公路瓦斯隧道施工管理和控制

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1、公路瓦斯隧道施工管理和控制　　摘要：目前路建设飞速发展，隧道比例大、瓦斯隧道越来越多；瓦斯爆炸机理十分复杂、铁路隧道断面大，施工中瓦斯管理与控制十分关键。本文主要论述了隧道瓦斯产生的形式与危害，深入论述了施工过程中瓦斯的管理与控制的重要性，确保了施工安全。关键词：瓦斯隧道施工管理安全控制中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：一、隧道瓦斯的产生形式与危害性瓦斯是隧道及地下工程的一个重要地质灾害，其主要成分为甲烷。甲烷较空气轻，常聚积在隧洞顶部和高空洞中通风不良的地方，形成沼气带，不易扩散或稀释，也可能聚积在隧道顶部以气团形式缓慢移动。1．1瓦

2、斯产生的形式隧道穿过岩层的煤化程度越高，产生的瓦斯量越多。各种煤层含瓦斯量不同，其中无烟煤最高。当煤化程度超过无烟煤阶段时，瓦斯含量急剧下降，到达石墨阶段时瓦斯含量为零。这些由煤的变质过程产生的气体保存在煤层或岩层中，当隧道开挖通过时，瓦斯通过煤层或岩层的裂隙、孔洞等涌向隧道，同时吸附瓦斯转化为游离瓦斯。隧道工程中瓦斯产生形式有4种。7(1)非受压状态下缓慢渗出。瓦斯从掌子面均匀涌出，或在有水地方形成水泡涌出。瓦斯总量通常随掘进速度而增大，随大气压的增加而减少。随着时间推移，瓦斯逸出量逐渐减少。(2)受压状态下喷出。地层中的空洞或断层中蓄积大量瓦

3、斯，遇到钻孔或隧道掘进时，蓄积的瓦斯由持续涌出状态变为喷出。喷出虽为短暂现象，但会造成隧道瓦斯浓度瞬时剧增。另外，有的岩层深处瓦斯含量很大，会形成长时间喷出。(3)受压状态下突然冲破岩石大量涌出状态称为突出。出现轻微涌出征兆后，大量的高压瓦斯压迫岩层，突然破石而出。(4)溶于地下水中的甲烷。随着隧道涌水(压力降低)或施工开挖(温度升高)从水中释放。1．2瓦斯的危害在道路隧道施工中，瓦斯爆炸需要三个条件：一定浓度的甲烷、一定温度的火源和足够的氧气。瓦斯爆炸会产生高温、高压冲击和一氧化碳，严重影响隧道结构、现场设备和施工人员安全。爆炸瞬间温度可达17

4、8500C～26500C，易引起火灾，并可产生爆炸前9倍的高温、高压、高速气流冲击，对施工人员及设备造成严重危害。瓦斯爆炸后产生大量有害气体，隧道内一氧化碳浓度可达2％～6％，远远高于国内外有害气体容许浓度，一氧化碳会使人中毒死亡。一般来说，隧道内发生瓦斯爆炸事故几率较小，一旦发生，事故后果十分严重。二、隧道瓦斯事故的预防措施瓦斯爆炸可造成群死群伤的大(重大)事故，必须加以控制和预防。根据瓦斯爆炸的成因，应降低空气中瓦斯浓度，控制在5％以下，杜绝火源，降低空气中氧气浓度，控制在12％以下。隧道工作面施工，要求其进风风流中氧气浓度不得低于20％。因

5、此，不能控制氧气浓度，只能通过超前地质钻探、控制瓦斯浓度和杜绝火源等措施，预防瓦斯事故发生。2．1超前地质钻探超前地质钻探是为了准确掌握煤层位置、产状、厚度和瓦斯储存状况。煤层是否有瓦斯突出危险，必须掌握其准确位置和参数，以备应对瓦斯措施，防止瓦斯突出危险事故。对超前探孔布置与实施，有关规范要求在距初探煤层位置15～20m处，钻水平超前探孔，初探煤层位置；在距初探煤层位置10m(垂距)处的开挖工作面上钻3个超前探孔，并取岩芯，分别探测开挖工作面前方上部及左右部位煤层位置；按各孔见煤、出煤点计算煤层厚度、倾角、走向及隧道的关系，并分析煤层项、底板岩

6、性；钻孔过程中主要掌握并收集瓦斯动力现象。7预测和判别煤层有无瓦斯突出危险是隧道瓦斯工区施工中不可缺少的一项工作，不管有无瓦斯突出危险必须按程序进行判断，判断分两步进行。第一步，在超前钻孔探煤过程中，如果出现顶钻、夹钻、喷孔等动力现象，即可判断该开挖工作面为瓦斯突出危险工作面，如果动力学现象不明显，应按临界指标法进行确认。第二步，在距煤层垂距5m处的开挖工作面上钻瓦斯测压孔，对相关临界指标进行测试，测试数据中出现超临界指标，即可判定有瓦斯突出危险。为确保正确，可选用两种方法互相验证。2．2瓦斯浓度的控制隧道通风是防止瓦斯爆炸的有效方法，应稀释空气

7、中瓦斯浓度，并将其排除洞外。隧道施工通风设施应由专业人员专门设计，必须满足施工通风安全需要。(1)非瓦斯工区的隧道施工通风方式宜采用压入式或混合式，低瓦斯工区应采用压入式或巷道式，高瓦斯工区和瓦斯突出危险工区宜采用巷道式。(2)瓦斯隧道所需风量必须按爆破排烟、同时工作最多人数和瓦斯绝对涌出量分别计算，并按允许风速进行检验。瓦斯隧道施工中，防止瓦斯积聚的风速在坑道内不小于1m／s，正洞不小于0．5m／s，取其最大值。(3)在施工期间，瓦斯隧道实施连续不间断通风。2．3瓦斯的监测和检测7瓦斯监测是保证瓦斯隧道施工安全的必要手段，必须全方位、全过程进行

8、监测，以便掌握隧道瓦斯浓度分布状况，对隧道项部、断面变化处等瓦斯易积聚部位更应严密监测。在一个施工循环中，凿岩过程和放炮后的瓦斯含量增加