隧道施工中的瓦斯控制

摘 要：隧道线路所在地层段存在瓦斯，该气体浓度在5.3%~15%时遇火可能引起爆炸，浓度高时可致使施工人员窒息死亡，因此它的溢出对施工人员和周边环境、市民安全都是一个极大的隐患。我们在瓦斯隧道施工中施工过程中要在保证质量、进度的同时,更要控制瓦斯保证安全。下面结合一下工程实例探讨一下瓦斯隧道施工中的瓦斯控制方法。

关键词：瓦斯隧道;施工;瓦斯控制

1 工程概况

某区间右线隧道属于瓦斯隧道，整个区间划分为大于孔隙气压力区段（Ⅰ区）和小于孔隙压力区段（Ⅱ区）。Ⅰ区在施工时气体压力值大于孔隙气压力，周边有害游离气体将大量涌入施工作业面，气体浓度短时间内迅速升高。Ⅱ区施工时因气体压力值小于孔隙气压力，周边有害游离气体不易涌入施工作业面，气体浓度短时间内不会升高。

2 瓦斯工区始发准备阶段

依据线路地质条件，参照固体矿藏储量勘察评估方式进行勘探工地布置。所有探测孔以气体勘察目的为主，地层调查为辅。

2.1 抽排方法 利用岩心钻探和静力触探，钻探孔和静力触探孔施工完成后均有保留，作为检测或导气孔使用，其中钻探孔还要作为有害气体长期监测孔使用。静力触探孔直径32mm，中部空心通气，下部为花管，外包滤网，探头为锥形活动探头；探杆上拔时探头摔入松软地层中，瓦斯从探杆下部和周围进入探杆喷出。

2.2 进行抽排布置

2.3 瓦斯抽排效果 为准确了解瓦斯排放过程中瓦斯变化情况，为安全施工奠定基础，瓦斯检测班对瓦斯排放孔的检测为每30分钟检测一次，每天进行数据分析，绘出曲线图，并记录清楚当天的天气情况（温度、自然风等详细情况）以作为分析的依据。经过检测分析，可以发现瓦斯涌出一些的基本规律，主要包括以下几个方面：

2.3.1 与周围大气压的变化有关 在标准大气压下一般瓦斯的涌出规律比较平稳，没有大的起伏。而在雨天，气温骤然升降等特殊的环境下会突然的升高。

2.3.2 与气温变化有关 工程所在地高温气候多，降水量也大，在此期间的变化中也会有瓦斯浓度的变化。一般在早晨8点到中午11点之间的气温逐渐的升高过程中，瓦斯的浓度值也会随之有所变化，在一天之中早晨的瓦斯浓度一般比较稳定，中午会有大的起伏，有时候还会出现骤然的升高

2.3.3 与瓦斯涌出的速度和涌出量有关 有时候瓦斯的涌出的速度大，则会在短时间内出现一个大量的检测数据，所以在检测和分析时候，一般会重复检测或者会有间隔一段时间的不定期的抽查。

3 瓦斯工区施工阶段

针对瓦斯隧道施工实际，结合盾构施工特点，根据对于此条瓦斯隧道施工只采用对通风、照明系统进行防爆改造的设计方案，从以下几个方面进行了施工工程中的瓦斯控制，从而使该区间右线隧道安全贯通。

3.1 监控系统布置及相关措施 根据施工需要，针对瓦斯隧道施工购置由重庆煤研院生产的KJ90有害气体监测系统，对地层内有害气体进行24小时不间断监测，其中盾构机螺旋出土口、各台车共设瓦斯探头十个，隧道内每隔200m设瓦斯探头一个；一氧化碳、硫化氢探头各三个，其中瓦斯探头报警值为0.5%；断电值为1%，一氧化碳上控值为24ppm，上报值25ppm，硫化氢上控值为9ppm，上报值10ppm。

单独建立瓦斯监控室，监控人员24小时值班，确保发生异常情况后第一时间将情况上报项目部，第一时间解决异常情况。

3.2 视频监控系统 为切实加强瓦斯隧道施工安全，采用全天候视频监控系统，在盾构台车上共设4个视频摄像头，视频显示设在瓦斯监控室。对关键工序进行严格把关，根据瓦斯浓度情况在第一时间内调整盾构机掘进的各项技术参数。

3.3 瓦斯人工检测 项目部瓦斯检测班共4人，每班2人，利用光干式瓦斯检测仪对隧道内瓦斯进行不间断人工检测。盾构机台车共设26个人工检测点，检测点的布置按照出土口、通风死角处、大型电机处的原则进行布置，防止瓦斯积聚，确保施工安全。

另外，在隧道每掘进200m增设瓦斯探头一个，随时监测成型隧道内瓦斯浓度情况，保证施工安全进行。

3.4 风机配置 根据专家评审意见，项目部对隧道通风系统进行整体改造。其中，一次风机采用2*132kw的轴流风机对隧道进行供风，增设6#台车，在台车上布置2*75kw风机一部，对隧道进行二次供风，保证隧道内供风量远远超过《煤规》要求。另外，在盾构机出土口增设抽流风机一部，保证第一时间对瓦斯进行集中抽排；在盾构机通风死角部位增设防爆工业风扇四部，防止局部瓦斯积聚。

3.5 安全管理制度及其执行 根据瓦斯隧道高风险的施工特点，项目部结合盾构施工实际，编制了十七项瓦斯隧道安全管理制度，其中包括门岗制度、动火制度、开仓换刀制度、应急处理流程等等，在盾构始发前对全体参建员工进行了宣贯，并单独印刷成册，发放给每位员工。安全管理制度小册下发给每一位人员后，项目部对每位人员进行了考核，考核结果均达到要求。

项目部特聘请专家对全体人员进行瓦斯培训教育，对瓦斯知识有了初步且深刻的理解。

实际施工过程中，由项目安全质量监察部根据此安全管理制度对各个工序进行督察，发现问题立即整改，对重大安全隐患以及处理隐患不及时的班组、个人进行经济处罚，保证每位员工对瓦斯有一个清醒、正确的认识，彻底摒除人的不安全因素的施工的重大影响。

3.6 应急预案及其演练 结合瓦斯隧道专项施工方案，项目部编制了针对瓦斯隧道施工的三项安全应急预案，分别是《瓦斯爆炸安全应急预案》、《瓦斯燃烧安全以及预案》、《有害气体中毒安全应急预案》。在盾构始发前，对所有参建员工进行培训，并在实际施工过程中对后两项安全应急预案进行了多次实际演练，保证第一时间形成有效组织，对施工人员进行紧急救援，把各项经济损失控制在最小程度。以保证施工区间安全顺利贯通。

3.7 建立区间瓦斯隧道施工报警及断电记录 结论：隧道线路所在地层段存在瓦斯，必须查明其成分、成因、地下储藏特征、溢出特征与规律，经过相关探测和试验，在隧道施工的过程中建立瓦斯探测、监测、预报办法和机制，以保障施工人员和市民的安全、确保工程顺利进行，为本地铁区间的设计、施工提供基础资料。

参考文献

［1］中华人民共和国铁道部. TB10120-2002.铁路瓦斯隧道技术规范［M］. 北京：中国铁道出版社，2003.

［2］ 中国法制出版社.煤矿安全规程(最新修订)［M］. 北京：中国法制出版社，2010.