高速公路隧道施工瓦斯段通风技术控制的应用

高速公路隧道施工瓦斯段通风技术控制的应用

赵永堂

赵永堂

四川公路桥梁建设集团有限公司公路二分公司四川双流610200

摘要:在高速公路有关隧道进行施工的过程中，为了保证施工过程的安全与顺利进行，就不要以施工条件作为主要依据来制定有关施工方案。其中，瓦斯通风技术作为高速公路隧道施工过程中的一个环节，具有十分重要的作用，不仅可以降低在隧道内瓦斯爆炸事故的发生率，而且可以保证隧道施工的安全性。因此，本文通过对相关实例的分析，对高速公路隧道施工瓦斯段通风技术控制的相关应用进行了一定的研究，希望能够为后续相关工作提供参考和依据。

关键词:高速公路；隧道施工；瓦斯段；通风技术控制

1.引言

众所周知，我国有很多地区的地质条件是相当复杂的，因而在建造高速公路的时候需要应用到隧道技术，相应的，对于施工技术也提出了更高的要求。对于高速公路隧道来说，其一般建设在地下，具有一定的隐蔽性，此外，隧道通过的地区通常还具有比较复杂的地质条件以及地形条件。隧道建设的地点属于山脊，对于山脊地区而言，其通常会存在着诸如煤炭、瓦斯以及天然气等矿物，这一现状也在一定程度上增加了施工人员的工作难度。如果在进行高速公路隧道施工的过程中没有能够很好的处理好瓦斯，那么将会造成瓦斯爆炸等后果，不但会给高速公路隧道建设的效率产生不良影响，并且会危及作业者的生命安全，严重者甚至会造成重大生命危险。

2.瓦斯通风应用技术在高速公路隧道工程中的主要意义

建设高速公路具有十分显而易见的意义，不仅是可以提高物资运输的速度，而且还可以进一步促进两地的文化交流。特别是对于西南地区的一些山岭地区，不可避免的需要进行长隧高桥的建设。在山岭隧道不断发展的形式背景下，有关施工队伍对瓦斯通风技术也有了更高的要求。为了能够避免出现煤层与煤田的穿越现象，我们就必须进一步提高瓦斯通风技术。如果是必须穿过的情况，为了能够保障施工人员的生命安全，降低隧道施工给相关工作人员身体以及心理等方面带来的威胁，就必须做好对瓦斯的通风控制，降低隧道空气中的瓦斯浓度，在提高相关意识的同时采取合适的通风技术手段，在科学瓦斯通风技术计划的指引下，有效提升隧道的建设水平。

3.隧道工程地质条件的实例分析

某高速公路隧道，左右幅的长度具体为2.42km、2.37km，隧道的架构运用的是复合型衬砌，施工依托的原理是新奥法原理。之前的设计中隧道应当归属于“低瓦斯类型隧道”，隧道通过强风化煤系地层内部，具有十分复杂的地质条件。隧道开工的时间是2016年4月份，以图纸以及相关规范要求为主要依据对隧道进行施工与安全设防。到2016年11月份的时候，该隧道发生了瓦斯燃烧事故。后来经过设计院以及相关研究人员在现场的测量以及研究，将该隧道由之前的“低瓦斯类型隧道”界定成“高瓦斯类型隧道”，指出应当依照高瓦斯类型隧道进行相应的安全防范施工。

以该隧道的地勘资料为主要依据，可以知道该隧道井口所在地处于强风化煤系地层中，部分位置具有部分瓦斯。通过此隧道超前估测报告可知，掌子面围岩岩体节理裂隙发育。而且通过监控能够发现掌子面周边的拱顶处有瓦斯外溢。于拱顶位置的瓦斯浓度而言，左幅的瓦斯浓度为4.1%，拱腰位置在0.21～0.29%范围内，边墙在0.13～0.19%，掌子面以外5m瓦斯的浓度在0.05%～0.09%范围内。应当指出的是，超前探查的范围是受制约的，为此为了确保作业安全，应当即时开展好超前探测有关工作。

4.瓦斯隧道相关的基础知识

瓦斯作为一种混合气体，主要包括以下几种气体：其一是甲烷；其二是乙烷；其三是硫化氢等等。瓦斯的主要特征有：没有颜色、没有气味、不助燃和无法呼吸等。通常状况下，在隧道中瓦斯会集中在顶部，为此假如碰到火源，瓦斯将极有可能发生燃烧甚至是爆炸事故。在进行瓦斯隧道施工的过程中，经常会发生以下一些突发的危害：其一是巷道坍塌；其二是煤尘以及瓦斯爆炸；其三是瓦斯岩石突出；其四是煤压出以及煤顺出等等。如果在隧道施工的过程中出现了上述问题，就需要提前勘测好以下内容：一是危险源；二是危险事件；三是危险特征等，以便于做好风险级别判定工作。只有这样做，才能够有效避免出现上述事故，进而保证经济上的收益和施工人员的安全。

5.瓦斯通风技术在高速公路隧道工程当中的具体应用

5.1明确隧道的通风标准

相关工作人员应该对隧道施工的以下内容进行一个提前的了解和掌握：其一是隧道的具体施工位置；其二是施工地点的地质条件；其三是看隧道施工的环境是否符合有关安全规定。接下来，应该检测施工现场的空气含氧量，保证其含量在20%以上。并且在进行施工的过程中，在装药爆破的时候应该保证隧道内的瓦斯浓度经过通风后在1%以下。如果浓度超过该数据，甚至达到1.5%的时候，就需要提前做好防火以及防爆炸工作，并将所有人安排到安全的地区。除此之外，隧道内部的温度以及噪声等都需要符合国家相关标准，即温度在28度以下，噪声在90分贝以下。对隧道进行通风的量应该保持每一个人4立方米/分钟的空气，保证通风速度在隧道内部达到1米/秒，防止出现瓦斯在一个地方密集的问题。

5.2规避隧道瓦斯风险

在高速公路隧道建设期间，应当对建设地区的地质状况与岩性状况进行深入地了解。且开展好隧道瓦斯风险的防范和有关测量工作，科学设计隧道的通风系统，确定通风的风速以及风量，并选择合适的风管以及风机。假如风管和风机产生了异常，会致使隧道通风体系无法正常工作，进而出现瓦斯浓度超标的问题，因此相关工作人员应该对其进行定期的检查。在实际隧道施工的过程中，通风方法的选择应该以隧道的实际通风需要为依据进行。例如瓦斯浓度降低就可以选择局部通风的方法。并且如果在施工的过程中出现了瓦斯的泄露问题，就必须将全部的火源消除掉且切断电源，有效提升隧道通风水平，将全部作业人员撤离。另外，为了确保隧道通风体系平稳运行，保障施工人员的生命安全，还需要做好下述工作：其一是对隧道通风体系加以定期养护；其二抓好通风管道设施的日常检查、定期检查等有关工作；其三是扫除设施的安全风险。

5.3对隧道通风的质量进行测定

在测定隧道通风质量的时候，首先应该对隧道内部的原有风速进行一定的了解，将风表的指针归零，放置在隧道内的迎风处，与风向保持垂直。在风表翼轮的转动处于匀速状态的时候读取指针的指数，作为风速的记录。与此同时还应该对断面位置的风速进行三次以上的测量，保证三次测量的结果误差在5%以内，并以断面的风速作为依据进行隧道截面积的计算，并做好相关的记录工作。然后是通过瓦斯监控系统，利用通信测试的方法完成下述操作：其一是对于瓦斯管道的检测；其二是闭锁风电瓦斯；其三是断点仪的操作。而对于地下分站风速的测量以及瓦斯的检测则可以通过配备传感器的形式进行，并在检测隧道内部整体环境的基础上，建立相关的数据传输通道和网络，对隧道进行整体的布局以及管理。对于瓦斯的检测工作以及风速的检测效率等，可以通过远程瓦斯超限报警系统的应用加以提高。

5.4在高速公路隧道施工中通风技术应用的重要性

在高速公路隧道施工的过程中，瓦斯通风技术的应用可以让相关的施工单位对于断面进行全方位的监测，并对储层中的瓦斯实际含量进行详细

（下转第395页）的了解。通常情况下，二次探孔的位置是在掌子面距离探孔约10米的位置处，并且每一次探孔的深度应该维持在大约30米。对于隧道内部瓦斯的浓度则可以通过甲烷探测设备进行测量，并结合相关的检测数据为基础进行实际的隧道施工。在进行隧道施工的时候，可以选用的瓦斯传感器主要是KG9701瓦斯传感器，这种传感器不仅可以同时检测隧道内部瓦斯的浓度以及实际的环境，而且还能够帮助工作人员对隧道内的气体进行动态的调节。JENNIC-5139通信控制模块是现阶段应用最多的通信控制系统，可以将隧道内部气体的含量传送给相关的工作人员。在隧道通风系统中实现可视化以及数字化，不仅可以在一定程度上提高相关工作人员的工作效率，而且还能够有效的避免一些隧道风险和事故，保障工作人员的生命安全。除此之外，对于相关的隧道施工团队来说，他们应该建立比较专业的隧道安全检测团队，做好对于隧道质量安全以及相关通风系统安全等的检测以及维护工作，保证隧道施工的安全性。

6.结束语

综上所述，我们可以知道为了能够更好的保证高速公路隧道建设的安全性，就一定要提早对隧道建设过程中或许产生的风险进行详细的预估，并最好相应的预防措施，并最终以隧道的实际情况作为主要依据制定合理、科学的施工方案，对隧道内的瓦斯气体进行排放。为了能够更好的做好这方面的工作，我们就需要在结合前人经验的基础上，进一步研发更好的通风技术，从而更好的促进高速公路隧道施工进行的安全性以及隧道施工的工程质量。

参考文献:

[1]袁帅.特长铁路瓦斯隧道施工通风优化及安全控制技术研究[D].西南交通大学,2017.

[2]常艳花.瓦斯通风技术在高速公路隧道施工的应用研究[J].建设科技,2016(8):108-110.

[3]王中秋,陈洪彬.瓦斯通风技术在高速公路隧道施工中的应用研究[J].山西煤炭,2013,33(9):79-80.