浅谈蒙华铁路集义隧道瓦斯监测与安全管理

南沙

摘要：瓦斯爆炸的危害性极大，并具有一定的突发性。一旦发生爆炸，可以产生极大的冲击波，隧道洞内甚至洞外人员、设备都将无法幸免，并会造成极大的人员伤亡和经济损失。在集义隧道施工中，主要把瓦斯的预测、监测、通风、防止火源火种以及隧道防塌作为预防瓦斯安全管理的重点，通过采取有针对性的防控措施，从而有效保证隧道各工序施工处于安全受控状态。

关键词：高瓦斯隧道；施工安全；管理

1工程概况

蒙华铁路MHTJ-10标集义隧道位于渭南市韩城市桑树坪镇境内，隧道进口里程DK482+698，出口里程DK498+115，全长15417m，设计5段共2528m为高瓦斯地段，由进口、出口及3座斜井8个工作面组织施工。3座斜井总长5177m（其中1#斜井1454m、2#斜井2080m、3#斜井1643m），4座通风竖井总长1314.57m（1号竖井234.87m、2号竖井475m、3号竖井330m、4号竖井274.7m）。

2集义隧道瓦斯施工难点及采取的措施

集义隧道围岩以砂岩泥岩互层为主，断层发育、深层煤气有瓦斯溢出可能性，设计有5个段落共2528m为高瓦斯工区（位置在1号、2号、3号斜井工区），施工中有较大的安全风险。因此施工中采取了以下措施：

2.1按《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规程》和《防治煤與瓦突出细则》等规范规定组织施工，结合工程实际情况制定《瓦斯隧道施工安全专项方案》。

2.2对隧道内有害气体采用超前探测排放、加强通风、防护、注浆止气、设置隔离层及采用气密性混凝土等方法，进行综合治理。

2.3聘请行业瓦斯隧道施工专家进行全员培训，成立隧道瓦斯防治专业小组，制定应急预案，措施到位，责任落实到人。

2.4配置瓦斯隧道施工的专业防爆设备及专业检测人员，施工过程中分别用人工和机械对有害气体进行严格检测、比对，分析检测数据，及时反馈现场指导施工、对施工工艺进行调整、优化，确保施工安全。

3集义隧道瓦斯检测及自动监控

3.1集义隧道瓦斯采用自动监测与人工检测相结合的方式，结果相互校核检。

3.1.1人工检测采用 20 台 AZJ-2000 型甲烷检测报警仪和 10 台光干涉式甲烷测定仪。

3.1.2加强各瓦斯工区瓦斯检测监测工作，针对工程实际情况，在各工区设置1套自动瓦斯监控系统，配备1名瓦斯监控系统维护人员和2名瓦斯监控系统操作人员，每个工作面配备3名瓦斯检测人员。

3.1.3人工检测形式以跟班作业的形式在隧道内进行实时瓦斯浓度检测，每班的人工检测员均采用光干涉式瓦检仪负责巡回检测整个工区瓦斯气体浓度。

3.1.4当瓦斯浓度在0.5%以下时，瓦斯人工巡检不少于 2 次/班；瓦斯浓度在0.5%以上时，瓦斯人工巡检不少于 1 次/2h，检查作业不得离开该工作面，瓦检员必须落实“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。

3.1.5在隧道掌子面开挖、设备附近、瓦斯可能产生积聚、渗出的地点设置检测点；在隧道超前钻孔附近进行瓦斯检测；在特批允许的洞内电气焊接作业地点严格落实瓦斯检测。

3.2在人工检测的同时根据本隧道的特点在集义隧道进口区段，1#斜井及1号竖井区段，2#斜井及2、3号竖井区段，3#斜井及4号竖井区段，集义隧道出口五个工区各布置一套监控系统对现场检测数据进行分析，形成瓦斯检测日报，报相关管理部门。

4瓦斯段施工安全管理

4.1严格落实瓦斯隧道施工安全基本要求。

为了加强项目安全管理，施工前根据项目特点和工程情况，项目实行项目经理部和工区两级管理，项目经理部、工区均配置满足生产和质量安全等需要的管理部门及专职人员。明确各级人员的安全生产责任，制定安全目标及各项安全管理制度，制定并审批《瓦斯隧道专项施工方案》和《瓦斯爆炸安全应急救援预案》，成立监测小组。隧道现场施工时按照隧道内任何一处瓦斯浓度不高于0.5%的要求进行。当瓦斯浓度低于0.3%时可以正常施工，当达到0.4%时报警，当瓦斯浓度达到0.5%时停止工作、撤离人员、、切断电源、加强通风待再次检验合格后方可施工。

4.2隧道瓦斯超前预报工作。

本隧道施工中采用了超前探孔、TSP等多种预报手段对掌子面前方地质情况和围岩状况进行探测，委托专业单位石家庄邦辉工程技术咨询有限公司对集义隧道进行超前地质预报探测。根据瓦斯隧道地质分级表，探测后结合工程地质法对前方地质情况进行判释。采用超前深孔钻孔，探测并验证前方地质状况，每次搭接5m，每孔探测时应测量钻孔瓦斯每分钟涌出量、瓦斯压力。利用弹性波判断前方瓦斯的具体位置，采用洞内超前钻孔探测瓦斯的含量及压力，按《防治煤与瓦斯突出细则》进行煤与瓦斯突出危险性预测。

瓦斯突出危险性预测，以不少于两种预测方法相互验证。预测方法及要求参照《防治煤与瓦斯突出规定》、《铁路瓦斯隧道技术规范》执行。

4.3隧道爆破作业施工管理 。

4.3.1集义隧道瓦斯地段采用台阶法开挖，在施工过程中严格控制超欠挖，减少扰动围岩，实施光面爆破技术。每次开挖进尺控制在1～2m，必要时采用辅助施工措施，稳定掌子面，以确保安全施工根据隧道地质条件，Ⅱ、Ⅲ级围岩段采用中深孔光面爆破，Ⅳ、Ⅴ级围岩段采用浅孔微振动控制爆破。

4.3.2隧道瓦斯段施工按以下要求进行爆破：（1）瓦斯隧道爆破作业时使用取得产品合格证的3#煤矿炸药和煤矿电雷管，并采用专用放炮器起爆，禁止采用普通导爆索或非电导爆管起爆。（2）瓦斯段施工采用专用放炮器起爆。（3）爆破前设立警戒将洞内所有人员撤离至洞外，并严格执行瓦斯隧道“三人连锁爆破制”。

4.4加强隧道通风。

4.4.1集义隧道施工通风分为两个阶段，第一阶段（竖井贯通前），隧道施工通风采用正洞口、斜井洞口压入式通风，在独头通风长度加大、通风效果不佳时，增设射流风机加强通风。第二阶段（竖井贯通后），进、出口通风形式不变，每隔500m增加射流风机（防爆型）。斜井工区轴流风机进洞（防爆型），经竖井取风，斜井排风，每500m设置射流风机（防爆型）加强通风。

4.4.2加强通风管理①项目部成立专业通风班组，负责通风系统的管理、维护工作，并定期测量隧道内的风速、风量、气温、气压等并做出详细记录，计算有效风量。②风管及时延接，并保证平直和接头密封。确保风管口距开挖工作面的距离小于5m，风管百米漏风率不大于1%。被损坏的风管应及时拆换、修补。③通风值班人员要求认真审阅瓦检记录，掌握瓦斯变化情况，发现问题及时处理，并向调度汇报。④瓦斯工区施工时任意一处瓦斯浓度确保不大于0.5%。

4.5隧道机电防火安全管理。

集义隧道为高瓦斯隧道，隧道内固定电器和内燃设备均采用防爆型，运输设备也进行了防爆改装，对未经防爆改造的内燃车辆禁止进入隧道。火源管理从以下几个方面进行了管控：

4.5.1禁止明火。①禁止在洞口、通风机房周围20 m以内使用明火。②严禁携带烟草、点火物品和穿化纤衣服进洞；严禁携带易燃品进隧道。③隧道内禁止使用电炉或灯炮取暖。④如必须在隧道内从事电焊、气焊和使用喷灯焊接时，要经过特批，每次制定有针对性的安全措施，提出动火申请，动火许可证报工区经理批准，并严格遵守《铁路瓦斯隧道施工技术规范》有关规定。⑤禁止在隧道内存放汽油、煤油等。隧道使用的棉纱、布头、润滑油等，要求必须存放在有盖的铁桶内，并及时送至洞外，严禁乱扔乱放和抛洒隧道内。

4.5.2防止出现爆破火焰。①严格炸药、爆破管理，隧道严禁使用产生火焰的爆破器材和爆破工艺。②隧道爆破作业，使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管，不合格或变质的炸药不准使用。

4.5.3防止出现电火花。项目部安排两名专业电工负责隧道的电路及电器设备安设，电路、电器的安装。

4.5.4在隧道施工过程中，因不得已必须使用电焊、氧气乙炔时，严格执行了瓦斯隧道动火审批制度。

4.5.5消防安全。①瓦斯工区在洞外设置了消防水池和消防用砂，水池中经常保持不少于100m3储水量和一定的水压。②瓦斯工区内设置了消防管路系统，作业区内配备了灭火器及消防設施，并保持良好状态。

4.6建立应急保障体系。

瓦斯隧道施工风险极高，隧道施工坚持“安全第一、预防为主”的理念，对可能会发生风险的地段首先考虑人员安全。为了有效防止和减少事故发生所造成的损失，及时对事故进行施救，项目部编制了《专项施工应急预案》，建立健全了应急保障体系，严格按照预案进行资源配置，并做好培训工作。按照应急预案要求，定期或不定期组织了应急演练，并形成演练活动总结。应急救援队伍结合高风险工点及一定救援范围进行了合理配置，并保持救援队伍稳定。

5集义隧道瓦斯施工安全管理成果

通过采取有效措施对集义隧道瓦斯施工的安全管控，目前该隧道施工生产进度持续稳定，各项管控措施得以严格执行落实，全体参建人员的瓦斯隧道施工安全意识得到极大强化，得到了业主和地方安全生产监督管理部门的一致肯定与认可。

通过对该隧道瓦斯施工的有效管控，消除了事故隐患、防范了安全风险，为企业、为行业、为社会在瓦斯隧道施工领域的安全生产管理做出了积极的探索与总结，积累了一定的经验。

参考文献：

[1]班晓军. 隧道瓦斯监测体系优化设计与安全管理分析[J]. 北方交通，2013，（12）.

[2]刘锋. 公路瓦斯隧道施工技术探讨[J]. 黑龙江交通科技，2013，（5）.

（作者单位：中铁一局五公司）