淺談公路瓦斯隧道施工安全管理

1、淺談公路瓦斯隧道施工安全管理摘要：高速公路的隧道工程的施工過程是在極為復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行的，并且需要面對地質(zhì)、天氣、水文等各方面存在的問題，其中瓦斯隧道的施工就具有高風(fēng)險的特性。瓦斯突出或爆炸是修建公路隧道過程中常遇到的不良地質(zhì)災(zāi)害之一，一旦發(fā)生極易造成人員的重大傷亡，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。雖然我國在瓦斯隧道修建上積累了一定的施工經(jīng)驗(yàn)，但如何保證瓦斯隧道的安全施工仍然是各參建單位面臨的難題。本文針對公路煤與瓦斯隧道的現(xiàn)狀，對施工過程中相關(guān)防治措施進(jìn)行了探究。關(guān)鍵詞：公路；瓦斯隧道；施工；安全管理1導(dǎo)言在高速公路隧道施工過程中，經(jīng)常穿越煤系地層或鄰近煤系地層，會出現(xiàn)大量有害氣體(主要成分為CH

2、4)，即俗稱的瓦斯，對隧道施工安全影響極大。隨著隧道施工造成的損失不斷增加，預(yù)防和降低公路煤與瓦斯隧道施工過程中損失引起多方注意，若是采取有效的防治措施，結(jié)合相關(guān)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將能大幅度降低公路煤與瓦斯隧道施工過程中的損失率。2工程簡介天坪寨瓦斯隧道是達(dá)萬高速公路重點(diǎn)控制工程，隧道穿越三疊系、侏羅系、第四系殘積層、煤系地層，整體斷裂構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，為左右線分離的平行雙洞，左線全長3680m，右線全長3702m，隧道最大埋深573m，每單線隧道按兩車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，隧道結(jié)構(gòu)采用復(fù)合式襯砌，按新奧法原理組織施工。隧道不良地質(zhì)涉及巖爆、突涌水、瓦斯富積、煤層自燃和煤層爆炸，設(shè)計(jì)

3、上表述為可能遇有瓦斯，后期經(jīng)第三方檢測出的瓦斯涌出量定性為“低瓦斯隧道”，按瓦斯隧道規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)組織施工。3瓦斯的概念及危害性瓦斯是指隧道開挖過程中從巖（煤）層中逸出的以甲烷為主要成分的各種有害氣體的總稱。瓦斯的危害性主要體現(xiàn)在兩個方面：造成人員窒息，甲烷本身無色無味，當(dāng)其從巖層中逸出時，會使隧道內(nèi)空氣中氧氣的含量降低，當(dāng)氧氣含量降低至一定程度時，會使人呼吸困難甚至窒息死亡；造成燃燒或爆炸，當(dāng)瓦斯的濃度為5%-16%時，遇火會爆炸，當(dāng)瓦斯的濃度低于5%或高于16%時，雖然失去其爆炸性，但是遇火會燃燒，不管是燃燒或爆炸，都會影響隧道的安全生產(chǎn)，甚至造成大量人員傷亡。4公路瓦斯隧道工程安全風(fēng)險發(fā)生的主

4、要原因4.1環(huán)境因素通常情況下將可能發(fā)生事故的環(huán)境及區(qū)域統(tǒng)稱為孕險環(huán)境，在高速公路瓦斯隧道的設(shè)計(jì)過程中，具有一定的隧道選線勘測風(fēng)險，這就需要通過對煤層的層數(shù)、厚度、瓦斯的含量及壓力進(jìn)行勘測，從而對其風(fēng)險程度進(jìn)行研究與分析。并且在高速公路瓦斯隧道的施工過程中，存在通風(fēng)機(jī)械設(shè)備的選型及設(shè)計(jì)、現(xiàn)場設(shè)備是否可能發(fā)生火花等風(fēng)險因素。而這些孕險環(huán)境均屬于風(fēng)險事故發(fā)生的客觀基礎(chǔ)，也是風(fēng)險發(fā)生的內(nèi)在因素，并且會對風(fēng)險事故發(fā)生幾率的大小有著直接的影響。4.2風(fēng)險事故所謂風(fēng)險事故就是在孕險環(huán)境及致險因子具備的條件下，與期望目標(biāo)發(fā)生偏離的一些帶有危險性的事件,如“三違現(xiàn)象”的發(fā)生。而對于高速公路瓦斯隧道的施工來說，

5、風(fēng)險事故的發(fā)生勢必會對工程項(xiàng)目造成嚴(yán)重的損失，并且可以誘發(fā)多種工程安全問題，其危害性可見一斑。因此，必須科學(xué)合理地編制專項(xiàng)安全施工方案，并制定各項(xiàng)安全管理制度，施工過程中嚴(yán)格實(shí)施和管理。5安全管理措施5.1電氣設(shè)備改裝隧道施工常采用的供配電系統(tǒng)存在短路、漏電、操作產(chǎn)生火花電弧等問題，在瓦斯環(huán)境下可以引起燃燒、爆炸事故，為此項(xiàng)目部洞內(nèi)供電采用專用變壓器，所有電力均從瓦電閉鎖開關(guān)接入，裸露的電器設(shè)備及其帶動的機(jī)器外露的傳動和轉(zhuǎn)動部分都必須加裝護(hù)罩和遮攔。同時移動式或手持式電器設(shè)備和固定敷設(shè)的照明、通信、信號和控制用的電纜均采用不延燃橡套電纜，開挖面的電纜采用銅芯不延燃電纜。電器設(shè)備的金屬外殼、構(gòu)架

6、等都必須有保護(hù)接地，接地網(wǎng)上任一保護(hù)接地點(diǎn)的接地電阻值不得大于2，每一移動式或手持式電氣設(shè)備與接地網(wǎng)間的保護(hù)接地用的電纜芯線的電阻值也不得大于1，并在隧道左右洞口安裝經(jīng)氣象部門檢驗(yàn)合格的避雷設(shè)施。5.2機(jī)械設(shè)備防爆改裝一般隧道施工使用的機(jī)械設(shè)備是基本通用設(shè)備，不具防爆功能，因而必須對設(shè)備進(jìn)行防爆改裝，項(xiàng)目部首先安設(shè)KZJ001-F煤礦監(jiān)測分站和KG9701A低濃度甲烷傳感器，監(jiān)測分站安裝位置可根據(jù)機(jī)械自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇，可安裝于駕駛室、機(jī)械底部或側(cè)面以及駕駛室與車箱連接處等。傳感器安裝于駕駛室頂部通風(fēng)處。由于機(jī)械是一個振動劇烈的載體，因此相關(guān)設(shè)備需要作加固與防振設(shè)計(jì)。然后引入車載瓦斯監(jiān)測系

7、統(tǒng)，該系統(tǒng)主要采集施工機(jī)械工作區(qū)域的環(huán)境瓦斯氣體體濃度參數(shù)，控制分站根據(jù)采集的濃度值和控制邏輯進(jìn)行分析處理。系統(tǒng)工作時，當(dāng)環(huán)境瓦斯?jié)舛戎饾u上升，達(dá)到比較危險的濃度，分站向報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號，報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警，駕乘人員聽到或看到報(bào)警信號后，立即停止作業(yè)，通知相關(guān)人員核查現(xiàn)場實(shí)際情況，在查明起因并解除危險后再行作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)危險提前處理的作用。圖1安裝示意圖圖2工作原理示意圖5.3控制火源為強(qiáng)化洞內(nèi)火源控制，項(xiàng)目部在洞口安設(shè)門禁系統(tǒng)并配以人工手持式金屬探測器，對所有進(jìn)洞作業(yè)人員逐一進(jìn)行安全檢查。同時，嚴(yán)格執(zhí)行洞內(nèi)動火作業(yè)審批制度，動火時項(xiàng)目部指派安全員和瓦檢員全程跟蹤監(jiān)控，瓦檢員必須對作業(yè)范圍2

8、0m范圍內(nèi)的風(fēng)流風(fēng)速以及拱頂和防水板背后等瓦斯易積聚的地方進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定時，必須立即停止作業(yè)。 圖3門禁系統(tǒng) 圖4人工金屬探測器檢測5.4通風(fēng)管理由于瓦斯設(shè)計(jì)濃度低，存在瓦斯突出可能性小,在瓦斯涌出量正常，通風(fēng)量能將瓦斯稀釋大規(guī)定的濃度下，采用式壓入式通風(fēng)。通風(fēng)機(jī)均采用1500mm的PVC增強(qiáng)維綸抗靜電、阻燃風(fēng)筒進(jìn)行通風(fēng)，同時配備1臺SDF-12.5型通風(fēng)機(jī)作為備用通風(fēng)機(jī)，并在襯砌臺車、橫行通道配備局扇，風(fēng)筒口距離掌子面不大于5m，風(fēng)筒百米漏風(fēng)率不大于1.5%。5.5瓦斯監(jiān)測5.5.1瓦斯自動化監(jiān)控系統(tǒng)分析近幾年瓦斯隧道爆炸事故原因，瓦斯“漏檢”是事故多發(fā)的主要原因之一。因此瓦斯

9、隧道安全施工中，必須及時、準(zhǔn)確地進(jìn)行監(jiān)測。項(xiàng)目部在隧道口設(shè)立瓦斯監(jiān)控室，室內(nèi)安設(shè)一套KJ101N型瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，隧道內(nèi)配備KDF-2型分站，并分別在掌子面、回風(fēng)口、二次襯砌臺車安設(shè)KG9701A低濃度甲烷傳感器，隧道進(jìn)口50m左右安設(shè)KG3088風(fēng)速傳感器，掌子面安設(shè)GTH1000一氧化碳傳感器、KDG3K型饋電斷電器、KDG2型斷電器。同時項(xiàng)目部派有專人值班，對隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛茸兓闆r及時掌握，每周對監(jiān)控系統(tǒng)檢修和保養(yǎng)以及調(diào)校甲烷傳感器，確保瓦檢系統(tǒng)運(yùn)行良好無誤。5.5.2人工瓦斯檢測為確保檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和真實(shí)性，項(xiàng)目部配備6名瓦檢工，均經(jīng)培訓(xùn)持證上崗，并每兩人為一班，每班配備CJG10D型低濃度光干涉式甲烷檢測儀2臺，每班瓦檢工對隧道內(nèi)各作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行巡回檢測，并及時記錄，實(shí)現(xiàn)瓦斯檢測“雙保險”。結(jié)束語綜上所述，加強(qiáng)瓦斯管理是瓦斯隧道安全施工的關(guān)鍵，強(qiáng)力通風(fēng)在施工過程中起著重要作用，火源的控制將會降低事故的發(fā)生，因此，在高速公路瓦斯隧道的施工過程中，施工單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位等需要進(jìn)行協(xié)同配合，從而積極采取有效措施對高速公路瓦斯隧道的施工風(fēng)險進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而提高高速公路瓦斯隧道的施工質(zhì)量，最終提升高速公路建設(shè)的整體水平。參考文獻(xiàn)1李冰.公路隧道施工安全風(fēng)險管理要點(diǎn)分析J.民營科技