公路瓦斯隧道施工風險預防及評價

孫繼超

摘 要：在隧道工程施工中，瓦斯隧道較為常見，通過對瓦斯隧道進行風險分析和評價，并采用有效的風險預防對策，有利于提升隧道施工安全。對此，文章首先對公路瓦斯隧道施工風險進行介紹，然后對瓦斯隧道施工風險的評價體系構建方式進行分析，并對瓦斯隧道施工風險常用預防對策進行詳細探究，有效控制了公路瓦斯隧道施工中的各個風險因素，保證公路隧道施工的順利進行。

關鍵詞：瓦斯隧道 風險評價體系 防火風險監(jiān)測

1.引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路工程隧道施工數(shù)量和建設規(guī)模都在逐漸增加，公路隧道工程施工環(huán)境復雜，可能會遇到各類風險問題，比如瓦斯隧道。瓦斯隧道施工危險性較高，只有結合實際情況制定完善的施工方案，才能提升施工進度，保障施工人員的人身安全。在風險預防策略制定環(huán)節(jié)，首先應進行風險評價，針對性提出預防策略，提升瓦斯隧道施工風險控制水平。

2.公路瓦斯隧道施工風險

（1）煤層突出。在公路工程瓦斯隧道施工中，煤層較為常見，在重力因素的影響下，容易發(fā)生坍塌事故，這樣就會產生大量瓦斯，同時，由于煤塊堆積，還會出現(xiàn)煤層突出的問題。（2）煤層壓出。在進行公路工程隧道施工過程中，不可避免地會產生振動，造成煤層發(fā)生位移，造成煤層壓出，這樣不僅會產生大量瓦斯，同時還會對施工進度造成不良影響。（3）煤和瓦斯突出。在隧道工程施工中，壓力、地應力較為復雜，這樣就會造成煤層和瓦斯在較短時間內從隧道的洞壁上突出，大量瓦斯瞬間釋放，極容易發(fā)生爆炸事故，進而對隧道工程造成巨大破壞。（4）瓦斯爆炸。當隧道工程內部瓦斯達到一定濃度時，就會發(fā)生爆炸事故。（5）粉塵爆炸。煤層中的可燃物在突出和壓出過程中，會產生很多懸浮小顆粒，如果隧道中有火源，當粉塵濃度達到一定值時，就會發(fā)生爆炸。（6）坍塌。有些公路工程隧道周邊地層結構強度比較小，在施工機械設備和施工工序的影響下，就會發(fā)生振動，進而造成隧道坍塌。

3.瓦斯隧道災害危險性評價模型的建立

在隧道工程建設過程中，都需要進行勘察、設計和施工，在各個建設環(huán)節(jié)所獲得的建設資料有較大區(qū)別，同時所面臨的風險也不盡相同。因此，在對公路瓦斯隧道進行風險評價時，也需要進行不同環(huán)節(jié)風險評價。

3.1評價因素集的建立

在風險評價中，事故有害影響因素分析是十分重要的環(huán)節(jié)，通過安全分析模型，能找出瓦斯隧道施工事故的各個影響因素，然后對各個影響因素之間的邏輯關系進行分析，這樣才能建立完善的風險評價指標體系。根據(jù)《公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估制度及指南》中的要求，綜合考慮瓦斯隧道工程施工特點，即可得出隧道工程安全風險因素，具體可分別為4大類：地質因素、環(huán)境因素、人因素以及安全管理因素。由于施工風險評價體系結構形式復雜，因此，還可以結合瓦斯隧道工程實際情況建立層次結構因素集合，具體如下：

U={U1，U2，U3，U4}={物的因素，環(huán)境因素，人的因素，管理因素}

U1={U11，U12，U13，U14，U15，U16}={隧道圍巖級別、地質構造及瓦斯賦存條件、瓦斯等級、瓦斯工區(qū)長度、瓦斯壓力、地下水狀況}

U2={U21，U22，U23，U24}={通風方式，通風距離，開挖斷面，距煤層距離}

U3={U31，U32，U33，U34，U35，U36，U37}={企業(yè)資質，安全管理人員配備，專業(yè)技術人員配備，作業(yè)人員經(jīng)驗，專項施工方案，安全制度與執(zhí)行，安全教育}

U4={U41，U42，U43，U44}={施工通風效果，電氣及機械設備，瓦斯監(jiān)控，安全預案及演練}。

3.2評價指標權重集的建立

對于各個指標權重，需要應用層次分析法進行計算：（1）構建遞階層次結構、構造判斷矩陣，（2）采用層次分析法，對各個層次指標權重進行計算，（3）對單一準則下各個元素的相對權重進行檢驗分析，并對矩陣中各個元素進行調節(jié)。

3.3瓦斯隧道單一危險性指標值的建立

根據(jù)上文所述指南中的要求，對公路瓦斯隧道施工危險因素進行分析，然后采用專家調查法或者檢查表，針對風險因素評估指標值，進而得出公路瓦斯隧道施工中風險因素的評估指標值。

3.4危險性指數(shù)的計算與風險等級標準的確立

在對危險性指數(shù)進行計算時，需要采用風險權重集進行計算，在具體的計算過程中，需要綜合考慮物的因素、環(huán)境因素、人的因素和管理因素的指標值，如果風險因素所對應的權重越大，則說明公路瓦斯隧道施工危險性指標較高，必須采取風險預防控制策略。

在公路瓦斯隧道施工區(qū)，可以根據(jù)危險性指數(shù)確定風險等級，并根據(jù)風險等級采用相應的風險管理策略，并判斷瓦斯隧道施工風險事故發(fā)生的可能性。

4.公路瓦斯隧道施工風險預防

4.1隧道防火風險監(jiān)測

在進行公路瓦斯隧道施工過程中，必須采用有效的防火策略，因此需提升消防管理水平，根據(jù)相關規(guī)定嚴格執(zhí)行隧道工程消防任務。消防人員需要定期對滅火器以及其他消防儀器設備進行檢查和維護保養(yǎng)，保證各類消防設備處于安全運行狀態(tài)。對于消防人員，也應注意定期舉行技術培訓活動，豐富其消防理論知識，在實踐中積極總結工作經(jīng)驗，這樣才能提升消防工作水平。此外，還需要注意，在瓦斯工作外區(qū)域，也應根據(jù)消防要求配置消防水池以及采砂。

4.2施工通風風險預防

在公路瓦斯隧道工程施工中，通風環(huán)境至關重要，只有保證隧道通風良好，才能保證施工安全，避免施工人員受到有害氣體的危害，同時避免發(fā)生瓦斯燃燒和爆炸事故，提升瓦斯隧道施工安全性。尤其需要注意的是，如果瓦斯隧道為高、大、長瓦斯隧道，更應選用先進的通風技術，這樣不僅能保證施工安全，還能在一定程度上提升施工進度。在通風風險預防中，具體需要注意以下幾點：（1）如果隧道中有瓦斯，則應采用機械通風技術，盡量避免采用自然通風方式，有效控制瓦斯隧道環(huán)境中的最小風俗以及最大通風量。（2）為了提升隧道通風效果，盡量將隧道中的有害氣體排出，風筒與隧道工作面之間的垂直距離應控制在10m以上，同時，為了避免洞口風機吸入由洞口排出的有害氣體，對于洞口風機與洞口側的水平距離，應控制在5～10m之間。（3）在瓦斯隧道工程各個施工作業(yè)區(qū)域，都應設置獨立的通風系統(tǒng)，如果風機發(fā)生故障，造成通風設備無法正常運行，則應設置報警系統(tǒng)進行報警，第一時間通知隧道工程施工人員撤離危險區(qū)域，當通風設備恢復正常運行工況后，才能繼續(xù)組織施工。

4.3隧道揭煤段風險預防

在公路瓦斯隧道揭煤段施工過程中，必須進行超前鉆孔探測，通常情況下，當下煤層深度在10m左右時，即可進行探測，綜合考慮隧道工程實際情況確定鉆孔長度，一般應控制在15m以上。另外，在鉆孔施工過程中，對于工作面兩側位置以及迎面，都應采用木板進行封閉處理，然后再進行鉆進施工，這樣能有效避免隧道工程發(fā)生坍塌事故。除此以外，還需要注意的是，對于鉆孔位置所排放的瓦斯范圍，也有嚴格規(guī)定，確保瓦斯的安全順利排放。而對于那些煤層的透氣度、排放的孔間距等因素的影響，也要充分考慮。如圖1所示為煤層瓦斯超前探測綜合方案圖。

5.結束語

綜上所述，在很多隧道工程施工中，可能會遇到煤系地層，如果處理不當，就會對正常施工造成不良影響，另外，在進行公路瓦斯隧道施工過程中，會對施工環(huán)境造成不良影響，比如瓦斯泄露，危害施工人員生命健康，污染周邊自然環(huán)境等等。對此，在進行公路瓦斯隧道施工過程中，需要構建完善的風險評價體系，對施工環(huán)節(jié)遇到的風險因素進行分析判斷，加強瓦斯監(jiān)測，做好隧道通風管理，預防爆炸事故，只有采用完善的風險管理方案，才能有效控制公路瓦斯隧道施工中的各個風險因素，保證公路隧道施工的順利進行。

參考文獻：

[1]董瑩.公路高瓦斯隧道施工風險分析[D].淮南：安徽理工大學，2017.

[2]鄧加亮.公路瓦斯隧道施工風險分析[D].長沙：長沙理工大學，2010.