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(lái)越多;瓦斯爆炸機(jī)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(duì)瓦斯的特點(diǎn)與危害，深入論述了施工過(guò)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(cè);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(jī)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(duì)隧道天然氣的分布和涌出危險(xiǎn)性作出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)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(guò)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(guò)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(cè)定，瓦斯壓力較低。（2）突增性：瓦斯逸出主要為開(kāi)挖工作面爆破后，其他工序作業(yè)時(shí)瓦斯?jié)舛炔辉黾?。?）非持續(xù)性：瓦斯自動(dòng)檢測(cè)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(shì)，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(diǎn)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(shí)最強(qiáng)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(shí)，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(qiáng)大的沖擊波，以極快的速度自爆點(diǎn)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(duì)高瓦斯隧道斷面大、放炮后瓦斯涌出量大的特點(diǎn)，施工過(guò)程中對(duì)瓦斯的管理與控制要點(diǎn)總結(jié)為“預(yù)報(bào)超前、常監(jiān)控、勤檢測(cè)、強(qiáng)通風(fēng)、控濃度、絕火源、強(qiáng)管理”，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)瓦斯安全管理規(guī)定，對(duì)瓦斯的管理與控制措施如下。

3.1 瓦斯預(yù)報(bào)超前。針對(duì)地質(zhì)構(gòu)造與瓦斯溢出特點(diǎn)，采用HGY-300型鉆機(jī)（具有煤礦用安全標(biāo)志證書(shū)）進(jìn)行超前探孔，探測(cè)圍巖中瓦斯的濃度。瓦斯預(yù)報(bào)探孔位于隧道斷面中心，探測(cè)孔長(zhǎng)度50m，探孔搭接長(zhǎng)度為5m，每循環(huán)45m。人工用CJG10光干涉瓦檢儀檢測(cè)探孔瓦斯賦存情況，取芯確定巖層性質(zhì)、裂隙情況。施工過(guò)程中超前探孔內(nèi)實(shí)測(cè)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(shí)對(duì)地質(zhì)及水文情況也準(zhǔn)確了解，正確指導(dǎo)隧道施工。

3.2 常監(jiān)控、勤檢測(cè)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)：在隧道洞口左側(cè)約20米處設(shè)瓦斯自動(dòng)監(jiān)控值班室，自動(dòng)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(diǎn)巡回檢測(cè)多參數(shù)（瓦斯?jié)舛榷?、風(fēng)速、負(fù)壓）遙測(cè)，長(zhǎng)距離、長(zhǎng)期、定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷的瓦斯自動(dòng)監(jiān)測(cè)，通過(guò)瓦斯傳感器檢測(cè)洞內(nèi)的瓦斯?jié)舛?。在瓦斯?jié)舛瘸鲈试S范圍時(shí)，通過(guò)聲、光連動(dòng)形式的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)切斷電源，實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)瓦電閉鎖。保證隧道內(nèi)各工序瓦斯?jié)舛瘸^(guò)0.5%時(shí)，供電系統(tǒng)自動(dòng)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(shí)恢復(fù)施工。人工檢測(cè)：每工區(qū)設(shè)瓦斯檢測(cè)小組，每晝夜分3班對(duì)隧道內(nèi)瓦斯進(jìn)行人工檢測(cè)，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(cè)儀人工檢測(cè)。①隧道瓦斯必須檢測(cè)的地點(diǎn)有：各工作面（掌子面開(kāi)挖、初期支護(hù)、仰拱開(kāi)挖、仰拱砼澆筑、防水板掛設(shè)、二襯臺(tái)車制模、二襯砼澆筑）;瓦斯可能產(chǎn)生聚積的地點(diǎn)（掌子面拱頂、防水板臺(tái)架頂部、二襯臺(tái)車頂部、專用洞室、下錨段、洞口回風(fēng)段、回風(fēng)中機(jī)械電氣設(shè)備附近）;隧道內(nèi)可能產(chǎn)生火源的地點(diǎn)（電機(jī)附近、電氣開(kāi)關(guān)附近、電纜接頭處等）;其他有人員作業(yè)的地點(diǎn)等。②人工檢測(cè)頻率：瓦斯?jié)舛仍?.1%以下時(shí)每小時(shí)檢測(cè)1次，瓦斯?jié)舛仍?.1%以上時(shí)每30分鐘檢測(cè)1次。有瓦斯突出危險(xiǎn)、涌出量較大、變化異常的開(kāi)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(qiáng)通風(fēng)、控濃度。通風(fēng)方案：其隧道進(jìn)口、斜井、出口三工區(qū)施工通風(fēng)均采用雙風(fēng)機(jī)雙風(fēng)管壓入式通風(fēng)，個(gè)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(tái)（電機(jī)功率2×135KW）通風(fēng)機(jī)，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(jī)送風(fēng)檔位（分單機(jī)低速、高速、雙機(jī)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(shí)不得停風(fēng)，保證向掌子面正常供風(fēng)。嚴(yán)控瓦斯?jié)舛龋和咚節(jié)舛鹊目刂剖欠乐雇咚贡ê诵?，加?qiáng)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(shí)際濃度情況，制定了通風(fēng)機(jī)送風(fēng)規(guī)定，專人管理風(fēng)機(jī)。對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)安裝專用電表，實(shí)行專人負(fù)責(zé)管理，主管領(lǐng)導(dǎo)每月檢查通風(fēng)機(jī)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?biāo)，確保隧道施工安全。對(duì)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(shí)現(xiàn)“風(fēng)電閉鎖”：即通風(fēng)機(jī)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(jìn)行隧道通風(fēng)。

3.4 絕火源。工程開(kāi)工前，對(duì)參與員工進(jìn)行瓦斯知識(shí)的全面培訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)瓦斯爆炸的危害性，讓全體員工掌握瓦斯知識(shí)，從思想上養(yǎng)成自覺(jué)遵守各項(xiàng)瓦斯規(guī)章制度。（1）洞口實(shí)行封閉式管理，所有人員進(jìn)洞必須在值班室登記、姓名翻牌、領(lǐng)取進(jìn)洞許可證、經(jīng)瓦斯安檢人員持金屬探測(cè)儀進(jìn)行全身檢查，確認(rèn)未帶打火機(jī)、香煙、手機(jī)等違禁物品后方準(zhǔn)進(jìn)洞，出洞后在值班室交回進(jìn)洞許可證、將姓名牌翻回原位并銷記;設(shè)備進(jìn)洞也必須登記。（2） 加強(qiáng)對(duì)洞內(nèi)動(dòng)火管理，嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯隧道每次動(dòng)火作業(yè)必須有動(dòng)火審批方案。隧道內(nèi)每次動(dòng)火作業(yè)，必須提前4小時(shí)得到分部總工、現(xiàn)場(chǎng)隊(duì)長(zhǎng)同意并簽字，交由值班領(lǐng)工員、瓦檢員，現(xiàn)場(chǎng)必須由領(lǐng)工員、瓦檢員跟班作業(yè)，隨時(shí)檢測(cè)瓦斯?jié)舛龋磧?nèi)瓦斯?jié)舛瘸^(guò)0.30%時(shí)，嚴(yán)禁動(dòng)火作業(yè)。

三、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)施工過(guò)程中對(duì)瓦斯的管理與控制，體會(huì)到鐵路瓦斯隧道必須按照“預(yù)報(bào)超前、常監(jiān)控、勤檢測(cè)、強(qiáng)通風(fēng)、控濃度、絕火源、強(qiáng)管理”的原則施工，通過(guò)對(duì)瓦斯的預(yù)測(cè)、監(jiān)控檢測(cè)來(lái)有效掌控隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛?。加?qiáng)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?，?yán)格火源管理、認(rèn)真執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度、加強(qiáng)人為因素控制是防止隧道瓦斯事故的重要保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]TB10120-2002鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2002.

[2]煤礦工人崗位安全培訓(xùn)叢書(shū)（ 瓦斯檢查工） 江蘇：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.

[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(jiǎn)介：歐有揚(yáng)（1978年04月），男，漢族，四川省成都人;工程師;本科。