隧道有毒有害氣體檢測設(shè)備功能及監(jiān)測專項技術(shù)方案設(shè)計

1、.PAGE . 核工業(yè)華東建立工程集團(tuán)公司茨中隧道工程 隧道施工坍塌事故應(yīng)急預(yù)案迪慶州維西(塔城)至德欽公路改建工程茨中隧道工程隧道有害氣體檢測設(shè)備及監(jiān)測專項方案復(fù)核：施工單位：核工業(yè)華東建立工程集團(tuán)公司迪慶州維西(塔城) 至德欽公路改建工程茨中隧道工程工程經(jīng)理部 二0一五年五月十二日目 錄 TOC o 1-2 u 一、工程概述 PAGEREF _Toc421136760 h - 2 -二、編制依據(jù) PAGEREF _Toc421136761 h - 2 -三、監(jiān)測目的及容 PAGEREF _Toc421136762 h - 3 -四、生產(chǎn)過程中常見的有毒、有害氣體 PAGEREF _Toc4

2、21136763 h - 3 -五、隧道中的有毒、有害氣體極限濃度參數(shù) PAGEREF _Toc421136764 h - 6 -六、儀器的功能及使用說明 PAGEREF _Toc421136765 h - 6 -五、有害氣體監(jiān)測管理 PAGEREF _Toc421136766 h - 24 -六、監(jiān)測及數(shù)據(jù)整理分析 PAGEREF _Toc421136767 h - 24 -七、有害氣體綜合治理 PAGEREF _Toc421136768 h - 27 -八、具體要求 PAGEREF _Toc421136769 h - 29 -隧道有害氣體檢測設(shè)備及監(jiān)測專項方案一、工程概述茨中隧道設(shè)計為單洞

3、雙向雙車道隧道，起訖樁號：K192+195K194+615，長2420m，屬長隧道。隧道最大埋深567.83m。隧道區(qū)域地處青藏高原南延局部的橫斷山脈中。經(jīng)過多期次的地質(zhì)構(gòu)造運動地層巖性受到擠壓褶皺、斷裂破碎、變質(zhì)等作用。特別受到東邊F1大石頭斷裂帶和西邊F2茨中斷裂帶的強(qiáng)烈影響，隧道圍巖節(jié)理裂隙、小斷裂、褶皺發(fā)育巖體破碎，多以、級圍巖為主，只有埋深較大，風(fēng)化較弱處有少量的級圍巖。隧道處于瀾滄江左岸的陡坡中，滑坡段海拔高度在18652280m間，為構(gòu)造剝蝕、江水侵蝕的高山地形地貌。坡度很陡，最大可達(dá)65,地形變化極大。設(shè)計為無瓦斯隧道，為預(yù)防有害氣體突出，防止災(zāi)害性事故發(fā)生,加強(qiáng)對有害氣體的監(jiān)

4、測,用監(jiān)測信息指導(dǎo)隧道施工,同時對有害氣體進(jìn)展綜合治理。二、編制依據(jù)1.公路隧道施工技術(shù)規(guī)JTJ042942.公路工程施工平安技術(shù)規(guī)程JTJ076953.公路隧道設(shè)計規(guī) (JTG D70-2004)4.鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)TB10120-20025.作業(yè)場所空氣中粉塵濃度測定方法GB5748 - 856.公路水運工程平安生產(chǎn)監(jiān)視管理方法(交通部2007年第1號)7.危險性較大的分局部項工程平安管理方法建質(zhì)200987號8.建立工程平安生產(chǎn)管理條例國務(wù)院令第393號9.煤礦平安規(guī)程10.防治煤與瓦斯突出細(xì)則11.工程工程施工組織設(shè)計12.工程施工設(shè)計圖紙及實際情況三、監(jiān)測目的及容一監(jiān)測目的1、防止

5、在隧道施工過程中,有害氣體超限帶來危險,確保人身、機(jī)械和工程平安。2、根據(jù)有害氣體的含量上下、濃度多少,采取相應(yīng)的技術(shù)措施。3、檢驗技術(shù)措施效果,正確指導(dǎo)隧道施工。4、為瓦斯隧道施工積累經(jīng)歷。二監(jiān)測容瓦斯是煤礦井巷和隧道施工中，從煤層、巖層和隧道圍巖中逸出的各種有害氣體其中主要成份是俗稱沼氣的甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮、重?zé)N及其化合物，包括乙烷、丙烷、丁烷等氣體的總稱。是大量植物沉積埋藏在地下深處，在缺氧情況下經(jīng)地層高溫高壓的作用下在進(jìn)入煤的變質(zhì)碳化過程中產(chǎn)生的氣體。瓦斯通常在碳質(zhì)巖或者附近發(fā)現(xiàn)，尤其在煤層、頁巖和含油層以及其他產(chǎn)生瓦斯的巖石上的多孔地層，另外在泥炭、有機(jī)粉砂和有機(jī)體在潮濕環(huán)

6、境下腐爛的地方也會有瓦斯存在。瓦斯可以沿斷層、節(jié)理或者多孔巖石橫向通過相當(dāng)一段距離。如果被覆蓋的不滲水地層限制，瓦斯會在湖和水下累積。瓦斯通常以氣壓袋形式存在，當(dāng)氣壓袋被刺破(如鉆眼后，由于穩(wěn)定的滲入、嚴(yán)重散發(fā)或者突然涌入，在開挖區(qū)域?qū)⒂型咚钩霈F(xiàn)：伴隨一定煤層中的地質(zhì)擾動，瓦斯也會以強(qiáng)烈爆發(fā)的形式通常含有大量煤塵產(chǎn)生。溶在地下水中的瓦斯氣體進(jìn)入隧道后，氣體會從水中釋放出來，進(jìn)入隧道空氣中。根據(jù)茨中隧道有害氣體的實際情況,瓦斯(CH4) 、一氧化碳(CO) 、二氧化碳(CO2) 作為主要監(jiān)測對象,而把一些含量低、濃度小的有害氣體作為輔助監(jiān)控對象。四、生產(chǎn)過程中常見的有毒、有害氣體在生產(chǎn)過程中對財

7、產(chǎn)與人的安康、生命造成危害的因素大體上可以分為物理、化學(xué)與生物三方面。其中化學(xué)因素的影響危害性最大。而有毒有害氣體又是化學(xué)因素中最普遍、最常見的局部。有毒有害氣體分為可燃?xì)怏w與有毒氣體兩大類。有毒氣體又根據(jù)他們對人體不同的作用機(jī)理分為刺激性氣體、窒息性氣體和急性中毒的有機(jī)氣體三大類。其中刺激性氣體包括氯氣、光氣、雙光氣、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨氣、臭氧等氣體。刺激性氣體對機(jī)體作用的特點是對皮膚、黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用，其中一些同時具有強(qiáng)烈的腐蝕作用。刺激性氣體對機(jī)體的損傷程度與其在水中的溶解度與作用部位有關(guān)。一般來說，水溶性大的化學(xué)物，如氯氣、氨氣、二氧化硫等對眼和上呼吸道迅速產(chǎn)生刺激作用，

8、很快出現(xiàn)眼和上呼吸道的刺激病癥；水溶性較小的化學(xué)物，如光氣、二氧化氮等，對下呼吸道及肺泡的作用較明顯。刺激性氣體造成的病變的嚴(yán)重程度除化學(xué)物本身的性質(zhì)外，最重要的是與接觸化學(xué)物的濃度和時間密切相關(guān)。短期接觸高濃度刺激性氣體，可引起嚴(yán)重急性中毒，而長期接觸低濃度則可造成慢性損傷。急性刺激性氣體中毒通常先出現(xiàn)眼及上呼吸道刺激病癥，如眼結(jié)膜充血、流淚、流涕、咽干、咳嗽、胸悶等病癥，隨后這些病癥可減輕或消失，經(jīng)過幾小時至3天不等的潛伏期后病癥突然重現(xiàn)，很快加重，嚴(yán)重者可發(fā)生化學(xué)性支氣管肺炎、肺水腫，表現(xiàn)為劇烈咳嗽、咯白色或粉紅色泡沫痰、呼吸困難、發(fā)紺等，可因肺水腫或并發(fā)急性呼吸窘迫癥等導(dǎo)致殘廢。窒息性

9、氣體包括一氧化碳、硫化氫、氰氫酸、二氧化碳等氣體。這些化合物進(jìn)入機(jī)體后導(dǎo)致的組織細(xì)胞缺氧各不一樣。一氧化碳進(jìn)入體后主要與紅細(xì)胞的血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，以致使紅細(xì)胞失去攜氧能力，從而組織細(xì)胞得不到足夠的氧氣。氰化氫進(jìn)入機(jī)體后，氰離子直接作用于細(xì)胞色素氧化酶，使其失去傳遞電子能力，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞不能攝取和利用氧，引起細(xì)胞窒息。甲烷本身對機(jī)體無明顯的毒害，其造成的組織細(xì)胞缺氧，實際是由于吸入氣中氧濃度降低所致的缺氧性窒息。硫化氫進(jìn)入機(jī)體后的作用是多方面的。硫化氫與氧化型細(xì)胞色素氧化酶中的三價鐵結(jié)合，抑制細(xì)胞呼吸酶的活性，導(dǎo)致組織細(xì)胞缺氧硫化氫可與谷胱甘肽的巰基結(jié)合，使谷胱甘肽失活，加重了組織

10、細(xì)胞的缺氧另外，高濃度硫化氫通過對嗅神經(jīng)、呼吸道黏膜神經(jīng)及頸動脈竇和主動脈體的化學(xué)感受器的強(qiáng)烈刺激，導(dǎo)致呼吸麻痹，甚至猝死。急性中毒的有機(jī)溶劑有正己烷、二氯甲烷等。上述有機(jī)揮發(fā)性化合物同以上無機(jī)有毒氣體一樣，也會對人體的呼吸系統(tǒng)與神經(jīng)系統(tǒng)造成危害，有的致癌，比方苯。由于有機(jī)化合物大多為可燃的物質(zhì)，所以對于有機(jī)化合物的檢測以前大多檢測他的爆炸性，但有機(jī)化合物的最低爆炸極限遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的MAC空間最大允許濃度的值。也就是說，對有機(jī)化合物的毒性進(jìn)展檢測是必要的，也是必須的?？扇夹詺怏w的危害主要是氣體燃燒引起爆炸，從而對財產(chǎn)與人的生命造成危害。但可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸必須具備一定的條件。一定量的可燃?xì)怏w、足夠

11、的氧氣與點燃的火源。以上三個條件缺一不可。通常將可燃?xì)怏w發(fā)生爆炸的氣體濃度稱為最低爆炸極限，一般用LEL表示。不同的可燃?xì)怏w具有不同的LEL。所以對于可燃?xì)怏w的檢測一般檢測它的LEL。有毒、有害氣體TWA8小時統(tǒng)計權(quán)重平均值STEL15分鐘短期暴露水平IDLH立即致死量ppmMAC空間最大允許濃度mg/m3氨氣NH3253550030一氧化碳CO25/150030氯氣Cl20.51301氰化氫HCH104.7500.3硫化氫H2S101530010一氧化氮NO25/100/二氧化硫SO22510015VOC*50100/五、隧道中的有毒、有害氣體極限濃度參數(shù)隧道中的常見有毒、有害氣體極限濃度參

12、數(shù)如下表所示：序號有 害 氣 體 名 稱極 限 濃 度1瓦斯CH412一氧化碳CO0.00243二氧化碳CO21.54硫化氫(H2S)0.000665二氧化硫(SO2)0.00056氨(NH3)0.00047二氧化氮(NO2)0.00258氮氧化合物(NOn)換算NO2的濃度不得超過5mg/m39粉塵每立方米空氣中，含有10以上游離二氧化硅的粉塵必須在2mg以下六、儀器的功能及使用說明我國有害氣體監(jiān)測技術(shù)開展較快,目前局部煤礦已采用全自動電腦監(jiān)控,但其本錢較高。根據(jù)茨中隧道實際情況和經(jīng)濟(jì)比擬等,在確保監(jiān)測準(zhǔn)確的前提下,選用四合一便攜式氣體檢測報警儀。五、有害氣體監(jiān)測管理1、人員配置成立專業(yè)檢測

13、組，所有檢測人員經(jīng)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，24h值班,做到分工明確，責(zé)任明確，保證儀器準(zhǔn)確度，一切情況直接向指揮或管理系統(tǒng)人員匯報。管理人員進(jìn)洞檢查要攜帶便攜式檢測儀器。所有施工人員應(yīng)經(jīng)常注意洞固定檢測儀器位置、氣體濃度情況等，以此形成所有洞施工人員全員監(jiān)測有害氣體。2、培訓(xùn)專職檢測員進(jìn)展專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，取得前方可上崗，所有進(jìn)洞施工人員要經(jīng)過有關(guān)知識培訓(xùn)，合格前方可進(jìn)洞施工。3、監(jiān)測按有關(guān)規(guī)定對有害氣體進(jìn)展監(jiān)測，并對煤系地層和高含氣段地層，實行重點監(jiān)測，增加監(jiān)測斷面的密度。4、監(jiān)測數(shù)據(jù)整理分析在洞檢測的同時，做好各種有害氣體濃度變化的記錄，并及時匯總到組織指揮系統(tǒng)。對有害氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理分析，是指導(dǎo)隧道

14、施工、協(xié)調(diào)各工序間關(guān)系，確保施工生產(chǎn)在平安的前提下，能有序地進(jìn)展。 5、管理措施、檢測儀器專人保管、充電。應(yīng)隨時保證測試的準(zhǔn)確性，按各種儀器說明書要求，定期送地區(qū)級以上檢查站鑒定，日常每3天校正一次，對儀器大修送國家認(rèn)定機(jī)構(gòu)進(jìn)展修復(fù)。、每個檢測點應(yīng)設(shè)置明顯的記錄牌，每次檢測應(yīng)及時填寫在氣體檢測記錄表上，并定期逐級上報。六、監(jiān)測及數(shù)據(jù)整理分析一監(jiān)測頻率及位置因本隧道為非瓦斯隧道，因此監(jiān)測頻率較瓦斯隧道少，在圍巖變化時必須進(jìn)展監(jiān)測，同時每班監(jiān)測不得少于一次，遇有突發(fā)氣體時，每班可根據(jù)情況進(jìn)展屢次監(jiān)測，檢監(jiān)時每一百米檢測3個斷面，每個斷面測五個點:即拱頂、兩側(cè)拱腰處和兩側(cè)墻腳處,掌子面處應(yīng)多測幾點。

15、重點監(jiān)測的風(fēng)流和場地包括:開挖面回風(fēng)流、放炮地點附近20 m 以的風(fēng)流、局部坍方冒頂處、各種作業(yè)臺車和機(jī)械附近20 m 處以及隧道頂部局部凹陷有害氣體易于聚集處等;地質(zhì)破碎帶處應(yīng)及時檢查。二監(jiān)測數(shù)據(jù)整理分析瓦檢人員在洞檢測的同時,做好各種有害氣體濃度變化的記錄,并及時匯總分析，指導(dǎo)隧道平安施工，如遇特殊情況及時向值班負(fù)責(zé)人報告，以便采取緊急應(yīng)對措施。氣體檢測記錄表附后附表：迪慶州維西(塔城)至德欽公路改建工程茨中隧道工程 工程氣體檢測記錄表施工單位：核工業(yè)華東建立工程集團(tuán)公司 本表：監(jiān)理單位：省公路工程監(jiān)理咨詢公司檢測儀器:便攜式復(fù)合氣體檢測儀檢測時間部位檢測數(shù)值是否超標(biāo)一氧化碳CO硫化氫H2

16、S氧氣O2其他LEL規(guī)定限值：15mg/m3(12ppm),平安臨界濃度24ppm規(guī)定限值：15mg/m3(10ppm),平安臨界濃度20ppm規(guī)定限值：下限18.0%vol,上限23.0%vol規(guī)定限值：最高允許濃度為20%LEL,平安臨界濃度50%說明：1、硫化氫氣體濃度不得超過15mg/m310ppm平安臨界濃度20ppm；高原地區(qū)一氧化碳最高允許濃度15mg/m312ppm，平安臨界濃度24ppm；可燃?xì)怏w最高允許濃度為20%LEL平安臨界濃度50%。2、氣體濃度在標(biāo)準(zhǔn)圍時，每間隔1-2小時檢測一次,每個斷面測五個點：即拱頂、兩側(cè)拱腰處和兩側(cè)墻腳處,掌子面處應(yīng)多測幾點。3、當(dāng)氣體濃度超

17、過標(biāo)準(zhǔn)，沒有到達(dá)平安臨界濃度時，不連續(xù)檢測。4、發(fā)現(xiàn)到達(dá)臨界值或發(fā)生報警時，應(yīng)立即停頓作業(yè)。按相應(yīng)的應(yīng)急程序處理。施工單位檢測人： 平安監(jiān)理工程師：七、有害氣體綜合治理目前對隧道有害氣體的綜合治理，主要是采用超前探測、排放、通風(fēng)、防護(hù)、注漿止氣及氣密性砼封閉等方法對有害氣體進(jìn)展綜合治理。1、超前探測、排放利用KDL-3型防爆地質(zhì)雷達(dá)對開挖面至前方60m圍進(jìn)展超前探測，了解其地層構(gòu)造、含氣狀況，對探測出的裂隙發(fā)育、連通性好的含氣層或較大的氣囊，用ZY-150型鉆機(jī)進(jìn)展超前鉆探，對有害氣體進(jìn)展判斷，并通過鉆孔排放有害氣體。在隧道每個開挖循環(huán)作業(yè)鉆孔前，加強(qiáng)局部爆破鉆孔對開挖面前方5m圍進(jìn)展探測，判

18、斷是否有有害氣體逸出。 超前鉆孔的位置可根據(jù)巖層產(chǎn)狀確定：當(dāng)掘進(jìn)由煤層頂板進(jìn)入煤層時，超前鉆孔布置在隧道底部；反之，當(dāng)掘進(jìn)由煤層底板進(jìn)入煤層時，超前鉆孔布置在隧道頂部。采用5m超前鉆探工藝，防止了鉆機(jī)的頻繁移動，不中斷隧道的正常掘進(jìn)，簡便易行，事半功倍。同時由于科學(xué)布孔，最大限度的發(fā)揮了鉆孔作用。超前探孔還可兼做炮眼，節(jié)約本錢，提高成效。2、通風(fēng)通風(fēng)是降低有害氣體濃度、防止有害氣體積聚的最有效手段；通風(fēng)可以不斷向洞送入新鮮空氣，排出有害氣體和降低粉塵濃度，從而改善洞施工環(huán)境，確保洞施工平安和人員身體安康，提高生產(chǎn)效率。通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)經(jīng)歷及平安規(guī)要求，通風(fēng)量至少應(yīng)滿足以下要求：a、洞空氣含氧量不

19、得少于20%，并保證洞施工人員每人每分鐘能獲得4m3的新鮮空氣。b、粉塵允許濃度，每立方米空氣中，含有10%以上游離二氧化硅的粉塵必須在2mg以下。c、洞有害氣體最高允許濃度標(biāo)準(zhǔn)見表2。d、洞最小風(fēng)速：Vmin=0.25m/s。3、防護(hù)、在有害氣體含量高地段施工，作業(yè)人員必須攜帶個體自救器。爆破采用煤礦許用平安炸藥，非電毫秒起爆系統(tǒng)和電雷管引爆，洞人員全部撤離，洞外起爆。通風(fēng)后，先由救護(hù)人員帶滅火器、自救器及檢測儀進(jìn)入工作面，經(jīng)檢查無燃燒、無有害氣體涌出后再供電，待檢測各種有害氣體濃度降至平安標(biāo)準(zhǔn)以下后，才能開場施工作業(yè)。、洞不能停頓通風(fēng)，必須有備用電源。4、注漿止氣對有害氣體含量高地段，為施

20、工及營運平安，采用小導(dǎo)管注漿封閉周邊圍巖裂隙，防止有害氣體滲漏。使用42鋼管鉆梅花孔，管長5m ,沿開挖周邊以58外插角鉆孔，鋼花管插入孔，孔口用錨固劑堵塞縫隙，注漿用水泥-水玻璃雙液漿摻BR增加型防水劑，配合比為：水：水泥：水玻璃：防水劑=1：1：0.67:0.256,注漿壓力 0.70.9 MPa 。5、氣密性砼在瓦斯設(shè)防段，初期支護(hù)采用氣密性噴砼封閉瓦斯，二次襯砌采用全封閉復(fù)合式襯砌，模筑氣密性砼，氣密性砼滲透系數(shù)小于1010-11cm/s。6、防爆與防煤層瓦斯突出有害氣體防治,最重要的容就是防爆與防煤層瓦斯突出。防爆可通過加強(qiáng)通風(fēng)對洞瓦斯進(jìn)展稀釋，使其濃度降至平安濃度以下；同時采取控制

21、火源、使用防爆電器、防爆機(jī)械等手段實現(xiàn)。而防煤層瓦斯突出，必須先預(yù)測煤層是否具有突出危險，然后根據(jù)預(yù)測情況采取相應(yīng)的措施。在隧道工作面距煤層5m垂距時停頓掘進(jìn)，掌子面布置3個測壓鉆孔，測定瓦斯壓力和瓦斯涌出量。如瓦斯壓力大于1MPa或單孔涌出量大于5L/min時，必須采取防治突出措施，同時近距離布孔排放瓦斯，釋放瓦斯壓力；當(dāng)瓦斯壓力降至0.61Mpa或瓦斯壓力本身為0.61Mpa時，可采用遠(yuǎn)距離放炮或微震動爆破法揭穿煤層。假設(shè)瓦斯壓力小于0.6Mpa時，可正常掘進(jìn)。為了保證既能一次揭開煤層，又不致圍巖因過度震動而引起坍塌，應(yīng)結(jié)合掘進(jìn)在工作面進(jìn)展爆破試驗，不斷調(diào)整和修正爆破參數(shù)，使之到達(dá)最正確的爆破效果，并盡可能減少對圍巖的擾動。揭煤后應(yīng)及時支護(hù)，加固圍巖，以防坍塌；并盡快采用氣密性砼襯砌封閉，以防瓦斯?jié)B出。7、其它方法利用有害氣體的化學(xué)、物理特性，采取以下措施,也可降低有害氣體濃度。 、對H2S氣體，可向煤體或巖體壓送石灰水及化