論高瓦斯隧道施工方案比選

王帥

摘要：隧道瓦斯涌出具有隨機(jī)性、分布不均勻性的特點(diǎn)，瓦斯隧道的瓦斯災(zāi)害危害性極大。本文通過對(duì)巴達(dá)鐵路徐家灣高瓦斯長大隧道施工方案的研究對(duì)比，選擇最優(yōu)方案，為本類工程提供經(jīng)驗(yàn)和參考。

關(guān)鍵詞：高瓦斯隧道施工技術(shù)方案選擇論證

0 引言

發(fā)生瓦斯爆炸或瓦斯突出災(zāi)害，后果將十分嚴(yán)重。國內(nèi)曾發(fā)生過嚴(yán)重的隧道瓦斯爆炸事故，造成巨大人員財(cái)產(chǎn)損失。修建隧道時(shí)如果對(duì)瓦斯沒有充分的認(rèn)識(shí)論證和準(zhǔn)備，瓦斯災(zāi)害危害性極大，由此帶來的工程施工成本費(fèi)用增加也相當(dāng)大。因此研究四川天然氣地層隧道瓦斯施工方案有著重要的意義。

1 工程簡介

隧道全長4652m，最大埋深256m。線路為5‰的上坡，隧道為高瓦斯隧道，節(jié)理發(fā)育。

2 方案對(duì)比

為尋求合理的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)決策，在保證隧道高瓦斯工區(qū)施工安全、質(zhì)量的前提下，結(jié)合本隧道的實(shí)際情況，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)資源合理的配置，用最少的資源投入，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益的目的，對(duì)本隧道高瓦斯工區(qū)擬定出如下兩個(gè)施工方案進(jìn)行比選。

2.1 方案一 加強(qiáng)高瓦斯工區(qū)的通風(fēng)，不配置防爆型設(shè)備

鐵道部《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》（TB10120-2002）規(guī)定：低瓦斯工區(qū)和高瓦斯工區(qū)可按絕對(duì)瓦斯涌出量進(jìn)行判定。當(dāng)全工區(qū)的瓦斯涌出量小于0.5m3/min時(shí)，為低瓦斯工區(qū)；大于或等于0.5m3/min時(shí)，為高瓦斯工區(qū)。因此為實(shí)現(xiàn)本隧道高瓦斯工區(qū)的瓦斯?jié)舛刃∮?.5m3/min的要求，可采取加強(qiáng)隧道通風(fēng)的方式，即通過計(jì)算，建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)，施工至高瓦斯工區(qū)時(shí)，采取24小時(shí)連續(xù)通風(fēng)的方式，確保瓦斯?jié)舛刃∮?.4m3/min，從而達(dá)到無須配置防爆型設(shè)備的目的。

在隧道正洞口安裝2臺(tái)SDF(c)-NO.13（2×132KW）型軸流風(fēng)機(jī)分2管路通過φ1.5m雙抗風(fēng)管（阻燃、抗靜電）將新鮮空氣送至正洞，并預(yù)留置一臺(tái)1臺(tái)SDF(c)-NO.13（2×132KW）型軸流風(fēng)機(jī)。斜井采用一臺(tái)SDF(c)-NO.11（2×110KW）軸流風(fēng)機(jī)通過φ1.5m雙抗風(fēng)管（阻燃、抗靜電）將新鮮空氣送至掌子面，正洞、斜井和豎井各設(shè)一臺(tái)SDS-Ⅱ-No10.0射流風(fēng)機(jī)，以便排風(fēng)。

2.2 方案二 配置防爆型設(shè)備，高瓦斯工區(qū)正常通風(fēng)

按照規(guī)范要求，隧道內(nèi)高瓦斯工區(qū)和瓦斯突出工區(qū)的電氣設(shè)備與作業(yè)機(jī)械必須使用防爆型，對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行防爆性能改裝，滿足駛?cè)敫咄咚构^(qū)和瓦斯突出工區(qū)的條件。通風(fēng)采取正常的通風(fēng)方式，即放炮前后或在瓦斯檢測異常時(shí)通風(fēng)。

2.3 方案經(jīng)濟(jì)對(duì)比

方案一：配置防爆型供配電系統(tǒng)設(shè)備的價(jià)差(單口）（表略）

方案二：設(shè)備防爆改裝費(fèi)用（單口）

①車卸裝載機(jī)（L50 2.5m3）。改裝總價(jià)計(jì)算公式=2（臺(tái)）×20（每月改裝單價(jià) 萬元）=40（萬元）

②襯砌臺(tái)車（12m長）。改裝總價(jià)計(jì)算公式=1（臺(tái)）×2（每月改裝單價(jià) 萬元）=2（萬元）

③挖掘機(jī)（pc200-8）?？們r(jià)計(jì)算公式=2（臺(tái)）×20（每月改裝單價(jià) 萬元）=40（萬元）

④混凝土輸送車?？們r(jià)計(jì)算公式=3（臺(tái)）×20（每月改裝單價(jià) 萬元）=60（萬元）

⑤自卸汽車（18t）。總價(jià)計(jì)算公式=3（臺(tái)）×20（每月改裝單價(jià) 萬元）=60（萬元）

⑥濕噴機(jī) （HP-7)。總價(jià)計(jì)算公式=1（臺(tái)）×10（每月改裝單價(jià) 萬元）=10（萬元）

⑦高壓雙液注漿機(jī)（2TGZ-60/210)?？們r(jià)計(jì)算公式=2（臺(tái)）×10（每月改裝單價(jià) 萬元）=20（萬元）

⑧混凝土輸送泵（HNT90 60m3）?？們r(jià)計(jì)算公式=1（臺(tái)）×10（每月改裝單價(jià) 萬元）=10（萬元）

⑨地質(zhì)鉆機(jī)（GY-100)。總價(jià)計(jì)算公式=1（臺(tái)）×10（每月改裝單價(jià) 萬元）=10（萬元）

⑩局扇（FBD60-II-N06)?？們r(jià)計(jì)算公式=2（臺(tái)）×5（每月改裝單價(jià) 萬元）=10（萬元）

■射流風(fēng)機(jī)（SDS-II-NO10.0)。總價(jià)計(jì)算公式=3（臺(tái)）×10（每月改裝單價(jià) 萬元）=30（萬元）

合計(jì)改裝總價(jià)為292（萬元）

方案二：工期延長費(fèi)用增加

計(jì)算可知，進(jìn)口段非瓦斯段長569m，瓦斯段長1291m（其中Ⅲ級(jí)圍巖950m，Ⅳ級(jí)圍巖341m），進(jìn)口段總長1860m；出口段非瓦斯段長783m，瓦斯段長1059m（其中Ⅲ級(jí)圍巖1460m），進(jìn)口段總長1842m；斜井段非瓦斯段長405m，瓦斯段長950m，總長1345m。

設(shè)備經(jīng)防爆型改裝后，其功效將降低到60%，從而延緩施工進(jìn)度，本隧道DK56+400～DK59+700（3300m，進(jìn)口瓦斯地段1291m，出口段非瓦斯段長783m，斜井瓦斯段長950m）為Ⅲ級(jí)圍巖，正常情況下月進(jìn)度為130m/月，使用改裝后的設(shè)備施工其進(jìn)度為：130*0.6=78m/月。則工期將延長為：1291/78-1291/130≈6.6個(gè)月。這將相應(yīng)增加設(shè)備租賃費(fèi)、油料費(fèi)、人工費(fèi)。

①設(shè)備租賃增加費(fèi)用

a車卸裝載機(jī)（L50 2.5m3）?？們r(jià)計(jì)算公式=2（臺(tái)）×2（每月租賃單價(jià) 萬元）×6.6（增加月數(shù)）=26.4（萬元）

b挖掘機(jī) （pc200-8）?？們r(jià)計(jì)算公式=2（臺(tái)）×3.2（每月租賃單價(jià) 萬元）×6.6（增加月數(shù)）=42.24（萬元）

c混凝土輸送車。總價(jià)計(jì)算公式=3（臺(tái)）×2.1（每月租賃單價(jià) 萬元）×6.6（增加月數(shù)）=41.58（萬元）

d自卸汽車（18t）。總價(jià)計(jì)算公式=3（臺(tái)）×1.8（每月租賃單價(jià) 萬元）×6.6（增加月數(shù)）=35.64（萬元）

e混凝土輸送泵（HNT90 60m3）?？們r(jià)計(jì)算公式=1（臺(tái)）×0.8（每月租賃單價(jià) 萬元）×6.6（增加月數(shù)）=5.28（萬元）

合計(jì)總價(jià)為151.14 （萬元）

②增加油料費(fèi)。油料費(fèi)相當(dāng)于機(jī)械設(shè)備增加費(fèi)，合計(jì)151.14萬元。

③人工增加費(fèi)用。技術(shù)工：200元/天*15人*30天/月*6.6個(gè)月=59.4萬元；普工：150元/天*30人*30天/月*6.6個(gè)月=89.1元；雜工：100元/天*20人*30天/月*6.6個(gè)月=39.6萬元；合計(jì)：188.1萬元。

④通風(fēng)用電費(fèi)用增加

a軸流風(fēng)機(jī)（SDF(p2)-NQ13)。每天通風(fēng)費(fèi)用差=132（功率kw）×2（臺(tái)）×（24-3）（每天通風(fēng)時(shí)間差）×1.2（電價(jià)元/度）=6652.8（元）

b軸流風(fēng)機(jī)(SDF(C)-NO.11)。每天通風(fēng)費(fèi)用差=110（功率kw）×1（臺(tái)）×（24-3）（每天通風(fēng)時(shí)間差）×1.2（電價(jià)元/度）=2772（元）

c局扇（FBD60-II-N06)。每天通風(fēng)費(fèi)用差=30（功率kw）×3（臺(tái)）×（24-3）（每天通風(fēng)時(shí)間差）×1.2（電價(jià)元/度）=2268（元）

d射流風(fēng)機(jī)（SSF-NO10(防爆））。每天通風(fēng)費(fèi)用差=37（功率kw）×2（臺(tái)）×（24-3）（每天通風(fēng)時(shí)間差）×1.2（電價(jià)元/度）=1864.8（元）

合計(jì)費(fèi)用差為13557.6元

本隧道高瓦斯工區(qū)DK56+400～DK59+700段施工工期為：1291/78≈16.6個(gè)月，則采用方案二進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)通風(fēng)將比方案一間斷通風(fēng)增加電費(fèi)為：1.36*16.6*30=

677.3萬元。

2.4 方案安全對(duì)比 本隧道為高瓦斯隧道，無論采用加強(qiáng)通風(fēng)方案或采用防爆設(shè)置改裝方案，都必須按照相關(guān)規(guī)范、文件的要求，采取的有效的安全、技術(shù)措施，保證瓦斯隧道的施工安全。所以采用兩種方案都能達(dá)到規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 方案工期對(duì)比 方案二設(shè)備經(jīng)防爆型改裝后，其使用性能和功效將降低到60%，延緩了施工進(jìn)度，造成施工總工期將延長6.6個(gè)月，而方案一將不存在這種問題。

3 方案比選結(jié)論

綜上所述，綜合經(jīng)濟(jì)、安全、工期等多角度的對(duì)比，方案一優(yōu)于方案二，即隧道高瓦斯工區(qū)不配置防爆型設(shè)備，采用加強(qiáng)高瓦斯工區(qū)的通風(fēng)，在保證隧道高瓦斯工區(qū)施工安全、質(zhì)量的前提下，更能實(shí)現(xiàn)資源合理的配置，用最少的資源投入，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

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