某水電站特大洞室群瓦斯防治關(guān)鍵技術(shù)研究

孫常玉　于磊　郭云強(qiáng)

摘要：國內(nèi)外水電站目前尚沒有專門的施工及運(yùn)行期的瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范，也沒有對瓦斯氣體進(jìn)行專門的研究與提出防治措施的方案。本文通過對某特大型水電站地下洞室群遇到的CH4和H2S等易燃易爆及有毒有害氣體的治理研究，為水電站地下洞室群有毒有害氣體的防治提供相關(guān)的技術(shù)支持與借鑒。

Abstract：? At present， there are no special technical specifications for gas tunnels in construction and operation of hydropower stations at home and abroad， and there is no specific research and proposed measures for prevention and control of gas. This paper provides relevant technical support and reference for the prevention and control of toxic and harmful gases in underground caverns of hydropower stations by studying the treatment of inflammable， explosive and toxic and harmful gases such as CH4 and H2S encountered in the underground caverns of a large hydropower station.

關(guān)鍵詞：有毒有害氣體;瓦斯等級鑒定;地下洞室群;瓦斯控制標(biāo)準(zhǔn)

Key words： toxic and harmful gases;gas rank identification;underground cavern group;gas control standard

中圖分類號：U453.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）33-0171-02

0? 引言

某水電站特大洞室群地層出露有T33、T34和J1-2z，T32-6亞組以上的T33巖組厚88～110m，含有成層較好的煤，單層厚度5～20cm。引水發(fā)電系統(tǒng)布置在右側(cè)山體，洞口主要順T33巖組中下部5個煤層的出露線分布。大壩基礎(chǔ)廊道位于建基面附近，包括帷幕灌漿廊道和排水廊道等基礎(chǔ)廊道通過灌漿孔及排水孔與其下部的基巖地層聯(lián)系。電站洞室群在電站建設(shè)和運(yùn)行期，受揭露地層影響，廊道內(nèi)有來自于河床基巖的瓦斯氣體涌出，影響到電站安全，需進(jìn)行專門的研究評價及治理。

針對本工程特大地下洞室群巖層中存在有毒有害氣體問題，研究提出了地下水電站開挖施工與運(yùn)行期瓦斯等級鑒定方法和控制標(biāo)準(zhǔn)，采用了有效的綜合防治措施，確保了工程安全。為類似地層地下洞室群安全施工及后期運(yùn)營提供工程借鑒。

1? 電站洞室群施工及運(yùn)行期有毒有害氣體檢測

1.1 有毒有害氣體調(diào)查? 在洞室群施工過程中，進(jìn)行了有毒有害氣體檢測[1]，檢測在正常通風(fēng)情況下進(jìn)行，具體結(jié)果如表1所示。

在分析施工期間檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上，參考《礦井瓦斯等級鑒定規(guī)范》，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，制訂本次運(yùn)營期間地下洞室檢測方案。

1.2 有毒有害氣體檢測結(jié)果及分析? 由于沒有水電站施工期及運(yùn)營期間瓦斯等級鑒定的相關(guān)規(guī)范，參考《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行運(yùn)營期間地下洞室瓦斯等級鑒定，瓦斯涌出量為0時為無瓦斯隧道，瓦斯涌出量小于0.5m3/min為低瓦斯隧道，瓦斯涌出量大于或等于0.5m3/min即為高瓦斯隧道，對有相互聯(lián)系的洞室群，其瓦斯等級按該洞室群中檢測到的最高瓦斯涌出量來確定瓦斯等級，即當(dāng)洞室群中一處有瓦斯涌出且瓦斯涌出量小于0.5m3/min時，則該洞室群即確定為低瓦斯隧道，若洞室群中一處有瓦斯涌出且瓦斯涌出量大于或等于0.5m3/min，則該洞室群即確定為高瓦斯隧道。

2? 洞室群瓦斯等級鑒定方法及結(jié)果

2.1 風(fēng)流瓦斯?jié)舛葴y定? 風(fēng)流瓦斯?jié)舛燃帮L(fēng)量測定在洞室內(nèi)選擇三個斷面進(jìn)行，分別位于洞口往里10m處、洞口往里100m處及工作面處。每個測定斷面設(shè)3個測點(diǎn)，每班每個點(diǎn)測定三次，取其平均值。斷面各測點(diǎn)風(fēng)流瓦斯?jié)舛鹊钠骄底鳛樵摪嘣摂嗝娴娘L(fēng)流瓦斯?jié)舛葴y定結(jié)果。

2.2 風(fēng)量測定? 對于風(fēng)量測定，考慮到所測洞室斷面較大，本次風(fēng)速測定采用隨機(jī)取點(diǎn)法，即在所測洞室中隨機(jī)選取不同的點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)速的測量，取平均值為該班該斷面風(fēng)速。在測量風(fēng)量時隨機(jī)選取了5個不同的點(diǎn)進(jìn)行測量，且對每個點(diǎn)的風(fēng)速測量三次，取平均風(fēng)速計算風(fēng)量。

2.3 風(fēng)量測定及風(fēng)流瓦斯?jié)舛葯z測結(jié)果? 地下洞室現(xiàn)場施工過程中，主廠房、主變洞、進(jìn)廠交通洞和灌排廊道等均不同程度出現(xiàn)瓦斯氣體，為確保施工期安全，對以上各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)各隧洞的通風(fēng)瓦斯檢測結(jié)果進(jìn)行鑒定，通過瓦斯數(shù)據(jù)測定，主廠房瓦斯涌出量平均值為0.184m3/min，主變洞瓦斯涌出量平均值為0.147m3/min，交通洞瓦斯涌出量平均值為0.261m3/min，灌排廊道瓦斯涌出量平均值為0.096m3/min。