淺談鐵路瓦斯隧道施工管理控制措施

路慧勇

摘要：目前高速鐵路飛速發(fā)展，隧道比例大、瓦斯隧道越來越多;瓦斯爆炸機理十分復(fù)雜、鐵路隧道斷面大，施工中瓦斯管理與控制十分關(guān)鍵。本文以其隧道的瓦斯管理與控制為例，針對瓦斯的特點與危害，深入論述了施工過程中瓦斯的管理與控制的重要性，確保了施工安全。

關(guān)鍵詞：瓦斯隧道;瓦斯監(jiān)控與檢測;施工管理;安全控制

一、斯隧道工程

天然氣等有害氣體可能順著巖層構(gòu)造裂隙上逸，并在隧道洞身范圍的基巖裂隙或縫隙中局部游散富集，形成隨機性和不均勻性的氣囊，危及隧道施工安全。由于受天然氣分布的T1規(guī)律性及勘察手段的限制，要對隧道天然氣的分布和涌出危險性作出準確預(yù)測是十分困難的。

二、瓦斯的特性與爆炸危害

1.瓦斯特性

瓦斯是在施工過程中從煤（巖）層內(nèi)逸出的各種有害氣體的總稱，主要成分是甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）、少量的二氧化硫（SO2）和一氧化碳（CO）等。其隧道施工過程中產(chǎn)生的瓦斯主要是從巖層內(nèi)逸出的非煤系瓦斯，其特性為：（1）低壓性：經(jīng)超前鉆孔內(nèi)瓦斯壓力測定，瓦斯壓力較低。（2）突增性：瓦斯逸出主要為開挖工作面爆破后，其他工序作業(yè)時瓦斯?jié)舛炔辉黾?。?）非持續(xù)性：瓦斯自動檢測數(shù)據(jù)顯示瓦斯?jié)舛确逯党霈F(xiàn)在放炮后（最高為1.90%），經(jīng)通風(fēng)抽排后呈衰減趨勢，隧道內(nèi)渡度一般為0.10%左右。

2.瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸必須具備三要素：瓦斯?jié)舛?、點火溫度及火源、足夠氧氣含量。瓦斯爆炸下限為5%、上限為16%，濃度為9.5%時最強烈、威力最大。如果有其他可燃性氣體混入或混合氣體的溫度、壓力發(fā)生變化時，瓦斯?jié)舛仍?%以上就能發(fā)生爆炸。瓦斯爆炸的危害：（1）產(chǎn)生高溫高壓的氣流形成強大的沖擊波，以極快的速度自爆點沿巷道向外沖擊，摧毀隧道內(nèi)設(shè)備、造成大量人員傷亡。（2）產(chǎn)生大量有毒有害氣體，使未受傷害人員中毒和窒息死亡。

3.瓦斯的管理與控制

針對高瓦斯隧道斷面大、放炮后瓦斯涌出量大的特點，施工過程中對瓦斯的管理與控制要點總結(jié)為“預(yù)報超前、常監(jiān)控、勤檢測、強通風(fēng)、控濃度、絕火源、強管理”，嚴格執(zhí)行各項瓦斯安全管理規(guī)定，對瓦斯的管理與控制措施如下。

3.1 瓦斯預(yù)報超前。針對地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯溢出特點，采用HGY-300型鉆機（具有煤礦用安全標志證書）進行超前探孔，探測圍巖中瓦斯的濃度。瓦斯預(yù)報探孔位于隧道斷面中心，探測孔長度50m，探孔搭接長度為5m，每循環(huán)45m。人工用CJG10光干涉瓦檢儀檢測探孔瓦斯賦存情況，取芯確定巖層性質(zhì)、裂隙情況。施工過程中超前探孔內(nèi)實測最大瓦斯?jié)舛葹?.63%，孔外瓦斯?jié)舛葹?.33%，在掌握了前方圍巖中的瓦斯?jié)舛鹊耐瑫r對地質(zhì)及水文情況也準確了解，正確指導(dǎo)隧道施工。

3.2 常監(jiān)控、勤檢測。自動監(jiān)測：在隧道洞口左側(cè)約20米處設(shè)瓦斯自動監(jiān)控值班室，自動監(jiān)控系統(tǒng)選用鎮(zhèn)江中煤KJ101N型安全監(jiān)控系統(tǒng)。主要由控制中心、分站及傳感器等組成，該系統(tǒng)可多點巡回檢測多參數(shù)（瓦斯?jié)舛榷?、風(fēng)速、負壓）遙測，長距離、長期、定點實現(xiàn)連續(xù)不間斷的瓦斯自動監(jiān)測，通過瓦斯傳感器檢測洞內(nèi)的瓦斯?jié)舛?。在瓦斯?jié)舛瘸鲈试S范圍時，通過聲、光連動形式的自動報警系統(tǒng)自動切斷電源，實現(xiàn)隧道內(nèi)瓦電閉鎖。保證隧道內(nèi)各工序瓦斯?jié)舛瘸^0.5%時，供電系統(tǒng)自動斷電（通風(fēng)系統(tǒng)不斷電，正常通風(fēng)），洞內(nèi)施工人員立即撤離到洞外，待瓦斯?jié)舛冉抵?.5%以下時恢復(fù)施工。人工檢測：每工區(qū)設(shè)瓦斯檢測小組，每晝夜分3班對隧道內(nèi)瓦斯進行人工檢測，每班瓦檢員2名，采用CJG10光干涉瓦檢儀和CD4多功能氣體檢測儀人工檢測。①隧道瓦斯必須檢測的地點有：各工作面（掌子面開挖、初期支護、仰拱開挖、仰拱砼澆筑、防水板掛設(shè)、二襯臺車制模、二襯砼澆筑）;瓦斯可能產(chǎn)生聚積的地點（掌子面拱頂、防水板臺架頂部、二襯臺車頂部、專用洞室、下錨段、洞口回風(fēng)段、回風(fēng)中機械電氣設(shè)備附近）;隧道內(nèi)可能產(chǎn)生火源的地點（電機附近、電氣開關(guān)附近、電纜接頭處等）;其他有人員作業(yè)的地點等。②人工檢測頻率：瓦斯?jié)舛仍?.1%以下時每小時檢測1次，瓦斯?jié)舛仍?.1%以上時每30分鐘檢測1次。有瓦斯突出危險、涌出量較大、變化異常的開挖工作面必須有專人經(jīng)常檢查，并安設(shè)甲烷斷電儀。

3.3 強通風(fēng)、控濃度。通風(fēng)方案：其隧道進口、斜井、出口三工區(qū)施工通風(fēng)均采用雙風(fēng)機雙風(fēng)管壓入式通風(fēng)，個別位置設(shè)置局扇輔助通風(fēng)。在洞口外約15m處設(shè)置2臺（電機功率2×135KW）通風(fēng)機，安裝2條φ1.8m抗靜電阻燃柔性螺旋式風(fēng)管，根據(jù)洞內(nèi)瓦斯?jié)舛燃白鳂I(yè)人員需要風(fēng)量，選擇風(fēng)機送風(fēng)檔位（分單機低速、高速、雙機低速、高速）向隧道內(nèi)送風(fēng)，送風(fēng)量為855 m3/min～4200 m3/min。放炮時不得停風(fēng)，保證向掌子面正常供風(fēng)。嚴控瓦斯?jié)舛龋和咚節(jié)舛鹊目刂剖欠乐雇咚贡ê诵?，加強通風(fēng)是降底瓦斯?jié)舛鹊年P(guān)鍵，結(jié)合隧道內(nèi)瓦斯實際濃度情況，制定了通風(fēng)機送風(fēng)規(guī)定，專人管理風(fēng)機。對每臺風(fēng)機電機安裝專用電表，實行專人負責(zé)管理，主管領(lǐng)導(dǎo)每月檢查通風(fēng)機用電量，以確保向隧道內(nèi)不間斷送風(fēng)，保證瓦斯?jié)舛炔怀瑯耍_保隧道施工安全。對瓦斯積聚部位設(shè)置局扇排放，在通風(fēng)控制系統(tǒng)中設(shè)置斷電儀，實現(xiàn)“風(fēng)電閉鎖”：即通風(fēng)機斷電停止工作后，立即全洞斷電，洞內(nèi)人員全部撤離洞外，洞內(nèi)停止施工，在10分鐘內(nèi)采用備用電源進行隧道通風(fēng)。

3.4 絕火源。工程開工前，對參與員工進行瓦斯知識的全面培訓(xùn)，強調(diào)瓦斯爆炸的危害性，讓全體員工掌握瓦斯知識，從思想上養(yǎng)成自覺遵守各項瓦斯規(guī)章制度。（1）洞口實行封閉式管理，所有人員進洞必須在值班室登記、姓名翻牌、領(lǐng)取進洞許可證、經(jīng)瓦斯安檢人員持金屬探測儀進行全身檢查，確認未帶打火機、香煙、手機等違禁物品后方準進洞，出洞后在值班室交回進洞許可證、將姓名牌翻回原位并銷記;設(shè)備進洞也必須登記。（2） 加強對洞內(nèi)動火管理，嚴格執(zhí)行瓦斯隧道每次動火作業(yè)必須有動火審批方案。隧道內(nèi)每次動火作業(yè)，必須提前4小時得到分部總工、現(xiàn)場隊長同意并簽字，交由值班領(lǐng)工員、瓦檢員，現(xiàn)場必須由領(lǐng)工員、瓦檢員跟班作業(yè)，隨時檢測瓦斯?jié)舛龋磧?nèi)瓦斯?jié)舛瘸^0.30%時，嚴禁動火作業(yè)。

三、結(jié)束語

經(jīng)過施工過程中對瓦斯的管理與控制，體會到鐵路瓦斯隧道必須按照“預(yù)報超前、常監(jiān)控、勤檢測、強通風(fēng)、控濃度、絕火源、強管理”的原則施工，通過對瓦斯的預(yù)測、監(jiān)控檢測來有效掌控隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛?。加強通風(fēng)是降底瓦斯?jié)舛鹊年P(guān)鍵，控制瓦斯?jié)舛仁欠乐雇咚贡ǖ暮诵墓ぷ?，嚴格火源管理、認真執(zhí)行各項規(guī)章制度、加強人為因素控制是防止隧道瓦斯事故的重要保障。

參考文獻：

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[3]郝俊鎖.梅嶺關(guān)瓦斯隧道施工技術(shù) ?現(xiàn)代隧道技術(shù)，2011（2）第48卷第2期.

作者簡介：歐有揚（1978年04月），男，漢族，四川省成都人;工程師;本科。