淺談高速公路低瓦斯隧道的施工管理

魯鵬濤

（中國水利水電第十工程局有限公司， 四川 成都 610000）

營山至達州高速公路泡桐巖隧道，左洞長 1496m，右洞長 1507m，設(shè)計為雙向四車道。隧道圍巖等級為IV、V級，根據(jù)地勘資料穿越地層為非煤系地層，但下部有煤層，有少量天然氣或瓦斯順構(gòu)造裂隙上升至隧道洞身，儲存在裂隙中。因瓦斯具有較強的隱蔽性和不可預(yù)見性，施工不當極易發(fā)生爆炸而造成重大的經(jīng)濟損失，甚至人員傷亡。因此，加強施工中的隧道瓦斯管理顯得尤為重要。

1 瓦斯監(jiān)測

瓦斯監(jiān)測采用自動和人工監(jiān)測相結(jié)合的方式，并建立相關(guān)的預(yù)警機制，具體內(nèi)容為：當隧道內(nèi)的內(nèi)瓦斯?jié)舛刃∮?.3%的時候可以開展施工，但是當這個濃度到達0.4%的時候可以自動報警，而此濃度到達0.5%的時候則需要工人立刻停止施工，并且立即開展通風(fēng)處理。一般情況下，主要于隧道洞口處設(shè)置隧道自動監(jiān)測管理控制中心，同時在隧道的掌子面以及人行通道、車行通道等部位設(shè)置一些瓦斯探頭，同時每天堅持 24h對瓦斯的濃度進行監(jiān)測，從而對施工人員的安全提供保障。人工監(jiān)測是專職瓦檢員使用光干涉瓦斯檢測報警儀，重點監(jiān)測掌子面及其附近20m處、防水板背后、車/人橫通道處、不同斷面交界處等容易積聚瓦斯的地方。

1.1 建立自動化監(jiān)測系統(tǒng)

本隧道為低瓦斯隧道，選用 KJ90NA型安全監(jiān)控系統(tǒng)。在洞口設(shè)置隧道管理控制中心，在洞內(nèi)安設(shè)CH4、H2S、CO、CO2、風(fēng)速、開停傳感器等，測定洞內(nèi)CH4、H2S、CO、CO2濃度、風(fēng)速等參數(shù)，以及通風(fēng)機的開關(guān)情況，并將信息傳送至管理中心進行分析處理。

1.2 人工檢測

(1) 檢測方式：每班的專職瓦檢員攜帶光干涉式瓦檢儀和四合一氣體檢測儀負責(zé)巡回檢測整個隧道瓦斯氣體濃度及氣體有毒有害氣體濃度。

(2) 檢測頻率：當瓦斯?jié)舛仍?.5%以下時，安全檢驗人員需要每間隔2h對瓦斯?jié)舛冗M行檢測1次；但是當隧道中瓦斯的濃度高于0.5%的時候，安全檢查人員則需要立刻對隧道施工現(xiàn)場的復(fù)雜人員進行傳達，并且指導(dǎo)現(xiàn)場施工人員的疏散。不僅如此，瓦斯安全檢驗人員在管理過程中，需要在隧道打眼與爆破之前、爆破之后對掌子面區(qū)域的瓦斯?jié)舛燃滓覚z測，同時還要安排隧道施工的班組長、安全員以及放炮員實施爆破操作，期間嚴格按照相關(guān)規(guī)定、流程進行。

(3) 檢測的部分：主要包括開展掌子面開挖施工期間、初期支護施工期間、仰拱開挖以及混凝土施工、立模等施工期間、電纜溝施工、車/人行橫通道施工等)；瓦斯可能滲出的地點(地質(zhì)破碎地帶、地質(zhì)變化地帶、裂隙發(fā)育的砂巖等)；在掌子面進行超前鉆孔前，在附近檢測瓦斯?jié)舛取?/p>

2 加強通風(fēng)

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)

隧道通風(fēng)方式采用壓入式，隧道掘進工作面獨立通風(fēng)。隧道需要的風(fēng)量，根據(jù)爆破排煙、同時在洞的最多人數(shù)以及進洞深度的需要分別計算，采用其中的最大值。在開展隧道施工的過程中需要內(nèi)部需要時刻保持通風(fēng)，尤其是對瓦斯容易集中的地方加強通風(fēng)。在施工期間如果涉及停電、設(shè)備檢修的時候，施工人員需要及時退出隧道，并將電源立刻切斷，以保障大家的安全。

2.2 通風(fēng)設(shè)備

(1) 壓入式通風(fēng)機裝設(shè)在距離洞口30m處。壓入式通風(fēng)機是在洞口安裝主風(fēng)機將新鮮空氣壓入，新鮮空氣由正洞流入，將洞內(nèi)正洞的污濁空氣擠出洞內(nèi)，形成循環(huán)風(fēng)流。通常情況下，隧道內(nèi)的通風(fēng)機電源需要設(shè)置兩路，同時還需要配上風(fēng)電閉鎖這一裝置，這樣一來如果施工期間存在一路電源停電的情況，而另一路電源則可以在一刻鐘內(nèi)連接上，從而確保隧道中的風(fēng)機正常工作，備用電源采用 2臺250Kw柴油發(fā)電機。

(2) 在掌子面施工區(qū)域內(nèi)實施局部通風(fēng)，可以按照通風(fēng)機并配備專業(yè)的開關(guān)、線路、風(fēng)電閉鎖等，而風(fēng)帶可以實施抗靜電以及阻燃，當掌子面的距離不低于15m的時候百米內(nèi)的漏風(fēng)率需要低于2%。

3 施工管理

3.1 洞口監(jiān)防措施

(1) 隧道口封閉方式

在瓦斯隧道施工過程中確保施工人員、設(shè)備與隧道的安全，隧道口外20m范圍內(nèi)采取圍欄進行隔離，圍欄高 2m，圍欄長 200m。所有施工人員經(jīng)過安保檢查合格后才能進入到隧道內(nèi)，外來人員嚴禁進入隧道。并且禁止在洞口、通風(fēng)機周圍20m范圍以內(nèi)或洞內(nèi)使用明火、吸煙。

(2) 設(shè)置檢查站及物品存放室

隧道洞口設(shè)置安全檢查崗，檢查崗實行 24h值班，嚴格洞口檢查制度，嚴防外來人員翻圍欄進入洞內(nèi)引發(fā)意外；檢查站設(shè)置私人物品存放室，所有進洞人員把打火機、火柴、香煙、手機等嚴禁帶入瓦斯洞內(nèi)的物品放入物品存放箱內(nèi)，并妥善保管；人員進洞前登記，人員出洞后銷號。

(3) 隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛缺O(jiān)控視屏

為確保能夠在隧道進尺過程中及時發(fā)現(xiàn)瓦斯的存在，根據(jù)瓦斯的性質(zhì)科學(xué)地設(shè)計和布置安裝瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)與洞口視屏。洞內(nèi)瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)與洞口瓦斯?jié)舛缺O(jiān)控視屏相接，洞口視屏隨時公布洞內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋贡O(jiān)控人員有效掌握洞內(nèi)瓦斯狀況，并及時的作出決策及處置。

(4) 嚴格瓦斯監(jiān)測記錄制度

瓦斯員每班監(jiān)測的瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)如實填寫在瓦斯監(jiān)測記錄上和洞口瓦斯通報視屏上，發(fā)現(xiàn)異常情況立即報告安全負責(zé)人與項目負責(zé)人。

3.2 關(guān)于施工的用電分析

(1) 分析供電的相關(guān)設(shè)計

在桐巖隧道中，供電方案主要采取雙電源方案，具體就是公用的電網(wǎng)、自備的發(fā)電站采取雙電源方案，期間以2臺型號為250KW的柴油發(fā)電機作為備用電源，同時對于安裝備用電源自動切換設(shè)備，以保證電源的正常運行。當公用電網(wǎng)發(fā)生故障或者停電時，自備電源能夠正常供電，近而保證隧道施工的正常進行。而自備發(fā)電機只能供應(yīng)瓦斯檢測設(shè)備、照明設(shè)備、風(fēng)機的使用，當出現(xiàn)公用電網(wǎng)停電時，隧道內(nèi)所有施工全部停止。當采用壓入式通風(fēng)，隧道內(nèi)供電采用單電源線路，當采用壓入與壓出通風(fēng)時，隧道內(nèi)使用雙電路供電線路，以確保隧道安全。對在隧道內(nèi)使用的局部通風(fēng)機和施工附近使用的電氣設(shè)備，需要裝備風(fēng)電閉鎖裝置，當局部通風(fēng)機停止運作時，能夠自動快速切斷通風(fēng)機電源。

(2) 電氣設(shè)備

洞口至開挖面的電纜全部使用不延燃橡套電纜，電纜與電氣設(shè)備的連接采用防爆型接線盒；洞內(nèi)配電設(shè)備及照明電器全部采用防爆型，并做到“三?！?、“兩閉鎖”，即專用防爆變壓器、專用開關(guān)、專用供電線路和瓦斯?jié)舛瘸瑯藭r與供電的閉鎖、局部通風(fēng)與供電的閉鎖，以保證瓦斯隧道安全施工；洞內(nèi)的高、低壓配電箱全部采用防爆型，低壓配電箱必須具有斷相、短路、漏電和接地保護功能；供電系統(tǒng)在局部通風(fēng)機和開挖工作面的電氣設(shè)備設(shè)風(fēng)電閉鎖裝置。當局部通風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)時，立即自動切斷局部通風(fēng)機供風(fēng)區(qū)段的一切電源，保證“風(fēng)電”閉鎖。

(3) 施工照明

供電采用動照分供法，照明供電從洞外低壓變壓器專用電纜單獨引出；分路動力開關(guān)與照明開關(guān)分別設(shè)置，照明線路接線接在動力開關(guān)的上側(cè)；工作面、防水板鋪設(shè)和二次襯砌施工等作業(yè)平臺處及未施做二次村的地段的移動照明，均采用具有短路、過載和漏電保護的照明信號綜合保護裝置，電壓不大于127V，用分支專用電纜，防爆接線盒接入防爆照明燈具；洞內(nèi)照明器材及開關(guān)全部使用防爆型，已襯砌地段的固定照明燈具，采用ExdII型防爆照明燈；開挖工作面附近的固定照明燈具，采用EXdI型礦用防爆照明燈；移動照明使用礦燈，并配置專用礦燈充電裝置。

(4) 瓦斯自動檢測報警斷電裝置

隧道內(nèi)敷設(shè)監(jiān)控信號電纜，掘進掌子面緊跟安設(shè)甲烷、風(fēng)速傳感器等進行實時檢測。局部通風(fēng)機監(jiān)控采用1～5mA電流型設(shè)備開停傳感器，按模擬信號處理。當瓦斯?jié)舛取?.4%，傳感器發(fā)出報警；當瓦斯?jié)舛取?.5%或局部通風(fēng)機停電，或風(fēng)速＜0.5m/s時，監(jiān)測分站發(fā)出控制信號實現(xiàn)斷電；當瓦斯?jié)舛龋?.5%且通風(fēng)機恢復(fù)供風(fēng)時，停止控制信號，解除閉鎖，供電方可恢復(fù)。

3.3 施工措施

(1) 鉆孔施工

根據(jù)瓦斯隧道的施工要求，確定隧道采用臺階法開挖。鉆孔前，在掌子面附近20m進行通風(fēng)，通風(fēng)后檢測瓦斯?jié)舛刃∮?.5%時方可進行鉆孔作業(yè)。鉆孔時先開水、后開風(fēng)以封閉粉塵，停鉆孔時先關(guān)風(fēng)、后關(guān)水，避免產(chǎn)生火花造成安全事故，鉆孔全部采用濕式鉆孔，嚴禁打干鉆。

1.2調(diào)查方法:一是到追栗鎮(zhèn)衛(wèi)生院看病的農(nóng)民病人及家屬隨機抽取調(diào)查。二是趕集天到街頭隨機抽取趕集的農(nóng)民調(diào)查。三是隨機抽取兩個自然村入戶調(diào)查。自行編制《農(nóng)民無償獻血知曉率調(diào)查表》,調(diào)查內(nèi)容包括:一般資料(年齡、性別、文化程度);有無獻血史;無償獻血的認知;無償獻血的好處;獻血對身體是否有無害;血液生理知識;無償獻血的相關(guān)政策;

(2) 炸材選用

隧道為瓦斯隧道，開挖爆破炸藥使用煤礦許用 3號抗水煤礦粉狀銨銻炸藥，安全等級不低于二級，雷管使用延時130ms以內(nèi)、段位1～5段的8號覆銅殼煤礦許用毫秒延時電雷管，起爆線使用多股軟質(zhì)銅芯線，起爆器使用 200型防爆起爆器。

(3) 爆破作業(yè)管理

爆破作業(yè)嚴格按照“一炮三檢”制度進行；隧道爆破前后雷管、炸藥數(shù)量要及時清點、回收入庫，并做好雷管與炸藥回收數(shù)量記錄；瓦斯工區(qū)爆破點20m以內(nèi)，風(fēng)流中瓦斯?jié)舛缺仨毿∮?.0%，車輛、碎石或其他物體阻塞開挖斷面不得大了1/3；隧道打孔、裝藥、封堵和放炮符合瓦斯防爆的有關(guān)規(guī)定，嚴禁采用明火放炮；裝藥前清除炮孔內(nèi)的煤粉或巖粉，不得沖撞或搗實；爆破后，待工作面的炮煙被排除，爆破工、安全員、瓦檢員必須首先檢查爆破現(xiàn)場，檢查通風(fēng)、殘炮、瓦斯?jié)舛?、煤塵、隧道安全情況等。

(4)通風(fēng)安全的要求

隧道在施工過程中，為了防瓦斯?jié)舛瘸瑯?，?dǎo)致發(fā)生爆炸等安全事故的發(fā)生，首先，需要定期加強對瓦斯?jié)舛鹊臋z測，其次，還需要加強通風(fēng)，降低瓦斯的濃度。為了防止由于通風(fēng)不足而引起層狀瓦斯的積聚，通風(fēng)采用2*110kW軸流通風(fēng)機壓入式 24h通風(fēng)。為避免由于風(fēng)筒損壞而供風(fēng)受到影響，對洞內(nèi)再使用的風(fēng)筒進行更換處理。

(5) 隧道開挖后的封閉

隧道爆破開挖后，隧道圍巖會出現(xiàn)較多細小裂縫，瓦斯會從這些裂縫溢出，而造成瓦斯?jié)舛燃哟螅瑸橛行П苊馔咚節(jié)舛仍黾?，施工時及時對掌子面進行混凝土封閉，噴混凝土達到封閉瓦斯溢出通道。

(6) 臨時停工要求

隧道出現(xiàn)臨時停工時其工作面不停止通風(fēng)，否則必須切斷電源，設(shè)置圍欄和警示標志，禁止人員進入洞內(nèi)，并向現(xiàn)場負責(zé)人報告。當停工的工作面內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定不能立即處理時，必須予以封閉?；謴?fù)己封閉的停工工作面時，必須事先排除隧道內(nèi)積聚的瓦斯。

(7) 瓦斯檢測

每班人工瓦斯檢測結(jié)果應(yīng)及時上交瓦斯監(jiān)控中，由值班瓦斯監(jiān)控員對人工檢測結(jié)果與自動監(jiān)控系統(tǒng)相應(yīng)位置、時間的自動監(jiān)控值進行比對，并填寫光學(xué)瓦斯檢測儀與甲烷傳感器對照表，兩種方式相互驗證，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時查明原因。瓦斯檢測和監(jiān)測記錄保持連續(xù)性、完整性，分類建檔，專人負責(zé)。

4 結(jié)束語

泡桐巖隧道經(jīng)過以上的措施改進與施工管理，實時的監(jiān)測隧道中的瓦斯?jié)舛?，做到絕對的謹慎，工程得以順利開展，在保證安全的前提下，穩(wěn)步推進泡桐巖隧道的施工，取得了一定的經(jīng)濟效益，并促進工程項目的積極性發(fā)展。在施工過程中，不斷分析與探討，總結(jié)特點與經(jīng)驗，并積極主動地采取針對性地改進措施，從而實現(xiàn)對隧道施工全過程的監(jiān)督與管理，確保隧道工程的整體施工安全與質(zhì)量，為營達高速公路的穩(wěn)步推進提供保障。