隧道開挖有害氣體封堵

岩層止氣灌漿技術

1. 工程背景

某隧道開挖過程發現可燃性氣體自岩層裂隙逸出，濃度超過1.75%。施工單位立即停止鑽炸工作，並施作前進探查孔瞭解岩層中氣體蘊含情形。經探查發現，岩盤內部存在多處可燃性氣體蓄積，氣體逸出量隨岩體擾動、解壓與變位而增加。因為原設計開挖面噴凝土並不具氣體封堵效果，施工單位為避免可燃性氣體濃度過高造成危害，特委託專業廠商擬定治理方案，並於審核通過後交付執行。

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2. 解決方案

為避免隧道開挖區域岩層中蘊含的可燃性氣體持續洩漏，導致累積濃度達到爆炸下限（LEL），解決方案擬定時，採用可燃性氣體濃度>0.25%作為必須處理標準，並將處理方式分為「尚未開挖區段前進灌漿」及「已開挖區段止氣灌漿」兩種類型分別規劃。另配合止氣封堵特性，提出漿材要求如下：

(1)固化後體積不收縮

(2)施工中不產生有害氣體

(3)低黏滯性易於滲透擴散

(4)長期穩定性高、不易分解

(5)無毒性及腐蝕性

(6)固化後強度及韌性高

(7)於破碎岩盤、崩積層或砂礫層固結效果良好

(8)固化時間短。

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3. 施工設計

(1)未開挖區段前進灌漿。利用改良型鑽堡進行8m長度雙輪進不同角度灌漿管及膨脹緊圈設置。先灌注周邊孔位，再灌注正面孔位，改良後掘進距離不超過6m

(2)已開挖區段灌漿。每次灌漿區段不大於10m，利用立式氣動TY鑽進行垂直面層鑽孔，每孔鑽進深度3m以上。鑽孔達到設計深度後，埋入灌漿管、膨脹緊圈，隨即進行灌漿

(3)每個區段灌漿完成後，鑽設2處探查孔進行洩漏氣體檢測，探查孔深度與灌漿深度一致

(4)有效止氣標的以探查孔採集所得可燃氣體濃度小於0.25%為原則

(5)採用低黏滯度、固化強度35MPa以上的雙液非溶劑型不膨脹聚胺酯樹脂TIPOR-01A作為灌注材料。

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4. 施工過程

聚胺酯樹脂因為其反應時間穩定，填充效果好，固化後體積不收縮，抗壓強度高，與岩層及顆粒性土壤黏結性佳等特性，適合作為止氣灌注材料。本工程規劃時已特別選用低黏滯性樹脂配比作為灌注材料，但因其仍然具有一定程度黏稠性，為達到微細裂縫充分封堵效果，最大設計灌注壓力設定為7MPa，照施工過程依照漿液短流及裂隙溢漿情況適度調整。

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5. 執行成果

經過前進灌漿及已開挖區止氣灌漿後，隧道工作面氣體偵測器顯示，可燃性氣體濃度已符合安全標準。施工單位為確保後續施工安全，另增設隧道通風排氣設施及適度提高噴凝土厚度，為防止可燃性氣體危害提供多重保障。於各方協力下，順利達成隧道開挖有害氣體封堵工作。

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