论高瓦斯隧道施工方案比选

王帅

摘要：隧道瓦斯涌出具有随机性、分布不均匀性的特点，瓦斯隧道的瓦斯灾害危害性极大。本文通过对巴达铁路徐家湾高瓦斯长大隧道施工方案的研究对比，选择最优方案，为本类工程提供经验和参考。

关键词：高瓦斯隧道施工技术方案选择论证

0 引言

发生瓦斯爆炸或瓦斯突出灾害，后果将十分严重。国内曾发生过严重的隧道瓦斯爆炸事故，造成巨大人员财产损失。修建隧道时如果对瓦斯没有充分的认识论证和准备，瓦斯灾害危害性极大，由此带来的工程施工成本费用增加也相当大。因此研究四川天然气地层隧道瓦斯施工方案有着重要的意义。

1 工程简介

隧道全长4652m，最大埋深256m。线路为5‰的上坡，隧道为高瓦斯隧道，节理发育。

2 方案对比

为寻求合理的经济和技术决策，在保证隧道高瓦斯工区施工安全、质量的前提下，结合本隧道的实际情况，以达到实现资源合理的配置，用最少的资源投入，获得最大的经济效益的目的，对本隧道高瓦斯工区拟定出如下两个施工方案进行比选。

2.1 方案一 加强高瓦斯工区的通风，不配置防爆型设备

铁道部《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）规定：低瓦斯工区和高瓦斯工区可按绝对瓦斯涌出量进行判定。当全工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min时，为低瓦斯工区；大于或等于0.5m3/min时，为高瓦斯工区。因此为实现本隧道高瓦斯工区的瓦斯浓度小于0.5m3/min的要求，可采取加强隧道通风的方式，即通过计算，建立合理的通风系统，施工至高瓦斯工区时，采取24小时连续通风的方式，确保瓦斯浓度小于0.4m3/min，从而达到无须配置防爆型设备的目的。

在隧道正洞口安装2台SDF(c)-NO.13（2×132KW）型轴流风机分2管路通过φ1.5m双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至正洞，并预留置一台1台SDF(c)-NO.13（2×132KW）型轴流风机。斜井采用一台SDF(c)-NO.11（2×110KW）轴流风机通过φ1.5m双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至掌子面，正洞、斜井和竖井各设一台SDS-Ⅱ-No10.0射流风机，以便排风。

2.2 方案二 配置防爆型设备，高瓦斯工区正常通风

按照规范要求，隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备与作业机械必须使用防爆型，对施工机械进行防爆性能改装，满足驶入高瓦斯工区和瓦斯突出工区的条件。通风采取正常的通风方式，即放炮前后或在瓦斯检测异常时通风。

2.3 方案经济对比

方案一：配置防爆型供配电系统设备的价差(单口）（表略）

方案二：设备防爆改装费用（单口）

①车卸装载机（L50 2.5m3）。改装总价计算公式=2（台）×20（每月改装单价 万元）=40（万元）

②衬砌台车（12m长）。改装总价计算公式=1（台）×2（每月改装单价 万元）=2（万元）

③挖掘机（pc200-8）。总价计算公式=2（台）×20（每月改装单价 万元）=40（万元）

④混凝土输送车。总价计算公式=3（台）×20（每月改装单价 万元）=60（万元）

⑤自卸汽车（18t）。总价计算公式=3（台）×20（每月改装单价 万元）=60（万元）

⑥湿喷机 （HP-7)。总价计算公式=1（台）×10（每月改装单价 万元）=10（万元）

⑦高压双液注浆机（2TGZ-60/210)。总价计算公式=2（台）×10（每月改装单价 万元）=20（万元）

⑧混凝土输送泵（HNT90 60m3）。总价计算公式=1（台）×10（每月改装单价 万元）=10（万元）

⑨地质钻机（GY-100)。总价计算公式=1（台）×10（每月改装单价 万元）=10（万元）

⑩局扇（FBD60-II-N06)。总价计算公式=2（台）×5（每月改装单价 万元）=10（万元）

■射流风机（SDS-II-NO10.0)。总价计算公式=3（台）×10（每月改装单价 万元）=30（万元）

合计改装总价为292（万元）

方案二：工期延长费用增加

计算可知，进口段非瓦斯段长569m，瓦斯段长1291m（其中Ⅲ级围岩950m，Ⅳ级围岩341m），进口段总长1860m；出口段非瓦斯段长783m，瓦斯段长1059m（其中Ⅲ级围岩1460m），进口段总长1842m；斜井段非瓦斯段长405m，瓦斯段长950m，总长1345m。

设备经防爆型改装后，其功效将降低到60%，从而延缓施工进度，本隧道DK56+400～DK59+700（3300m，进口瓦斯地段1291m，出口段非瓦斯段长783m，斜井瓦斯段长950m）为Ⅲ级围岩，正常情况下月进度为130m/月，使用改装后的设备施工其进度为：130*0.6=78m/月。则工期将延长为：1291/78-1291/130≈6.6个月。这将相应增加设备租赁费、油料费、人工费。

①设备租赁增加费用

a车卸装载机（L50 2.5m3）。总价计算公式=2（台）×2（每月租赁单价 万元）×6.6（增加月数）=26.4（万元）

b挖掘机 （pc200-8）。总价计算公式=2（台）×3.2（每月租赁单价 万元）×6.6（增加月数）=42.24（万元）

c混凝土输送车。总价计算公式=3（台）×2.1（每月租赁单价 万元）×6.6（增加月数）=41.58（万元）

d自卸汽车（18t）。总价计算公式=3（台）×1.8（每月租赁单价 万元）×6.6（增加月数）=35.64（万元）

e混凝土输送泵（HNT90 60m3）。总价计算公式=1（台）×0.8（每月租赁单价 万元）×6.6（增加月数）=5.28（万元）

合计总价为151.14 （万元）

②增加油料费。油料费相当于机械设备增加费，合计151.14万元。

③人工增加费用。技术工：200元/天*15人*30天/月*6.6个月=59.4万元；普工：150元/天*30人*30天/月*6.6个月=89.1元；杂工：100元/天*20人*30天/月*6.6个月=39.6万元；合计：188.1万元。

④通风用电费用增加

a轴流风机（SDF(p2)-NQ13)。每天通风费用差=132（功率kw）×2（台）×（24-3）（每天通风时间差）×1.2（电价元/度）=6652.8（元）

b轴流风机(SDF(C)-NO.11)。每天通风费用差=110（功率kw）×1（台）×（24-3）（每天通风时间差）×1.2（电价元/度）=2772（元）

c局扇（FBD60-II-N06)。每天通风费用差=30（功率kw）×3（台）×（24-3）（每天通风时间差）×1.2（电价元/度）=2268（元）

d射流风机（SSF-NO10(防爆））。每天通风费用差=37（功率kw）×2（臺）×（24-3）（每天通风时间差）×1.2（电价元/度）=1864.8（元）

合计费用差为13557.6元

本隧道高瓦斯工区DK56+400～DK59+700段施工工期为：1291/78≈16.6个月，则采用方案二进行24小时连续通风将比方案一间断通风增加电费为：1.36*16.6*30=

677.3万元。

2.4 方案安全对比 本隧道为高瓦斯隧道，无论采用加强通风方案或采用防爆设置改装方案，都必须按照相关规范、文件的要求，采取的有效的安全、技术措施，保证瓦斯隧道的施工安全。所以采用两种方案都能达到规定的安全标准。

2.5 方案工期对比 方案二设备经防爆型改装后，其使用性能和功效将降低到60%，延缓了施工进度，造成施工总工期将延长6.6个月，而方案一将不存在这种问题。

3 方案比选结论

综上所述，综合经济、安全、工期等多角度的对比，方案一优于方案二，即隧道高瓦斯工区不配置防爆型设备，采用加强高瓦斯工区的通风，在保证隧道高瓦斯工区施工安全、质量的前提下，更能实现资源合理的配置，用最少的资源投入，获得最大的经济效益。

参考文献：

[1]徐海洋.公路高瓦斯隧道安全监控技术研究[D].重庆交通大学，2013.

[2]祝和意.高瓦斯隧道塌方段综合治理技术[J].铁道工程学报， 2011(01).

[3]郑涛.高瓦斯隧道施工通风设计[J].山西建筑，2008(13).