瓦斯隧道施工安全管理控制关键点分析

瓦斯隧道施工安全管理控制关键点分析

陈松

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：如果隧道项目要穿过岩性相对比较薄弱的煤系地层或者是处在瓦斯煤层高压力赋存的时候，瓦斯气体就有可能从隧道里面渗出，这种情况即为瓦斯隧道。一般来说瓦斯发生的时间、体量、持久时长都不是瓦斯隧道出现地关键原因，在现实工作中，瓦斯隧道事故出现的频次也不多，不过一旦有瓦斯事故地出现，这由此引发的损失是不可估量的。对此，本文将针对瓦斯隧道施工安全管理控制的几个关键点展开了详细地阐释。

关键词：瓦斯隧道；安全管理；隧道施工；控制路径

1引言

如今在我国社会日益进步的大趋势下，伴随逐步攀升的交通运载数量，我国的隧道工程项目的效用显得日趋显要。建造期间其隧道需要穿过地下的瓦斯富集区的情况是常见的，所以相关工作人员不仅要对一般性的操作控制要点进行考量之外，还要重视隧道施工中的瓦斯防治环节。因为当前有关于瓦斯隧道施工的技术规范还不够完备，这就造成施工期间对煤矿行业工法和标准等进行生搬硬套，在隧道项目管理上出现无序的现象，以上不但会延长工期以及增加不必要的开支，而且还会威胁隧道施工人员的生命安全。对此，务必要使用先进技术和新型的管理手段予以防治，以确保瓦斯隧道的工作安全，把危险系数下降至最小。

2瓦斯隧道施工存在的危险点

2.1瓦斯窒息

瓦斯当中含有大量的甲烷气体，其无色无味而且没有毒性，但是可以燃烧。一般情况之下空气中的氧气浓度大概占20%，如果空气中突然渗透进了超量的瓦斯气体，那么氧气的浓度会下降。通常来说，氧气的浓度下降至仅有12%，而此时瓦斯的浓度上升到43%的时候，人体就会感到无从适应，表现为呼吸急促且难受。更严重的是，氧气的浓度下降到9%，而瓦斯的浓度上升至57%的时候，在极其短暂的时间内人就会有突然窒息而亡的风险。由此可知，在隧道的施工环境之下，瓦斯窒息已经成为了瓦斯隧道施工安全管理中不可忽视的危险点之一。

2.2瓦斯爆炸

特定的引火温度、氧气含量以及瓦斯含量是造成瓦斯突然爆炸的条件，瓦斯爆炸时的浓度通常浮动于5%到16%之间，瓦斯与氧气完全进行化合反应的浓度是9.5%，此时也是爆炸强度最大的时间点。一般瓦斯引火时的温度为650℃至750℃之间，在搭线时所出现的火花、人为吸烟甚至是物体之间的相互摩擦都是造成瓦斯被引燃的诱因。究其根源，瓦斯积聚是引发瓦斯爆炸的主要原因。瓦斯积聚即指在隧道工作面或者其他区域，体积在O．5m3之上的空间内积聚瓦斯浓度超过2％的现象。引发瓦斯积聚的主要诱因有以下几个方面：第一，隧道口通风机经常性地停止运作。隧道内挂风筒、补风筒、移台车等因素造成通风机暂停运作极易引起瓦斯积聚；其次，风筒被破坏且未能及时更换或者缝补，造成风筒出现严重地漏风问题，亦或者风筒距离掌子面太远，长达50米到60米之间；第三，风机低速运转使得隧道里的风速缓慢。风速有时只有0.09m/s；第四，通风系统不完备。不能做到规定串联通风、扩散通风、无风或微风作业；第五，瓦斯涌出出现障碍。断层、褶曲或地质变化带容易有大量的瓦斯迸出。

值得注意的是，突然爆发时的瞬时温度可以到达2650℃，这诱发的冲击强度会严重地冲击器材装置甚至造成人员受伤，与此同时，爆炸后燃烧后的许多一氧化碳和二氧化碳等毒性气体还会造成隧道中工作人员窒息或者中毒。

2.3煤（岩）及瓦斯突出

煤巷或隧道在挖掘的期间极易造成煤（岩）及瓦斯突出的事件发生，这一非正常动力问题呈现为大批量的煤（岩）及瓦斯向隧道空间突然涌出，这是瓦斯压力及地应力合力导致的。突然涌出的大量破碎岩土会在一瞬间内掩埋在隧道中工作的施工人员，其中伴随着地大量瓦斯气体，还会造成人员的呼吸困难，有着不可估量的危险。

3瓦斯隧道工程案例分析

3.1隧道工程概况

以某一条分离式隧道作为案例予以解析。这条隧道左线直径为3.72千米，而右线直径为3.63千米，埋深的最大值大概为465米。前期勘测期间没有察觉有瓦斯出现，所以在前期工程规划时将这条隧道当作无瓦斯隧道。但是在实际操作中，即对右线开展施工的时候，突然涌现出了大量瓦斯，经过专门的检测之后，此次瓦斯的涌出量已经高达0.45m3/min，已经严重地影响到了隧道施工的安全性和开展的进度。所以，为了防止安全事故的出现，保证隧道项目施工顺畅地开展，务必要迅速地提供并认真地执行相关的安全管理措施。

3.2技术措施

3.2.1隧道划分与分层

由于瓦斯在施工期间外渗的情况和具体的渗透数量的不同会对项目的安全造成不同程度的危害，因此相关工作人员首先要在明确其隧道为瓦斯隧道之后就开展严格的等级划分工作。当前有关的技术规范表示，瓦斯隧道一般可以划分成三类：低瓦斯、高瓦斯和瓦斯突出。在这里面低瓦斯和高瓦斯可按照具体涌出量给予相应的判定，即：涌出量在0.5m3/min范围之内时被称为低瓦斯隧道；而涌出量超过0.5m3/min的情况则是高瓦斯隧道。此次施工掌子面提供了监测探头，对隧道里瓦斯的状况进行实时监察。1号探头和掌子面有10米的相隔，2号探头与掌子面相隔20米，从涌出点启动进尺，一次进尺完毕之后，再监测一次瓦斯浓度，其监测结果如下，表1。

表1瓦斯浓度监测结果

由上表可以看出，当通风效果较好的时候，第二次进尺时的瓦斯浓度达到其顶值，因此可以此时的检测数据作当作凭证。依照这一数值，可以再进行计算获取这条隧道瓦斯涌出点的具体涌出量。经过监测及计算之后，此隧道的最大涌出量大概是4.71m3/min，大大超过标准要求的0.5m3/min，所以能够明确其隧道是高瓦斯隧道。

3.2.2浓度评测

在隧道项目实施的过程中务必要对隧道里的瓦斯状况有一个系统性地掌握和认知，由此可以熟知瓦斯一般布局的区段，防止由瓦斯引起的事故出现。由于瓦斯质量比空气轻，同时具有向外扩散的特性，因此当风速还没有到0.25m/s的时候，就会在死角或顶部迅速地集中。所以，相关的隧道检测人员要特别检查这些位置。根据上述要求，该隧道需要在如下方位预防：开挖施工面、机电装置周边、暂时停止通风的位置、开挖20m内的进风侧或者回风侧。在每日的瓦斯检测环节里，还需要使用多元化的手段，比如说巡回检查、预设自动报警设备和便携型的报警设备等等。因为瓦斯评测需要实时地进行，所以要启用轮班制的模式。一旦评测时察觉瓦斯的浓度大于0.3%，就不能够离开施工面，增强检测频率；而一旦高于0.5%的状况之下，通风机组的有关施工人员要加速通风，同时撤出该区域，在检测后结果重回到安全范围的时候，才可以进入检查。

3.2.3隧道通风

在隧道施工的期间，务必要注重隧道通风工作，利用通风的方式尽可能地把瓦斯浓度下调至最小值。具体来说，首先，择选合理的通风手段。该隧道通风一般采用压力式通风，而且各个施工面都要还要进行独立式通风，严禁不同施工面实施串连式通风。其次，在机械装置上予以严格的把控，该隧道拥有功率115kW，单位时间能够传送1550~28600m3风量的风机，风管长度大于1.5m，同时具备一定程度的阻燃及防静电的性能。不仅如此，相关施工人员要对风管开展日常性的检测，防止其出现短路等非正常状况。最后计算风量。设计风量就是按照预防瓦斯集中的风速最小值、施工人员人数、爆破施工通风状况等予以计算后获得的最优风量。从隧道具体状况来看，其风速为0.51m/s，超过标准要求的0.21m/s，拥有迅速通风的基础，可以实现隧道安全的保障要求。

4瓦斯隧道施工安全管理控制的关键点

4.1优化进洞管理工作

隧道工作人员进入隧道之前需要在洞口值班室进行记录，同时要接受检查，自觉遵守进洞管理的规章。具体来说，运用点名进洞的手段，认真实施进洞挂牌、出洞摘牌的有关规范条例；隧道里严谨人员私自携带火柴、打火机等易燃物件，不能穿着化纤制成的衣服；当有报警指示之后人员务必要严听指令，安全撤离；按照隧道管理相关条例，参观者或者实习者务必要先对瓦斯安全知识有所认知，并且保证遵守安全条例方可进入；洞内要进行电焊施工的时候务必要首先取得安全管理者以及瓦斯检测工作者的审核批准方可进入，同时在施工期间，瓦斯检测工作者要在现场监督。

4.2重视瓦斯监控的配置

对于瓦斯自动报警仪以及远程监控机制，要针对隧道里瓦斯浓度实施无间歇式的检测。对“一炮三检”规章要严格地实施，安放较为显眼的瓦斯记录牌。瓦斯检测中心还要完成好瓦检仪的按时检查以及瓦斯检测与危险性考量的工作，同时还可借用通风防爆室对瓦斯检测和通风环节进行进一步地强化。不管是瓦检员还是管理工作者，都要严格地执行自身的本职任务，对安全方面的防范不可大意及时发现异常，迅速合理地解决问题。

4.3完成好地质预报工作

考虑到不良的地质体发育等复杂状况对整个施工项目的影响，施工队伍可以在施工现场做好超前地质的预报工作，针对于预测开挖工作面前方位置范围内的水文地质状况、瓦斯浓度和工程地质情况，使用地质雷达以及TSP相综合的手段在第一时间内对挖掘过程中地质状态变化提供预报，这就可以更好地完备施工方式及各项预防方式，保障隧道施工有条不紊地开展。

5结束语

综上所述，以上所谈及的安全管理控制的关键点有效确保了瓦斯隧道的施工安全，表明了想要确保瓦斯隧道工程的顺利进行，相关管理者务必要综合技术和施工管理多方面条件的考量，只有这样才可以在最大程度中减轻安全隐患，把事故发生的可能机率放至最小。

参考文献：

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[2]李绪永.瓦斯隧道施工安全管理及控制分析[J].山东交通科技，2017（05）.

[3]闫红光.浅析雅康高速天河瓦斯隧道安全施工管理要点[J].江西材，2016（6）.