大临铁路红豆山非煤系隧道有害气体成因机制与防治技术研究
发布时间：2023-05-21 19:33
随着我国基础设施建设的日益完善,许多工程呈现出趋于高原化、地质条件复杂化、地质问题多样化等特点。例如因有害气体而导致安全事故的隧道工程与日俱增,目前在建的大(理)临(沧)铁路多座隧道中发现了多种有害气体的存在,其中红豆山隧道1号斜井在施工过程中曾发生了囊状高压气体爆突事故。经现场测试,发现高压气体主要为高浓度CO2气体,其次还含有高浓度的H2S气体。本文通过查阅相关文献、邻近地区相关研究成果、地方志及图件等资料,采用地质调查、隧道有害气体现场监测数据总结分析、室内试验分析、数值模拟等方法,分析红豆山隧道有害气体的成因机制,并提出相应的防治技术。其研究成果将对非煤系隧道工程安全建设具有重要的现实意义。得到如下认识:(1)经现场长期监测,红豆山隧道内主要有害气体为CO2、H2S,及较低浓度CO、H2、S02、NH3、C12等气体。其对隧道施工的影响主要为高压气体的爆突威胁、有毒气体对隧道内工作人员的健康和人身危害。红豆山隧道有害气体具有多样性、多重危害性(毒性、可燃性及可爆性)、气体种类随机性、分布不均一性、逸出间歇性等特征。(2)碳同位素鉴定法是目前辨别CO2来源最有效的方法。红豆山隧道...
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 事故的发生
1.1.3 研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 非煤系隧道研究现状
1.2.2 以CO2、H2S为主的地层气研究现状
1.3 依托工程及有害气体概况
1.3.1 工程概况
1.3.2 有害气体概况
1.4 主要研究内容
1.5 研究方法及技术路线
1.5.1 研究方法
1.5.2 技术路线
1.6 主要工作量
第2章 隧址区自然地理概况与工程地质条件
2.1 地形地貌
2.2 气象条件
2.3 地层岩性
2.4 岩浆岩
2.5 区域地质构造与地震
2.5.1 地质构造
2.5.2 地震
2.6 水文地质特征
2.6.1 地表水
2.6.2 地下水
2.7 不良地质现象
2.8 本章小结
第3章 区域水热活动特征
3.1 水热活动带的分布
3.2 温泉的分布
3.2.1 茂兰温泉
3.2.2 大兴温泉
3.2.3 大控蚌温泉
3.3 导热断裂
3.4 本章小结
第4章 红豆山隧道有害气体成因机制分析
4.1 有毒有害气体检测数据分析
4.1.1 检测阶段隧道施工进度及概况
4.1.2 检测内容与方法
4.1.3 检测数据总结分析
4.2 室内试验分析
4.2.1 岩石薄片观察试验
4.2.2 气样分析
4.2.3 水样分析
4.2.4 碳同位素分析
4.3 成因机制分析
4.3.1 定性分析
4.3.2 定量分析
4.3.3 有害气体逸出机制
4.4 本章小结
第5章 有害气体运移气固耦合数值模拟
5.1 COMSOL Multiphysics概述
5.2 仿真模型建立
5.2.1 参数的选取
5.2.2 模型边界
5.2.3 边界条件
5.3 模拟结果分析
5.3.1 围岩应力分析
5.3.2 气固耦合渗流分析
5.3.3 现场验证
5.4 本章小结
第6章 有害气体防治技术
6.1 有害气体的危害性
6.2 危险等级评价
6.3 超前地质预报
6.3.1 超前地质预报工作流程
6.3.2 超前地质预报对有害气体的预测
6.3.3 超前钻探实时监测
6.3.4 超前钻孔钻进的准备事项和注意事项
6.4 施工过程中有害气体测试
6.4.1 有害气体监控系统
6.4.2 有害气体人工检测
6.5 通风措施
6.5.1 通风方案
6.5.2 风机及风管配置
6.5.3 通风管理
6.6 有害气体的封堵与排放
6.7 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间参与的科研项目
本文编号：3821317
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 事故的发生
1.1.3 研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 非煤系隧道研究现状
1.2.2 以CO2、H2S为主的地层气研究现状
1.3 依托工程及有害气体概况
1.3.1 工程概况
1.3.2 有害气体概况
1.4 主要研究内容
1.5 研究方法及技术路线
1.5.1 研究方法
1.5.2 技术路线
1.6 主要工作量
第2章 隧址区自然地理概况与工程地质条件
2.1 地形地貌
2.2 气象条件
2.3 地层岩性
2.4 岩浆岩
2.5 区域地质构造与地震
2.5.1 地质构造
2.5.2 地震
2.6 水文地质特征
2.6.1 地表水
2.6.2 地下水
2.7 不良地质现象
2.8 本章小结
第3章 区域水热活动特征
3.1 水热活动带的分布
3.2 温泉的分布
3.2.1 茂兰温泉
3.2.2 大兴温泉
3.2.3 大控蚌温泉
3.3 导热断裂
3.4 本章小结
第4章 红豆山隧道有害气体成因机制分析
4.1 有毒有害气体检测数据分析
4.1.1 检测阶段隧道施工进度及概况
4.1.2 检测内容与方法
4.1.3 检测数据总结分析
4.2 室内试验分析
4.2.1 岩石薄片观察试验
4.2.2 气样分析
4.2.3 水样分析
4.2.4 碳同位素分析
4.3 成因机制分析
4.3.1 定性分析
4.3.2 定量分析
4.3.3 有害气体逸出机制
4.4 本章小结
第5章 有害气体运移气固耦合数值模拟
5.1 COMSOL Multiphysics概述
5.2 仿真模型建立
5.2.1 参数的选取
5.2.2 模型边界
5.2.3 边界条件
5.3 模拟结果分析
5.3.1 围岩应力分析
5.3.2 气固耦合渗流分析
5.3.3 现场验证
5.4 本章小结
第6章 有害气体防治技术
6.1 有害气体的危害性
6.2 危险等级评价
6.3 超前地质预报
6.3.1 超前地质预报工作流程
6.3.2 超前地质预报对有害气体的预测
6.3.3 超前钻探实时监测
6.3.4 超前钻孔钻进的准备事项和注意事项
6.4 施工过程中有害气体测试
6.4.1 有害气体监控系统
6.4.2 有害气体人工检测
6.5 通风措施
6.5.1 通风方案
6.5.2 风机及风管配置
6.5.3 通风管理
6.6 有害气体的封堵与排放
6.7 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间参与的科研项目
本文编号：3821317
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3821317.html
