統(tǒng)的研究工作中取得了以下主要成果： （1）從瓦斯的生成、賦存條件和分布規(guī)律三個(gè)方面入手，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析我國(guó)瓦斯隧道所處地質(zhì)環(huán)境條件，得出

3、隧道瓦斯?fàn)顩r與我國(guó)區(qū)域性瓦斯分布密切相關(guān)，高瓦斯隧道多位于區(qū)域性高瓦斯區(qū)、高瓦斯帶，低瓦斯隧道多位于區(qū)域性低瓦斯區(qū)、低瓦斯帶。 （2）針對(duì)隧道工程規(guī)劃選線(xiàn)階段資料儲(chǔ)備不足的情況，結(jié)合影響瓦斯賦存分布的影響因素，用地質(zhì)工程理論的原理和方法，建立以地質(zhì)宏觀(guān)判斷為主的簡(jiǎn)潔的瓦斯隧道分級(jí)評(píng)價(jià)方法。分級(jí)評(píng)價(jià)以隧道所處區(qū)域性瓦斯區(qū)帶、隧道埋深以及隧址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度、地下水出露程度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采取影響因素綜合評(píng)判法進(jìn)行瓦斯隧道分級(jí)評(píng)價(jià)。

4、 （3）針對(duì)設(shè)計(jì)施工階段對(duì)工程條件了解要求較高以及此時(shí)基礎(chǔ)資料相對(duì)豐富的情況，在瓦斯隧道分級(jí)評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，同時(shí)參照2002版《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》，建立隧道工程施工瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法。瓦斯隧道施工危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)包含兩個(gè)部分，首先是瓦斯隧道的分區(qū)評(píng)價(jià)，然后是疊加施工因素進(jìn)行修正。分區(qū)評(píng)價(jià)以隧道瓦斯涌出量、瓦斯壓力、地質(zhì)構(gòu)造、煤體結(jié)構(gòu)類(lèi)型、地下水狀況和工區(qū)距煤層距離六個(gè)指標(biāo)組成評(píng)價(jià)指標(biāo)，分區(qū)評(píng)價(jià)是自然地質(zhì)條件下隧道各區(qū)段危險(xiǎn)性

5、評(píng)價(jià)，同時(shí)也是施工危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)和本底值。施工時(shí)由于瓦斯防治措施、瓦斯管理、施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平的不同瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性也不同，因而在分區(qū)評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上考慮這四個(gè)修正因素進(jìn)行瓦斯隧道施工危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法采用影響因素綜合評(píng)判法、模糊綜合評(píng)判法、可拓評(píng)判法三種方法。 （4）針對(duì)有瓦斯突出危險(xiǎn)區(qū)掌子面可能出現(xiàn)的瓦斯突出危險(xiǎn)，建立起瓦斯隧道施工掌子面突出危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法。以最大埋深、地質(zhì)構(gòu)造、超前鉆探時(shí)動(dòng)力現(xiàn)象、最大瓦斯壓力、最大鉆孔瓦斯涌出

6、初速度和煤體結(jié)構(gòu)類(lèi)型為突出危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)指標(biāo)逐個(gè)判別進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。 （5）瓦斯隧道分級(jí)評(píng)價(jià)、瓦斯隧道施工危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、瓦斯隧道施工掌子面突出危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)三個(gè)層次構(gòu)成了隧道工程的瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)體系，從而在隧道選線(xiàn)、設(shè)計(jì)、施工階段均能對(duì)瓦斯災(zāi)害進(jìn)行快速準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，進(jìn)而采取相應(yīng)的工程防治措施。在評(píng)價(jià)方法的建立過(guò)程中，對(duì)各層次評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重采取主觀(guān)（層次分析法）和客觀(guān)（關(guān)系矩陣法、灰色關(guān)聯(lián)法）的計(jì)算方法，結(jié)果表明各主客觀(guān)方法計(jì)算出指

7、標(biāo)重要性相同，在指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方面是可行的，為了同時(shí)體現(xiàn)主觀(guān)信息和客觀(guān)信息，本文最后用綜合集成賦權(quán)法對(duì)瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重賦值。 （6）以紫坪鋪隧道為例對(duì)隧道工程瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了具體應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。通過(guò)紫坪鋪瓦斯隧道地質(zhì)環(huán)境條件描述，研究評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際狀態(tài)，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)量化標(biāo)準(zhǔn)賦值，在此基礎(chǔ)上，采用定性分析與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的隧道工程瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)方法對(duì)紫坪鋪隧道瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果與隧