一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在有些地區(qū)進(jìn)行隧道掘進(jìn)施工時(shí)，會(huì)受到硫化氫氣體不同程度的影響。硫化氫是一種毒性較大的腐蝕性氣，對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。硫化氫具有強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性，對(duì)粘膜有強(qiáng)烈刺激作用。低濃度的硫化氫氣體對(duì)呼吸道及眼的局部刺激作用明顯；短期內(nèi)吸入高濃度硫化氫后出現(xiàn)流淚、眼痛、眼內(nèi)異物感、畏光、視物模糊、流涕、咽喉部灼熱感、咳嗽、胸悶、頭痛、頭暈、乏力、意識(shí)模糊等，濃度越高，全身性作用越明顯，表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和窒息狀。高濃度的硫化氫氣體可直接抑制呼吸中樞，引起窒息而死亡。硫化氫氣體毒害分級(jí)為尚毒危害，職業(yè)接觸限制，最尚容許濃度是10mg/m3。硫化氣是一種無色、有臭味氣體，比重為1.19，易溶于水，呈弱酸性。硫化氫氣體通常存在于巖層裂隙或溶洞中，硫化氫氣體在地層壓力作用下已形成為壓縮性氣體，一旦釋放出來硫化氫氣體濃度超過容許濃度會(huì)造成職業(yè)危害。
[0003]長期以來，在隧道掘進(jìn)施工中，處理掌子面排放的硫化氫氣體以消除其對(duì)施工人員造成職業(yè)危害，所采用的主要方法是壓入式通風(fēng)。壓入式通風(fēng)是采用風(fēng)機(jī)和風(fēng)管組成的通風(fēng)系統(tǒng)將隧道外的新鮮空氣通入施工掌子面，用新鮮空氣稀釋和置換聚集在施工掌子面區(qū)域的硫化氫氣體，使該區(qū)域空氣中硫化氫氣體濃度滿足安全標(biāo)準(zhǔn)要求。由于受各種復(fù)雜因素影響，在隧道施工掌子面區(qū)域硫化氫氣體的排出速率和排出量不是定值，而通風(fēng)系統(tǒng)的新鮮空氣壓入速率和壓入量相對(duì)穩(wěn)定，就可能出現(xiàn)新鮮空氣壓入量不能滿足將隧道施工掌子面區(qū)域硫化氫氣體濃度稀釋到滿足安全標(biāo)準(zhǔn)要求。一旦這種情況出現(xiàn)，就會(huì)對(duì)在該區(qū)域正在作業(yè)的人員造成職業(yè)傷害。要減少和避免這種情況發(fā)生，經(jīng)分析可采取以下兩個(gè)方面措施:一種是增加新鮮空氣壓入速率和壓入量，但這會(huì)受到通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)能力的限制；另一種是采取化學(xué)和物理措施有效減少隧道施工掌子面區(qū)域硫化氫氣體排出量，但這種采取化學(xué)和物理措施減少隧道施工掌子面區(qū)域硫化氫氣體排出量的措施未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其方法步驟簡單、設(shè)計(jì)合理且施工簡便、使用效果好，采用化學(xué)和物理措施有效減少隧道施工掌子面區(qū)域的硫化氫氣體排出量。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟:
[0006]步驟一、超前注漿帷幕封堵:采用鉆爆法進(jìn)行隧道開挖施工之前，通過預(yù)注漿在隧道掌子面前方施工超前注漿帷幕，過程如下:
[0007]步驟101、預(yù)注漿孔鉆孔:由后向前在隧道掌子面前方的巖層中鉆取多個(gè)預(yù)注漿孔;所述預(yù)注漿孔的鉆孔深度大于隧道掌子面上所鉆炮孔的鉆孔深度；
[0008]步驟102、預(yù)注漿:向步驟101中多個(gè)所述預(yù)注漿孔內(nèi)分別注入封堵漿液;待所注封堵漿液凝固后，形成對(duì)隧道掌子面前方巖層中裂隙進(jìn)行封堵的超前注漿帷幕；
[0009]步驟二、注入弱堿性溶液增大氣體溶解度:采用鉆機(jī)在隧道掌子面上鉆取炮孔時(shí)，通過所述鉆機(jī)的中空鉆桿向所鉆炮孔內(nèi)注入弱堿性溶液;所述弱堿性溶液的PH值為9?11。
[0010]上述一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征是:步驟102中所述封堵漿液為水泥漿液或由水泥漿和水玻璃組成的雙液漿。
[0011]上述一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征是:步驟一中所述超前注漿帷幕為隧道全斷面注漿帷幕或位于隧道掌子面外周側(cè)的環(huán)狀注漿帷幕。
[0012]上述一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征是:步驟一中當(dāng)所述超前注漿帷幕為隧道全斷面注漿帷幕時(shí)，步驟101中多個(gè)所述預(yù)注漿孔均布設(shè)在隧道掌子面上，多個(gè)所述預(yù)注漿孔由內(nèi)至外分多圈進(jìn)行布設(shè)，每圈所述預(yù)注漿孔均包括多個(gè)沿圓周方向布設(shè)的預(yù)注漿孔;當(dāng)所述超前注漿帷幕為所述環(huán)狀注漿帷幕時(shí)，步驟101中多個(gè)所述預(yù)注漿孔均布設(shè)在隧道掌子面的外周側(cè)，多個(gè)所述預(yù)注漿孔沿隧道掌子面的開挖輪廓線由前至后進(jìn)行布設(shè)或沿圓周方向進(jìn)行布設(shè)。
[0013]上述一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征是:所述預(yù)注漿孔的鉆孔深度為所述炮孔鉆孔深度的1.2倍?1.8倍。
[0014]上述一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征是:所述預(yù)注漿孔的鉆孔深度為所述炮孔鉆孔深度的1.5倍。
[0015]上述一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征是:步驟101中所述預(yù)注漿孔沿所施工隧道的縱向延伸方向進(jìn)行布設(shè)。
[0016]上述一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征是:步驟二中所述弱堿性溶液為強(qiáng)堿弱酸鹽溶液。
[0017]上述一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，其特征是:所述強(qiáng)堿弱酸鹽溶液為碳酸鈉水溶液。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、方法步驟簡單、設(shè)計(jì)合理且投入施工成本較低。
[0020]2、施工簡便且實(shí)現(xiàn)方便。
[0021]3、使用效果好且實(shí)用價(jià)值高，采用化學(xué)和物理措施相結(jié)合控制硫化氫氣體排出量，其中采用物理措施(具體是超前注漿帷幕)封堵巖層裂隙形成屏障區(qū)域，能有效增加硫化氫氣體排放運(yùn)動(dòng)阻力，并能有效減少排放作業(yè)區(qū)的硫化氫氣體量和硫化氫氣體的排放速率;采用的化學(xué)措施是在炮孔鉆孔過程中通過中空鉆桿注入強(qiáng)堿弱酸鹽溶液，明顯增加鉆孔過程中排出的硫化氫氣體在液體中的溶解量，從而有效減少在鉆孔過程中排放到掌子面作業(yè)區(qū)的硫化氫氣體量。
[0022]綜上所述，本發(fā)明方法步驟簡單、設(shè)計(jì)合理且施工簡便、使用效果好，采用化學(xué)和物理措施有效減少隧道施工掌子面區(qū)域的硫化氫氣體排出量。
[0023]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的方法流程框圖。
[0025]圖2為本發(fā)明隧道全斷面注漿帷幕的預(yù)注漿孔布設(shè)位置示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:
[0027]I—隧道掌子面;2—預(yù)注漿孔。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例1
[0029]如圖1所示的一種隧道施工中減少硫化氫氣體排出量的方法，該方法包括以下步驟:
[0030]步驟一、超前注漿帷幕封堵:采用鉆爆法進(jìn)行隧道開挖施工之前，通過預(yù)注漿在隧道掌子面I前方施工超前注漿帷幕，過程如下:
[0031]步驟101、預(yù)注漿孔鉆孔:由后向前在隧道掌子面I前方的巖層中鉆取多個(gè)預(yù)注漿孔2;所述預(yù)注漿孔2的鉆孔深度大于隧道掌子面I上所鉆炮孔的鉆孔深度；
[0032]步驟102、預(yù)注漿:向步驟101中多個(gè)所述預(yù)注漿孔2內(nèi)分別注入封堵漿液;待所注封堵漿液凝固后，形成對(duì)隧道掌子面I前方巖層中裂隙進(jìn)行封堵的超前注漿帷幕；
[0033]步驟二、注入弱堿性溶液增大氣體溶解度:采用鉆機(jī)在隧道掌子面I上鉆取炮孔時(shí)，通過所述鉆機(jī)的中空鉆桿向所鉆炮孔內(nèi)注入弱堿性溶液;所述弱堿性溶液的PH值為9?
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[0034]硫化氫氣體通常存在巖層裂隙中，采用物理措施封堵巖層裂隙，形成屏障區(qū)域，能有效增加硫化氫氣體排放運(yùn)動(dòng)阻力，并能有效減少排放作業(yè)區(qū)的硫化氫氣體量和硫化氫氣體的排放速率。
[0035]實(shí)際施工時(shí)，步驟102中所述封堵漿液為水泥漿液或由水泥漿和水玻璃組成的雙液漿。本實(shí)施例中，所述封堵漿液為由水泥漿和水玻璃組成的雙液漿。
[0036]并且，所述預(yù)注漿孔2的鉆孔深度為所述炮孔鉆孔深度的1.2倍?1.8倍。
[0037]本實(shí)施例中，所述預(yù)注漿孔2的鉆孔深度為所述炮孔鉆孔深度的1.5倍。
[0038]實(shí)際施工時(shí)，可根據(jù)具體需要，對(duì)所述預(yù)注漿孔2的鉆孔深度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0039]本實(shí)施例中，步驟101中所述預(yù)注漿孔2沿所施工隧道的縱向延伸方向進(jìn)行布設(shè)。
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