低瓦斯隧道施工安全技術管理要點

文/孟祥虎 安徽省科興交通建設工程監理有限公司 安徽合肥 230000

1、工程概述

安徽省某隧道在全國有著相當高的知名度，為了打造這條重點項目，政府投入了大量的資金，工程師把這條隧道設計成一條獨立的隧道，經過數十年的實地考察，結合工程的地質報告，該隧道必須穿越劉家河8 段、9 段和10 段，河8 段為煤地層，其它段為煤層及煤系。為了項目的安全必須按低瓦斯隧道區組織施工。

2、低瓦斯隧道的安全系數

1）加強探測技術：采用國外先進的地質勘探技術,比如地質雷達技術等等，通過一系列技術手段，可以及時發現前方的地質情況，采用常規的檢測方法，及時發現煤層等復雜情況。

2）保證隧道的良好通風：選用風力強勁的風管送風，采用優質風管減少漏風；保證連續面送風，保證風機供電。編制了詳細的通風方案。

3）加強瓦斯檢測：隧道瓦斯檢測采用自動瓦斯監測系統與人工檢測相結合。編制了詳細的《氣體監測檢測程序》。

4）無論高瓦斯區和低瓦斯區是如何劃分的，當穿越煤層>0.8m 時，應提前預測好煤與瓦斯的危險性，并根據實際的預測結果確定施工方案。因此，在組織人員對隧道進行施工時，進出口工作區的施工量約為建筑面積的一半，為1650m左右，兩個工區左右線的施工被平均分配，中間有一條連接通道。若開挖過程中出現瓦斯濃度過高現象，工程師應根據實際情況設置隔爆設施。

3、低瓦斯隧道施工技術的指標

3.1 瓦斯隧道通風

隧道外的新鮮空氣通過左線射流風機等一系列通風設備的傳輸，離開射流風機軸流風機導風面（車輛類型通道右側隧道外）。見通風系統示意圖如圖1所示。

圖1 通風系統示意圖

根據隧道內同時作業人數，可以確定最多的人員所需的瓦斯排放量和通風量，將一次裝藥產生的有害氣體減至允許濃度所需的通風量。同時在隧道內使用內燃機。

機器產生的有害氣體被稀釋到允許濃度所要求的通風量，最大值作為隧道施工面的空氣需要量。最后，對煙氣除塵的最小風速進行了校核。（1）根據氣體排放量。（2）根據人數最多來計量。（3）根據最小風速。（4）根據炸藥數量。（5）根據同時在隧道內工作的柴油設備計算。根據計算的結果可以得知，按同時工作的柴油機設備計算所需的風量。根據設計風量和通風阻力計算結果選擇風機，一臺維持正常運作，一臺備用以便有意外情況發生，自動配風裝置分別與兩臺風機相連（自動配風裝置直徑等于風缸的使用直徑，長度為10m，采用自動配風裝置相當于氣缸的使用）。風道由雙后壓邊板連接。掘進工作面送風采用140mm 防靜電阻燃風管。為保證掘進工作面連續送風，要求風機設三路專用電源，備用風機設自動電源，自動切換。

3.2 氣體監測

瓦斯監測無疑是瓦斯隧道施工的主要步驟，是保證施工穩定的必要保證。參照瓦斯隧道施工規范和綜合工程技術水平，在隧道施工過程中，工程師根據瓦斯監測區域進行實際劃分。采用人工與自動相結合的監測方法，全面掌握了該區的瓦斯情況。氣體探測孔可作為直徑89mm 的先進水探測孔。當測量氣體壓力>1Mpa 或當單孔瓦斯涌出量大于5L/min 時，應在涌出孔附近增設鉆孔，釋放瓦斯、天然氣等有害氣體。低瓦斯區每班檢查2-3 次，每段檢查5 個點，即拱頂、兩側拱腳、兩側墻腳距隧道周邊20cm。氣體、二氧化碳和其他有害氣體應在這五點檢查。每個周期包括89m m 的超前鉆孔、45m/周期和50m/孔的檢測。掌握和收集鉆井過程中的氣體動力學現象。

3.3 瓦斯隧道爆破作業

打井用的是濕鉆。裝藥由正向的連續裝置構成，電雷管只能通過藥筒頂部進入，所有槍管都用炮泥堵住并壓實。電雷管只能采用串聯方式進行連接，隧道低瓦斯區具體的開挖過程如下：測量放樣前進行超前支護，以便進行鉆孔裝藥等操作，當通風瓦斯當濃度檢測<0.5%時，必須對水荷載巖石進行灑水，隧道采用毫秒電雷管，嚴格控制延期的時間，確保不會引發大規模的瓦斯爆炸，不允許使用二秒或半秒延時電雷管。由于二次延期雷管或半次延期雷管的間隔時間長達1s 和0.5s，很容易引爆瓦斯、煤塵。瓦斯、煤塵爆炸危險區域應使用防爆電容雷管。

3.4 自動監測報警系統

在氣體的自動監測系統中，探頭是非常重要的。它不僅需要自由懸掛在表面，還需要放置在第二層襯里拱頂下300 毫米處。當氣體濃度超過0.75%時，報警器響起并自動切斷電源。如果施工現場屬于高瓦斯環境，還應配備高濃度瓦特檢測儀，以提高檢測結果的準確性。

3.5 隧道洞口施工技術

巖石開挖前，應事先在洞頂設置截水溝和相關的給排水系統。在施工過程中，隧道洞口的開挖也應并入隧道洞口路基的土石方施工中。根據有關的設計標準，及時處理路基邊坡和洞口。針對現場不同的地質條件，有必要采取邊坡加固和上坡加固措施。當處于軟土中時，應在施工過程中進行嚴密的監測，充分了解其穩定性。洞口及洞室開挖時，應事先在洞頂設置截水溝，以排除坡地積水。對于隧道進口段，土方開挖應嚴格按開挖順序進行，自上而下順序進行，每層開挖深度應達到2m 以上。此外，開挖過程中應立即進行噴錨噴混凝土澆筑，以提高邊坡的穩定性。

3.6 隧道開挖

為全面提高隧道支護結構的承載力，應首先進行隧道仰拱施工。此時應做好隧道底部的填筑工作，再進行襯砌施工。在此基礎上，可以降低隧道內部結構的損傷程度。倒拱區的施工應以大段的模板為地基，在澆筑過程中應按照中間到兩側的先后順序，不能中斷澆筑，以免出現中間中斷現象。施工結束后拆除仰拱時，應將隧道底部填滿。自卸車在運輸過程中需要經過棧橋。

結論：

綜上所述，低瓦斯隧道的建設是交通網絡大規模擴張的普遍情況。與普通隧道施工相比，其風險更大。因此，施工中應采取安全防護措施。通過改善通風性能，開展瓦斯檢測，優化防爆機理，為瓦斯隧道施工順利進行創造了更安全穩定的環境。