摘要：沼气层给盾构隧道施工带来了极大的安全隐患，EPB(土压平衡) 盾构穿越浅层沼气，沼气的超前释放、掘进面及隧道内沼气监测以及隧道内的通风稀释对盾构隧道施工至关重要。
关键词：EPB盾构， 沼气释放，监测， 通风
Abstract: the methane layer to shield tunnel construction with great potential safety problems, EPB (soil pressure balance) shield through shallow methane, a potent kind of advanced release, heading face and tunnel in monitoring and biogas in the tunnel ventilation to dilute shield tunnel construction is very important.
Keywords: EPB shield, methane release, monitoring, ventilated
中图分类号：U455.43 文献标识码：A文章编号：
1 引言
高度机电一体化的盾构设备，很难保证完全防爆，当盾构近距离穿越沼气层时，若局部沼气汇聚到临界浓度，极易发生爆炸；此外，大量气体携带泥砂喷溢还会导致隧道空间扭曲、破损甚至坍塌损毁。本文以上海地铁2号线东延伸某标段穿越沼气层为例，简要叙述了盾构近距离穿越浅沼气层的施工技术。
2 工程概况
地勘报告表明，该区间沼气主要位于粉质粘土层，平均埋深为30m，呈条带状分布，且具有不连续、不规律、储量不一等特点；盾构隧道底埋深范围为14.7～22.2m，穿越沼气层总长为1290m，占线路全长3645m的35%，区间长达1.8km以上，隧道通风衰减效应明显；由于盾构从沼气层顶穿越，高压气体极易贯穿隧底灰色粘土层窜入土仓。
3 穿越沼气层盾构施工技术
3.1 沼气超前释放
由地勘资料揭示的沼气分布范围以及含量图，布置释放孔并加强地面沉降监测，待地层稳定后进行盾构推进作业。
（1）沼气释放布孔原则
勘测揭示区域，沿设计轴线孔距设为10～30m；旁通道区域及始发、接收端头井50m范围内，沼气释放孔间距为10～15m；成孔后48小时孔口浓度仍高于爆炸下限，孔距加密至10～15m；孔深：根据本工程详勘数据，结合上海地区沼气分布规律，定为35.0m；封孔：为利于沼气释放，故对施工钻孔采用粗砂填埋；监测：BXC-02型可燃气体检测报警仪，在成孔过程中和成孔后进行检测孔口可燃气体爆炸下限值。
（2）地表沉降处理措施
为防止因沼气释放产生空洞而导致地层沉降，对沼气释放区域隧道两侧土体实施压密注浆来控制地层沉降。盾构施工中隧道内采用二次注浆、地表插管注浆等针对性的地层加固措施，并根据监测数据的反馈信息，及时调整。
3.2 沼气浓度监测
(1)自动监测及报警系统
在螺旋输送机出土口、盾构机车架及隧道内每500m，各布设1个GJG10H型智能红外甲烷传感器，并布设成自动监测及报警网络。可以实现井下瓦斯浓度的实时测量就地显示和超限声光报警等功能，并且能够连续自动地将井下瓦斯浓度转换成标准电信号输送给盾构机PLC，形成联锁，当任一传感器报警，盾构立即停进。
表1 区间上行线隧道沼气浓度监测周记录表
（2）人工平行监测
配置3台便携式多通道气体检测仪（上、下行线盾构操作室各备1台，安环部1台），盾构司机与安全员采用不同检测仪独立检测办法，在隧道掘进过程中，每班盾构司机至少检测2次，安全员每条线每天至少检测3次。
3.3 隧道通风
沼气隧道在施工期间，必须实施连续通风，因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源，恢复通风前，必须检查沼气浓度。当停风区中沼气浓度不超过1％，并在局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的沼气浓度均不超过0.5％时，方可人工开动局部通风机。风机设两路电源，配备风电闭锁装置（当一路电源停止供电时，另一路应自动接通）保证在紧急情况下，通风机继续工作。采用抗静电、阻燃的风管。百米漏风率≤2％,管口到开挖工作面距离＜5m。
3.4 作业面防沼气措施
(1) 渣土改良
利用自动泡沫和添加剂注入系统，根据需要向开挖面注入泡沫和膨润土及其它聚合物，改善碴土的流动性，并通过控制螺旋输送机出土速度和出土口的开口度，在出土口形成土塞，起到良好的密封、保压的作用，有效防止沼气从出土孔泄入隧道内。螺旋机闸门封闭掘进工序结束后应立即关闭螺闸门；为防止紧急情况下螺闸门故障，专门外设一道气动闸门（防断电）与原有闸门组成双保险，一旦发生沼气泄入现象立即关闭。
(2) 加强盾尾油脂压注
沼气穿越段，盾尾油脂压注量提高到35kg/环，预防沼气进入盾尾。
(3) 加强管片拼装质量
沼气穿越段应严控管片拼装质量：进行管片防水材料粘贴，增强隧道密封；拼装时尽量减小环、纵逢张开量；对拼装后人工嵌缝，实施全断面封堵。
4 结语
（1）超前释放、监控网络、通风稀释是EPB盾构穿越沼气地层施工最重要的安全保障，施工中应切实严控；
（2）在穿越重点或危险部位时,宜边释放边注浆，以减少沼气排空后的沉降危害；
（3）本文着重介绍沼气穿越段盾构施工技术，在实际施工中，完善的管理制度、人员的安全意识以及规范操作同样起着关键的作用，施工技术结合以人为本的管理理念，将极大降低盾构隧道穿越沼气层的风险。
参考文献：
［1］ TB10003-2005，铁路隧道设计规范[S]. 北京：人民交通出版社，2005.
［2］ 张凤祥，朱合华，傅得明. 盾构隧道[M]. 北京：人民交通出版社，2004.
［3］ GB50157_2003，地铁设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2004.
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