浅谈铁路瓦斯隧道施工管理控制措施

路慧勇

摘要：目前高速铁路飞速发展，隧道比例大、瓦斯隧道越来越多;瓦斯爆炸机理十分复杂、铁路隧道断面大，施工中瓦斯管理与控制十分关键。本文以其隧道的瓦斯管理与控制为例，针对瓦斯的特点与危害，深入论述了施工过程中瓦斯的管理与控制的重要性，确保了施工安全。

关键词：瓦斯隧道;瓦斯监控与检测;施工管理;安全控制

一、斯隧道工程

天然气等有害气体可能顺着岩层构造裂隙上逸，并在隧道洞身范围的基岩裂隙或缝隙中局部游散富集，形成随机性和不均匀性的气囊，危及隧道施工安全。由于受天然气分布的T1规律性及勘察手段的限制，要对隧道天然气的分布和涌出危险性作出准确预测是十分困难的。

二、瓦斯的特性与爆炸危害

1.瓦斯特性

瓦斯是在施工过程中从煤（岩）层内逸出的各种有害气体的总称，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。其隧道施工过程中产生的瓦斯主要是从岩层内逸出的非煤系瓦斯，其特性为：（1）低压性：经超前钻孔内瓦斯压力测定，瓦斯压力较低。（2）突增性：瓦斯逸出主要为开挖工作面爆破后，其他工序作业时瓦斯浓度不增加。（3）非持续性：瓦斯自动检测数据显示瓦斯浓度峰值出现在放炮后（最高为1.90%），经通风抽排后呈衰减趋势，隧道内渡度一般为0.10%左右。

2.瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸必须具备三要素：瓦斯浓度、点火温度及火源、足够氧气含量。瓦斯爆炸下限为5%、上限为16%，浓度为9.5%時最强烈、威力最大。如果有其他可燃性气体混入或混合气体的温度、压力发生变化时，瓦斯浓度在2%以上就能发生爆炸。瓦斯爆炸的危害：（1）产生高温高压的气流形成强大的冲击波，以极快的速度自爆点沿巷道向外冲击，摧毁隧道内设备、造成大量人员伤亡。（2）产生大量有毒有害气体，使未受伤害人员中毒和窒息死亡。

3.瓦斯的管理与控制

针对高瓦斯隧道断面大、放炮后瓦斯涌出量大的特点，施工过程中对瓦斯的管理与控制要点总结为“预报超前、常监控、勤检测、强通风、控浓度、绝火源、强管理”，严格执行各项瓦斯安全管理规定，对瓦斯的管理与控制措施如下。

3.1 瓦斯预报超前。针对地质构造与瓦斯溢出特点，采用HGY-300型钻机（具有煤矿用安全标志证书）进行超前探孔，探测围岩中瓦斯的浓度。瓦斯预报探孔位于隧道断面中心，探测孔长度50m，探孔搭接长度为5m，每循环45m。人工用CJG10光干涉瓦检仪检测探孔瓦斯赋存情况，取芯确定岩层性质、裂隙情况。施工过程中超前探孔内实测最大瓦斯浓度为1.63%，孔外瓦斯浓度为0.33%，在掌握了前方围岩中的瓦斯浓度的同时对地质及水文情况也准确了解，正确指导隧道施工。

3.2 常监控、勤检测。自动监测：在隧道洞口左侧约20米处设瓦斯自动监控值班室，自动监控系统选用镇江中煤KJ101N型安全监控系统。主要由控制中心、分站及传感器等组成，该系统可多点巡回检测多参数（瓦斯浓度度、风速、负压）遥测，长距离、长期、定点实现连续不间断的瓦斯自动监测，通过瓦斯传感器检测洞内的瓦斯浓度。在瓦斯浓度超出允许范围时，通过声、光连动形式的自动报警系统自动切断电源，实现隧道内瓦电闭锁。保证隧道内各工序瓦斯浓度超过0.5%时，供电系统自动断电（通风系统不断电，正常通风），洞内施工人员立即撤离到洞外，待瓦斯浓度降至0.5%以下时恢复施工。人工检测：每工区设瓦斯检测小组，每昼夜分3班对隧道内瓦斯进行人工检测，每班瓦检员2名，采用CJG10光干涉瓦检仪和CD4多功能气体检测仪人工检测。①隧道瓦斯必须检测的地点有：各工作面（掌子面开挖、初期支护、仰拱开挖、仰拱砼浇筑、防水板挂设、二衬台车制模、二衬砼浇筑）;瓦斯可能产生聚积的地点（掌子面拱顶、防水板台架顶部、二衬台车顶部、专用洞室、下锚段、洞口回风段、回风中机械电气设备附近）;隧道内可能产生火源的地点（电机附近、电气开关附近、电缆接头处等）;其他有人员作业的地点等。②人工检测频率：瓦斯浓度在0.1%以下时每小时检测1次，瓦斯浓度在0.1%以上时每30分钟检测1次。有瓦斯突出危险、涌出量较大、变化异常的开挖工作面必须有专人经常检查，并安设甲烷断电仪。

3.3 强通风、控浓度。通风方案：其隧道进口、斜井、出口三工区施工通风均采用双风机双风管压入式通风，个别位置设置局扇辅助通风。在洞口外约15m处设置2台（电机功率2×135KW）通风机，安装2条φ1.8m抗静电阻燃柔性螺旋式风管，根据洞内瓦斯浓度及作业人员需要风量，选择风机送风档位（分单机低速、高速、双机低速、高速）向隧道内送风，送风量为855 m3/min～4200 m3/min。放炮时不得停风，保证向掌子面正常供风。严控瓦斯浓度：瓦斯浓度的控制是防止瓦斯爆炸核心，加强通风是降底瓦斯浓度的关键，结合隧道内瓦斯实际浓度情况，制定了通风机送风规定，专人管理风机。对每台风机电机安装专用电表，实行专人负责管理，主管领导每月检查通风机用电量，以确保向隧道内不间断送风，保证瓦斯浓度不超标，确保隧道施工安全。对瓦斯积聚部位设置局扇排放，在通风控制系统中设置断电仪，实现“风电闭锁”：即通风机断电停止工作后，立即全洞断电，洞内人员全部撤离洞外，洞内停止施工，在10分钟内采用备用电源进行隧道通风。

3.4 绝火源。工程开工前，对参与员工进行瓦斯知识的全面培训，强调瓦斯爆炸的危害性，让全体员工掌握瓦斯知识，从思想上养成自觉遵守各项瓦斯规章制度。（1）洞口实行封闭式管理，所有人员进洞必须在值班室登记、姓名翻牌、领取进洞许可证、经瓦斯安检人员持金属探测仪进行全身检查，确认未带打火机、香烟、手机等违禁物品后方准进洞，出洞后在值班室交回进洞许可证、将姓名牌翻回原位并销记;设备进洞也必须登记。（2） 加强对洞内动火管理，严格执行瓦斯隧道每次动火作业必须有动火审批方案。隧道内每次动火作业，必须提前4小时得到分部总工、现场队长同意并签字，交由值班领工员、瓦检员，现场必须由领工员、瓦检员跟班作业，随时检测瓦斯浓度，洞内瓦斯浓度超过0.30%时，严禁动火作业。

三、结束语

经过施工过程中对瓦斯的管理与控制，体会到铁路瓦斯隧道必须按照“预报超前、常监控、勤检测、强通风、控浓度、绝火源、强管理”的原则施工，通过对瓦斯的预测、监控检测来有效掌控隧道内的瓦斯浓度。加强通风是降底瓦斯浓度的关键，控制瓦斯浓度是防止瓦斯爆炸的核心工作，严格火源管理、认真执行各项规章制度、加强人为因素控制是防止隧道瓦斯事故的重要保障。

参考文献：

[1]TB10120-2002铁路瓦斯隧道技术规范[S].北京：中国铁道出版社，2002.

[2]煤矿工人岗位安全培训丛书（ 瓦斯检查工） 江苏：中国矿业大学出版社.

[3]郝俊锁.梅岭关瓦斯隧道施工技术  现代隧道技术，2011（2）第48卷第2期.

作者简介：欧有扬（1978年04月），男，汉族，四川省成都人;工程师;本科。