一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，包括瓦斯分离墙和瓦斯分离子系统，所述瓦斯分离墙和第一瓦斯分离子系统将初期支护与二次衬砌之间的区域沿隧道纵向分隔为瓦斯工区和非瓦斯工区，所述瓦斯工区位于所述瓦斯分离墙与所述第一瓦斯分离子系统之间，且所述瓦斯分离墙位于隧道内水流坡度的上游，所述第一瓦斯分离子系统位于隧道内水流坡度的下游；所述第一瓦斯分离子系统包括封闭的瓦斯分离室和设置于所述瓦斯分离室内的瓦斯分离装置。本发明专利技术的一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，不仅能够有效地分离和排出隧道内的瓦斯，还能够显著提高隧道施工和运行的安全和可靠性。

A system for maintaining gas water separation and zoning safe discharge in gas tunnel

The present invention provides a method for gas tunnel maintenance safety gas water separation, partition discharge system, including gas and gas separation wall ion system, the gas separation wall and the first gas ion system will be divided between the primary support and the two lining area along the tunnel longitudinal partition for gas zone and non gas zone the gas, the gas separation area is located in the wall with the first gas between the ion system, and the upstream gas separation wall in Slope Tunnel, tunnel slope is located in the first gas ion system downstream; gas separation device includes a sealed gas separation chamber and is arranged in the the gas separation chamber of the first gas ion system. The invention is used for maintenance of gas water separation and partition safety emission system in gas tunnels, which not only can effectively separate and discharge gas in tunnels, but also significantly improve the safety and reliability of tunnel construction and operation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统
本专利技术涉及瓦斯隧道结构，更具体地，涉及一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统。
技术介绍
在穿凿隧道时，当隧道穿过煤层、油页岩或含沥青等的岩体，或从其附近通过围岩破碎或节理发育的岩层时，隧道周围的岩层中会向隧道内渗透瓦斯。隧道内的瓦斯若不能及时排出隧道外，对施工以及施工人员都会造成危险。目前，对隧道内的瓦斯进行处理的方式，多是在隧道内瓦斯含量较高的区域沿隧道的环向和/或纵向设置多个排水管，以收集隧道内含有瓦斯的渗水并进行处理。如公开号为CN204371412U的中国专利申请，公开了一种隧道瓦斯排放系统，其在高瓦斯隧道两侧设置排气管，多个环向透水盲管沿高瓦斯隧道的环向布置在高瓦斯隧道的初期支护表面上，纵向透水盲管与环向透水盲管连通。排水管设置在排气管的下方，排水管与排气管之间设置有多个气水分离装置，且气水分离装置分别与纵向透水盲管、排气管及排水管连通。该系统能够有效地收集高瓦斯隧道内岩层内渗透的渗水，并将其进行气水分离，以分离随渗水一起进入隧道中的瓦斯。但是，由于瓦斯是难溶于水的，渗水自排水通道中渗出后，渗水在隧道内的流动过程中，水中的瓦斯会自水中逸散出来，在隧道内扩散；并且，在进行气水分离的过程中，分离后得到的瓦斯气体也有可能扩散到隧道内，对隧道内施工或施工人员会造成不良影响，影响隧道施工或运行的安全和稳定性。
技术实现思路
为克服上述问题或者最大限度地解决上述问题，本专利技术提供了一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，以解决隧道内气水难以有效分离且排放瓦斯效率低、难以防止瓦斯在全隧道内扩散的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，包括瓦斯分离墙和瓦斯分离子系统，所述瓦斯分离墙和第一瓦斯分离子系统将初期支护与二次衬砌之间的区域沿隧道纵向分隔为瓦斯工区和非瓦斯工区，所述瓦斯工区位于所述瓦斯分离墙与所述第一瓦斯分离子系统之间，且所述瓦斯分离墙位于隧道内水流坡度的上游，所述第一瓦斯分离子系统位于隧道内水流坡度的下游；所述第一瓦斯分离子系统包括封闭的瓦斯分离室和设置于所述瓦斯分离室内的瓦斯分离装置。进一步地，在所述瓦斯工区内靠近所述第一瓦斯分离子系统的一侧设置有至少一套与所述第一瓦斯分离子系统相同结构的第二瓦斯分离子系统，所述第一瓦斯分离子系统与靠近所述第一瓦斯分离子系统的第二瓦斯分离子系统之间的区域为瓦斯过渡工区。进一步地，在所述瓦斯工区内靠近所述瓦斯分离墙的一侧设置有与所述第一瓦斯分离子系统相同结构的第三瓦斯分离子系统，所述第三瓦斯分离子系统和第二瓦斯分离子系统位于瓦斯工区的两侧、且紧靠瓦斯工区；所述第三瓦斯分离子系统与所述瓦斯分离墙之间的区域为瓦斯过渡工区。进一步地，所述瓦斯分离室包括平行设置的两堵环形的瓦斯隔离墙，所述瓦斯隔离墙的环形内侧沿二次衬砌的径向环形布置在所述二次衬砌的外环面且与二次衬砌紧密贴合，所述瓦斯隔离墙的环形外侧贯通所述初期支护后嵌入周边围岩。进一步地，所述瓦斯分离室内隧道的两侧墙脚对称设置所述瓦斯分离装置。进一步地，所述瓦斯分离装置连接有进水导管和出水导管；所述进水导管的一端向所述瓦斯分离室的一侧延伸并穿过该侧的瓦斯隔离墙、且与隧道纵向的盲沟出水端相连通；所述出水导管的一端向所述瓦斯分离室的另一侧延伸且穿过该侧的瓦斯隔离墙、并直接出水于隧道内水沟。进一步地，所述出水导管的高度高于所述进水导管的高度；所述出水导管的高度比所述进水导管的高度高5-15cm。进一步地，所述瓦斯分离装置的上部设置有竖向气体排放管和纵向气体排放管；所述竖向气体排放管的一端连接瓦斯分离装置上部、另一端连接至纵向气体排放管一端，所述纵向气体排放管的另一端延伸至所述瓦斯分离室外、且连接至隧道上方的气体排放通道。进一步地，与所述纵向气体排放管平行设置有气体排放管，气体排放管是一根透气的花管，与纵向排气管末端一样连接至隧道上方的气体排放通道。进一步地，所述瓦斯分离装置的底部连通有防淤堵疏通管道，所述疏通管道连接至二次衬砌的外墙角电缆沟内。本专利技术有益效果主要体现在如下方面：(1)采用瓦斯分离墙和瓦斯分离子系统将隧道内位于初期支护与二次衬砌之间的区域分隔为瓦斯工区和非瓦斯工区，并通过瓦斯分离子系统进行气水分离处理，不仅便于隧道内瓦斯的集中处理，还能够防止瓦斯在全隧道区域内的扩散，提高隧道内施工或运行的安全和可靠性；(2)瓦斯分离子系统采用闭合空间的安全封闭瓦斯分离室，将瓦斯分离装置设置在瓦斯分离室内，不仅能够有效的进行气水分离处理，还能够进一步防止瓦斯气体在全隧道内的扩散；(3)与瓦斯分离装置相连的进水导管与出水导管设置合理的高度差，能够有效提高气水分离的效率，且不必耗散额外能量；(4)将可维护理念用于瓦斯分离子系统，最常见的水流管路淤堵会发生在瓦斯分离装置，而每一套瓦斯分离子系统都具备防淤堵疏通管设置，因此防淤堵可维护理念设计是非常有效和适用的。附图说明图1为根据本专利技术实施例中一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统的纵向侧视图；图2为根据本专利技术实施例中一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统的瓦斯分离装置侧视大样图；图3为根据本专利技术实施例中一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统的图1中的Ⅰ-Ⅰ剖面图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参见图1所示，一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，包括瓦斯分离墙7和第一瓦斯分离子系统。瓦斯分离墙7和第一瓦斯分离子系统沿纵向将隧道内位于初期支护与二次衬砌之间的区域分隔为瓦斯工区和非瓦斯工区C。具体地，瓦斯工区为有瓦斯渗漏的区域和瓦斯影响的临近过渡工区，非瓦斯工区C为没有瓦斯渗漏的安全区域。具体地，位于瓦斯分离墙7和第一瓦斯分离子系统之间的区域为瓦斯工区A，位于瓦斯工区A两侧、瓦斯分离墙7和第一瓦斯分离子系统外侧的两个区域分别为非瓦斯工区C。瓦斯分离墙7设置在隧道的初期支护与二次衬砌之间，即瓦斯分离墙7的环形内侧沿二次衬砌的径向环形布置在二次衬砌的外环面并与二次衬砌紧密贴合，瓦斯分离墙7的环形外侧贯通初期支护后嵌入隧道周边围岩。具体地，瓦斯分离墙7沿初期支护/二次衬砌的壁面环形设置，瓦斯分离墙7的墙面垂直于隧道的纵向而周边外侧适当向外延伸。采用瓦斯分离墙7与第一瓦斯分离子系统将初期支护与二次衬砌之间的区域分隔为瓦斯工区和非瓦斯工区，使有瓦斯渗漏的区域与没有瓦斯渗漏的区域隔离开，能够有效的避免瓦斯在全隧道范围内的扩散。具体地，瓦斯分离墙7为不透气的墙体，避免瓦斯的渗透。瓦斯分离墙7可在环向节理裂隙发育的岩体内采用小导管径向密集注浆形成，其导管头与初期支护/二次衬砌的型钢密贴，全环型钢的槽腔用密实混凝土灌注形成能够防止瓦斯渗透的瓦斯分离墙7。具体地，采用瓦斯分离墙7进行衬砌背后空间分割，能够避免瓦斯工区A内溢出的瓦斯进入非瓦斯工区C，避免瓦斯直接排出隧道而污染环境，或避免瓦斯进入非瓦斯工区C而对非瓦斯工区C内的施工或人员造成不利影响，提高隧道内施工或运行的安全和可靠。具体地，瓦斯分离墙7位于隧道内水流坡度的上游，第一瓦斯分离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，其特征在于，包括瓦斯分离墙和瓦斯分离子系统，所述瓦斯分离墙和第一瓦斯分离子系统将初期支护与二次衬砌之间的区域沿隧道纵向分隔为瓦斯工区和非瓦斯工区，所述瓦斯工区位于所述瓦斯分离墙与所述第一瓦斯分离子系统之间，且所述瓦斯分离墙位于隧道内水流坡度的上游，所述第一瓦斯分离子系统位于隧道内水流坡度的下游；所述第一瓦斯分离子系统包括封闭的瓦斯分离室和设置于所述瓦斯分离室内的瓦斯分离装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，其特征在于，包括瓦斯分离墙和瓦斯分离子系统，所述瓦斯分离墙和第一瓦斯分离子系统将初期支护与二次衬砌之间的区域沿隧道纵向分隔为瓦斯工区和非瓦斯工区，所述瓦斯工区位于所述瓦斯分离墙与所述第一瓦斯分离子系统之间，且所述瓦斯分离墙位于隧道内水流坡度的上游，所述第一瓦斯分离子系统位于隧道内水流坡度的下游；所述第一瓦斯分离子系统包括封闭的瓦斯分离室和设置于所述瓦斯分离室内的瓦斯分离装置。2.如权利要求1所述的一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，其特征在于，在所述瓦斯工区内靠近所述第一瓦斯分离子系统的一侧设置有至少一套与所述第一瓦斯分离子系统相同结构的第二瓦斯分离子系统，所述第一瓦斯分离子系统与靠近所述第一瓦斯分离子系统的第二瓦斯分离子系统之间的区域为瓦斯过渡工区。3.如权利要求2所述的一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，其特征在于，在所述瓦斯工区内靠近所述瓦斯分离墙的一侧设置有与所述第一瓦斯分离子系统相同结构的第三瓦斯分离子系统，所述第三瓦斯分离子系统和第二瓦斯分离子系统位于瓦斯工区的两侧、且紧靠瓦斯工区；所述第三瓦斯分离子系统与所述瓦斯分离墙之间的区域为瓦斯过渡工区。4.如权利要求1所述的一种用于瓦斯隧道中可维护气水分离、分区安全排放系统，其特征在于，所述瓦斯分离室包括平行设置的两堵环形的瓦斯隔离墙，所述瓦斯隔离墙的环形内侧沿二次衬砌的径向环形布置在所述二次衬砌的外环面且与二次衬砌紧密贴合，所述瓦斯隔离墙的环形外侧贯通所述初期支护后嵌入周...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟奇，朱孟君，任兆丹，陈雪锋，屈建荣，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42