瓦斯隧道安全五大系统应用技术介绍

瓦斯隧道安全五大系统应用技术介绍

王浩,赵紫龙,王雷,宋益帆

中建八局西南建设工程有限公司  四川  成都  610041

摘要：公路瓦斯隧道施工作业环境恶劣、地质条件复杂、施工工序繁琐，一旦发生隧道坍塌、瓦斯爆炸等事故，将会对作业人员的生命安全造成巨大的威胁。为有效降低瓦斯隧道施工安全风险，通过对“瓦斯隧道安全五大系统”的研究分析，对隧道施工安全管控提供参考。

关键词：瓦斯隧道安全五大系统；隧道施工安全

0引言

基础设施建设是推动国民经济建设的基础，随着国家经济的迅速发展以及对促进山区经济建设的需求，高速公路建设的需量也在不断增加。面对山区地形的复杂多变，为有效改善路线技术指标、缩短行车路线及时间，有效提高运营效益，高速公路隧道建设逐渐成为优选方案。然而面对隧道施工作业环境恶劣，地质条件复杂，施工工序繁琐等不利因素，伴随的施工安全隐患也极为突出，尤其以瓦斯隧道施工安全风险更为突出。

1 瓦斯隧道安全五大系统

瓦斯隧道安全五大系统，包括门禁系统、人员定位系统、视频监控系统、有毒有害气体及风速监测系统、应急通讯系统。该套系统的运用大大降低了瓦斯隧道安全管理的难度，有效实现了数据信息的实时监测和信息传递。

1.1门禁系统

门禁系统集隧道施工人员考勤、工时统计、非法闯入、日常管理等功能于一体，是保障非施工人员、危险物品禁止进入施工区即施工作业车辆进出洞管理的有效屏障。其由人行通道和车行通道两部分组成，实现人车分流管控的目的。人行通道由人脸识别系统及人行道闸两部分组成，作业人员提前在系统中录入个人信息及人脸图像，经信息核查无勿后方可进入施工区，实现人员进出实名制管理。车行通道由车行道闸及车辆识别系统构成，提前录入车辆信息，避免非隧道车辆进入施工区。同时闸道旁设置值班室，内设保安，主要对人员进出洞进行登记、收缴违禁品，严禁违规车辆进入隧道，实现人员、车辆进出双重管控。

1.2人员定位系统

人员定位系统由人员身份标识卡、本安型基站以及本安型读卡器组成，是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工现场监测系统。

施工现场作业人员、管理人员及外来人员在进洞前均需佩戴人员定位标识卡，标识卡主要装设在安全帽一侧或反光背心衣兜中，可对隧道内人员姓名、数量、所处位置进行精确定位，并将信息显示在LED显示屏上，便于监控人员对洞内人员实时监控，并保证人员进洞签字表登记人员、定位系统显示人员、洞内实际人员三者一致，实现多重把控。当突发安全事故时，救援队伍可根据系统显示信息及时确定洞内人员被困情况，并迅速展开救援工作。

1.3视频监控系统

视频监控系统主要由视频软件及相关驱动程序、监控探头等组成，监控探头主要设置在开挖台车、二衬台车、洞门口三处，实现对隧道施工过程的24小时监控，协助管理人员随时掌握洞内施工情况，合理的进行作业调度并对施工区险情进行分析，确保隧道内施工作业安全。

瓦斯隧道视频监控系统由四大子系统构成，包括视频摄像子系统、图像传输子系统、输出子系统、中央控制子系统。其中洞内摄像机选用矿用枪型防爆摄像头，安设于施工作业主要点位。完成对监控范围内人员、车辆、作业环境的信息采集。考虑到瓦斯隧道施工环境恶劣、污染大、腐蚀性强的特点，采用同轴视频监控电缆将视频信号传输至主监控台。控制子系统是整个系统的核心部分，控制中心将控制信号送至摄像头附近的“终端解码箱”，解码箱将编码控制信号解出，成为最终的控制指令，从而实现对摄像头及其辅助设备的控制。监控数据存储实现现场施工情况实时传输，视频录像随时调阅，24小时视频不间断录制，数据储存时间不小于1个月，系统自动保存监控数据，人工删除数据须通过管理员权限验证。

1.4有毒有害气体及风速监测系统

有毒有害气体及风速监测系统由传感器及控制器、分站、中央数据处理器和LED显示屏组成。有效实现对瓦斯隧道有害气体及风速的24h全天监控，并将数据信息实时反映在LED显示屏上，帮助现场管理人员随时掌握洞内气体、通风情况。

瓦斯隧道安全隐患风险高，洞内有毒有害气体主要包括甲烷、一氧化碳和硫化氢等，为有效实现有毒有害气体的实时监控，瓦斯隧道管理中采用自动监测系统与人工检测相结合的方式，实现24h自动监测，高（低）瓦斯隧道每2h进行一次人工检测。其中有毒有害气体及风速自动监控系统与报警、断电系统联动，包括主控计算机、分站、瓦斯传感器、风速传感器、远程断电仪、报警器等设备。瓦斯传感器、一氧化碳传感器、风速传感器主要设置于掌子面、二衬台车、距出风口20m的拱顶以下25cm处及其他有害气体易积聚点；硫化氢传感器悬挂于掌子面、二衬台车距地1.2-1.5m处。主控计算机根据管理要求设置上限（下限）预警值，当隧道内瓦斯浓度高于0.25%时，作业人员携带的便携式瓦检仪及洞内各点设置的瓦斯传感器将发出声光报警，当浓度大于0.5%时，主控计算机将实现洞内电源的切断，并对相关数据进行存储，作业人员在听到预警时及时、有序的撤离至洞外，并由专业人员排查原因，制定处置措施，待有害气体数值恢复至标准值时，方可恢复作业。为确保监控系统的运行有效，每月对其系统进行检查、校正，甲烷传感器等采用载体催化原件的检测元件，每7d使用校准气样和空气样调校，风电、瓦电闭锁试验每7d进行1次。

目前，有毒有害气体及风速监测系统已较为完善，但自动监测数据的精确度还需进一步提高。面对隧道内施工的恶劣环境，各类传感器的检测精度也会受到一定程度的影响，所以在管控中仍不可放松人工检测。自动监测与人工检测相辅相成，方可确保瓦斯隧道施工作业的安全，避免出现因监管不到位而造成不可逆的后果。

1.5应急通讯系统

应急通讯系统是隧道施工中一旦出现安全险情时，施工人员能够快速便捷的进行救助报警的系统，包括应急电话和应急广播两部分。考虑到隧道内通讯信号差，洞内通讯主要采用有线电话，安装于仰拱至掌子面地段，保证与值班室人员实现洞内外双向通讯。同时现场作业班组长各配备移动对讲机及时与洞外人员取得联系。应急广播设在二衬台车前方10m范围内，保证在紧急情况下，值班室值班人员能够迅速通过应急广播传递预警信息。应急通讯系统的运用，为隧道施工安全提供了保障。

2 结论

现阶段，我国瓦斯隧道安全管理已构成比较完整的体系，五大系统的投入运用，一方面为瓦斯隧道安全管理提供了技术支撑，为施工作业人员的人身、财产安全提供了保障，极大的降低了瓦斯隧道事故发生的概率；另一方面，瓦斯隧道五大系统的使用可有效节约管理成本，据统计，在德会高速TJ2标段的隧道施工中，未使用五大系统时单条隧道人工费用支出约需768000元，使用隧道五大系统实际支出720000元，可节约成本48000元。

参考文献：

［1］徐建华,王星,周永军,张国良,丁小鹏. 隧道安全施工管理控制要点[J]. 云南水力发电,2021,37(04):202-205.

［2］王剑峰. 山区高速公路隧道安全管理“五大系统”的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版),2016,12(01):119-120。

［3］黄桌然. 我国瓦斯隧道安全管理现状及发展[J]. 建筑安全,2021,36(07):42-45.

作者简介：王浩  男  1998.1.28  本科  助理工程师 18811781002 2816226135@qq.com   四川省成都市天府大道北段1480号拉德方斯大厦西楼9层  610041