丹景隧道瓦斯监控与预防措施

摘要结合丹景2#隧道工程情况,制定了瓦斯监控和防治方案,通过施工实践,对瓦斯隧道施工方法进行了探索,并对防止瓦斯爆炸提出了有效的防治措施。

关键词 隧道 瓦斯 监控 预防

1工程概况

成都第二绕城高速公路丹景2#隧道(左线全长3371m,右线全长3404m),项目位于简阳市丹景乡陈八村、成都市双流县永兴镇明水村境内,穿越龙泉山的南段丹景山,设计为高瓦斯隧道。公路等级:六车道高速公路。

隧道设计速度:100km/h。

隧道建筑限界:主洞净宽14.5m,净高5.0m;紧急停车道净宽17.0 m,净高5.0 m;车行横通道净宽4.5 m,净高5.0 m;人行横通道净宽2.0 m,净高2.5 m。

隧道路面横坡:单向坡2%(直线段),超高不大于±4%。

隧道内最大纵坡:±3%;隧道内最小纵坡:±0.3%

设计何载:公路-I级。

2隧道围岩情况

隧址区内出露地层主要有新生界第四系全新统崩坡积层(Q4c+dl)、第四系全新统坡洪积层(Q4dl+pl)、中生界侏罗系上统遂宁组(J3s)和侏罗系中统沙溪庙组(J2s)。属构造侵蚀剥蚀低山丘陵地貌,区内沟谷纵横,山峦起伏,地形切割较强烈。受岩性和构造控制,隧道进出口斜坡呈陡缓相间的阶梯状,平均坡度为20~25°。隧址穿越侏罗系中统上沙溪庙组粉砂质泥岩夹砂岩地层,下伏三叠系烃源煤系地层,生气强度大,升烃周期长。部分天然气通过喜山期形成的断裂向上运移至侏罗系透镜状砂体中储集形成浅层气藏。

3 瓦斯防治管理措施

瓦斯涌出是丹景2#隧道施工的主要风险源,施工存在瓦斯中毒、燃烧、爆炸等诸多灾害风险。为确保安全施工,实现动态管理洞内作业,积极采用“双保险”瓦斯监测措施,即遥控自动化监测系统与人工现场检测相结合。瓦斯浓度的监控采用无线隧道瓦斯自动监控系统和便携式人工光干涉瓦斯检测仪,对隧道内瓦斯浓度进行24小时不间断监测,在无线隧道瓦斯自动监控系统中设置断电仪,实行自动“瓦电闭锁”和“风电闭锁”功能。

门禁系统、视频监控系统管理,在洞口值班室设置安检门,设置计算机终端,设置LED显示屏,将数字视频监控技术与网络技术相结合,实现远程动态监控施工。摄像探头分别安装在洞口、二衬台车及支护台车上,全面监控隧道施工安全、质量,实现了对进洞作业的实时监控,有效避免了施工安全事故的发生,保证了隧道施工安全和质量。

为提高科学组织管理水平,项目部采用GIS技术,为进洞施工人员配备专用磁卡,在隧道里隔段安装识别装置,利用GIS空间定位信息系统进行跟踪管理,对施工人员进行精确定位,一旦发生事故,可极大方便解救被困人员。

3.1 瓦斯自动化监控系统

远程无线瓦斯监测报警断电系统,由瓦斯传感器、报警器、断电仪、风速仪、无线网络发射模块、无线网络接收模块、无线网络中继放大模块、监控终端电脑、5.1米ⅹ1.32米LED屏、瓦斯监测系统软件组成。监测信号显示在洞口5.1m长的宽幅LED屏上,同时通过互联网远程实时发送,传输至项目业主、施工单位、监理办公室及监控指挥中心。隧道内信号无需光线等传输电缆,通过无线网桥,大大减少线路保护工作。

监测人员必须严格按操作规程操作,保护监控系统正常运行。

当在隧道施工出现变化,所安装的瓦斯监控系统不能满足安全生产需要时,应及时对已有系统进行改造。

3.2人工瓦斯检测

隧道施工中对瓦斯采用光干涉瓦斯检定器人工检测,配合便携式瓦斯自动检测报警仪检测相结合,在瓦斯超限时发出警报。

检查频率:瓦斯隧道施工中,必须坚持24小时瓦斯检测。

瓦斯浓度在0.1%以下时每小时检查1次,瓦斯浓度在0.1%以上时每30分钟检查1次。有瓦斯突出危险的开挖工作面和瓦斯涌出量较大、变化异常的工作面必须有专人经常检查,并安设甲烷断电仪。对瓦斯浓度超过0.3%的地段,必须加强检测,增加检测的频率为每20分钟一次。

每个检测断面检查五点或三点。即顶部、两侧拱脚处及两侧墙脚处。

各检测点瓦斯浓度的规定:隧道任一处地点回风风流中瓦斯浓度超过 0.5%或二氧化碳浓度超过 1.5 %时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。

停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到 0.5 %而不能立即处理时,必须 24h 内封闭完。

此外,项目部隧道超前地质预报均采用地质调查法、加强探孔深度探测和TSP技术,综合分析、评判掌子面前方地质及瓦斯情况。为安全生产和安全管理“保驾护航”。

3.3 隧道通风方式选择

隧道通风方式有压入式、抽出式、混合式、巷道式。加强通风是做好瓦斯隧道安全施工的有效手段。

丹景2#隧道为高瓦斯超长双线隧道,左洞全长3371m,右洞全长3404m,进出口两端同时施工。为确保通风可靠,施工期间隧道通风可以选择两种通风方式,即压入式及巷道式。

一、为了保证各个掌子面有足够的风量,在瓦斯涌出正常,通风风量能将瓦斯稀释在规定的浓度以下的前提下,在进口1#车行横道、出口4#车行横道贯通左右洞之前,隧道采用压入式通风方式。

二、在简阳端1#车行横道、成都端4#车行横道贯通左右洞之后,至隧道单洞贯通(根据施工组织设计及左右洞的施工进度,右洞首先贯通)之前,隧道采用巷道式通风。

巷道式通风时,通风路线为:新鲜空气右洞局部通风机右

3.4供电措施

本隧左右洞供电方案为各自独立系统,单洞配备双电源线路,即一条来自公用变电站和一条来自自备发电站的两条电源线路。洞内电器全部采用防爆型。采用专用变压器、专用开关、专用供电线路和瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、局扇通风与供电的闭锁,即“瓦电闭锁”及“风电闭锁”,以保证瓦斯隧道安全施工。

电压波动范围,高压为额定值的±5%,低压为额定值±10%。

洞内的电缆应使用有屏蔽的监视型橡套电缆,电缆应使用不延燃橡套电缆,各种电缆的分支连接,必须使用与电缆配套的防爆连接器、接线盒。

隧道内照明灯具在已衬砌地段的固定照明灯具采用EXdⅡ型防爆照明灯。开挖工作面附近固定照明灯具采用EXdⅠ型矿用防爆照明灯。移动照明全部采用防爆矿灯。

3.5机械设备防爆改装

隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备与作业机械必须使用防爆型。

项目与有资质的防爆设备有限 公司签订合同,由其负责对我公司下列机械进行防爆性能改装,以达到施工要求,对于能直接购买的防爆机械,则直接购入,所有带电设备也要进行改装。