浅谈公路瓦斯隧道施工安全管理

1、浅谈公路瓦斯隧道施工安全管理摘要：高速公路的隧道工程的施工过程是在极为复杂的环境中进行的，并且需要面对地质、天气、水文等各方面存在的问题，其中瓦斯隧道的施工就具有高风险的特性。瓦斯突出或爆炸是修建公路隧道过程中常遇到的不良地质灾害之一，一旦发生极易造成人员的重大伤亡，给企业带来巨大的经济损失。虽然我国在瓦斯隧道修建上积累了一定的施工经验，但如何保证瓦斯隧道的安全施工仍然是各参建单位面临的难题。本文针对公路煤与瓦斯隧道的现状，对施工过程中相关防治措施进行了探究。关键词：公路；瓦斯隧道；施工；安全管理1导言在高速公路隧道施工过程中，经常穿越煤系地层或邻近煤系地层，会出现大量有害气体(主要成分为CH

2、4)，即俗称的瓦斯，对隧道施工安全影响极大。随着隧道施工造成的损失不断增加，预防和降低公路煤与瓦斯隧道施工过程中损失引起多方注意，若是采取有效的防治措施，结合相关有效数据进行分析，将能大幅度降低公路煤与瓦斯隧道施工过程中的损失率。2工程简介天坪寨瓦斯隧道是达万高速公路重点控制工程，隧道穿越三叠系、侏罗系、第四系残积层、煤系地层，整体断裂构造、节理裂隙发育，岩体破碎，为左右线分离的平行双洞，左线全长3680m，右线全长3702m，隧道最大埋深573m，每单线隧道按两车道高速公路标准设计，隧道结构采用复合式衬砌，按新奥法原理组织施工。隧道不良地质涉及岩爆、突涌水、瓦斯富积、煤层自燃和煤层爆炸，设计

3、上表述为可能遇有瓦斯，后期经第三方检测出的瓦斯涌出量定性为“低瓦斯隧道”，按瓦斯隧道规范标准组织施工。3瓦斯的概念及危害性瓦斯是指隧道开挖过程中从岩（煤）层中逸出的以甲烷为主要成分的各种有害气体的总称。瓦斯的危害性主要体现在两个方面：造成人员窒息，甲烷本身无色无味，当其从岩层中逸出时，会使隧道内空气中氧气的含量降低，当氧气含量降低至一定程度时，会使人呼吸困难甚至窒息死亡；造成燃烧或爆炸，当瓦斯的浓度为5%-16%时，遇火会爆炸，当瓦斯的浓度低于5%或高于16%时，虽然失去其爆炸性，但是遇火会燃烧，不管是燃烧或爆炸，都会影响隧道的安全生产，甚至造成大量人员伤亡。4公路瓦斯隧道工程安全风险发生的主

4、要原因4.1环境因素通常情况下将可能发生事故的环境及区域统称为孕险环境，在高速公路瓦斯隧道的设计过程中，具有一定的隧道选线勘测风险，这就需要通过对煤层的层数、厚度、瓦斯的含量及压力进行勘测，从而对其风险程度进行研究与分析。并且在高速公路瓦斯隧道的施工过程中，存在通风机械设备的选型及设计、现场设备是否可能发生火花等风险因素。而这些孕险环境均属于风险事故发生的客观基础，也是风险发生的内在因素，并且会对风险事故发生几率的大小有着直接的影响。4.2风险事故所谓风险事故就是在孕险环境及致险因子具备的条件下，与期望目标发生偏离的一些带有危险性的事件,如“三违现象”的发生。而对于高速公路瓦斯隧道的施工来说，

5、风险事故的发生势必会对工程项目造成严重的损失，并且可以诱发多种工程安全问题，其危害性可见一斑。因此，必须科学合理地编制专项安全施工方案，并制定各项安全管理制度，施工过程中严格实施和管理。5安全管理措施5.1电气设备改装隧道施工常采用的供配电系统存在短路、漏电、操作产生火花电弧等问题，在瓦斯环境下可以引起燃烧、爆炸事故，为此项目部洞内供电采用专用变压器，所有电力均从瓦电闭锁开关接入，裸露的电器设备及其带动的机器外露的传动和转动部分都必须加装护罩和遮拦。同时移动式或手持式电器设备和固定敷设的照明、通信、信号和控制用的电缆均采用不延燃橡套电缆，开挖面的电缆采用铜芯不延燃电缆。电器设备的金属外壳、构架

6、等都必须有保护接地，接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得大于2，每一移动式或手持式电气设备与接地网间的保护接地用的电缆芯线的电阻值也不得大于1，并在隧道左右洞口安装经气象部门检验合格的避雷设施。5.2机械设备防爆改装一般隧道施工使用的机械设备是基本通用设备，不具防爆功能，因而必须对设备进行防爆改装，项目部首先安设KZJ001-F煤矿监测分站和KG9701A低浓度甲烷传感器，监测分站安装位置可根据机械自身的结构特点进行选择，可安装于驾驶室、机械底部或侧面以及驾驶室与车箱连接处等。传感器安装于驾驶室顶部通风处。由于机械是一个振动剧烈的载体，因此相关设备需要作加固与防振设计。然后引入车载瓦斯监测系

7、统，该系统主要采集施工机械工作区域的环境瓦斯气体体浓度参数，控制分站根据采集的浓度值和控制逻辑进行分析处理。系统工作时，当环境瓦斯浓度逐渐上升，达到比较危险的浓度，分站向报警器发出报警信号，报警器发出声光报警，驾乘人员听到或看到报警信号后，立即停止作业，通知相关人员核查现场实际情况，在查明起因并解除危险后再行作业，可以实现危险提前处理的作用。图1安装示意图图2工作原理示意图5.3控制火源为强化洞内火源控制，项目部在洞口安设门禁系统并配以人工手持式金属探测器，对所有进洞作业人员逐一进行安全检查。同时，严格执行洞内动火作业审批制度，动火时项目部指派安全员和瓦检员全程跟踪监控，瓦检员必须对作业范围2

8、0m范围内的风流风速以及拱顶和防水板背后等瓦斯易积聚的地方进行监测，当瓦斯浓度超过规定时，必须立即停止作业。 图3门禁系统 图4人工金属探测器检测5.4通风管理由于瓦斯设计浓度低，存在瓦斯突出可能性小,在瓦斯涌出量正常，通风量能将瓦斯稀释大规定的浓度下，采用式压入式通风。通风机均采用1500mm的PVC增强维纶抗静电、阻燃风筒进行通风，同时配备1台SDF-12.5型通风机作为备用通风机，并在衬砌台车、横行通道配备局扇，风筒口距离掌子面不大于5m，风筒百米漏风率不大于1.5%。5.5瓦斯监测5.5.1瓦斯自动化监控系统分析近几年瓦斯隧道爆炸事故原因，瓦斯“漏检”是事故多发的主要原因之一。因此瓦斯

9、隧道安全施工中，必须及时、准确地进行监测。项目部在隧道口设立瓦斯监控室，室内安设一套KJ101N型瓦斯监控系统，隧道内配备KDF-2型分站，并分别在掌子面、回风口、二次衬砌台车安设KG9701A低浓度甲烷传感器，隧道进口50m左右安设KG3088风速传感器，掌子面安设GTH1000一氧化碳传感器、KDG3K型馈电断电器、KDG2型断电器。同时项目部派有专人值班，对隧道内瓦斯浓度变化情况及时掌握，每周对监控系统检修和保养以及调校甲烷传感器，确保瓦检系统运行良好无误。5.5.2人工瓦斯检测为确保检测数据准确性和真实性，项目部配备6名瓦检工，均经培训持证上岗，并每两人为一班，每班配备CJG10D型低浓度光干涉式甲烷检测仪2台，每班瓦检工对隧道内各作业点进行巡回检测，并及时记录，实现瓦斯检测“双保险”。结束语综上所述，加强瓦斯管理是瓦斯隧道安全施工的关键，强力通风在施工过程中起着重要作用，火源的控制将会降低事故的发生，因此，在高速公路瓦斯隧道的施工过程中，施工单位、建设单位、监理单位等需要进行协同配合，从而积极采取有效措施对高速公路瓦斯隧道的施工风险进行有效的控制，进而提高高速公路瓦斯隧道的施工质量，最终提升高速公路建设的整体水平。参考文献1李冰.公路隧道施工安全风险管理要点分析J.民营科技