瓦斯隧道穿越煤层后施作的多层次防渗结构及施工方法与流程

本发明涉及隧道施工技术领域，具体来说，涉及一种瓦斯隧道穿越煤层后施作的多层次防渗结构。

背景技术：

老房子隧道位于四川省宜宾市兴文县麒麟乡境内，全长6423m，线路为20‰的单面上坡，位于半径7000m右偏曲线上。本隧道穿越煤层高瓦斯及可溶岩地段，隧道初始风险等级评定为“高度”，进口工区为高瓦斯工区。经过地质勘查，隧道需要穿越2层煤层，煤层中富含瓦斯，对瓦斯的防渗处理极为关键。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种瓦斯隧道穿越煤层后施作的多层次防渗结构及施工方法，可有效防止瓦斯沿隧道环向渗透和轴向扩散。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种瓦斯隧道穿越煤层后施作的多层次防渗结构，在瓦斯隧道圆周面外侧的首末两端处设置有由气密性混凝土制得的瓦斯隔离环，所述瓦斯隧道的圆周面内侧设置有防渗层，所述防渗层包括由外到内依次设置的气密性混凝土层、瓦斯密封剂涂层、泡沫垫层、瓦斯隔离板层和二次衬砌层。

进一步地，所述瓦斯隔离环的径向宽度为1m，轴向深度为2m。

本发明还公开了一种瓦斯隧道穿越煤层后施作的多层次防渗结构施工方法,包括以下步骤：

s1在聚集有瓦斯的煤层上开挖瓦斯隧道，并在所述瓦斯隧道的起始位置及结束位置沿其圆周面向外开挖一空腔；

s2在所述空腔中回填气密性混凝土以制得瓦斯隔离环；

s3在瓦斯隧道内侧喷射气密性混凝土作为初支，以形成气密性混凝土层；

s4在所述气密性混凝土层内侧喷涂瓦斯密封剂以制得瓦斯密封剂涂层；

s5在所述瓦斯密封剂涂层内侧施做泡沫垫以制得泡沫垫层；

s6在所述泡沫垫层内侧施做瓦斯隔离板以制得瓦斯隔离板层；

s7在所述瓦斯隔离板层内侧施做二次衬砌以制得二次衬砌层。

本发明的有益效果：一方面利用多层次的瓦斯防渗支护，可以有效防止瓦斯沿隧道环向渗透，另一方面可以防止瓦斯沿隧道轴向方向扩散，从而将瓦斯隔离在煤层中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的防渗层的剖视图；

图2是根据本发明实施例所述的瓦斯隔离环的结构示意图；

图3是根据本发明实施例所述的瓦斯隔离环的的剖视图。

图中：

1、瓦斯隧道；2、瓦斯隔离环；3、气密性混凝土层；4、瓦斯密封剂涂层；5、泡沫垫层；6、瓦斯隔离板层；7、二次衬砌层；8、煤层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，根据本发明实施例所述的一种瓦斯隧道穿越煤层后施作的多层次防渗结构，在瓦斯隧道1圆周面外侧的首末两端处设置有由气密性混凝土制得的瓦斯隔离环2，所述瓦斯隧道1的圆周面内侧设置有防渗层，所述防渗层包括由外到内依次设置的气密性混凝土层3、瓦斯密封剂涂层4、泡沫垫层5、瓦斯隔离板层6和二次衬砌层7。

在本发明的一个具体实施例中，所述瓦斯隔离环2的径向宽度为1m，轴向深度为2m。

本发明还公开了一种瓦斯隧道穿越煤层后施作的多层次防渗结构施工方法,包括以下步骤：

s1在聚集有瓦斯的煤层8上开挖瓦斯隧道1，并在所述瓦斯隧道1的起始位置及结束位置沿其圆周面向外开挖一空腔；

s2在所述空腔中回填气密性混凝土以制得瓦斯隔离环2；

s3在瓦斯隧道1内侧喷射气密性混凝土作为初支，以形成气密性混凝土层3；

s4在所述气密性混凝土层3内侧喷涂瓦斯密封剂以制得瓦斯密封剂涂层4；

s5在所述瓦斯密封剂涂层4内侧施做泡沫垫以制得泡沫垫层5；

s6在所述泡沫垫层5内侧施做瓦斯隔离板以制得瓦斯隔离板层6；

s7在所述瓦斯隔离板层6内侧施做二次衬砌以制得二次衬砌层7。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

本发明通过防渗层来防止瓦斯沿隧道环向渗透，防渗层由外到内依次为气密性混凝土层3、瓦斯密封剂涂层4、泡沫垫层5、瓦斯隔离板层6和二次衬砌层7，瓦斯隧道1的首末两端设置瓦斯隔离环2，以防止瓦斯沿隧道轴向方向扩散，通过瓦斯隔离环2与防渗层的共同作用来隔绝瓦斯。

本发明在瓦斯隧道1穿越煤层8时，通过防渗层对隧道支护结构进行多层次的瓦斯防渗处理，其施作顺序为在煤层8上开挖瓦斯隧道1后迅速在瓦斯隧道1内侧喷射气密性混凝土作为初支，之后喷涂煤矿巷道使用的瓦斯密封剂形成瓦斯密封剂涂层4，之后施作泡沫垫层5及瓦斯隔离板，之后再施作二次衬砌。此外在瓦斯隧道1穿越煤层的开始和结束区域，隧道施工时朝环向超挖，形成一个1m厚、2m深的空腔，再利用气密性混凝土进行回填，形成一个环向的瓦斯隔离环2，将瓦斯隔绝在煤层中，之后转为上述的防渗层施作。

综上，借助于本发明的上述技术方案，一方面利用多层次的瓦斯防渗支护，可以有效防止瓦斯沿隧道环向渗透，另一方面可以防止瓦斯沿隧道轴向方向扩散，从而将瓦斯隔离在煤层中。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种瓦斯隧道穿越煤层后施作的多层次防渗结构，在瓦斯隧道圆周面外侧的首末两端处设置有由气密性混凝土制得的瓦斯隔离环，所述瓦斯隧道的圆周面内侧设置有防渗层，所述防渗层包括由外到内依次设置的气密性混凝土层、瓦斯密封剂涂层、泡沫垫层、瓦斯隔离板层和二次衬砌层。本发明的有益效果：一方面利用多层次的瓦斯防渗支护，可以有效防止瓦斯沿隧道环向渗透，另一方面可以防止瓦斯沿隧道轴向方向扩散，从而将瓦斯隔离在煤层中。

技术研发人员：李庚许;杨彦岭;王景斌;谢光明;公彦良;李永刚;郑文华
受保护的技术使用者：中铁十六局集团第四工程有限公司
技术研发日：2017.04.27
技术公布日：2017.08.18