淺談蒙華鐵路集義隧道瓦斯監測與安全管理

南沙

摘要：瓦斯爆炸的危害性極大，并具有一定的突發性。一旦發生爆炸，可以產生極大的沖擊波，隧道洞內甚至洞外人員、設備都將無法幸免，并會造成極大的人員傷亡和經濟損失。在集義隧道施工中，主要把瓦斯的預測、監測、通風、防止火源火種以及隧道防塌作為預防瓦斯安全管理的重點，通過采取有針對性的防控措施，從而有效保證隧道各工序施工處于安全受控狀態。

關鍵詞：高瓦斯隧道；施工安全；管理

1工程概況

蒙華鐵路MHTJ-10標集義隧道位于渭南市韓城市桑樹坪鎮境內，隧道進口里程DK482+698，出口里程DK498+115，全長15417m，設計5段共2528m為高瓦斯地段，由進口、出口及3座斜井8個工作面組織施工。3座斜井總長5177m（其中1#斜井1454m、2#斜井2080m、3#斜井1643m），4座通風豎井總長1314.57m（1號豎井234.87m、2號豎井475m、3號豎井330m、4號豎井274.7m）。

2集義隧道瓦斯施工難點及采取的措施

集義隧道圍巖以砂巖泥巖互層為主，斷層發育、深層煤氣有瓦斯溢出可能性，設計有5個段落共2528m為高瓦斯工區（位置在1號、2號、3號斜井工區），施工中有較大的安全風險。因此施工中采取了以下措施：

2.1按《鐵路瓦斯隧道技術規范》、《煤礦安全規程》和《防治煤與瓦突出細則》等規范規定組織施工，結合工程實際情況制定《瓦斯隧道施工安全專項方案》。

2.2對隧道內有害氣體采用超前探測排放、加強通風、防護、注漿止氣、設置隔離層及采用氣密性混凝土等方法，進行綜合治理。

2.3聘請行業瓦斯隧道施工專家進行全員培訓，成立隧道瓦斯防治專業小組，制定應急預案，措施到位，責任落實到人。

2.4配置瓦斯隧道施工的專業防爆設備及專業檢測人員，施工過程中分別用人工和機械對有害氣體進行嚴格檢測、比對，分析檢測數據，及時反饋現場指導施工、對施工工藝進行調整、優化，確保施工安全。

3集義隧道瓦斯檢測及自動監控

3.1集義隧道瓦斯采用自動監測與人工檢測相結合的方式，結果相互校核檢。

3.1.1人工檢測采用 20 臺 AZJ-2000 型甲烷檢測報警儀和 10 臺光干涉式甲烷測定儀。

3.1.2加強各瓦斯工區瓦斯檢測監測工作，針對工程實際情況，在各工區設置1套自動瓦斯監控系統，配備1名瓦斯監控系統維護人員和2名瓦斯監控系統操作人員，每個工作面配備3名瓦斯檢測人員。

3.1.3人工檢測形式以跟班作業的形式在隧道內進行實時瓦斯濃度檢測，每班的人工檢測員均采用光干涉式瓦檢儀負責巡回檢測整個工區瓦斯氣體濃度。

3.1.4當瓦斯濃度在0.5%以下時，瓦斯人工巡檢不少于 2 次/班；瓦斯濃度在0.5%以上時，瓦斯人工巡檢不少于 1 次/2h，檢查作業不得離開該工作面，瓦檢員必須落實“一炮三檢制”和“三人連鎖放炮制”。

3.1.5在隧道掌子面開挖、設備附近、瓦斯可能產生積聚、滲出的地點設置檢測點；在隧道超前鉆孔附近進行瓦斯檢測；在特批允許的洞內電氣焊接作業地點嚴格落實瓦斯檢測。

3.2在人工檢測的同時根據本隧道的特點在集義隧道進口區段，1#斜井及1號豎井區段，2#斜井及2、3號豎井區段，3#斜井及4號豎井區段，集義隧道出口五個工區各布置一套監控系統對現場檢測數據進行分析，形成瓦斯檢測日報，報相關管理部門。

4瓦斯段施工安全管理

4.1嚴格落實瓦斯隧道施工安全基本要求。

為了加強項目安全管理，施工前根據項目特點和工程情況，項目實行項目經理部和工區兩級管理，項目經理部、工區均配置滿足生產和質量安全等需要的管理部門及專職人員。明確各級人員的安全生產責任，制定安全目標及各項安全管理制度，制定并審批《瓦斯隧道專項施工方案》和《瓦斯爆炸安全應急救援預案》，成立監測小組。隧道現場施工時按照隧道內任何一處瓦斯濃度不高于0.5%的要求進行。當瓦斯濃度低于0.3%時可以正常施工，當達到0.4%時報警，當瓦斯濃度達到0.5%時停止工作、撤離人員、、切斷電源、加強通風待再次檢驗合格后方可施工。

4.2隧道瓦斯超前預報工作。

本隧道施工中采用了超前探孔、TSP等多種預報手段對掌子面前方地質情況和圍巖狀況進行探測，委托專業單位石家莊邦輝工程技術咨詢有限公司對集義隧道進行超前地質預報探測。根據瓦斯隧道地質分級表，探測后結合工程地質法對前方地質情況進行判釋。采用超前深孔鉆孔，探測并驗證前方地質狀況，每次搭接5m，每孔探測時應測量鉆孔瓦斯每分鐘涌出量、瓦斯壓力。利用彈性波判斷前方瓦斯的具體位置，采用洞內超前鉆孔探測瓦斯的含量及壓力，按《防治煤與瓦斯突出細則》進行煤與瓦斯突出危險性預測。

瓦斯突出危險性預測，以不少于兩種預測方法相互驗證。預測方法及要求參照《防治煤與瓦斯突出規定》、《鐵路瓦斯隧道技術規范》執行。

4.3隧道爆破作業施工管理 。

4.3.1集義隧道瓦斯地段采用臺階法開挖，在施工過程中嚴格控制超欠挖，減少擾動圍巖，實施光面爆破技術。每次開挖進尺控制在1～2m，必要時采用輔助施工措施，穩定掌子面，以確保安全施工根據隧道地質條件，Ⅱ、Ⅲ級圍巖段采用中深孔光面爆破，Ⅳ、Ⅴ級圍巖段采用淺孔微振動控制爆破。

4.3.2隧道瓦斯段施工按以下要求進行爆破：（1）瓦斯隧道爆破作業時使用取得產品合格證的3#煤礦炸藥和煤礦電雷管，并采用專用放炮器起爆，禁止采用普通導爆索或非電導爆管起爆。（2）瓦斯段施工采用專用放炮器起爆。（3）爆破前設立警戒將洞內所有人員撤離至洞外，并嚴格執行瓦斯隧道“三人連鎖爆破制”。

4.4加強隧道通風。

4.4.1集義隧道施工通風分為兩個階段，第一階段（豎井貫通前），隧道施工通風采用正洞口、斜井洞口壓入式通風，在獨頭通風長度加大、通風效果不佳時，增設射流風機加強通風。第二階段（豎井貫通后），進、出口通風形式不變，每隔500m增加射流風機（防爆型）。斜井工區軸流風機進洞（防爆型），經豎井取風，斜井排風，每500m設置射流風機（防爆型）加強通風。

4.4.2加強通風管理①項目部成立專業通風班組，負責通風系統的管理、維護工作，并定期測量隧道內的風速、風量、氣溫、氣壓等并做出詳細記錄，計算有效風量。②風管及時延接，并保證平直和接頭密封。確保風管口距開挖工作面的距離小于5m，風管百米漏風率不大于1%。被損壞的風管應及時拆換、修補。③通風值班人員要求認真審閱瓦檢記錄，掌握瓦斯變化情況，發現問題及時處理，并向調度匯報。④瓦斯工區施工時任意一處瓦斯濃度確保不大于0.5%。

4.5隧道機電防火安全管理。

集義隧道為高瓦斯隧道，隧道內固定電器和內燃設備均采用防爆型，運輸設備也進行了防爆改裝，對未經防爆改造的內燃車輛禁止進入隧道。火源管理從以下幾個方面進行了管控：

4.5.1禁止明火。①禁止在洞口、通風機房周圍20 m以內使用明火。②嚴禁攜帶煙草、點火物品和穿化纖衣服進洞；嚴禁攜帶易燃品進隧道。③隧道內禁止使用電爐或燈炮取暖。④如必須在隧道內從事電焊、氣焊和使用噴燈焊接時，要經過特批，每次制定有針對性的安全措施，提出動火申請，動火許可證報工區經理批準，并嚴格遵守《鐵路瓦斯隧道施工技術規范》有關規定。⑤禁止在隧道內存放汽油、煤油等。隧道使用的棉紗、布頭、潤滑油等，要求必須存放在有蓋的鐵桶內，并及時送至洞外，嚴禁亂扔亂放和拋灑隧道內。

4.5.2防止出現爆破火焰。①嚴格炸藥、爆破管理，隧道嚴禁使用產生火焰的爆破器材和爆破工藝。②隧道爆破作業，使用煤礦許用炸藥和煤礦許用電雷管，不合格或變質的炸藥不準使用。

4.5.3防止出現電火花。項目部安排兩名專業電工負責隧道的電路及電器設備安設，電路、電器的安裝。

4.5.4在隧道施工過程中，因不得已必須使用電焊、氧氣乙炔時，嚴格執行了瓦斯隧道動火審批制度。

4.5.5消防安全。①瓦斯工區在洞外設置了消防水池和消防用砂，水池中經常保持不少于100m3儲水量和一定的水壓。②瓦斯工區內設置了消防管路系統，作業區內配備了滅火器及消防設施，并保持良好狀態。

4.6建立應急保障體系。

瓦斯隧道施工風險極高，隧道施工堅持“安全第一、預防為主”的理念，對可能會發生風險的地段首先考慮人員安全。為了有效防止和減少事故發生所造成的損失，及時對事故進行施救，項目部編制了《專項施工應急預案》，建立健全了應急保障體系，嚴格按照預案進行資源配置，并做好培訓工作。按照應急預案要求，定期或不定期組織了應急演練，并形成演練活動總結。應急救援隊伍結合高風險工點及一定救援范圍進行了合理配置，并保持救援隊伍穩定。

5集義隧道瓦斯施工安全管理成果

通過采取有效措施對集義隧道瓦斯施工的安全管控，目前該隧道施工生產進度持續穩定，各項管控措施得以嚴格執行落實，全體參建人員的瓦斯隧道施工安全意識得到極大強化，得到了業主和地方安全生產監督管理部門的一致肯定與認可。

通過對該隧道瓦斯施工的有效管控，消除了事故隱患、防范了安全風險，為企業、為行業、為社會在瓦斯隧道施工領域的安全生產管理做出了積極的探索與總結，積累了一定的經驗。

參考文獻：

[1]班曉軍. 隧道瓦斯監測體系優化設計與安全管理分析[J]. 北方交通，2013，（12）.

[2]劉鋒. 公路瓦斯隧道施工技術探討[J]. 黑龍江交通科技，2013，（5）.

（作者單位：中鐵一局五公司）