高瓦斯隧道施工工法.doc

復(fù)雜地質(zhì)條件高瓦斯隧道施工工法1. 前言1.1 工程概況重慶市肖家坡隧道，左線起訖樁號為ZK51+386ZK54+105，全長2719米，右線起訖樁號分別為YK51+400YK54+130，全長2730米。隧道最大埋深約460m。隧道穿越地層主要為志留系上統(tǒng)羅惹坪群第二段、第一段和志留系上統(tǒng)龍馬溪群第二段，以粉砂巖、頁巖、砂質(zhì)頁巖互層、水云母頁巖為主。設(shè)計為無瓦斯隧道。1.2 工法形成經(jīng)過2006年12月，肖家坡隧道右線首次在YK53+690處測得瓦斯?jié)舛葹?.35%。從12月8日到12月，在每次掘進放炮后，均對隧道右線內(nèi)瓦斯進行測定，這期間測得掘進工作面附近瓦斯?jié)舛染S持在0.260.36%之間，肖家坡隧道右線YK53+622位置的最大絕對瓦斯涌出量為4.69m3/min。隨后于2007年9月19日在肖家坡隧道出口左線ZK53034處掘進工作面左側(cè)離地3m處鉆孔附近的出現(xiàn)不明氣體，現(xiàn)場對瓦斯?jié)舛冗M行了測定，孔口瓦斯?jié)舛?.2%、拱頂0.16%、下部0.120.13%。根據(jù)已開挖進隧道實際瓦斯涌出情況和對未開挖段隧道瓦斯涌出量的分析，將肖家坡隧道定為高瓦斯隧道。在高瓦斯隧道施工中，如何有效的預(yù)防和采取必要的措施，防止瓦斯安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，我們經(jīng)過反復(fù)研究，從超前地質(zhì)預(yù)報、鉆爆、出渣及運輸、支護、襯砌、防排水、風(fēng)水電等各道工序上針對瓦斯的特性，經(jīng)過對肖家坡高瓦斯隧道施工的工程實踐，經(jīng)總結(jié)形成了本工法。2. 工法特點1、超前預(yù)報與地質(zhì)工作相結(jié)合，提前探明瓦斯成因及規(guī)模，進行瓦斯突出性預(yù)測，采取防治瓦斯突出的措施，有效降低開挖爆破時瓦斯安全生產(chǎn)事故風(fēng)險。2、控制隧道內(nèi)及工作面的瓦斯?jié)舛仁欠乐雇咚贡ǖ年P(guān)鍵。通過瓦斯檢測預(yù)警系統(tǒng)與合理的通風(fēng)設(shè)計，在施工中的每個環(huán)節(jié)都必須保證有強大的通風(fēng)量與風(fēng)速，將瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.5以下，有效地降低隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，確保施工安全。3、采用新型防水板、氣密性混凝土、水玻璃、水氣分離裝置、防爆機械等新材料新設(shè)備保證施工和營運期間的安全。4、隧道開挖后及早地對圍巖（含掌子面）進行封閉支護，以及采取徑向預(yù)注漿措施可以防止圍巖中的釋壓節(jié)理、巖層層理或者構(gòu)造結(jié)構(gòu)面在開挖松馳后相互貫通，切斷瓦斯的運移通道，避免了瓦斯災(zāi)害的突涌。5、健全有效的安全管理制度是高瓦斯隧道施工的重要制度保障。3. 適用范圍適用于穿越地層中賦存有石油和油氣共生地段以及淺層地表天然氣貫通等外源性高瓦斯隧道施工。4工藝原理針對外源性高瓦斯隧道施工特點，采取超前預(yù)報與地質(zhì)工作相結(jié)合，提前探明瓦斯成因及規(guī)模，進行瓦斯突出性預(yù)測，采用光干涉甲烷檢定儀、便攜式甲烷檢測報警儀、瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)對瓦斯實時檢測監(jiān)控。工前教育培訓(xùn)，每道工序全部采用防爆型，嚴禁火源進入隧道，采取徑向注漿切斷瓦斯的運移通道，開挖后及時采用氣密性混凝土進行支護和襯砌，這些措施有效地規(guī)避了高瓦斯隧道突涌災(zāi)害的風(fēng)險，避免了人員傷亡和財產(chǎn)損失，確保了施工和運營的安全。5. 施工工藝流程及操作要點5.1 高瓦斯隧道施工工藝流程圖5.1-1 高瓦斯隧道施工工藝流程圖 5.2 高瓦斯隧道施工工法操作要點5.2.1 超前地質(zhì)鉆孔為準確判斷前方地質(zhì)情況和瓦斯?jié)舛?，對隧道施?個連續(xù)的超前探孔。鉆孔采用ZK-150地質(zhì)鉆機，配有75和89兩種鉆頭，通過取芯可準確判斷掌子面的地質(zhì)情況。通過測定鉆孔內(nèi)瓦斯?jié)舛群屯咚箟毫σ约芭卸ㄇ胺搅严稁У牡刭|(zhì)情況確定爆破方案。5.2.1-1鉆孔布置圖5.2.2 瓦斯測定及判斷在掌子面設(shè)置兩個光干涉甲烷檢定儀探頭對隧道內(nèi)的瓦斯進行24小時不間斷監(jiān)測。1號探頭距掌子面10m，2號探頭距掌子面20m，每次進尺放炮后，對隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛冗M行測定，對檢測數(shù)據(jù)進行整理分析。檢測方法和需要進行的氣樣分析如下表。表5.2.2 -1瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)檢測方法探頭編號瓦斯?jié)舛龋ǎ┑谝粋€循環(huán)放炮后第二個循環(huán)放炮后第三個循環(huán)放炮后1(瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù))(瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù))(瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù))2(瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù))(瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù))(瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù))表5.2.2-2隧道鉆孔氣樣分析組 份體積百分比（%）氧氣O2（所占百分比）氮氣N2（所占百分比）甲烷CH4（所占百分比）一氧化碳CO（所占百分比）二氧化碳CO2（所占百分比）乙烷C2H6（所占百分比）乙炔（所占百分比）乙烯（所占百分比）根據(jù)所檢測分析得出的瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)，得出肖家坡隧道最大瓦斯?jié)舛戎礐=0.18%。根據(jù)孔口瓦斯?jié)舛瓤梢运愠鐾咚褂砍隽俊Ｆ渚唧w計算過程如下：現(xiàn)場實測隧道平均風(fēng)速：v = 0.53m/s隧道風(fēng)量：qvst= 0.5382602607.6m3/min。S隧道開挖斷面積；t通風(fēng)時間；最大瓦斯涌出量：Q=qC2607.60.184.69 m3/min。Q隧道瓦斯絕對涌出量，m3/min；q隧道進風(fēng)量，m3/min；C隧道瓦斯?jié)舛?。由于最大瓦斯涌出量Q=4.69m3/min0.5 m3/min(鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范規(guī)范值)，可以判定為高瓦斯隧道。1、外源性高瓦斯形的基本規(guī)律詳細勘察和研究瓦斯的特征、來源、形成以及賦存空間和運移通道，充分認識外源性高瓦斯形的基本規(guī)律如下：1)廣泛分布的圍巖一般為非煤層或者非含煤地層，完整性較好，各種貫通性結(jié)構(gòu)面發(fā)育。2)前期地質(zhì)構(gòu)造形成了一系列的隱伏含瓦斯構(gòu)造，這些構(gòu)造只是在圍巖中形成張性裂隙，圍巖破碎并不強烈，現(xiàn)在構(gòu)造地應(yīng)力場穩(wěn)定，可以使瓦斯有一個相對穩(wěn)定的賦存環(huán)境。3)隧道所在地區(qū)地下水并不發(fā)育，在地質(zhì)歷史時期形成的瓦斯具備一定的儲量和壓力，而且瓦斯賦存區(qū)域有相互連通的隱伏含水構(gòu)造形成的通暢的地下通道，可以為瓦斯的運移、賦存和突涌提供必要的條件。瓦斯突涌災(zāi)害具有受地質(zhì)構(gòu)造控制明顯，瓦斯突出量隨著時間的推移逐漸減少的特征。4) 在施工等外界環(huán)境的擾動下，具有一定壓力和靜儲量的瓦斯通過一些列的釋壓節(jié)理、巖層層理或者構(gòu)造結(jié)構(gòu)面突涌而出，瓦斯突涌災(zāi)害事故就發(fā)生了。地質(zhì)模式如下圖：5.2.2-1 隧道斯突涌事故工程地質(zhì)模式示意 5.2.3 瓦斯突出防治根據(jù)地質(zhì)勘測資料分析表明，隧道掘進放炮時由震動產(chǎn)生的裂隙與構(gòu)造破碎帶相溝通，導(dǎo)致了深層油氣（瓦斯）順著裂隙向掘進工作面涌出，排除了瓦斯來自于煤層或碳質(zhì)巖層的可能。因此在高瓦斯隧道掘進過程中，為保證安全必須進行連續(xù)超前探孔，以探明施工前方的地質(zhì)情況，防止出現(xiàn)瓦斯突出現(xiàn)象。2、瓦斯突出性預(yù)測由于排除了存在煤層的可能性，為節(jié)約施工時間，可采用鉆孔瓦斯涌出初速度法進行瓦斯突出性預(yù)測。此過程在超前取芯探孔過程中同步實施,測定瓦斯涌出初速度時，應(yīng)注意保證測定裝置的氣密性，以減小測量誤差。鉆孔瓦斯涌出初速度法預(yù)測瓦斯突出的具體過程如下：1)在鉆機每鉆進1米時，立即撤出鉆桿，插入鉆孔瓦斯涌出初速度檢測裝置，測量2min后的瓦斯涌出量q。當瓦斯涌量q4L/min（指標臨界值）時，則存在瓦斯突出危險。2)當鉆孔瓦斯涌出量q6L/min時，在第5min后繼續(xù)讀取1min瓦斯涌出衰減量，當衰減系數(shù)0.65時，則該工作面存在瓦斯突出危險。3)在鉆孔過程中出現(xiàn)噴孔、頂水、頂鉆、夾鉆等動力現(xiàn)象時，即該工作面存在瓦斯突出危險。3、防治瓦斯突出的措施瓦斯排放由于隧道開挖斷面大，為防止掘進時瓦斯突出，采用了多排鉆孔預(yù)排瓦斯的防治措施。瓦斯排放鉆孔的各項參數(shù)及布設(shè)如下：1)鉆孔孔徑：90mm;2)孔距與排距：1m;3)排放鉆孔角度：水平角：090仰角：045傾角：020;4)排放控制范圍：上下、左右隧道輪廓線外5m;5)排放時間：大于20小時。圖5.2.2-2 排放鉆孔布設(shè)圖4、防突措施效果檢驗防突措施實施完成后，重新施作檢驗孔,按照瓦斯突出性預(yù)測方法對防突效果進行檢驗。經(jīng)檢驗無瓦斯突出危險時，表明措施是有效的。否則認為措施無效，必須采取帷幕注漿封堵和超深探孔排放等補救措施，直至檢驗有效時，可進行開挖掘進。5.2.3 高瓦斯隧道開挖1、施工準備每循環(huán)掘進前，應(yīng)做好相應(yīng)的施工準備。在開挖前，必須對工作面附近20m風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗M行檢測，當瓦斯?jié)舛刃∮?.5允許人員進入掌子面，臺車用裝載機吊裝就位；風(fēng)水管硬管接到離掌子面50m處，再用軟管接到掌子面；Exd型礦用防爆照明燈接到掌子面為施工提供足夠照明，掌子面地面大致整平，排水溝通暢。做好常規(guī)測量放線工作。2、爆破方法根據(jù)超前地質(zhì)鉆孔測定瓦斯?jié)舛?，如果瓦斯?jié)舛群捅茢嗝孑^大需分批次爆破，如果瓦斯?jié)舛群捅茢嗝孑^小時盡量采用全斷面開挖。施工考慮到煤礦許用電雷管段數(shù)只有5段，以及斷面較大無法滿足全斷面開挖施工要求，故爆破采用三次爆破，仰拱以上采用上、下分部臺階法開挖，仰拱以下一次爆破。裂隙帶處圍巖穩(wěn)定較差，容易發(fā)生底鼓和底部瓦斯溢出，下部臺階開挖完以后，仰拱必須緊跟，盡量確保邊墻與仰拱混凝土同時施工。每一臺階爆破完及時封閉掌子面和開挖面。同時采用光面爆破技術(shù)，短進尺、弱爆破避免對圍巖擾動，防止瓦斯因在地應(yīng)和瓦斯壓力共同作用下產(chǎn)生瓦斯突出。鉆機采用重慶分院生產(chǎn)ZT-30型防爆專用鉆機。在開挖前，必須對工作面附近20m風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗M行檢測，當瓦斯?jié)舛刃∮?.5允許開鉆；采用濕式鉆孔，嚴禁干式打鉆，炮眼深度不應(yīng)小于0.6m；炮眼最大抵抗線不得小于30cm。移挪鉆機時，必須切斷電源進行，嚴禁帶電作業(yè)；在鉆孔過程中，出現(xiàn)頂鉆、夾鉆、噴孔等動力現(xiàn)象時，應(yīng)立即停止鉆進，撤出人員，加強通風(fēng)。3、爆破作業(yè) 1)爆破作業(yè)開始時，對爆破點20m以內(nèi)，風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗M行檢測，當風(fēng)流中瓦斯?jié)舛刃∮?才允許裝藥，連線起爆。 2)爆破點20m內(nèi)，礦車、碎石、煤渣或其他物體阻塞開挖斷面不得大于1/3； 3)裝藥前，每孔炮眼內(nèi)巖粉應(yīng)清除干凈；4)炮眼封泥不足或不嚴不得進行爆破。4、鉆孔裝藥、封孔1)采用電雷管起爆時嚴禁反向裝藥。采用正向連續(xù)裝藥方式，雷管安放在最外一節(jié)炸藥中，雷管以外不得裝藥卷。2)在巖層內(nèi)爆破，炮眼深度不足0.9m時，裝藥長度不得大于炮眼深度的1/2；炮眼深度為0.9m以上時，裝藥長度不得大于炮眼深度的2/3。3)所有炮眼的剩余部分應(yīng)用炮泥封堵。4)炮泥應(yīng)用水泡泥和黏土炮泥。水泡泥外剩余部分應(yīng)用黏土炮泥填滿封實。炮泥由專制炮泥機生產(chǎn)。5)嚴禁用煤粉、塊狀材料或其它可燃性材料作炮泥。5、爆破網(wǎng)路和連線 1)必須采用串聯(lián)聯(lián)接方式。線路所有連接接頭應(yīng)相互擰緊，明線部分應(yīng)包覆絕緣層并懸空。 2)母線與電纜、電線、信號線應(yīng)分別掛在巷道的兩側(cè)，若必須在同一側(cè)時，母線必須掛在電纜下方，并應(yīng)保持0.3m以上距離。 3)母線應(yīng)采用具有良好絕緣性和柔軟性的銅芯電纜，并隨用隨掛，嚴禁將其固定。母線的長度必須大于規(guī)定的爆破安全距離。 4)嚴禁瞬發(fā)電雷管與毫秒電雷管在同一串聯(lián)網(wǎng)路中使用。6、爆破材料1)瓦斯隧道的爆破作業(yè)必須采用煤礦許用炸藥，有瓦斯突出地段安全等級不低于三級的煤礦許用的含水炸藥；2)使用煤礦許用電雷管，嚴禁使用秒及半秒級電雷管。使用煤礦許用毫秒延期電雷管時，最后一段的延期時間不得大于130ms；7、起爆1)采用電力起爆，起爆器采用防爆型專用起爆器，在洞外遠距離起爆，起爆器電纜長度不小于510m 。起爆時，洞內(nèi)停止一切工作且必須停電，人員撤離至洞外，爆破電閘安裝在洞外新鮮風(fēng)流中。一個開挖工作面不得同時使用兩臺及以上起爆器起爆。2)爆破后連續(xù)通風(fēng)30分鐘后，由爆破員和瓦斯檢測員佩帶壓風(fēng)自救器進入掌子面對通風(fēng)、瓦斯、瞎炮、殘炮進行檢查，在瓦斯?jié)舛刃∮?%。二氧化碳濃度小于1.5%允許施工人員進入開挖工作面施工。8、出碴采用防爆型側(cè)卸式柴油輪式裝載機裝碴，防爆型自卸式汽車運碴，嚴禁非防爆型機械進入掌子面。裝碴前噴霧灑水、沖刷巖壁，且必須將石渣洗濕，防止摩擦和碰擊火花，嚴禁裝載機和運輸機械與渣體撞擊。5.2.4支護1、噴射混凝土支護掌子面開挖后，為減少工作面瓦斯溢出，必須立即進行噴射混凝土支護，及時封閉瓦斯。噴射混凝土機械必須采用防爆型，所有開挖面采用氣密性混凝土封閉，噴射混凝土厚度不小于15cm，氣密劑參量不小于水泥用量的10%，對裂隙帶較寬，圍巖穩(wěn)定較差段必須采用工字鋼支護，工字鋼必須在洞外加工組裝拭拼嚴禁在洞內(nèi)焊接，工字鋼在洞內(nèi)安裝時必須對開挖面用氣密性混凝土進行初噴，封閉厚度不小于4cm。噴射混凝土?xí)r必須保持掌子面連續(xù)通風(fēng)，當風(fēng)流中瓦斯?jié)舛刃∮?才允許噴射混凝土。2、小導(dǎo)管徑向注漿支護在圍巖較破碎，瓦斯溢出較多,易風(fēng)化段落，為防止圍巖坍塌，提高圍巖密實性，減少瓦斯排放，采用小導(dǎo)管徑向注漿。1)先采用氣密性噴混凝土將開挖面進行全封閉，然后測量放線布孔。2)用濕式鉆孔，嚴禁干式打鉆。鉆孔后根據(jù)瓦斯逸出情況，待瓦斯逸出穩(wěn)定且濃度較小后實施注漿。3)在注漿過程中先確定好注漿配合比，采用先水泥漿單液注漿，后水玻璃-水泥漿雙液注漿快速封閉的注漿順序。若單液注漿量較大，可以采用單液-雙液交替注漿的方法，以減少注漿量和注漿時間達到注漿效果。其余工藝與普通小導(dǎo)管徑向注漿一樣。5.2.5其他施工要點1、高瓦斯隧道結(jié)構(gòu)襯砌復(fù)合防水施工要點1)防水板先在洞外拼接，接縫采用熱熔焊接法進行連接，并在連接后充氣檢查焊接質(zhì)量，盡量減少在洞內(nèi)連接。2)復(fù)合防水層用墊圈和繩扣掛在固定點上，固定點之間的防水層不得繃緊，破壞處采用403膠進行修補。3)防水板如采用熱熔焊接法進行連接，必須加強通風(fēng)和瓦斯檢測當風(fēng)流中瓦斯?jié)舛刃∮?才允許熱熔焊接法進行連接,在連接作業(yè)時采用局部通風(fēng)機稀釋瓦斯。2、高瓦斯施工縫施工要點由于高瓦斯工區(qū)瓦斯?jié)舛却螅┕たp是襯砌滲漏的關(guān)鍵，施工縫必須嚴格按照設(shè)計要求施做，施工完成必須對施工縫進行氣密處理。3、隧道洞內(nèi)瓦斯排放施工要點在排水管終點處設(shè)置氣水分離裝置窨井，井身和井蓋采用氣密性混凝土，井蓋周圍縫隙采用玻璃膠密封，分離出的瓦斯氣體用金屬管道引出洞外在山坡高處放散。4、氣密性混凝土施工1)原材料必須合格；按試驗確定的配合比添加氣密劑，在拌合站嚴格計量拌合；養(yǎng)護時間不少于28天。2)混凝土采用MR6500防爆型混凝土運輸車運輸砼，采用HB60防爆型液壓混凝土輸送泵泵送入模。3)必須加強混凝土振搗監(jiān)控,以保證混凝土振搗密實。5、隧道空隙回填施工方法1)隧道超挖回填邊墻和拱部的局部超挖部分采用氣密性噴射砼填補圓順，普遍存在超挖地段采用襯砌混凝土進行澆筑、增加二次襯砌厚度。 2)高瓦斯工區(qū)隧道拱頂間隙的回填高瓦斯工區(qū)瓦斯段均采用復(fù)合式襯砌，在二次襯砌拱頂剎尖部位常有大量空隙，為防止瓦斯聚積，確保拱頂密實，在二次襯砌需預(yù)埋注漿管，待二次襯砌混凝土施工完畢后，用壓注水泥漿充填拱頂板后的空隙。6、隧道仰拱氣密性混凝土施工方法仰拱氣密性混凝土原材料要求與二襯氣密性混凝土原材料相同，仰拱必須盡早開挖，盡量確保邊墻與仰拱能同步施工防止底部瓦斯溢出。7材料與設(shè)備高瓦斯隧道瓦斯溢出濃度較大，且瓦斯需向洞外排放，電氣設(shè)備和作業(yè)機械以及固定設(shè)備和照明也必須采用防爆型。詳見下表：表5.2.5-1 機械設(shè)備配置表序號名稱規(guī)格單位數(shù)量備注(產(chǎn)地）1防爆柴油輪式裝載機40型臺1河南正工集團2防爆自卸汽車天 馬臺2重慶3防爆專用鉆機ZT-30臺12重慶煤科院4光干涉甲烷檢定儀CJG102臺2重慶煤科院5便攜式甲烷檢測報警儀AZJ-2000型臺4重慶煤科院6便攜式全量程智能甲烷檢測報警儀CJB100（A）型臺2暫時使用煤科院檢測人員7瓦斯自動報警斷電儀臺4重慶煤科院8防爆照明燈Exd個50重慶煤科院9礦用防爆照明燈Exd個10重慶煤科院10移動式防爆照明燈個10重慶煤科院11200KW通風(fēng)機臺2一臺備用12銅芯電纜m600重慶黔江13避雷針臺2黔江氣象局14壓風(fēng)自救器ZY-J臺1重慶煤科院15雙抗加強風(fēng)筒直徑1.5m米520江蘇鹽城16防爆接線盒個20重慶煤科院17專用電力起爆器臺2黔江公安局18專用起爆線m600重慶黔江19煤礦專用炸藥三級噸黔江公安局20煤礦許用電雷管1-130ms個400黔江公安局21滅火器個4重慶黔江22發(fā)電機250KW臺1備用23局部供風(fēng)機臺424微速電子式風(fēng)速表CFD5臺1鞍山光宇25防靜電服裝套50重慶黔江8、勞動力組織安排高瓦斯隧道勞動力組成主要有管理人員、工程技術(shù)、瓦斯檢測、安全員、開挖工班，鋼筋工班、模板工班、鉆孔工班、砼工班、運輸司機、電工等，詳見下表：表5.2.5-2 勞動力組織表工 種人 數(shù)工 種人 數(shù)管理人員5裝載機司機2工程技術(shù)人員6空壓機司機2安全監(jiān)測專業(yè)技術(shù)管理人員2開挖工班15專職安全員2專職電工3鋼筋工班10砼工班14模板工班12運輸司機12瓦斯檢測員4鉆孔工班10專職爆破員4機械修理工3噴錨班10普工20挖掘機司機2救護隊員109質(zhì)量控制高瓦斯隧道施工的防爆通風(fēng)和氣密性質(zhì)量是關(guān)鍵。高瓦斯隧道施工通風(fēng)采用材料的品種、規(guī)格、性能和等級，應(yīng)符合設(shè)計要求及國家產(chǎn)品標準和工程技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。防水板、施工縫、氣密性混凝土施工質(zhì)量必須嚴格控制。6. 安全措施本工法主要用于高瓦斯隧道施工，一般情況下現(xiàn)場都存在較大安全風(fēng)險，高強度、高密度人員作業(yè)對現(xiàn)場安全管理提出很高的要求，尤其是在瓦斯檢測、施工通風(fēng)、安全管理制度等方面必須加強防范，防止次生事故的發(fā)生至關(guān)重要。6.1 瓦斯檢測6.1.1監(jiān)測流程瓦斯檢測是保證瓦斯隧道安全施工的重要手段。因此，在整個施工過程中必須全方位的進行瓦斯檢測，以便準確地掌握全隧道的瓦斯?jié)舛确植紶顩r，防止瓦斯爆炸事故發(fā)生。在高瓦斯隧道的瓦斯監(jiān)測過程中，采用人工巡回檢測、設(shè)置便攜式瓦斯檢測報警儀、安裝瓦斯自動檢測報警斷電儀等方式進行瓦斯檢測。其具體檢測流程如圖9.1.1所示。圖6.1.1-1 隧道施工瓦斯監(jiān)測流程6.1.2瓦斯檢測要求及布控1、瓦斯檢測點設(shè)置高瓦斯隧道瓦斯?jié)舛瘸Ｒ?guī)性檢測主要包括以下一些檢測點：1）隧道開挖工作面炮眼內(nèi)、迎頭、回風(fēng)流；2）放炮地點及巷道內(nèi)的機電設(shè)備附近；3）對于隧道拱頂、冒落孔洞、臺車頂?shù)热菀仔纬赏咚咕植糠e聚且通風(fēng)不良的區(qū)域，尤其需加強瓦斯?jié)舛葯z測，以避免瓦斯爆炸事故的發(fā)生；4）恢復(fù)通風(fēng)前的停風(fēng)區(qū)、局部扇風(fēng)機及其開關(guān)附近的風(fēng)流；5）隧道內(nèi)工作地點20m范圍內(nèi)的進、回風(fēng)側(cè)。另外，在鉆眼、裝藥、放炮前和放炮后這四個環(huán)節(jié)上也應(yīng)加強對隧道瓦斯?jié)舛鹊臋z測。光干涉甲烷檢定儀定點掛設(shè)在離掌子面和其他工作面10M處,便攜式甲烷檢測報警儀定點懸掛, 便攜式全量程智能甲烷檢測報警儀洞內(nèi)巡回監(jiān)測,在隧道的掘進工作面和回風(fēng)地段分別安設(shè)瓦斯遙測報警斷電儀，當測試點的瓦斯?jié)舛冗_到控制的允許濃度時，切斷電源并發(fā)出聲響和燈光報警。2、檢測要求1)瓦檢員必須由洞口到掌子面再到洞口按瓦斯循環(huán)檢查圖表所規(guī)定的路線和時間，嚴格執(zhí)行巡回檢查。2)高瓦斯工區(qū)的常規(guī)檢測地點，瓦斯?jié)舛鹊臋z查次數(shù)必須每班至少檢查2次；瓦斯?jié)舛群吭?.3%以上時，應(yīng)隨時檢查，不得離開開挖面，當瓦斯含量超過規(guī)定時，應(yīng)加強通風(fēng)稀釋，當瓦斯含量降到允許值后，才允許進入檢查。檢查人員配備安全防護裝備。3)隧道內(nèi)機電硐室、聯(lián)絡(luò)通道、總回風(fēng)流，每班檢查1次瓦斯?jié)舛取?)隧道開挖工作面炮眼內(nèi)、回風(fēng)流每次放炮前至少檢查1次瓦斯。5)處于回風(fēng)流中停止運轉(zhuǎn)的電器設(shè)備及開關(guān)在每次啟動前附近應(yīng)進行瓦斯檢查。6)隧道開挖工作面放炮地點20m 范圍內(nèi)、放炮點，在每次裝藥前、放炮前、放炮后必須進行一次瓦斯檢查。7)對于隧道拱頂、冒落孔洞、二次襯砌臺車頂?shù)热菀仔纬赏咚咕植糠e聚且通風(fēng)不良的區(qū)域，尤其需加強瓦斯?jié)舛葯z測，以避免瓦斯爆炸事故的發(fā)生。8)隧道內(nèi)燒焊工作地點20m范圍內(nèi)的進、回風(fēng)側(cè)。瓦斯檢查員必須由事業(yè)心強、經(jīng)考試合格的人員擔任。檢查員應(yīng)配備壓風(fēng)自救器、防靜電服裝等安全防護裝備。瓦斯自動檢測報警斷電系統(tǒng)24小時配備專人值班并做好通風(fēng)瓦斯檢測報表，并注明瓦斯超過規(guī)定的地點的原因、處理情況。值班干部應(yīng)全面掌握隧道通風(fēng)、瓦斯變化情況，審查瓦斯臺帳和通風(fēng)瓦斯報表，發(fā)現(xiàn)問題，要采取措施，進行處理。3、瓦斯?jié)舛瘸尢幚硭淼纼?nèi)必須杜絕瓦斯超限作業(yè)，當瓦斯?jié)舛瘸^以下規(guī)定時，必須采取相應(yīng)的措施進行處理：1)瓦斯工區(qū)任何地點瓦斯?jié)舛瘸^0.5時，超限處20m范圍內(nèi)立即停工、查明原因，并加強通風(fēng)監(jiān)測。2)高瓦斯工區(qū)開挖工作面風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^1.0 時，必須停止電鉆作業(yè)。3)高瓦斯工區(qū)開挖工作面（包括電動機或其開關(guān)附近20m以內(nèi)）風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_到1.5時，必須停止工作，撤出人員，切斷電源，進行處理。4)高瓦斯工區(qū)放炮地點附近20m內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_1時，嚴禁裝藥放炮。5)局部瓦斯積聚（體積大于0.5m3，濃度超過2）點附近20m內(nèi)，必須停止工作，撤出人員，切斷電源， 進行處理。6)因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定而切斷電源的電氣設(shè)備，都必須在瓦斯?jié)舛冉档?以下，方可開動。停止運轉(zhuǎn)的局扇附近瓦斯?jié)舛冗_0.5，嚴禁啟動。7)制訂安全措施，經(jīng)批準可在隧道內(nèi)進行的電焊、氣焊和噴燈焊接等工作地點的風(fēng)流中，瓦斯?jié)舛炔坏贸^0.5。8)對于局部瓦斯?jié)舛瘸錾鲜鲆蟮牟捎霉╋L(fēng)機稀釋處理,對于隧道進、回風(fēng)流瓦斯?jié)舛瘸鲆蟮募哟笸L(fēng)機功率，加強通風(fēng)待滿足要求后方可繼續(xù)施工。6.2施工通風(fēng)控制隧道內(nèi)及工作面的瓦斯?jié)舛仁欠乐雇咚贡ǖ年P(guān)鍵。而合理的通風(fēng)設(shè)計能有效地降低隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，是確保這一關(guān)鍵的重要前提。因此，在施工中的每個環(huán)節(jié)都必須保證有強大的通風(fēng)量與風(fēng)速，將瓦斯?jié)舛瓤刂圃?以下。6.2.1通風(fēng)方式施工通風(fēng)采用壓入式通風(fēng)方式，并要求隧道各掘進工作面必須采用獨立通風(fēng)，嚴禁任何兩個工作面之間串連通風(fēng)。6.2.2通風(fēng)機及風(fēng)管配備壓入式通風(fēng)施工現(xiàn)場配備了兩臺功率200kw額定風(fēng)量150027500m3/min的風(fēng)機。風(fēng)管采用了雙抗加強風(fēng)筒直徑不小于1.5m，且具有抗靜電、阻燃的風(fēng)管。風(fēng)管出風(fēng)口到開挖面的距離應(yīng)小于5m，以確保巷道風(fēng)速不得小于1.0m/s。6.2.3通風(fēng)電源配備為防止在停電情況下因通風(fēng)機停止工作而引發(fā)事故，在施工通風(fēng)的供電方面，配備了2臺200kw柴油發(fā)電機并聯(lián)接入供電系統(tǒng)，為隧道施工通風(fēng)提供了電力保障。6.2.4風(fēng)量計算隧道設(shè)計通風(fēng)風(fēng)量是按防止瓦斯積聚風(fēng)速、同時最多作業(yè)人數(shù)、爆破排煙要求分別計算所需風(fēng)量后，取其中最大值作為通風(fēng)風(fēng)量確定的。經(jīng)現(xiàn)場測定相關(guān)數(shù)據(jù)，隧道最大絕對瓦斯涌出量為4.69m3/min，隧道斷面大小為82m2，由此可以確定降低瓦斯工區(qū)瓦斯?jié)舛鹊?.5以下所需的最低風(fēng)速。最低風(fēng)速計算公式如下: 式中：瓦斯工區(qū)內(nèi)所需最低風(fēng)速，m/s；隧道內(nèi)實際最大瓦斯涌出量，m3/min；高瓦斯隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛认拗担?.5；隧道斷面積，m2。由公式可以得出瓦斯工區(qū)內(nèi)所需最低風(fēng)速為0.19m/s時，才能將隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛认♂尩?.5以下。為提高施工安全性，施工現(xiàn)場配備了兩臺功率200kw額定風(fēng)量150027500 m3/min的風(fēng)機，在壓入式通風(fēng)的情況下經(jīng)實際測得風(fēng)速能達到0.53m/s以上，由公式計算得出允許的最大絕對瓦斯涌出量為13m3/min。由于加強通風(fēng)后允許的最大絕對瓦斯涌出量為13m3/min，大于肖家坡隧道最大瓦斯涌出量Q=4.69m3/min，所以，采取的通風(fēng)方式能夠滿足高瓦斯隧道施工的通風(fēng)要求。6.2.5局部區(qū)域的瓦斯通風(fēng)對隧道中瓦斯易于集聚的空間和簡易臺架附近區(qū)域，施工中采用了氣動風(fēng)機等設(shè)備進行通風(fēng)，有效地降低了瓦斯?jié)舛?，保證了施工安全。6.3 加強施工設(shè)備的安全檢查1）施工前，必須對施工設(shè)備進行全面的安全防爆檢查，禁止使用未經(jīng)有關(guān)部門驗收的設(shè)備。對于不符合安全規(guī)定設(shè)備應(yīng)立即進行整改完善；2）對投入施工的高壓電纜、配電系統(tǒng)、繼電保護裝置、漏電開關(guān)的選型敷設(shè)必須符合規(guī)定要求；3）電氣設(shè)備和照明燈應(yīng)具有良好的接地、接零保護，并在可能受雷擊的場所設(shè)置防雷擊設(shè)施；4）在高瓦斯工區(qū)的施工區(qū)、生活區(qū)、道路照明、手持式電氣設(shè)備的額定電壓和電話、信號裝置的額定供電電壓不應(yīng)大于127V，遠距離控制線路的額定電壓不應(yīng)大于36V。6.4 施工安全管理制度6.4.1建立施工安全保證體系。建立安全生產(chǎn)保證體系:1）以加強安全技術(shù)教育為手段,以提高全員安全意識為目的達到思想保證；2）建立各項安全保障組織機構(gòu),健全各項安全保護措施達到強有力的組織和措施保證;3)制定各項安全生產(chǎn)制度達到制度保證;4)簽訂安全報保責任合同,明確責任與義務(wù)和經(jīng)濟獎罰達到經(jīng)濟保證.6.4.2實行施工安全責任制度。在建立施工安全保證體系的基礎(chǔ)上，確立以崗位責任制為中心的安全生產(chǎn)責任制度，將安全責任落實到每個負責人身上。6.4.3加強施工人員的安全教育與培訓(xùn)。加強了對全體員工的安全教育，要求每名員工必須嚴格遵守安全生產(chǎn)操作規(guī)程；特種作業(yè)人員必須經(jīng)培訓(xùn)合格后，持證上崗；杜絕違章操作、無證操作、違章指揮和違章施工等現(xiàn)象的出現(xiàn)。6.4.4加強施工設(shè)備的安全檢查。1）施工前，必須對施工設(shè)備進行全面的安全檢查，禁止使用未經(jīng)有關(guān)部門驗收的設(shè)備。對于不符合安全規(guī)定設(shè)備應(yīng)立即進行整改完善；2）對投入施工的高壓電纜、配電系統(tǒng)、繼電保護裝置、漏電開關(guān)的選型敷設(shè)必須符合規(guī)定要求；3）電氣設(shè)備和照明燈應(yīng)具有良好的接地、接零保護，并在可能受雷擊的場所設(shè)置防雷擊設(shè)施；4）在高瓦斯工區(qū)的施工區(qū)、生活區(qū)、道路照明、手持式電氣設(shè)備的額定電壓和電話、信號裝置的額定供電電壓不應(yīng)大于36V，遠距離控制線路的額定電壓不應(yīng)大于36V。6.5預(yù)防瓦斯突出、觸電、坍塌等應(yīng)急措施6.5.1成立應(yīng)急組織機構(gòu)在進行抽水作業(yè)前必須成立應(yīng)急組織機構(gòu)，明確各級人員的應(yīng)急職責和崗位制度。尤其是對瓦斯檢測員和安全員的職責必須明確： 1、瓦斯檢測員職責1)負責與洞外保持通訊聯(lián)系；2)注意檢測洞內(nèi)瓦斯?jié)舛惹闆r并做好記錄；3)發(fā)現(xiàn)險情及時報告安全值班員及現(xiàn)場負責人。2、安全值班員職責1)負責與洞外保持通訊聯(lián)系；2)注意觀察洞內(nèi)圍巖和初期支護，及時組織排危；3)攜帶遙控報警器，一旦發(fā)現(xiàn)險情（持續(xù)掉塊、瓦斯超限等）及時報警，并組織、指揮洞內(nèi)作業(yè)人員安全有序撤離；4)及時糾正施工過程中的違章作業(yè)行為。6.5.2建立逃生應(yīng)急系統(tǒng)1、瓦斯檢測報警系統(tǒng)在隧道的瓦斯檢測過程中，采用了人工巡回檢測、設(shè)置便攜式瓦斯檢測報警儀、安裝瓦斯自動檢測報警斷電儀等方式進行瓦斯檢測。2、電話通信系統(tǒng)為了方便洞內(nèi)外聯(lián)系和指揮，我們在抽水作業(yè)面處設(shè)置共電電話分機，在洞外安全監(jiān)控室內(nèi)設(shè)置電話集中機，構(gòu)成電話防災(zāi)報警通信網(wǎng)絡(luò)。3、應(yīng)急照明及供電系統(tǒng)在全隧道內(nèi)按照40米/盞的間距，安裝應(yīng)急照明燈，燈具應(yīng)急時間不小于90min,并且