页岩气地层隧道施工灾害分析与防控

摘要

页岩气赋存地层地质条件复杂,且伴有高浓毒气、高瓦斯等.文章以湖南龙永高速公路红岩溪隧道工程为背景,介绍了该隧道内涌出气体的试验检测结果,并对其成分和来源进行了分析.结果表明,区别于通常的高瓦斯隧道,红岩溪隧道涌出气体存在高浓度的CO毒气和刺鼻的油气.通过气体碳同位素检测、岩样及含油迹灰岩有机地球化学分析和饱和烃色谱色质分析,判识红岩溪隧道地层中见到的天然气及渗漏和溢出的轻质油,其成因类型属低熟煤型油气,主要油气来自附近的煤系地层在低熟热演化阶段所形成.同时,探讨了页岩气地层隧道有害气体产生机理及其地质构造成因,根据区域地质分析,下伏煤系地层是隧道有害气体的来源之一,同时蕴含在下寒武统牛蹄塘组泥页岩中的页岩气,可能部分通过地质运动产生的裂隙涌入隧道.根据上述特点,提出了一些相应的灾害防控措施,包括衬砌加强、超前钻孔勘探、围岩注浆封堵、混合式通风及有害气体负压抽放等,可有效降低页岩气地层隧道施工中有害气体危害.此外,加强页岩气地层隧道弃碴的处理,防止其引发地下水污染、人员中毒或其他次生地质灾害.由于页岩气地层地质条件的复杂性,隧道施工与运营期间有害气体的扩散规律有待进一步的深入研究.