隧道穿越部分瓦斯地段的处理措施

隧道穿越部分瓦斯地段的处理措施

【摘要】瓦斯是是以甲烷为主的混合气体的总称，是一种有害气体。在空气中遇到火源就会燃烧或者产生爆炸，瓦斯爆炸是很严重的灾害，会威胁人的生命与财产的安全，在隧道施工过程中，瓦斯地段是经常容易遇到的，加强对隧道穿越瓦斯地段的处理，对确保工程质量和施工安全都有着巨大的促进作用。本文本文以杨保寨隧道为例，详细的探讨了隧道穿越部分瓦斯地段的处理措施。

一、前言

随着我国经济的不断发展，各种工程都在不断增多，隧道工程便是其中重要组成部分。隧道在交通运输方面起着至关重要的作用，隧道工程的质量的好坏关系着社会经济的发展。因此，为了社会更好的发展，我们要加强对隧道的瓦斯部分施工管理的重视，并采取科学的施工策略进行处理，以提高施工的效率和安全性。

二、隧道施工过程中瓦斯的特性

根据《铁路瓦斯隧道技术规范》上所说，瓦斯是从煤层或岩层中逸出来的多用有毒有害气体的混合总称，主要包含甲烷还有少量的硫化氢气体。多种气体混合使瓦斯的不稳定性增强，能够快速扩散，除此之外瓦斯还有易燃易爆的特点，正因为它的这些特性使人们在工作过程中更加小心。

1、快速扩散性

瓦斯的扩散速度很快，经计算分析比空气的速度大1.6倍，极其容易在煤层和裂隙中堆积，也容易覆盖在较厚的岩层中。瓦斯外漏的形式有很多中，常见的有渗出、突出和喷出三种主要的形式。

2、可燃性

瓦斯外漏产生危害的最主要原因便是具有燃烧性，瓦斯与火源接触后，在一定的热度环境下便开始燃烧。低浓度的时候是蓝色火焰，浓度越大，火焰的颜色越浅，当浓度达到5%时，火焰的颜色会变成淡青色。

3、可爆炸性

瓦斯在燃烧过程中遇到障碍会被压缩，立即从燃烧转化为爆炸，爆炸时体积迅速扩大，可达4倍以上，空气中到处充满着灼热的二氧化碳，氧气被消耗掉因而几乎不存在氧气。瓦斯爆炸是一种快速的链锁反应，当爆炸混合物吸收大量热能达到燃点后，混合物中分子链立即断开，变成两个或者更多的游离基团。这样的游离基团化学活性十分活跃，成为反应不断发展的中心。在合适的条件下，每个游离基团又会继续分解，进一步产生更多的游离基，这样不断循环，游离基团越来越多，反应速度我逐渐加快，反应达到最快最剧烈时候也就是爆炸的氧化反应了。

三、隧道穿越部分瓦斯地段的处理措施—以杨保寨隧道为例

杨保寨隧道位于贵州毕节织金县以那镇大屯村，隧道左右幅均位于直线上，隧道相对高差约218m，左幅隧道ZK91+700～ZK92+122长度为422m，右幅隧道YK91+697～YK92+120长度为423m。隧道穿越一条比较大的断裂带，断裂带呈西北走向，与隧道交角约30°左右。左幅交点里程约为ZK91+850，右幅交点里程约为YK91+870，均为Ⅲ级围岩。左右幅隧道施工顺序均为从大里程（出口）往小里程（进口）施工。右幅先施工，进洞60米后，然后再施工左幅。左右幅瓦斯地段长度大约为50米，以断裂带位置为中心。仪器测定瓦斯涌出量为0.45m3/min，最高位0.54m3/min（另有补充其他瓦斯隧道判定标准）。

1、挖掘及支护

瓦斯隧道施工需要设立专门机构进行检测、评估、通风以及防爆工作。施工相关人员在施工建设之前必须进行专门的安全培训。对于瓦斯浓度高的隧道在施工设计时候就要做好相应准备，包括探测、揭煤的方法；布置通风孔道，通风孔道的布置也必须有专业技术人员的指导，除此之外，在施工时要求瓦斯浓度低于爆炸浓度从而保证工作人员的安全。

（1）对于煤系底层的挖掘，尤其是软弱的部分，一定要采用小断面的方式施工，每次开挖的深度要小于2米，对此的施工技术要求也一定保证高质量。

（2）对于爆破要采用光面爆破的技术，开挖的周边要保持圆顺，避免出现死角，造成瓦斯集聚的情况。

（3）施工前的防爆设计一定要做好，需要采用采矿工程中所用的安全炸药，禁止使用与火源有关的雷管。

（4）对于瓦斯隧道的围岩，应该采用超前支护的方式，尽早进行加固与封闭，防止瓦斯向外漏出，避免意外的发生。

2、过程控制要点

（1）进洞管理

在隧道洞口设置管理系统，对进出洞内的人员进行严格的控制，门岗人员24小时轮换值班。在洞口实行人车分离通道，人员使用专用通道，在通道口设置安检门，以免将火种或金属物品带人洞内。使用视频监控系统对洞口进行监控，避免非施工人员进洞。

（2）施工通风管理

施工通风风机采用专用线路，并在风机上安装专用电表，并上锁，通过此方式监控每口风机用电，每口检查记录，并将自动监控系统与风机连接，通过监控系统能及时了解风机开停情况。洞内通风机及各类电动机必须实行“三专一闭锁”，即：专用变压器、专用电缆、专用开关和风电闭锁，若有瓦斯突出危险，还应实现瓦电闭锁。

（3）机械和电器设备管理

隧道施工机械均为高温热源，在启动时易产生电火花造成瓦斯爆炸，为了避免该情况的发生，瓦斯隧道机电设备执行下列规定。

1）严禁在洞内拆卸和修理设备。

2）瓦斯工区内使用的所有带走电源的仪器，都应该采用防爆型的。如果采用的设备不是防爆类型的，

要确定在仪器设备20m以内范围里浓度控制在0.5%以下。

3）安装后的机电设备在投入使用之前，一定要经过外观、防爆功能以及操作性能等方面全部检查合格。

4）含瓦斯的隧道内要用到的照明设备与机电设备，除了做日常检查以外，还要规定出准确的日期，按照周期进行检查。

5）照明设备与机电设备的电路连接要用恺装电缆或矿用塑料电缆。

3、隧道穿越段瓦斯防治安全管理

在穿越含有瓦斯地层的隧道过程中，一旦施工处理不当，便很容易发生突发事件。瓦斯是一种易燃易爆的危险气体，很容易与空气中某种成分反应发生爆炸导致人员伤亡。因此在进行有关瓦斯气体相关施工之前做好预防工作，预计和检测瓦斯浓度，做好施工穿越过程危险的评估，做好防爆技术措施。在施工时需要有技术人员指导，一边施工一边探测，采用安全有效的施工方式能够保证人员安全的前提下快速有效高质量的完成任务。

（1）设立瓦斯安全组织机构

考虑到隧道施工的安全性问题，专门设立了瓦斯安全组织机构，该机构主要由管理、检测、施工单位各部门组成，由管理部门支配，检测部门监管，施工部门实施，业主随机督察，使整个隧道施工的组织机构完善从而保证了瓦斯检测系统的完整。同时还成立了紧急救援组织，应对隧道突发事件。

（2）制定完整的管理措施

根据具体隧道，制定相应的隧道施工安全管理措施。为了安全起见，严格遵守相关规定，要求进洞的工作人员不准穿化学纤维衣服；在开始施工打眼后，放炮之前自己放炮之后各检测一下洞内瓦斯浓度；若隧道内瓦斯浓度超过一定标准后应该加强通风和检测等工作，保证日常运行的安全。

结束语

综上所述，隧道穿越部分瓦斯地段的施工质量安全管理对杨保寨隧道至关重要。因此，我们要严格按照制定的瓦斯隧道施工制度执行，依靠高科技手段对隧道瓦斯含量进行监测，提高瓦斯隧道施工安全。

参考文献

[1]张子敏.瓦斯地质规律与瓦斯预测[M].北京：煤炭工业出版社，2013.

[2]王剑鹰。公路隧道穿越含瓦斯地层施工技术[J].科技情报开发与经济，2012（8）

[3]肖清华，张继春.；隧道断面自动成图的数学模型研究[J].铁道建筑，2013，（9）.

[4] 夏真荣.隧道掘进爆破设计数据库的应用研究[J].铁道建筑，2O13，（1O）.

[5] 万姜林，唐果良.复杂周边环境下浅埋超大断面隧道施工技术[J].地下空间，2004，（2）.

[6] 刘仁旭，汲红旗.公路隧道的光面爆破[J].公路，2O14，（10 ）