关于高瓦斯隧道施工用电管理技术研究

褚雄伟

（中铁十二局集团第二工程有限公司 山西太原 030012）

关于高瓦斯隧道施工用电管理技术研究

褚雄伟

（中铁十二局集团第二工程有限公司 山西太原 030012）

在隧道施工过程中，经常会遇到瓦斯地层，如果没有妥善的处理，很有可能引发一些安全事故，由于瓦斯这种气体的特殊性质，一旦爆炸其后果难以估量，不仅会影响施工的进度和质量，同时也威胁了施工人员的生命财产安全。本文主要分析高瓦斯隧道施工用电管理技术。

危险性；高瓦斯隧道；措施；用电管理

在瓦斯隧道施工过程中，如何管理和防止瓦斯成为了重头戏，近些年来频发的安全事故，大多数都发生在瓦斯隧道施工当中，为此许多人都失去了宝贵的生命，这既阻碍了经济效益的提高，同时也不利于我国的经济的健康发展，不利于维持社会的稳定。因此，我国需要在有限的时间内，找到管理和防止瓦斯的有效措施，既达到解除安全威胁的目的，同时有提高了瓦斯隧道施工的进度，保证瓦斯隧道施工的质量。

1 隧道瓦斯产生的形式与危害性

在地下隧道工程，瓦斯是一个比较重要的地质灾害，甲烷是其最主要的成分，这种轻于空气的气体往往在高空洞中和隧洞顶部通风不良的地方聚积，从而形成不易稀释或者扩散的沼气带，或者以气团的形式在隧道顶部缓慢移动。

1.1 瓦斯产生的形式

瓦斯产生的数量会随着隧道穿越岩层煤化程度的提高而增多，不同的煤层的含瓦斯量也不尽相同，其中含量最高的要数无烟煤。随着煤化程度大大超过无烟煤的时候，瓦斯的含量也会骤减，直至达到石墨阶段。这些气体主要是由煤的变质过程产生的，并且在岩层和煤层中得以保存，当开挖隧道的过程中，会或多或少的对岩层和煤层造成孔洞、裂缝等影响，这就给瓦斯的泄露造成了“可乘之机”，这也是吸附瓦斯转变为游离瓦斯的主要过程。隧道工程中瓦斯的产生形式主要有四种：

（1）非受压状态下缓慢渗，瓦斯会从掌子面涌出，或者在油水的地方以水泡的形式涌出，随着掘进速度的加快，瓦斯的总量会逐渐增大，随着大气压的不断增加，瓦斯的总量会逐渐减少，随着时间的不断推移，瓦斯会逐渐减少其逸出量。

（2）受压状态下的喷出，大量的瓦斯聚集在断层中或者是地层中，在隧道掘进或钻孔的过程中，这些蓄积的瓦斯会由喷出状态代替原来的持续涌出状态，尽管这种喷出状态维持的时间比较短，但是会在瞬间增加隧道瓦斯的浓度。此外，有的岩层渗出含有大量的瓦斯，其喷出的时间会较长。

（3）受压状态下突然冲破岩石大量涌出状态称为突出。当出现涌出征兆的时候，岩层会受到大量高压瓦斯的压迫，突然破石而出。

（4）溶于地下水中的甲烷，瓦斯会随着施工开挖或者隧道涌水从水中释放。

1.2 瓦斯的主要危害

（1）瓦斯窒息。尽管瓦斯是无毒的，但是空气中的瓦斯含量高于43%的时候，人们就会因为氧气的降低而开始窒息；当空气中瓦斯含量高于57%的时候，氧气的含量就大大降低，仅仅只有9%，在这种情况下已经无法满足人们的呼吸求，会在短时间内在造成人员窒息死亡。

（2）瓦斯燃烧。当洞内瓦斯浓度大于3%，低于爆炸底线5%的时候，这种混合气体当中，较大的氧气浓度在遇到火的时候很容易燃烧，诱发火灾事故。

（3）瓦斯爆炸。瓦斯爆炸的后果不可估量，瞬间会产生非常高的温度，其范围在1900～2650℃，如果是在相对封闭的空间发生瓦斯爆炸，其产生的温度会更高，伴随着高温而来的势必就是巨大的压力，在隧洞内形成强大的冲击波并反复传播。此外，瓦斯爆炸还会产生大量的热量和有害气体，凡是在瓦斯爆炸波及范围内的工作人员都会受到不同程度的撞伤和烧伤，情节严重的甚至会导致死亡。

2 高瓦斯隧道用电潜在危险性

在高瓦斯隧道中，时常发生安全事故，其中用电安全是最主要的诱因。在施工运行的过程中，如果电线线路超出了负荷，在关闭启动设备的瞬间就会产生火花。当瓦斯达到一定的浓度，遇到明火，极有可能诱发瓦斯爆炸。现阶段，在部分施工过程中，金丝雀常常被带进隧道中，其目的就是充分利用金丝雀对瓦斯的敏感度，在人类的感官还无法检测瓦斯浓度的时候，金丝雀能够及时的发现瓦斯，并被致晕死，在这种情况下及时的撤退施工人员可以有效的减少损失。此外，有效防止瓦斯事故离不开对有效的用电管理。在高瓦斯隧道施工当中，严格要求进洞的电气设备，只有符合相关的条件和要求才准许进洞施工。

3 高瓦斯隧道施工用电管理措施

3.1 保证电源稳定性

减少明火，即电火花出现的频率，可以通过减少关闭、启动设备的频率来实现。在高瓦斯隧道施工中所使用的机械通常有较高的功率，较大的耗电量，很有可能由于高频率的施工而导致主线路突然断电，这样既影响施工进度，同时也带来一定的安全隐患。因此，一般情况下，双电源供电是高瓦斯隧道常用的一种供电方式，在自备电源和公共电网用电当中安装自动切换装置，其目的就是确保切换电源的及时性。这里需要格外注意的是，自备电源供电对象是有特殊要求的，仅仅适用于照明设备、瓦斯监测仪器以及供风机等等，在遇到停电的情况下，施工人员必须及时撤离。

3.2 保证电线线路稳定性

供电工作只要在保证线路稳定的前提下才能够保持持续的工作状态，在高瓦斯隧道施工中对电线路有特殊的要求。在选择交流电压在450～750V及以下的各种移动电气设备的电缆要选择不延燃橡套电缆。这种橡套表面可以承受较大的机械外力，因此，在各种大型施工现场中被广泛的应用。同时具备一定保护性和抗腐蚀性的橡套，即便是在恶劣的环境下依然可以持续使用，但是这种橡套并不是完美无缺的，其对温度有非常高的敏感性，要严格控制电缆工作环境的温度，最高温度为65℃，一般情况下最好不要超过60℃。

3.3 保证检漏继电器正确安装并运行

在用电过程中，检漏继电器可以在发现用电违规现象的时候及时的切断电源，为用电安全提供良好的保证。因此，安装检漏继电器是非常必要的：①将两个级别不同的检漏继电器设置在分路隔爆开关和总隔爆开关之间，根据具体的要求来设置不同检漏继电器额定漏电动作反应时间和额定漏电动作电流。②在负荷侧装置检漏继电器。③严格把控检漏继电器的质量。

3.4 定期检查

确保用电安全离不开定期检查，在检修的过程中，必须暂停所有用电设备，其目的就是为了防止在检修的过程中出现明火。专业的检修保修包括防止引燃瓦斯的措施，严格把控所有检测人员的素质和技能，做到持证上岗，对所检修的设备负责到底。如果在这一过程中发现了故障设备，应该及时的更换或处理。

4 结束语

高瓦斯隧道施工相较于其他工程项目施工而言，具有比较高的危险性，施工中最重要的工作内容就是保证施工人员的人身安全。因此，有效的控制洞内施工用电管理就显得尤为必要了，严格遵守国家法律法规和操作规范，确保用电管理技术的贯彻落实，提高工作效率和工作质量，为安全施工提供保障。

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[2]王磊.高瓦斯隧道施工临时用电管理技术研究[J].建筑工程技术与设计，2015（33）：193.

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U445.1

A

1004-7344（2016）15-0139-02

2016-5-10

褚雄伟（1985-），男，湖北云梦人，助理工程师，本科，研究方向为机电一体化，从事机电设备管理工作。