隧道施工施工方案施工工法及工艺

⑶质量控制及检查要点①钻孔位置在开挖轮廓线上按设计位置与角度钻眼。孔位误差小于5cm，外插角偏差小于10°（角度用地质罗盘仪检查）。超过允许误差时，在距离偏大的孔间补管注浆。②检查钻孔、打管质量时，画出草图，对照孔位编号，逐孔、逐根检查并认真填写记录。③小导管尾端置于钢架腹部或焊于锚杆尾部，以增强共同支护能力。④小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙。⑤注浆前进行压水试验，检查机械是否正常，管路是否连接正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆（每次3至5根）。⑥注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时可结束注浆。⑦注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，以便分析注浆结果。4.2.6出碴运输方案依据《公路瓦斯隧道设计与施工技术规范》9.1一般规定要求，沙坝隧道高瓦斯工区电气设备和作业机械均应使用矿用防爆型，低瓦斯工区电器设备选用防爆型。高瓦斯工区放炮后通风时长不少于30min，低瓦斯工区通风时长不少于15min，通风完毕后瓦斯自动监控报警系统的瓦斯浓度指标在0.5%以下时，瓦检员、放炮员、安全员才可进洞巡视爆破地点，确定无危险情况时才可进行出渣作业。出渣作业注意事项：（1）高瓦斯工区出渣作业内燃机械和电器设备均需防爆改装和安装瓦斯自动检测装置，并实行瓦斯电和瓦斯油闭锁。机械进洞前必须在洞口经值班室登记，查验进洞许可证，无进洞许可证严禁进洞。所有车辆、内燃机械司机必须在充电房领取矿灯、隔离式自救器和便携式瓦斯自动检测报警仪。（2）凡发现内燃机械自动熄火、随身携带的便携式甲烷自动检测报警仪、或各甲烷自动检测报警传感器报警、或洞内固定式照明灯熄灭，必须立即停止机械运行并同时熄火关电后出洞。（3）挖机找顶时，必须同时用高压水喷冲挖斗与围岩的碰撞、摩擦部，严防碰撞、摩擦火花引燃瓦斯。（4）出渣前要对洞渣进行洒水，防止出渣机械与洞渣碰撞产生火花。图4.2.6-1机械设备防爆改装本隧道弃渣全部运至会理北服务区。4.2.7防排水（气）施工方案隧道防排水按照“防、排、堵、截相结合，因地制宜,综合治理”的原则，达到排水通畅、防水可靠、经济合理、不留后患。对导水断层破碎带、可溶岩等可能发生地下水流失的地段“以堵为主、限量排放”，避免地下水大量流失，尽量减少隧道建设对隧址区环境的影响。4.2.7.1防排水施工隧道防排水以结构自防水为根本，在衬砌混凝土中添加复合防水剂，加强衬砌结构的抗裂防渗能力，提高其耐久性、防水性，一般隧道防水混凝土抗渗等级不低于P8，高瓦斯地段隧道防水混凝土抗渗等级不低于P10，同时在变形缝位置设置中埋式橡胶止水带+背贴式止水带、施工缝位置统一设置遇水膨胀止水条+背贴式止水带，本隧道在初期支护与模注砼衬砌之间设置350g/m²无纺布和1.5mm厚EVA防水板构成模注砼衬砌外防水系统。用防水板铺挂台车把350g/m²土工布固定在预定位置，然后用专用橡胶衬垫及射钉将土工布固定在喷射混凝土上，最后将防水板热熔焊接在垫片上。当地层松散或围岩节理裂隙发育、裂隙水较大时，对围岩进行注浆止水，注浆方式可采用开挖前预注浆或开挖后注浆。注意事项：①为防止浇筑模筑混凝土时，由于喷射混凝土表面大范围内的凹凸不对称而造成防水板拉伸破坏或喷射混凝土与模筑混凝土间产生空洞，在安装防水层时，防水板、土工布应留一定富余量。②铺设防水卷材中如有破损，可用小块卷材，用产品配套胶水粘接补好。③对穿出基层的金属构件，如钢筋头、锚杆头等，应切除并用沙浆抹平，不能切除的金属构件，如锚杆头等，必须采用砂浆抹成圆弧，其圆弧半径应大于30cm。④防水层的铺设应超前二次衬砌1～2个循环。表4.2.7.1防水板施工质量验收标准项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1搭接长度（mm）≥100尺量：每5环搭接抽查3处2缝宽（mm）焊接焊缝宽≥10尺量：每5环搭接抽查3处3粘接粘缝宽≥504固定点间距（m）满足设计要求尺量：每20m检查3处5焊缝密实性满足设计要求按附录S检查：每20m检查1处焊缝2排水系统隧道排水系统分为地下水排水系统，路面水排水系统和洞外截排水系统，各系统相互独立，分别排放。1）环向排水：隧道墙背环向均匀铺设FH50软式透水管，引排至纵向排水管内，纵向间距10m，有集中股水处根据水量采用Φ50HDPE或Φ100HDPE单壁打孔波纹管直接引排至中央水沟。2）边墙纵向排水：两侧二次衬砌边墙背后各设置一道Φ100HDPE双壁打孔波纹管，其纵坡与路面纵坡一致。3）隧底横向排水：两侧边墙底纵向排水暗管汇集的地下水通过横向Φ100HDPE单壁无孔波纹管流入隧道排水主沟，设置间距10m一道。4）中央排水沟：隧道路面下设置纵向矩形排水沟，将汇集的地下水引排至洞外，中央排水沟每200m设置一处检查井。5）路面水：隧道路面两侧设置7cm*8cm纵向排水浅槽引排路面水至洞外。6）横通道排水：车行、人行横通道左右边墙脚设纵向排水管直接引排至主洞中央排水沟。表4.2.7-1排水管质量验收标准项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（MPa）在合格标准内按附录D检查2轴线偏位（mm）15全站仪：每10m测1处3断面尺寸或管径（mm）±10尺量：每10m测1处4壁厚（mm）满足设计要求尺量：每10m测1处5沟底高程（mm）±20水准仪：每10m测1处6纵坡满足设计要求水准仪：每10m测1处7基础厚度（mm）不小于设计值尺量：每10m测1处4.2.7.2施工缝、变形缝防水隧道衬砌分段浇注的混凝土环向施工缝采用遇水膨胀止水条+背贴式橡胶止水带进行防水。矮边墙纵向施工缝处设置遇水膨胀止水条+背贴式橡胶止水带。变形缝设置中埋式橡胶止水带、背贴式橡胶止水带。表4.2.7.2止水带质量验收标准项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1纵向偏离（mm）±50尺量：每衬砌台车检查1环，每环测3点2偏离衬砌中线（mm）≤30尺量：每衬砌台车检查1环，每环测3点3固定点间距（mm）±50尺量：每衬砌台车每环止水带检查3点4.2.7.3衬砌结构自防水隧道的任何单一辅助防水措施都不能一劳永逸解决渗水问题，结构防水是一个综合性、全过程性的工程。二次衬砌是隧道防水的主要防线。为确保二次衬砌防水砼质量，达到结构自防水效果，采取以下几个方面措施：①严格配料；②严格防水砼的拌合和运输；③严格防水砼灌注；④严格衬砌拱顶砼灌注密实；⑤严格防水砼养护；⑥各种接缝和变断面的砼的捣固；⑦衬砌背后注浆。4.2.7.4防气排气系统①瓦斯隧道全断面（含仰拱）满铺防水层兼做瓦斯隔离层。②隧道中央排水沟，兼排各纵横排水管汇集的瓦斯气体，中央排水沟内瓦斯气体在高端洞口侧设置集气井，在隧道低端设置水气分离井。集气井与水气分离井均接Φ100钢管，向上排气至洞口上方。③隧道内在洞顶设置一根纵向集气管，集气管采用Φ50HDPE无孔波纹管。在高瓦斯段集气管与墙脚纵向排水管间设置环向FH50软管，每10m布置一根；在低瓦斯段，非瓦斯段不设置。横向连接管与纵向集气管、纵向排水管之间采用三通相连，集气管在洞口接Φ100热轧无缝钢管，排出口高于洞顶不小于10m。4.2.8二次衬砌施工方案二衬是复合式衬砌的内层结构，与外层喷锚支护完整的支护体系，沙坝隧道二衬全部采用曲墙有仰拱结构。高瓦斯工区二衬砼为C35。二次衬砌混凝土由项目K63综合场站统一搅拌制作，经混凝凝土罐车运送至现场，仰拱与仰拱填充混凝土紧跟隧道仰拱初期支护施作，仰拱砼采用整幅浇筑，一次成型，填充砼在仰拱砼终凝后浇注。下一循环仰拱、仰拱填充施工前须将上循环混凝土仰拱接头凿毛处理；拱墙衬砌在初期支护收敛变形趋于稳定后，采用输送泵配合12m自行式液压模板台车进行施工，输送泵泵送混凝土对称分层灌注，机械振捣。沙坝隧道涉及到的衬砌类型有：AW5a、AW5b、AW5c、AW4b、AWDb、AWT4、H4a、H4b、R4（共计9种衬砌类型）。具体参数见下表：表4.2.8-1沙坝隧道衬砌结构参数衬砌类型R4H4bAW5aAW5bAW5cAW4bAWT4AWDbH4b拱墙材料C30素砼C35素砼C35钢筋砼C35钢筋砼C35钢筋砼C35素砼C35钢筋砼C35钢筋砼C35素砼厚度(cm)304055504540505540仰拱材料\C35素砼C35钢筋砼C35钢筋砼C35钢筋砼C35素砼C35素砼C35素砼C35素砼厚度（cm）\4055504540505540注意事项：Ⅴ级围岩二次衬砌每50m左右设置一道变形缝，Ⅲ、Ⅳ级围岩在衬砌变化处设置变形缝。4.2.8.1仰拱、仰拱填充施工仰拱砼施工工艺流程：图4.2.8-1仰拱砼施工流程图⑴施工前于隧道边墙每隔5m施放测量控制点，作为仰拱开挖及混凝土施工控制点。①栈桥安装就绪，允许各种车辆通过，准备桥下仰拱作业。②桥下仰拱作业，各种车辆正常通过，桥上桥下互不干扰。③仰拱施工结束，坡桥在液压油缸作业下升起，离开地面，同时行走轮下降，行走轮接地后油缸继续伸长，行走轮逐渐将整个栈桥撑起。④启动行走电机，行走轮旋转，带动栈桥向前移动，栈桥行走12米。⑤栈桥行走到位后，行走轮支撑油缸收缩，当栈桥完全由栈桥桥墩支撑时停止，此时放下坡桥，完成栈桥准备工作。仰拱、仰拱填充施工注意事项：①仰拱砼超前拱墙砼施工的超前距离，宜保持3倍以上衬砌循环作业长度。②施工前必须清除隧底虚碴、淤泥和杂物，超挖部分采用同级混凝土回填，不得用洞渣随意回填，严禁片石侵入仰拱断面。③仰拱砼整体浇注一次成型，填充砼在仰拱砼终凝后浇注，设计强度的100%后允许车辆通行。④仰拱、仰拱填充施工前须将上循环混凝土仰拱接头凿毛处理。⑤仰拱砼所采用的水泥、外加剂必须符合技术规范的规定。仰拱砼所采用细骨料、粗骨料、砼中氯离子含量、矿物掺合料、砼中的总碱含量、砼拌和用水、配合比设计的检验以及抗压强度试件取样、留置及强度等级的检验应符合技术规范的规定。⑥仰拱厚度及各部尺寸应符合设计要求，并采用无损检测法进行检测。⑦仰拱拱座与边墙及水沟连接应符合设计要求，拱座应与墙基同时浇筑。施作仰拱砼前应清除隧底虚碴、淤泥积水和杂物，超挖部分应采用同级砼回填。⑧仰拱砼应分段连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。仰拱表面应平顺，确保水流畅通，不积水。仰拱施工后应及时施作填充和铺底，顶面高程和坡率应符合设计要求。表4.2.8.1仰拱质量验收标准项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（MPa）在合格标准内按附录D检查2厚度（mm）不小于设计值尺量：每20m检查1个断面，每个断面测5点3钢筋保护层厚度（mm）+10，-5尺量：每20m测5点4底面高程（mm）±15水准仪：每20m测5点4.2.8.2拱墙砼浇筑施工准备拱墙砼施工流程：图4.2.8-2二衬砼施工流程图二次衬砌施作符合以下要求：①二次衬砌尽早施作。洞口及浅埋段二衬距离掌子面不大于40m。洞身段Ⅴ级围岩二次衬砌距离掌子面不得超过70m，Ⅳ级围岩二次衬砌距离掌子面不得超过90m。②二次衬砌施作一般在围岩和初期支护变形基本稳定后进行，变形基本稳定应符合：隧道周边变形速率明显下降并趋于缓和；或水平收敛（拱脚附近7d平均值）小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d；或施作二次衬砌前的累积位移值，已达到极限相对位移值的80%以上；或初期支护表面裂隙（观察）不再继续发展。③围岩及初期支护变形过大或变形不收敛，又难以及时补强时，可提前施作二次衬砌，以改善施工阶段结构的受力状态，此时二次衬砌予以加强。④进行二次衬砌的作业区段的初期支护、防水层、环纵向排水管等均已验收合格；防水层表面粉尘清除并洒水湿润。⑤要求衬砌台车轨道与台车轮距一致，左右轨面高差＜10mm。起动电动机使衬砌台车就位。涂刷脱模剂。⑥要求仰拱上的填充层或铺底调平层已施工完毕；施工缝已按规范处理合格，装设钢制或木制挡头模板，按设计要求装设橡胶止水带，并自检防水系统设置情况。基础部位的虚碴及积水必须清理干净。⑦要求二次衬砌作业区段的照明、供电、供水、排水系统满足衬砌正常施工要求，隧道内通风条件良好。⑧要求拱墙二次衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车、混凝土搅拌运输车运输、泵送砼灌注，振捣器捣固，挡头模采用钢模+木模封堵。混凝土浇筑要左右对称进行，防止钢模台车偏移。⑨要求各种预埋件位置符合设计。二次衬砌施工前仔细核对预埋件类型、数量以及安装里程和安装方法，确保预埋件不遗漏，安装质量符合设计要求，从而为后续工程施工创造良好条件。4.2.8.3衬砌模板模板衬砌台车必须按照隧道内净空尺寸进行设计与制造，钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。衬砌台车经施工单位会同监理单位验收合格后方可投入使用。模板台车长度为12m。模板台车侧壁作业窗分层布置，环向层高不大于2.5m，纵向间距不大于3m，其净空不小于45cm×45cm。模板安装必须稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。模板台车的走行轨铺设在填充混凝土面上。模板表面要光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。顶模设置注浆管。4.2.8.4衬砌钢筋钢筋加工弯制前应调直，并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净；加工后的钢筋表面不得有削弱钢筋截面的伤痕；利用冷拉方法矫直伸长率：Ⅱ、Ⅲ级钢筋不得超过1％。（1）钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法符合下表规定：表4.2.8.4-1钢筋工程质量验收标准项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1主筋间距（mm）±10尺量或按按附录R检查：每模板测3点2两层钢筋间距（mm）±5尺量：每模板测3点3箍筋间距（mm）±20尺量：每模板测3点4钢筋长度（mm）满足设计要求尺量：每模板检查2根5钢筋保护层厚度（mm）+10，-5尺量：每模板检查3点（2）钢筋接头设置在承受应力较小处，并分散布置。在同一连接区段内的纵向钢筋搭接接头面积百分率不大于50%。钢筋之间采用套筒连接时，钢筋规格应与连接套筒规格一致，并保证丝头和连接套筒内螺纹干净、完好无损；钢筋连接时应用工作扳手将丝头在套筒中央位置顶紧。钢筋连接完毕后，标准型接头连接套筒外应有外露有效螺纹，且连接套筒单边外露有效螺纹不得超过2P；套筒拼接完成后，套筒每端不得有一扣以上的完整丝扣外露。4.2.8.5泵送混凝土配合比设计⑴泵送混凝土配合比，除必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外，还使混凝土满足可泵性要求。混凝土的可泵性，可用压力泌水试验结合施工经验进行控制。⑵泵送混凝土的水胶比为0.38～0.50。水胶比过小，和易性差，流动阻力大，容易引发堵塞；水胶比过大，容易产生离析，影响泵送性能。⑶泵送混凝土的砂率为38%～45%。砂率过大，砼流动性差，泵送性能差，砂率过小，容易影响砼粘聚性、保水性，容易脱水，造成堵塞。⑷采用减水剂时，应选用减水率高，塌落度损失小的材料，泵送混凝土的到场坍落度控制在160～180mm范围之内。⑸泵送混凝土的最小水泥用量（含掺合料）不小于300kg/m³，水泥用量过小，影响管壁润滑膜的形成及质量。4.2.8.6混凝土搅拌混凝土各种原材料的质量符合设计要求，并根据原材料情况的变化及时调整配合比，控制砼拌合质量。严格按照经批准的施工配合比准确称量混凝土原材料，其最大允许偏差符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺合料）为±1%；外加剂±1%，粗细骨料为±2%，拌合用水为±1%。4.2.8.7混凝土运输⑴砼在运输中保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。运到施工地点时，要满足坍落度的要求。⑵混凝土必须在初凝前浇筑完毕。⑶混凝土搅拌运输车装料前，必须将拌筒内积水倒净。当运至现场的混凝土发生离析现象时，在浇筑前对混凝土进行二次搅拌，但不得再次加水。⑷混凝土搅拌运输车在运输途中，拌筒保持2～4r/min的慢速转动。当搅拌运输车到达浇筑现场时，高速旋转20～30s后再将混凝土拌和物放入泵车集料斗。⑸混凝土搅拌运输车给混凝土泵上料时，符合下列要求：1）放料前，中、高速旋转拌筒，使混凝土拌合均匀，若大石子夹着水泥浆先流出，说明发生沉淀，立即停止出料，再顺转搅拌2～3min，方可出料。2）放料时，反转卸料应配合泵送均匀进行，且使混凝土保持在集料斗内高度标志线以上。3）中断放料时，使拌筒低速搅拌混凝土。4）严禁将质量不符合泵送要求的混凝土入泵。5）混凝土搅拌运输车放料完毕后，及时清洗拌筒并排尽积水，废水排放不得随地排放。4.2.8.8混凝土灌筑及捣固在混凝土浇筑过程中，观察台车、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，及时采取加固措施。施工中如发现泵送砼坍落度不足时，不得擅自加水，在试验人员的指导下根据实际情况合理解决。二次衬砌混凝土浇筑必须连续进行，现场施工人员合理安排砼运输时间。振捣方式采用附着式振捣器和插入式振动棒相结合进行捣固，符合下列规定：⑴每一振点的捣固延续时间为20～30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。⑵采用插入式振动器振捣混凝土时，振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度为50～100mm，与侧模保持50～100mm的距离，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。当振捣完毕后，竖向缓慢拔出，不得在浇筑仓内平拖。泵送下料口应及时移动，不得用插入式振动棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物将其推向远处。⑶对于有预留洞、预埋件和钢筋太密的部位，预先对工人进行培训，确保顺利布料和振捣密实。在浇筑混凝土时，经常观察，当发现混凝土有不密实等现象，立即采取措施予以纠正。表4.2.8.8-1二衬砼质量验收标准项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1混凝土强度（MPa）在合格标准内按附录D检查2衬砌厚度（mm）90%的检查点的厚度≥设计厚度，且最小厚度≥0.5设计厚度尺量：每20m检查1个断面，每个断面测5点按附录R检查：沿隧道纵向分别在拱顶、两侧拱腰、两侧边墙连续测试5条测线，每20m检查一个断面，每个断面测5个点3墙面平整度（mm）施工缝、变形缝处≤202m直尺：每20m每侧连续检查5尺，每尺测最大间隙4其他部位≤55衬砌背部密实状况无空洞，无杂物按附录R检查：沿隧道纵向分别在拱顶、两侧拱腰、两侧边墙连续测试共5条测线4.2.8.9拆模及养护⑴二次衬砌拆模时间符合下列规定：①在初期支护变形稳定后施工。②特殊情况下，根据试验及监控量测结果确定拆模时间。⑵混凝土浇筑完毕后的12小时以内开始对混凝土进行养护，混凝土养护的最低期限符合下表要求，且养护不得中断。混凝土养护期间，混凝土内部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不大于20℃，养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃。浇水次数能保持混凝土处于湿润状态。当环境气温低于5℃时不应浇水。4.2.9水沟电缆槽施工方案为节约时间及提高施工效率，本隧道水沟电缆槽施工采用移动模架法施工。水沟电缆槽移动模架采用大块定型钢模，减少组装模板的工作量。既保证结构外观质量，又便于施工组织。极大消除模板工人技能不熟悉对外观质量的不良影响。既保证结构外观质量，又便于施工组织。通过模架把大块模板和定位系统组成一个整体，代替传统小钢模、方木撑零散拼装施工。还可通过机械牵引将移动模架整体移动至下一组，劳动强度低，速度快。模架制作费用低，操作简单，施工作业面整洁、文明，施工效率高。减少了传统方法中的临时支撑等材料，使用成本低。施工流程为：施工准备→接触面凿毛清洗、预埋管道安装→模架就位→模板定位→安装定位卡→灌注砼→拆模转场施工下一循环。4.2.10隧道紧急停车带（加宽段）施工方案沙坝隧道紧急停车带共2处，详见下表：紧急停车带衬砌类型桩号围岩分级长度（m）AWT4左洞ZK64+745～ZK64+795Ⅳ50左洞ZK65+453～ZK65+503Ⅳ50图4.2.10-1AWT4型衬砌断面图图4.2.10-2车行横通道与停车带关系平面图1）施工方法（1）洞身开挖及初期支护紧急停车带洞身开挖及初期支护施工方法详见4.2.4、4.2.5章节。（2）二次衬砌①二次衬砌台车本次施工二衬浇筑台车制模采用台车单侧背负模板法，此法是通过在主洞标准断面二衬台车的加宽一次的外模上安装拱架组合式模型的方式来达到施工紧急停车带加宽断面的目的。其结构形式见下图。图4.2.10-4台车单侧背负模板法示意图施工顺序：A按照紧急停车带比标准断面多出的截面体积制作两到三段钢拱结构。各段拱架弧度相对应于加宽段轮廓半径对应的弧度。主要杆件的受力点要和标准断面二衬台车的液压杆件施力点尽量做到重合。B将标准断面二衬台车中心仍然与主洞轴线对齐。将加宽部分前端的结构构件与主洞标准断面二衬台车前端外缘对齐后安装。C安装加宽部分纵梁，结构构件按照所采用的组合模板间距依次向后布置连接，并采用螺栓固定牢固。拼装固定完成后外铺组合钢模板，安装堵头模板及止水条(带）。铺设模板时注意在背负的外轮廓模板上和标准断面二衬台车相对应的位置留出浇注窗口和杀尖孔。D使用台车液压系统准确就位，边板与矮边墙密贴，使用液压装置或撑木将主洞台车边模和背负结构体边模在水平和竖直方向同时顶紧固定即可浇筑紧急停车带二衬混凝土，施工中严格控制做到对称浇筑。②二衬钢筋及混凝土浇筑详见4.2.8章节。4.2.11电气设备与作业机械防爆改装方案1根据《公路瓦斯隧道设计与施工技术规范》（JTG/T3374—2020）要求，高瓦斯工区、煤（岩）与瓦斯突岀工区的电气设备和作业机械应使用矿用防爆型。2高瓦斯工区、煤（岩）与瓦斯突出工区电缆、电缆连接及敷设等应采取防爆措施。3瓦斯工区内的瓦斯地层施工完成前，电气设备应按最高瓦斯工区类别配置；当全部瓦斯地层施工完成后，后续的电气设备和作业机械可按检测评定结果配置。4杜绝可能产生静电的物品进洞。未经许可不得在洞内从事电焊、气焊和喷灯焊接切割等工作。洞内严禁使用灯泡和电炉取暖。防止机械摩擦火花和摩擦发热引燃瓦斯。5瓦斯隧道应检查专用供电线路、专用变压器、专用开关、瓦斯浓度超限与供电的闭锁、风机与供电的闭锁。（即3专2闭锁）a、专用变压器。专用变压器是一台可不断电调压的变压器，它的一侧与隧道供电线路并联，它有三个作用：一是分离作用，将隧道供电（隧道其它生产用电设备）与局部通风机供电隔离；二是调压作用，目前瓦斯隧道普遍存在施工距离相应较远，线路降压损失大，局部通风机不能正常运转的问题，调压可确保隧道局部通风机在额定电压下起动与运转，为掘进工作面提供需要的风速和风量；三是不断电作用，一般变压器在调整电压时要停电，改换抽头后再送电，造成调压时局部通风机停转。该专用变压器在调整电压时供电不间断。可确保调压时通风不受影响。b、专用线路。在专用变压器的二次输出端接一回路，专供掘进工作面局部通风机供电，不论隧道运输及其他用电设备发生故障，均能确保掘进工作面局部通风机不受影响，极大地提高了隧道局部通风机运行的可靠性和连续性。c、专用开关。在隧道掘进工作面局部通风机供电的总线路上装设隔爆馈电开关配套使用的隔爆检漏继电器，对该支路实现漏电保护。局部通风机专用开关与掘进面总控开关和瓦斯断电仪配套使用，实现两闭锁。d、风电闭锁。设置于洞口，不需要增加电气设备，只需将掘进工作面的总控开关与局部通风机专用开关中的一个辅助常开触头用外线连接，便可实现风电闭锁。e、瓦电闭锁。由专业单位与瓦斯监控系统一起实施安装，当隧道内瓦斯浓度达到1%时，系统自动切断电源；当瓦斯浓度降低到0.5%时，系统转到允许送电的状态。4.2.11.1高瓦斯工区电源配置要求1高压不大于10000V，低压不大于1140V。2低瓦斯工区照明、信号、电话、和手持电气设备的额定供电电压不大于220V，高瓦斯工区不大于127V。3正洞开挖用的防爆电缆需经专用隔爆接线盒连接后分三路引出：一路供模板台车、输送泵及附近所有用电设备，一路供掌子面、湿喷机及附近所有用电设备，另一路供向洞口方向的所有用电设备。4由洞外中性点直接接地的变压器或发电机不得直接向瓦斯工区送电。5高瓦斯工区供电应配置两路独立电源，且任一路电源线上均不得分接隧道以外的任何负荷。不能配置两路独立电源而采用单回路供电时，应配备满足一级负荷供电的备用电源，并在公用电网断电10min内启动。隧道洞内电源线路上不得装设负荷定量器等各种限电断电装置。6瓦斯工区内不得使用油浸式高低压电气设备，如：油断路器、带油的起动器和一次线圈为低压的油浸变压器。7电气设备均不应超过额定值运行，隧道内高压电网单相接地电容电流不应超过10A。4.2.11.2高瓦斯工区照明灯具要求1采用压入式通风时，已衬砌地段的固定照明灯具采用ExdⅡ型防爆灯具；开挖工作面附近、未衬砌地段的移动照明灯具采用ExdⅠ型矿用防爆灯具。2移动照明使用矿灯，并配置专用矿灯充电装置。洞内开挖支护、仰拱施作、防水板铺设及二衬浇筑等工序作业照明亮度要求较高处，可配置移动隔爆型投光灯。3洞内照明,根据现场实际情况布置，建议每隔10米设矿用防爆灯一只，防爆灯型号DGS-127-100、功率为100W/只，洞内模板台车及撑子面开挖平台处采用矿用4KVA隔爆干式变压器将电压降为安全电压36V，固定敷设照明。4.2.11.3高瓦斯工区配电开关要求1照明用电从洞外用电缆单独引入。洞内低压配电电缆全部采用煤矿用铜芯阻燃橡套软电缆，配电开关全部采用具有煤安（MA）认证的隔爆开关。在变压器出来的总隔爆开关处安装一台总检漏继电器，在三路供电电缆线路中各安装一台分路总隔爆开关和分路捡漏继电器,以确保安全用电。2分路动力开关与照明开关应分别设置，照明线路接线应接在动力开关上侧。4.2.11.4高压电缆的选用应符合下列规定：1在隧道、平导或倾角45°以下的斜井内敷设的固定高压电缆应采用煤矿用钢带或细钢丝铠装电力电缆，在竖井或倾角为45°及其以上斜井内敷设的固定高压电缆应采用煤矿用粗钢丝铠装电力电缆。2非固定敷设的高压电缆，采用煤矿用橡套软电缆。4.2.11.5低压电缆的选用应符合下列规定：1固定敷设的低压电缆，采用煤矿用铠装或者非铠装电力电缆或者对应电压等级的煤矿用橡套软电缆。2非固定敷设的低压电缆采用煤矿用橡套软电缆。3移动式和手持式电气设备应使用专用橡套电缆。4.2.11.6电缆的固定敷设应符合下列规定：1电缆应悬挂。电缆悬挂点间的距离，在竖井内不得大于6m，在正洞、平行导坑或斜井内不得大于3m。2电缆不应与风、水管敷设在同一侧，当受条件限制需敷设在同一侧时，应敷设在管子的上方，其间距应大于0.3m。3通信和信号电缆应与电力电缆分挂在隧道两侧。如果受条件所限，竖井内应敷设在距电力电缆0.3m以外的地方，主洞或平行导坑内应敷设在电力电缆上方0.1m以上的地方。4电力电缆敷设在同一侧时，其间距应大于0.2m。5有瓦斯抽排管路时，瓦斯抽排管路与电缆应分挂在隧道两侧。4.2.11.7电缆的连接应满足下列要求：1电缆与电气设备连接时电缆芯线应使用齿形压线板、线鼻子或快速连接器与电气设备进行连接。2电缆与电缆间的连接必须使用防爆型接线盒，不同型电缆之间严禁直接连接，应经过符合要求的接线盒、连接器或母线盒进行连接。3同型橡套电缆的修补连接应采用阻燃材料进行硫化热补或与热补有同等效能的冷补，并应进行浸水耐压试验，合格后方可使用。4供电线路应无明接头、接头连接不紧密或散接头等失爆情况，应有齐全的漏电保护装置、接地装置、防护装置等，且电缆悬挂整齐。4.2.11.8保护接地1配电应设具有短路、过载和漏电保护的照明信号综合保护装置，并应用分支专用电缆和防爆接线盒接入照明灯具。2隧道内电压在36V以上和可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架，铠装电缆的钢带（丝）、屏蔽护套等应保护接地。3瓦斯隧道内电气设备保护接地装置和局部接地装置，应与主接地极连接成1个独立的接地网。接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2Ω。每一移动式和手持式电气设备与接地网间的保护接地，所用的电缆芯线和接地连接导线的电阻值不得超过1Ω。4专用保护接地线不允许断线，且不允许安装任何开关或熔断器。4.2.11.9避雷接地措施应满足下列要求：1由地面架空线路引入隧道内的供电线路（动力电缆、照明电缆、瓦斯监控信号电缆、通信电缆等），应在隧道洞口处装设避雷装置。2由地面直接进入隧道内的轨道和露天架空引入（出）的风、水等管路，应在隧道洞口附近将金属体进行不少于2处的良好地集中接地。4.2.11.10高瓦斯工区电气设备检查维修应符合下列规定：1当不得不使用非防爆型光电测距仪及其他有电源的设备时，在仪器设备20m范围内瓦斯浓度应小于1.0%。2应检查专用供电线路、专用变压器、专用开关、瓦斯浓度超限与供电的闭锁、风机与供电的闭锁等设备。4瓦斯工区内使用的电气设备，除日常检查外，尚应按规定的周期进行检查，其检查周期应符合下表的规定。表4.2.11.10-1电气设备与电缆进行检查周期规定序号检查调整项目检查周期备注1使用中的防爆电气设备的防爆性能检查每月1次每月由电工检查一次外部2配电系统继电保护装置检查整体每半年1次负荷变化应及时调整3高压电缆的泄露和耐压试验每年1次/4主要电气设备绝缘电阻的检查至少每半年1次/5固定敷设电缆的绝缘和外部检查每季1次/6移动式电气设备橡套电缆绝缘检查每月1次每班由代班或电工检查一次外皮有无破损7接地电网接地电阻值测定每季1次/8新安装的电气设备绝缘电阻和接地电阻测定投入运行以前/4.2.11.11电工及用电人员要求1电工必须经过按国家现行标准和瓦斯隧道安全施工专项培训经考核合格后，持证上岗工作；其他用电人员必须通过相关安全教育培训和技术交底，考核合格后方可上岗工作。2安装、巡检、维修或拆除临时用电设备和线路，必须由电工完成，并应有人监护。电工的技术水平与技能必须与瓦斯隧道电气设备的技术复杂性相适应，且必须经过瓦斯隧道用电安全专项培训，熟悉所使用的各种防爆配电设备的技术性能和故障处理方法。4瓦斯工区内不得带电检修电气设备，高瓦斯工区、煤（岩）与瓦斯突出工区内不得进行作业机械拆卸和修理。5各类用电人员应掌握瓦斯隧道安全用电基本知识和所用设备的性能，并应符合下列规定：1）使用电气设备前必须按规定穿戴和配备好相应的劳动防护用品，并应检查电气装置和保护设施，严紧设备带“缺陷”运转。2）保管和维护所用设备，发现问题及时报告解决。3）暂时停用设备的隔爆开关必须分断电源侧隔离开关，并应上锁。4）固定机电设备使用过程中不得带电检修、搬迁电气设备（含电缆和电线）。4.2.11.12作业机械防爆瓦斯隧道均采用风电闭锁系统、瓦电闭锁系统、机电闭锁系统。风电闭锁系统、瓦电闭锁系统委托专业单位设计施工。瓦斯工区内作业机械禁止使用汽油机车。高瓦斯工区挖掘机、装载机、运输车、混凝土罐车、混凝土输送泵车等作业机械应采取防爆措施。煤瓦斯突出工区的燃油作业机械应使用矿用防爆型柴油动力装置。机电闭锁系统：所有洞内内燃及可移动式电动机械设备均安装车载瓦斯报警-断电仪，车载瓦斯报警系统采用两级控制，当机车所在位置的瓦斯浓度达到或超过预置报警值时（0.3%），系统立即发出声、光报警信号，当瓦斯浓度达到或超过预置断电值时（0.5%）,断电仪立即断电（切断设备电源，并立即实现停车、熄火），以确保生产安全。当瓦斯浓度回落到预置解锁值以下时,断电仪自动解锁（恢复设备电源，可正常启动），并继续进行监控。所有设备在接收到声光报警信号后应立即就近安全停车，否则如瓦斯浓度继续升高，系统将强行停车；如遇特殊情况，可由遥控器给出指令，人工强制解锁后移动设备。该系统基本原理：1、231、2345689107图4.2.11.12-1机电闭锁系统原理图图4.2.11.12-2断电仪主机外型结构图图4.2.11.12-1机械设备表4.2.11.12-1沙坝隧道车载瓦斯报警设备统计表序号名称规格单位数量来源说明1装载机ZL50台8班组每口各2台2挖掘机1.2m3台8班组每口各2台3自卸车20T台24班组每口各6台4混凝土输送泵HBT60/80台4班组每口各1台5注浆泵KBY50/70套2班组每口各1套6洒水车10m3台2项目/7湿喷机械手罗曼尔特30m3台2项目两口共用1台8火工品运输车2T台2项目/9衬砌台车12m台4项目/10横洞台车/台2项目人行、车行各一台11自行式仰拱栈桥24m/50T套4项目每口1套12水沟电缆槽移动模架12m套4项目每口1套13自动喷淋系统/套4项目每口1套14钢筋套筒冷挤压机SX32套8项目每口2套15救援车长城皮卡辆2项目/合计///84//4.2.11.13改装设备的安装及验收程序1防爆改装设备的安装1）车载瓦斯监控改装（1）系统组成系统通常由配置主机、控制分站、参数检测传感器、实施器（含断电器、声光报警器）、电源箱、电缆、接线盒及其它必需设备组成。（2）硬件①配置主机通常采取笔记本电脑，含有USB接口，可和控制分站进行通信，设置控制参数。主机采取当初主流技术通用产品，并满足可靠性、可维护性、开放性和可扩展性等要求。②控制分站含有现场自主控制功效，控制参数经过配置主机设置后存放在分站存放器内，掉电后配置不会丢失。控制分站稳定性大于15d。③传感器稳定性应大于15d。④实施器稳定性就大于15d。⑤电源箱应可连续对系统满负荷供电时间大于8小时。⑥电缆采取阻燃抗高温电缆。⑦监控系统设备能在9~26V范围内正常工作。（3）软件含有可视化人机软件界面，软件可靠性高、开放性好、易操作、易维护、安全、成熟，软件应有具体汉字说明和汉字操作指南。2）电气隔爆改装（1）驾驶室①改装车辆驾驶室应坚同，结构合理，有良好视野，高度应能满足驾驶员佩戴安全帽工作，座椅应符合人体舒适要求，司机工作空间内不应有尖锐物或角状物。②改装车辆各显示仪表应设在驾驶员易于观察位置，各控制部件应设在驾驶室内，操作方便、动作明确，符合要求和习惯。③驾驶室开门应为外开式（侧向驾驶除外）。假如不设车门，则应设置活动栅栏或其它安全设施。④驾驶室如配防风玻璃，玻璃窗应使用安全玻璃或其它含有相同效力材料。⑤在驾驶室内驾驶员正常工作显著位置，应设置警示牌，警示内容关键包含行车时警告事项、紧急情况下所采取对应方法，必需操作提醒等。⑥自动保护装置显示仪应安装在驾驶员正常工作显著位置。（2）操作系统①改装车辆离合操纵机构、换挡机构、油门等应操作灵活可靠，转向机构应使改装车辆在最小转弯半径转向时操作灵活。车辆采取动力转向，其转向动力源应取自柴油机本身，即柴油机一开启就有转向动力源，不受其它操作系统影响。②改装车辆设有两个驾驶室（双向驾驶）及双套控制装置时，两套控制装置应为互锁。但紧急制动装置、停车制动装置及自动灭火系统不受互锁限制。③改装车辆运行速度不得超出设计要求值。（3）消防装置①改装车辆应配置自动灭火系统或便携式灭火器等消防装置，便携式灭火器应能方便地从改装车辆两侧取出使用。②改装车辆动力矿用防爆柴油机功率超出70KW（含70KW）时，应配置车载灭火器或最少两台便携式灭火器。③车载灭火系统开启，则防爆柴油机应能自动熄灭。（4）自动保护装置①改装车辆应设置自动保护装置，在监控参数出现异常情况时能立即发出报警信号并能使改装车辆动力系统停止运转。②改装车辆若采取单缸类矿用防爆柴油机，当出现下列情况之一时，自动保护装置应能立即发出声、光报警信号，其声光信号应使驾驶员能够清楚分辨，并在报警后1min内使改装车辆动力系统停止运转：a排气温度最高至70℃时；b表面温度最高至150℃时；c冷却水位（蒸发冷却）低至设定最低水位或冷却水温度（强制冷却）最高至95℃或设计值时；d冷却净化箱水位低至设定最低水位时；e机油压力低至设定最低压力时；（5）照明及信号①改装车辆应在运行前方安装照明灯，尾部设置红色信号灯。②设有两个驾驶室（双向驾驶）改装车辆，照明、信号系统应为复式。③改装车辆如装配倒车灯，倒车时，应有视听警示信号。④改装车辆运行方向照明灯，应使改装车辆前方20m处最少有41x照明度，尾部红色信号灯能见距离最少60m。（6）警声装置改装车辆应安装警铃等警声装置，警声装置声压值在距离改装车辆40m处，应大于70dB。3）综合防爆改装分别实施车载瓦斯监控改装和电气隔爆改装技术要求。2改装设备验收1）车载瓦斯监控改装（1）试运行车辆改装完成后在现场试用最少5天，运行期间故障率不得大于5%。（2）现场实测试运行期结束后，组织相关人员至现场实测改装后性能。改装后车辆动力特征不得受到影响，且必需实现以下基础功效：①通信及配置功效监控分站可经过配置主机进行参数修改设置，并保留在分站内，重上电后能自动恢复设置。②检测功效监控系统能够检测车辆工作周围环境气体参数，必需包含但不限于甲烷气体浓度。（3）显示功效监控系统控制分站能实时显示所检测到气体浓度参数，并经过发光指示灯指示出系统工作状态及故障提醒。（4）报警功效当检测参数超出设定报警限值时，系统能发出声光报警提醒，报警提醒在施工环境噪声下应清楚可辩。（5）熄火控制功效当检测参数超出设定熄火限值时，系统能经过实施器控制车辆熄火并闭锁，车辆不能重开启。当检测参数低于熄火恢复值时，车辆方可再次开启。（6）断电功效当检测参数超出设定断电限值时，系统能经过实施器断开车辆供电电源，并闭锁。当检测参数低于断电恢复值时，系统自动解锁，车辆恢复供电。2）电气隔爆改装（1）试运行车辆改装完成后在现场试用最少5天，运行期间故障率不得大于5%。（2）现场实测试运行期结束后，组织教授至现场实测改装后性能。具体指标以下：①车辆整体结构改装后车辆整体结构应合理，不影响驾驶人员日常操作。车辆高度、宽度不得超出要求尺寸。②车辆动力特征改装后车辆载重量不得低于原车辆80%，自重不得高于原车辆20%。烟气排放不得低于原车排放标准。（3）自动保护功效改装后车辆在出现以下一多种或多个情况时，最多延时1分钟即能自动熄火保护：①排气温度最高至70℃时；②表面温度最高至150℃时；③冷却水位（蒸发冷却）低至设定最低水位或冷却水温度（强制冷却）最高至95℃或设计值时；④冷却净化箱水位低至设定最低水位时；⑤机油压力低至设定最低压力时；（4）照明指示功效照明指示灯必需满足技术要求。（5）警音提醒功效当车辆出现故障时，报警器能发出声音提醒，音量范围必需满足40米外不低于70dB。4.2.12瓦斯检测监测方案沙坝隧道全隧为高瓦斯工区，为保证隧道施工安全，高瓦斯工区应采用自动监测系统与人工检测相结合的方式对隧道内瓦斯浓度进行检测，自动监测的探头采用双探头。瓦斯隧道施工前制定严格的瓦斯隧道施工检测制度，瓦斯检测人员培训合格后方可上岗。4.2.12.1检测人员配备按《公路瓦斯隧道设计与施工技术规范》JTG/T3374-2020要求瓦斯隧道施工必须配备专职瓦斯检测员，瓦斯检测员必须是经具有资质的上级部门培训考试合格后持证上岗。在岗的瓦斯检测员还要按规定定期进行复训。4.2.12.2检测仪器配备为保证隧道施工安全，瓦斯工区检测监测设备配置按下列要求执行：1、高瓦斯工区要求同时配备低浓度光干涉式甲烷测定器和高浓度光干涉式甲烷测定器。2、当地层富含H2S、CO、N2、NO2、NH3等有害气体时应配备相应的气体测定器。3、洞内班组长、特种作业人员、进入瓦斯工区配备便携式加瓦检测报警仪。4、瓦斯检测仪器、仪表应定期检测、调试、校正。5、瓦斯工区的开挖及台车位置的拱顶以下25cm的范围应悬挂便携式甲烷检测报警仪，实时检测瓦斯浓度。6、瓦斯自动监控报警系统应具有断电、馈电状态监测和报警功能，显示、存储和打印报表功能；应能实时监测瓦斯浓度，洞内风速；可对主要风机实现风电闭锁功能，其他设备实现甲烷电闭锁；瓦斯浓度超标时，自动切断超限区电源后，自动报警系统仍能正常工作。7、本项目要求高斯工区配置自动监控报警系统+人工检测系统。4.2.12.3检测地点、检测频率人工瓦斯检测地点包括：1、隧道内掌子面、仰拱及二衬作业面，人行横通道、车行横通道；2、爆破地点附近20m内的风流中；3、拱顶、开挖台架顶、台车顶附近20m内的风流中、局部塌方冒顶处；断面变化处、联络通道及预留硐室等风流不易到达、瓦斯易聚集处；4、过煤层、断层破碎带、裂隙带及瓦斯异常涌出点；5、局部通风机、变压器、电动机及其开关附近20m内的风流中，风机前后10m的风流中，电缆接头等隧道内可能产生火源的地点。6、车行横通道及人行横通道采用增加局部风扇的方法及时排出瓦斯，车行横通道中间布设低浓度瓦斯监控探头结合人工检测的方法及时探测横通道内瓦斯情况。人工瓦斯检查次数要符合下列规定：1、高瓦斯工区不应少于1次/2h。（高瓦斯工区开挖工作面瓦斯涌出量较大时应提高瓦斯检测频率，要随时检测、及时汇报）2、瓦斯浓度低于0.5%时，应每0.5-1h检测1次，高于0.5%时应随时检测。3、揭煤工作面遇地质构造时，瓦检员应增加瓦斯检频率（每个工作面都需要配置一个瓦检员）。4、瓦斯检测员检测实行“三定”（定时间、定路线、定地点），按巡回检测图表进行检测，要求每次巡回检测时间不超过1小时，检测时间误差不超过20分钟，不得漏过任何一个地点。4.2.12.4瓦斯检测交接班制度为了避免瓦斯隧道检测出现漏洞，瓦斯隧道施工必须建立瓦斯检测交接班制度，该制度的主要内容包括：⑴隧道交接班地点。专职瓦检员在开挖工作面处交接班；其他交接班地点由总工程师根据隧道的实际情况确定。⑵瓦斯检测员隧道内交接班时间由总工程师根据隧道工作制度，以及人员进出所需要的时间等因素确定，瓦斯检测员不得提早离开检查地点到交接班地点等候交班，避免分工区域出现长时间无人检查监视通风瓦斯的状况。⑶交接班内容：交接班时，交班瓦斯检测员要交清如下几个内容事项。①分工区域内的通风及通风系统、瓦斯、煤尘、防突、防火、爆破、局部通风和生产情况有无异常，是否需要下一班处理及采取的措施；②分工区域内的各种通风安全设施、装备的运行情况，是否需要维修、增加或拆除；③分工区域内发生的各种“一通三防”（通风、防尘、防火、防突）隐患，当班处理的情况和需要继续处理的内容；④有关领导交办工作的落实情况和需要请示的问题；⑤交接班要做到上不清下不接。接班人对交班内容了解清楚后，交接班人员都必须在交接班手册（或记录本）上签字，记录备查。⑥防止“空岗”。交班时如果下一班的瓦斯检测员未到班，交班瓦斯检测员必须请示值班领导，由值班领导决定是由交班瓦斯检测员继续进行下一班的瓦斯检查工作，还是另派瓦斯检查员。无论采取何种方式，都不能中断瓦斯检查工作。施工生产负责人在每班上班之前要详细清点瓦斯检测员人数，发现缺人时必须立即采取替补等措施。4.2.12.5瓦斯自动监测系统图4.2.12.5-1隧道内瓦斯自动监控传感器布置图图4.2.12.5-2瓦斯自动监控系统结构示意图4.2.12.5.1设备配置、选型瓦斯自动监测系统在隧道进洞到30米前安装到位。甲烷传感器配置5个甲烷传感器，其中4个低浓度甲烷传感器（0%~4%），1个高低浓甲烷传感器（测量范围0%~40%）。掌子面处设置1个高浓度和1个低浓度甲烷传感器，二衬台车前端设置1个低浓甲烷传感器，洞口测回风流中设置1个低浓甲烷传感器，防水板台车上设置1个低浓度甲烷传感器布，甲烷传感器同时具备声光报警功能。风速传感器根据瓦斯隧道通风管理制度要求，配置风速传感器3个，1个安装在距出风口20m回风流中，1个安装在掌子面附近，1个安装在二衬台车前方。采集大分站用于接收来自传感器的信号，并按预先约定的复用方式远距离传送给传输接口，同时，接收来自传输接口多路复用信号的装置。分站还具有线性校正、超限判别、逻辑运算等简单的数据处理、对传感器输入的信号和传输接口传输来的信号进行处理的能力，控制执行器工作。配置16接口大分站1个，布置在洞口位置，除接瓦斯传感器外，给予足够数量的口接其他传感器。主机选用工控微型计算机两台，瓦斯监控数据及时备份，保证其中一台故障时可以更换。本安型电源隔爆兼本质安全型防爆电源，设置在变压器房处，后备电源时间2小时。保证停电后尚有2小时瓦斯监测不间断，保证24小时监控。接电源避雷器，防止雷击对电路的影响。开停传感器为实现“三专两锁闭”，设置开停传感器2台，与瓦斯传感器及风速传感器相连，保证“风电锁闭”及“瓦电锁闭”。馈电断电仪安装馈电断电仪1台，监测隧道中馈电开关或电磁启动器负荷侧有无电压的装置。通信屏蔽电缆自监控室至洞口大分站接线全部采用通信屏蔽电缆，保证信号不受雷击等影响。信号避雷器在监控室及洞口大分站处各设置1个信号避雷器。4.2.12.5.2安装及验收1、信息传输系统电缆选用及布置要求（1）监测系统传输电缆要专用，以提高可靠性。（2）监测系统所用电缆要具有阻燃性。（3）监测系统中各设备之间的连接电缆需加长或作分支连接时，被连接电缆的芯线应采用接线盒或具有接线盒功能的装置，用螺钉压接或插头、插座插接，不得采用电缆芯线导体的直接搭接或绕接的方式。（4）具有屏蔽层的电缆，其屏蔽层不宜用作信号的有效通路。在用电缆加长或分支连接时，相应电缆之间的屏蔽层应具有良好的连接，而且在电气上连接在一起的屏蔽层一般只允许一个点与大地相连。（5）所有传输系统直流电源和信号电缆尽量与电力电缆沿隧道两侧分开敷设，若必须在同一侧平行敷设时，它们与电力电缆的距离不宜小于0.5m。2、分站的安装要求分站安装在洞口处便于工作人员观察、调度、检验、支护良好、无滴水、无杂物地方。其距离地面的高度不应小于0.3m，并加垫木或支架牢固固定。3、传感器的布置安装要求各种传感器的安装应符合传感器说明书的要求。沙坝隧道进口工区的传感器布置应满足下列要求。（1）掌子面传感器布置要求在实际施工过程中，使用瓦斯自动检测报警断电仪的开挖工作面，只准人工复电。人工复电前，必须进行瓦斯检查，确认瓦斯浓度达到0.3%时，方可人工复电。（2）洞室和断面变化处传感器布置要求根据隧道内的实际情况，隧道的洞室和断面变化凹陷处增加甲烷传感器，布置在顶部最高点向下20cm处。（3）回风传感器布置要求隧道掌子面回风流中设瓦斯传感器1台、风速传感器1台，甲烷传感器设置在洞内距洞口20米处，距拱顶最高点不大于25cm处，报警浓度为0.3％CH4，瓦斯断电浓度为0.5％CH4，复电浓度为小于0.3％CH4，断电范围为回风区全部非本质安全型电气设备。（4）二衬台车前端及防水板作业台架传感器的布置：二衬台车前端及防水板作业台架上部焊接支架各挂设甲烷传感器。并保证甲烷传感器挂设高度距拱顶不大于25cm。瓦斯传感器的报警点设置为0.3%CH4。（5）机电设备开停传感器的设置：压入式风机2台（使用一台备用一台），各设一台机电设备开停传感器，连续监测设备运行状况。（6）馈电传感器的设置：馈电传感器的设置同机电设备开停传感器设置相同（7）远程断电器：隧道中设置一台低压远程断电器，起到超限断电的作用。4、隧道瓦斯自动监控系统安装好后联系监理单位验收，验收合格后方可投入正常运行，监控系统应具有短信息预警功能，条件不具备时进行人工预警。5、瓦斯监控设备及管线布置位置如下表所示表4.2.12.5-1瓦斯监控设备及管线布置位置表类别位置瓦斯传感器隧道中部，距拱顶为0.3m风速、一氧化碳传感器在风管的另一侧，距仰拱面5m，两个相距0.3m高压电缆在风管的另一侧，距仰拱面4.74m动力电缆在风管的另一侧，距高压电缆0.15m照明电缆在风管的另一侧，距动力电缆0.1m监控及通讯电缆在风管的另一侧，距仰拱面2m预留瓦斯抽放管在风管的同侧，距仰拱面2.4m高压风管在风管的同侧，距仰拱面2.1m高压水管在风管的同侧，距仰拱面1.9m通风风管在隧道的右侧，距仰拱面4.74m4.2.12.5.2使用及维护使用1、瓦斯监控值班人员必须由专职人员担任，应熟悉瓦斯监控系统功能，掌握瓦斯监控系统操作技能，熟悉瓦斯隧道专项管理制度，具备通风、瓦斯基本知识，对瓦斯监控系统、瓦斯异常情况及时上报。2、与安全监控设备关联的电气设备、电源线和控制线在改线或拆除时，必须汇报项目安监部。检修与安全监控设备关联的电气设备，需要监控设备停止运行时，必须经队长同意，并制定安全措施后方可进行。3、任何人不得破坏瓦斯监测系统洞内设备、线路。掌子面高低浓度传感器特别容易损坏，要注意保护。调校1、安全监控设备必须按产品使用说明书的要求定期调校。2、安全监控设备使用前和大修后，必须按产品使用说明书的要求测试、调校合格，并在地面试运行24h～48h方能进隧道安装。3、采用载体催化原理的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪，每隔7d必须使用校准气体和空气样，按产品使用说明书的要求调校一次。调校时，应先在新鲜空气中或使用空气样调校零点，使仪器显示值为零，再通入浓度为1%~2%CH4的甲烷校准气体，调整仪器的显示值与校准气体浓度一致，气样流量应符合产品使用说明书的要求。4、除甲烷载体催化原理以外的其他气体监控设备应采用空气样和标准气样按产品说明书进行调校。风速传感器选用经过标定的风速计调校。其他传感器和便携式检测仪器也应按使用说明书要求定期调校。5、安全监控设备的调校按零点、显示值、报警点、断电点、复电点、控制逻辑几个主控项目邀请专业人员进行调校。监控主机及甲烷传感器调校报警点为0.3%，断电点为0.5%，复电点为0.3%。6、每隔7天必须对甲烷超限断电闭锁和风电闭锁功能进行测试。7、安全监控系统的分站、传感器等装置在隧道连续运行12个月必须移出洞外检修。4.2.12.6瓦斯浓度超限处理措施施工单位安全总监和监理安全总监，每天将瓦斯监测的数据以短信的方式，报业主专人。表4.2.12.6-1瓦斯浓度限值及超限处理措施序号工区地点限值超限处理做事1微瓦斯工区任意处0.25%查明原应，加强通风检测2低瓦斯工区任意处0.5%超限20m范围内立即停工，查明原因，加强通风监测3高瓦斯工区、瓦斯突出工区瓦斯易集聚处1.0%超限附近20m停工，断电、撤人、进行处理，加强通风4开挖工作面风流中1.0%停止钻孔，超限处停工，撤人，切断电源，查明原因，加强通风5回风巷或工作面回风流中1.0%停工、撤人、处理6放炮地点附近20m1.0%严禁装药放炮7煤层放炮后工作面风流中1.0%继续通风不得进入8局扇及电气开关10m范围内0.5%停机、通风、处理9电动机及开关附近20m范围1.0%停止运转、撤出人员、切断电源进行处理4.2.13瓦斯隧道动火管理瓦斯隧道施工，在尽量不采用焊接的情况下，同样会遇到连接筋焊接、台架修复、氧割等必不可少的动火作业。为防止火灾事故发生及瓦斯事故，确保工程及人员施工作业安全，根据《中华人民共和国消防条例》、《隧道及地下工程防水板作业防火规定》的有关规定，需加强隧道动火作业的审批管理。4.2.13.1动火管理安全技术措施1洞内有以下情况之一，严禁洞内用火：1）风机不能正常运转，风筒口距离掌子面超过10m、风筒漏风严重。2）用火地点20m范围内有易燃、易爆物未清理干净或易燃材料未得到有效阻燃隔离。3）围岩松软，有发生塌方的可能性，已出现冒顶，冒落体积超过5m3；4）隧道瓦斯涌出不稳定、忽大忽小，或用火地点20m范围内瓦斯浓度达到或超过0.5%。5）钻炮孔、超前钻探时或进行爆破时。6）操作人员无有效操作证，未经安全教育培训。7）现场无监护人员。8）动火未经审批。2在掌子面用火时，采取以下安全技术措施：1）负责用火的班（组）长携带便携式甲烷报警仪并负责用火期间的全面指挥工作；用火操作人员携带便携式甲烷报警仪，安排1名专职瓦检员进行用火期间的瓦斯检查，瓦检员同时携带光干涉式瓦斯测定仪和便携式甲烷报警仪进行瓦斯检查，采用光干涉式瓦斯测定仪每10min进行一次瓦斯检查，经光干涉式瓦斯测定仪检查或便携式甲烷报警仪显示用火地点20m范围内瓦斯浓度达到或超过0.5%，立即通知用火作业人员停止作业；2）用火前，清除用火地点20m范围内所有易燃物，对用火地点10m范围内进行洒水消尘，如果用火地点底板有油气渗出，应立即停止施工，对油气稀释过后，进一步采取防护措施；3）用火期间，出现停风、风筒脱节等情况时，立即停止用火，并用水对用火地点进行降温；4）用火结束后，用水对用火地点进行降温；如不用水降温，必须指派1人留守现场观察至少1小时，确认无任何隐患后方可离开并通知进行其他作业。3在隧道后方用火时，采取以下安全技术措施：负责用火的班（组）长携带便携式甲烷报警仪并负责用火期间的全面指挥工作；用火操作人员携带便携式甲烷报警仪。安排2名专职瓦检员进行用火期间的瓦斯检查，其中1名瓦检员检查用火地点前方20m范围内瓦斯情况，另1名瓦检员检查用火地点后方20m范围内瓦斯情况，瓦检员同时携带光干涉式瓦斯测定仪和便携式甲烷报警仪进行瓦斯检查，采用光干涉式瓦斯测定仪每10min进行一次瓦斯检查，经光干涉式瓦斯测定仪检查或便携式甲烷报警仪显示用火地点20m范围内瓦斯浓度达到或超过0.5%；立即通知用火作业人员停止作业。施工中尽量避免动火作业，大量电焊作业在洞外进行，洞内钢筋采用栓接或绑扎。必须进行作业时必须上报审批后方可进行。进行动火时，瓦检员必须全程旁站，监测焊接点前后20m的瓦斯浓度在0.5%以下，同时配备足够的灭火器、消防砂、消防用水等消防设施。4.2.13.2动火审批管理1提出动火作业申请：隧道洞内动火作业需由作业队按规定向安监部提出动火作业申请。1动火作业条件确认：作业队安全员确认现场条件是否满足动火要求。3审查动火作业条件：安监部审核作业人员资格，核查现场防护措施、安全警示标志、消防器材（灭火器、消防砂、消防用水）配备、动火监护人到位情况等。4签发动火作业证：安全总监核查确认施工现场达到动火要求后，签发动火作业证。5实施动火作业：作业队实施动火作业。动火作业操作人员应具有相应资格；施工组织安排时，将使用可燃建筑材料的作业安排在动火作业前进行。确需在之后进行动火作业时，采取可靠的防火措施；严禁直接在裸露的可燃材料上进行动火作业；6动火作业过程监控：作业队安全员对动火作业全过程实施监控。焊接、切割、烘烤或加热等动火作业前，应对作业现场的可燃物进行清理；作业现场及其附近无法移走的可燃物应采用阻燃材料对其覆盖或隔离；焊接、切割、烘烤或加热等动火作业应配备灭火器材，并设置动火监护人进行现场监护，每个作业点均设置1个监护人；7监督检查：安全总监对动火作业实施监检查。发现违章动火作业的行为，责令有关人员当场改正并督促落实。8作业后消除火灾隐患：动火作业后，及时对作业现场检查清理，确认无火灾隐患后，动火操作人员方可离开；9动火作业后火灾隐患消除确认：作业队安全员要确认隐患已消除，并将动火设备撤离现场。4.2.13.3动火审批表中国建筑项目管理表格动火作业审批表表格编号CSCEC8XN-SP-B103524.2.14隧道通风管理沙坝隧道左线长1910、右线长1912m，隧道计划双向掘进，单口掘进长度小于1500m，为合理利用资源本隧道计划采用压入式通风，隧道进、出口外30m处各设两台2×132KW的多级变速轴流通风机，通风管采用φ1600mm的软式风管，为减小气锤效应在风机出口设10D（D为风管直径）长的硬质风管（法兰盘要做绝缘处理）。与横通道距离为5m的气流上风向布设射流风机，断面变化处、二衬台车、防水板台车、开挖台架、塌腔内、车行横通道、人行横通道内布设局部通风机进行通风。4.2.14-1沙坝隧道通风系统布置图4.2.14.1隧道通风标准对于公路长隧道,其通风方案的优劣不仅关系到隧道的施工进度,还直接影响作业人员的身体健康,是控制工程施工经济成本的关键所在。由于隧道开挖打眼、爆破、出渣、喷锚等各工序污染的程度不同,通风量和通风难度随着隧道的延伸而逐步加大。沙坝隧道为高瓦斯工区，单向掘进长度956m（小于1500m），为合理利用资源计划采用压入式通风，风机距洞口30米安设，风管口距工作面不大于10米。为减少通风管路对其它工序作业的影响，通风管设置在左洞左侧和右洞右侧。瓦斯隧道作业段的空气质量应达到以下规定标准：（1）空气中氧气含量，按体积不得小于20%。（2）每立方米空气中粉尘容许浓度：含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得超过2mg；含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得超过4mg。（3）隧道内瓦斯含量不得大于0.5%。（4）空气中常见有害气体浓度应符合下列要求：a.一氧化碳(CO)最高容许浓度为30mg/m³。b.氮氧化物(换算成NO2)浓度小于5mg/m³。c.二氧化碳(CO2)的含量按体积不大于0.5%。（5）噪声标准：隧道内噪声小于90分贝。（6）低瓦斯工区隧道内通风风速不应小于0.25m/s，高瓦斯工区隧道内通风风速不小于0.5m/s。瓦斯易聚集处应实施局部通风，风速不小于1m/s。（7）高瓦斯工区应每班对洞内通风最小风速、风量（是否能满足工区内各作业点稀释瓦斯要求）、瓦斯易聚集处是否有可靠措施，风管是否安装规范，通风设施是否正常进行检查，低瓦斯工区应每天检查一次。4.2.14.2通风计算1隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量：1）按在规定时间内，稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算出所需风量Q1。2）按隧道全断面施工通风的风速不应小于0.5m/s（按《公路瓦斯隧道设计与施工技术规范》7.1.4要求高瓦斯工区风速不应小于0.5m/s，低瓦斯工区不应小于0.25m/s,并均不应大于6m/s)计算所需风量Q2。3）按洞内人均新鲜空气供应量不小于3m³/min（《公路隧道施工技术规范》第13.0.4条规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m3/min）计算所需风量Q3。4）按采用内燃机械作业时每台作业机械供风量不应小于4.5m³/min（按《公路隧道施工技术规范》第13.0.4条规定供风量不小于4.5m3/（Kw·min））计算所需风量Q4。2计算参数的确定一次开挖断面：S=85.7㎡(Ⅳ级围岩紧急停车带、台阶法按最大断面开挖）一次爆破耗药量：G=55.71kg（泥岩、页岩、板岩等地层炸药单耗按0.65kg/m³，进尺1m）通风距离：L=956m洞内最多作业人数（开挖、衬砌同时施工）：m=40人爆破后通风排烟时间：t≤30min通风管直径：D=1600mm管道百米漏风率：β=2%3风量计算（1）按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算：Q1=3*k*m=3*1.25*40=150m³/min式中：3—隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m³/mink—风量备用系数，一般取1.15～1.25，按1.25取值m—同一时间洞内工作最多人数，按40人计（2）按台阶法开挖，30分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算：Q2=V1[1-（K*V1/V2/t）]=2240.2*0.9967=2232.8m³/min式中－一次爆破产生的炮烟体积=85.7×26.14=2240.2m³S－一次台阶法开挖的断面面积，按85.7㎡Ls－炮烟抛掷长度，按经验公式Ls=15+G/5=15+55.7/5=26.14mG－同时爆破的炸药消耗量，G=55.7kg－一次爆破产生的有害气体体积=a·G=40×55.7*0.001=2.228m³a-单位重炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积，40L/kgK—CO允许浓度，取100ppm，换算为1×10-4m³t—通风时间，取30min（3）按洞内允许最低风速，计算：Q3=60·V·S1=60×0.5×71.72=2151.6m³/min式中,V—洞内允许最小风速，根据我国《煤规》第107条的相关规定，并参照国内同类隧道的情况，对瓦斯隧道最低风速取0.5m/s。S1—回风断面面积，71.72㎡60—min和s换算常数（4）按稀释内燃机废气计算风量：考虑在洞内同时有1台ZL50型装载机（功率162kw）、1台小松PC200挖掘机（功率110kw）和3辆出碴车（功率110kw）作业，总功率602kw，取机械设备的平均利用率为70%，按隧规1kw需供风量不小于3m³/（Kw·min），算得：Q4=602×0.7×3=1264.2m³/min（5）按瓦斯涌出浓度计算风量：Q5=QCHA/（B冲-B0）*K=3/0.01*1.6=480m³/min—工作面绝对瓦斯涌出量（m³/min），按高低瓦斯隧道分级界定取值3m³/min。—工作面瓦斯允许浓度，取1%；—送入工作面风流的瓦斯浓度，取0；K—瓦斯涌出不均匀系数，取1.6。设备供风能力取：Qmax=Max（Q1,Q2,Q3,Q4,Q5）=2232.8m³/min对于长大隧道，管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别很大，按百米漏风率（取β=2%）计算洞口风机风量：Q机=Qmax/（1-β）L/100=2232.8/（1-2%）956/100=2709.7m³/min4风压计算（1）风管直径选择根据以前的施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管直径，风管直径采用1.6m。通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即h＞h阻，按下式计算：h阻=∑h动+∑h沿+∑h局=3251pa其中:①管口动压h动一般可考虑为50pa。②沿程压力损失计算：h沿=α·L·U·P·Qmax2·g/S3=2910.8pa；式中α－风管摩擦阻力系数，取α=3×10-4kg.S2/m3L－风管长度，取956mU—风管周边长，U=π·D=5.02mP－漏风系数，P=1/（1-β）L/100=1.21，β=2%Qmax－计算掌子面所需风量，2232.8m3/min并折合成37.21m3/sg－重力加速度，取9.8N/kgS—风管截面积，π·D2/4=2.01m2；D－风管直径1.6m（2）局部压力损失，按沿程压力损失的10%进行估算：h局=h沿×10%=291pa（3）设备选择根据计算所需风量2709.7m³/min，风压3251pa，考虑20%富余量，配置风机供风量需达到3251.6m³/min,风压需达到3901.2pa。通过以上通风计算资料可得，风压要求较高，故选择在洞口安设2台2×132KW（SDF-12.5-BP）轴流风机，风管直径1.6m，最大供风量1695～3300m³/min，全压930～5920pa，可满足施工通风需要。风机采用镁铝合金叶片（直径130cm），具有动态性能好、噪音低、性能可靠等优点。5通风管理及技术措施=1\*GB2⑴隧道施工期间，应建立通风监控、监测的组织系统，测定空气参数、瓦斯浓度、风速、风量等参数。=2\*GB2⑵隧道通风采用压入式通风，其风速、风量应保证隧道内任一处瓦斯浓度不大于0.3%。=3\*GB2⑶施工通风必须有一套同等性能的备用风机，采用裤筒式进行连接，当主风机正常供风时，备用风管采用拉链进行封闭；当主风机出现紧急情况时，立即对备用风筒进行疏通，备用风机随时保持良好使用状态。如下图所示图4.2.14-2风筒连接示意图=4\*GB2⑷通风机应设两路电源。当一路电源停止供电时，另一路应在10min内接通，保证风机正常运转。=5\*GB2⑸瓦斯隧道应采用抗静电、阻燃的风管。风管口到开挖工作面的距离应小于10m，为保证通风效果风管百米漏风率不应大于2％。=6\*GB2⑹对瓦斯易积聚的地方（如坍腔、防水板背后、模板台车附近、断面变化处等），可采用提高风速法（防止瓦斯积聚的风速不宜＜lm/s）、斜挂风帐法、安装局扇增风法等措施实施局部通风以消除瓦斯积聚。=7\*GB2⑺局部通风机和开挖工作面的电气设备必须安装风电闭锁装置。=8\*GB2⑻瓦斯隧道在施工期间，应连续通风。因检修、停电、施工、春季停工等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度。当停风区中瓦斯浓度不超过1%，并在压入式局部通风机及其开关地点附近10m以内，风流中的瓦斯浓度平均不超过0.5％时，方可人工开动局部通风机。当停风区中瓦斯浓度超过l％时，必须制定排除瓦斯的安全措施。只有经检查证实停风区中瓦斯浓度不超过l％时，方可人工恢复局部通风机供风的坑道中一切电气设备的供电。⑼施工通风要成立专门的作业班组，由项目经理部直接管控、独立核进行算，确保洞内24小时连续通风。⑽通风班组负责通风设备的安装、使用、维修、维护工作，每天进行巡检，保证管路顺直，无死弯、漏洞，其开机人员每