隧洞瓦斯洞段的施工安全监理工作实践

李永华

(四川二滩建设咨询有限公司，四川成都 610051)

1 工程概况

恩甲隧洞为清水海引水及水源环境管理工程全线控制性工程，全长4 755.128 m，仅有进口和出口两个作业面。隧洞平均开挖断面为17.5 m2，隧洞为城门洞形，断面尺寸 3.5 m ×3.51 m，衬砌厚度为0.35～0.5 m;最大开挖断面为4.82 m ×4.87 m，最小开 挖 断 面 为 4.3 m ×4.26 m。

隧洞地质纵断面图显示恩甲隧洞E3+843.49～E3+942.324段为V类围岩，隧洞埋深180 m左右，主要穿过页岩、粘土岩、铝土岩夹煤层，该组地层中常伴生少量金属矿物，开挖时可能会遇到氯、硫等有害气体。地下水位线较高，标高在2 270 m左右，地下水位线高于隧洞底板85 m。

隧洞地质纵断面图显示恩甲隧洞E3+657.882～E3+721.952段穿越F3断层破碎带，断层带宽5～10 m，为逆断层，与洞轴线斜交，交角为60°，两盘岩体碎裂，以碎块结构为主，围岩不稳定。地下水高出洞顶100 m左右，可能存在沿断层破碎带集中涌水现象。E3+657.882～E3+721.952段与 E3+843.49～E3+942.324段根据地质纵断面图倾角显示会在隧洞底部以下交汇，故 E3+657.882～E3+721.952断层段估计可能含有大量瓦斯。实际施工确定隧洞瓦斯段为E3+868～E3+542，共计326 m，其中 E3+868～E3+707段为Ⅳ类围岩，长161 m，E3+707～E3+542段为Ⅴ类围岩，长165 m。

2 瓦斯状况

2010年1月14日，当隧洞开挖至E3+918时，掌子面揭露出的围岩为泥岩，全部为粘状黄土。2010年1月21日隧洞开挖至E3+905段，围岩局部变为黑色，2010年1月26日晚放炮完毕通风30 min，于19∶40进入掌子面(掌子面里程为E3+868，距洞口971.2 m)，瓦斯检测仪检测出瓦斯最大浓度达4.15%，远远超过瓦斯隧洞全部停止施工的界限(1.5%)，并非常接近5%的爆炸浓度。

超前煤层、瓦斯检测于2010年3月开始，2010年4月结束，工区瓦斯涌出量达到0.57 m3/min。根据《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120－2002 4.1节中“当全工区的瓦斯涌出量小于0.5 m3/min时，为低瓦斯工区;大于或等于0.5 m3/min时，为高瓦斯工区”，故判定恩甲隧洞出口工区为高瓦斯工区。

3 安全监理工作

3.1 提前预防控制措施

根据恩甲隧洞施工地质预报资料:隧洞里程E3+870～E3+760段为煤系地层，主要穿越页岩、粘土岩、铝土层夹煤层，岩质软弱，强度低，属V类围岩，揭穿煤层可能有突涌水现象，开挖时可能会遇到氯、硫等有害气体;为此，监理项目部在施工方开挖至桩号E3+960左右时，即要求施工单位做好以下工作:

(1)提前备有详细、准确的地质资料。

(2)加强洞内通风，改善洞内通风条件，确保洞内通风质量。

(3)提前购买有害气体检测设备，进行洞室有害气体检测，适时监测、掌握洞内有害气体状况。

(4)作好相关瓦斯隧洞施工准备工作，以确保不延误工期。

(5)做好《事故应急救援预案》。

由于监理工程师提前督促承包商采取了瓦斯监测和预防措施，督促承包商项目部对技术人员和施工人员进行瓦斯隧洞施工安全事项的培训，对瓦斯隧洞中的注意事项进行讲解和分析，让每个施工人员深刻的认识到瓦斯隧洞施工中注意的安全事项，在隧洞刚出现瓦斯时就及时发现，及时采取措施，立即通知带班员将人员和设备撤出掌子面，将距掌子面200 m范围内的电源全部切断，洞口通风机继续不间断的供风，在隧洞口派专人值班，除了瓦斯检测员外其余任何人员不得进入隧洞，从而避免了安全事故的发生。

3.2 施工过程采取的控制措施

(1)业主、设计、监理及施工单位相关负责人员一起及时踏勘瓦斯隧洞现场，按现场实际情况，承包商上报《恩甲瓦斯隧洞施工专项方案》，由监理工程师组织召开专题会议讨论施工方案的可行性，最终确定实施性施工方案。

(2)隧洞内的所有电器必须进行更换，包括更换使用ExdⅠ型矿用防爆照明灯、防爆开关，移动光源采用煤矿专用矿灯，在隧洞开挖至1 500 m时防爆变压器进洞。隧洞内电缆与电气设备的连接使用与电气设备防爆性能相符合的接线盒。电缆芯线使用齿形压线板或线鼻子与电气设备连接。

(3)承包商对所用施工设备安装防爆设备，如电瓶车、扒渣机、梭矿车等全部安装了防爆装置。

(4)在原来的基础上增加了一套通风设备，洞内布置了两套通风设备，以加快洞内空气循环速度，快速稀释瓦斯，降低隧洞内的瓦斯浓度。

(5)通风机和开挖工作面的电气设备必须装设风电闭锁装置。当通风机停止运转时，应立即自动切断通风机供风区段的一切电源。

(6)增加一套独立供电线路，以便在停电情况下仍然保证洞内空气进行循环，瓦斯不至于聚集，从而有效控制瓦斯浓度。

(7)供电系统采用“三专”、“两闭锁”。“三专”系指专用变压器、专用开关、专用供电线路;“两闭锁”系指瓦斯浓度超标时与供电的闭锁，通风与供电的闭锁。

(8)为了防止雷电波引起瓦斯爆炸，在隧洞洞口处安装了避雷装置;由地面直接进入隧洞内的轨道和露天架空引入(出)的管路在隧洞洞口附近将金属体进行3处集中接地。

(9)配备多套、多型号瓦斯监测设备，如便携式瓦斯监测仪、固定式瓦斯监测系统、光电甲烷检测仪、四合一气体检测仪等，全方位全天候对瓦斯气体和其他有害气体进行监测。

(10)火工材料。雷管和炸药必须使用取得生产许可证的煤矿专用雷管和煤矿专用炸药。爆破管理:①爆破前后对雷管、炸药数量要及时清点，及时回收入库或交回，并做好爆破记录;②放炮后必须通风排烟30 min以上，由炮工先检查放炮现场，瓦斯检测人员检测瓦斯浓度，在确认没有危险后其他人员再进入作业现场，进行渣堆洒(喷)水后，出渣机械再进行出渣作业;③打眼、装药、封泥和放炮必须符合瓦斯防爆的有关规定，严禁采用明火放炮。

(11)强化进行全员安全培训工作。首先，项目部领导干部和技术人员要进行瓦斯隧洞施工安全技术培训，使其懂得瓦斯隧洞施工安全技术，懂安全生产法规，严格执行“安全第一、预防为主”的安全生产方针，做到“责任明确，制度完善，执行有力，监督严格”。另外，对进洞施工的工人必须经过瓦斯隧洞施工技术和安全培训，以提高直接从事洞内施工工人的技术素质、应变能力、安全意识和自我保护能力，杜绝违章作业、违章把火种带进洞内、违章用电、违章放炮、违章敲打等违章行为，避免瓦斯事故的发生。洞内、洞外都应设置有关瓦斯隧洞的宣传标语和警示标志，随处可见，提高“三不伤害”的安全防范意识。

(12)对瓦斯检测员的要求:①瓦斯检测由专职瓦检人员负责。瓦斯检测员必须经培训考核合格并取得上岗证后持证上岗，且由无妨碍从事本工种作业的疾病和生理缺陷者担任。②瓦斯检测员应了解自己所使用仪器的功能和原理，熟悉瓦斯检测仪器的操作程序及保养办法，严格按照仪器说明进行操作，严禁随意修理或破坏。③瓦检员必须严格按照检测要求，及时准确检测出各检测部位的瓦斯浓度，不得出现空班、漏检、少检、假检等违规情况，并且严格执行现场交接班制度。④当隧洞内瓦斯超限时，瓦检员有权要求立即停止工作、撤除人员，同时立即向上级有关部门反映。

(13)在瓦斯段隧洞施工中，配备了具有相应资质的专职瓦斯检测人员。检测频率每班至少3次。瓦斯检测要坚持“一炮三检制”的原则:即造孔、爆破前、爆破后进行瓦斯检测;对掌子面、错车道、围岩缝隙等瓦斯容易聚集的地方尤其加强监测。当瓦斯浓度超过1%时不得施工;超过5%时可能发生瓦斯爆炸，施工人员必须撤离现场，及时采取工程措施。只有当瓦斯浓度在0.5%以下才能施工。做到确保安全的情况下正常施工。在洞内施工时，必需保证两台至三台瓦斯监测设备同时进行检测，以保证当其中一台瓦斯检测设备损坏的情况下仍然可以准确的知道隧洞内瓦斯的实际浓度，以便做出准确的判断，采取相应的措施。每班必需做好瓦斯浓度记录。

(14)瓦斯检测必须严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮机制”。即:在装药前、爆破前和爆破后，爆破工、领工员(工班长)和瓦检员都必须在现场，装药前由瓦检员对爆破地点20 m范围内的瓦斯浓度进行检测，确认可以装药时，通知领工员(工班长)安排爆破工装药。装药完毕，由领工员(工班长)安排警戒工作，瓦检员对爆破地点20 m范围内和回流风中的瓦斯浓度进行检测，确认可以起爆后，通知爆破工准备起爆，当人员撤离至安全区域后起爆。爆炮结束持续通风30 min后由洞口往掌子面逐步检测。

(15)隧洞施工过程中，采用人工巡检和瓦斯遥测仪连续自动监测相结合的方式。瓦斯检测运行情况见图1。现场监理工程师应每班进洞，与承包商安全技术人员联合对洞内瓦斯浓度进行检测，实时掌握隧洞内的瓦斯浓度。

图1 瓦斯检测运行图

(16)瓦检员的检测结果必须经当班负责人签字确认，同时将检测结果告知现场负责人、安检负责人以及现场值班调度，现场值班调度负责洞口瓦斯浓度告知工作，即在洞口瓦斯浓度告知牌上明确洞内各处瓦斯浓度情况。

(17)在施工过程中，要求进洞施工人员按照已建立的一系列管理制度执行:《恩甲瓦斯隧道通风管理制度》、《恩甲瓦斯隧道进洞管理制度》、《恩甲瓦斯隧道检测组织机构》、《恩甲瓦斯隧道防火管理制度》、《恩甲瓦斯隧道安全用电管理制度》、《恩甲瓦斯隧道爆破安全管理制度》、《恩甲瓦斯隧道安全管理奖惩制度》、《恩甲瓦斯隧道检测结果报告制度》、《恩甲瓦斯隧道检测人员和设备管理制度》、《恩甲隧道瓦斯检测制度》。

(18)现场监理工程师适时监督施工单位严格按照《瓦斯隧洞专项施工方案》及《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规程》等要求施工;安全监理工程师随时进行现场检查，对现场发现的未按照安全操作规程和强制性标准施工或发现安全隐患的在现场要求其立即改正，对于施工现场人员不听指令的则下发书面整改通知书，直至其整改完毕并经监理工程师检查达到整改要求后方可进行下道工序的施工。

(19)督促和检查施工单位及时上报安全生产和安全管理资料:《隐患排查整治情况表》、《安全生产目标量化检查表》、《安全生产月报》等，对瓦斯隧洞施工进行动态监控。

(20)监理部组成瓦斯隧洞施工专项安全检查组，对瓦斯隧洞施工随时进行检查，及时排除安全隐患。现场监理工程师要勤检测，不定时的对洞内瓦斯情况进行检测，第一时间掌握瓦斯情况，洞内爆破30 min后监理工程师应抽检掌子面瓦斯情况(表1)。

表1 恩甲隧洞瓦斯隧洞施工期间掌子面部分瓦斯浓度检测数据统计表

(21)现场监理工程师严格按照《瓦斯隧洞专项施工方案》要求进行控制，钢支撑在洞内采用螺栓连接，开挖后及时进行封闭，防止大量瓦斯溢散到隧洞内。

(22)洞口设置值班室，24 h值班，对隧洞作业人员进洞前进行检查，将火机、火柴、手机等放在洞口值班室，在确认其无火种带入洞内时方可进入洞内施工。

(23)在洞内安装监控系统，在洞口或办公室可对施工现场进行远程监控。

(24)洞口储备应急救援物资，医疗卫生设施、人员落实到位。

(25)现场监理工程师每天随时对瓦斯隧洞的施工安全进行检查，特别是出现高瓦斯时，应增加检测频率。在平常检查中发现部分施工人员将手机、火机等带进作业面，开关的接线头裸露，便携式瓦斯检测仪数据不准确需要率定，瓦斯检测记录不详细等违章现象，现场及时对施工人员进行安全教育，及时进行整改。要求项目部加强瓦斯安全教育，使所有施工人员提高瓦斯隧洞施工的安全意识。安全无小事，使每个人员对瓦斯隧洞的施工安全有足够的认识，防患于未然，从而杜绝了安全事故的发生。

4 安全监理工作体会

通过清水海瓦斯隧洞施工安全监理，笔者深刻体会到:在瓦斯隧洞施工过程中，抓安全监理工作必须要做到以下几点:

(1)要有详细的地质资料。掌握地质资料的全部内容，把握住关键部位(断层、煤层、特殊地层)。

(2)严格、细致的审核专项施工方案:方案的可行性、操作性、安全措施、环保措施等，从措施上保障安全。

(3)建立详细的安全管理规章制度，成立安全检查领导小组，明确小组成员及成员责任。

(4)按瓦斯隧洞施工相关规范要求配备防爆设备及瓦斯检测设备。

(5)对瓦斯隧洞加强通风，稀释瓦斯，降低瓦斯浓度。

(6)对关键部位、通风死角进行检查，如掌子面、避车道、回风口、通风机口等，不能疏忽大意。

(7)安全管理在于人的管理，人是直接参与安全活动的主体，特别是如今一线施工人员基本上是雇佣民技工，他们自身安全意识淡薄。要加大力度对各个环节的人员进行安全教育及培训，使他们深刻认识到安全问题的严重性，提高安全防范意识，防患于未然，把安全隐患绞杀在萌芽状态。落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针。

(8)安全责任要明确，及时把责任落实到每一个人，签订安全责任书。组成安全检查组，不定期进行安全检查。

(9)建立详细的安全排查单，对安全隐患进行分类，提出有针对性的处理方案，及时督促实施，把每项工作落实到实处。

(10)瓦斯隧洞施工要按“勤检测、短进尺、弱爆破、强支护、快通过”的原则进行施工。

安全管理工作是一个动态管理工作，在不同的部位，不同时段，不同季节都有不同的安全问题，是不断出现、不断排除的循环工作。只要业主单位、承包商、监理单位等共同按相关规章制度、安全法律、法规认真落实，严格把关，高度重视安全问题，做到“责任明确，制度完善，执行有力，监督严格”，及时消除安全隐患，各工程的施工安全工作将会取得更好的成绩。