铁路高瓦斯隧道防治措施与管理技术

摘  要：本文探讨了铁路高瓦斯隧道施工技术，分析了瓦斯隧道危险源识别方法，提出了瓦斯隧道安全管理措施，以及提升高瓦斯隧道施工控制技术水平的策略，以期为相关施工提供参考。

关键词：铁路隧道;高瓦斯;施工;控制技术

中图分类号：U455.4    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）10-0000-00

0 引言

随着我国社会经济的高速发展，铁路隧道建设的发展速度正在逐步加快。在 “以人为本、安全第一”的发展理念下，隧道施工中地质条件的隐蔽性对施工安全提出了巨大挑战，特别是对于可能造成大量人员伤亡的高瓦斯隧道，安全生产管理尤为重要。根据铁路隧道施工安全要求及其施工控制状况，深入探讨相关的技术与防治措施，有助于降低隧道施工风险，按期完成铁路隧道施工计划，满足其施工管理要求，促使铁路隧道施工更加安全、高效。

1 铁路高瓦斯隧道施工概述

在铁路隧道工程建设过程中，为了使高瓦斯隧道施工达到预期的安全生产目标，需要了解以下几点内容：

（1）瓦斯爆炸的三个条件：瓦斯爆炸的浓度极值为5%～16%，其余范围内为安静的燃烧;混合气体中氧的浓度不低于12%;有足够能量的高温火源;（2）从施工方法合理选择、人员优化配置及施工管理理念更新等方面入手，可使隧道施工安全效果更加显著，有利于降低其施工风险发生概率，为铁路隧道建设事业的更好发展打下坚实基础;（3）严格把控隧道施工过程控制，实施强有力的控制措施，处理好其中的细节问题，有利于实现铁路高瓦斯隧道安全目标的实现;油气田、煤系地层及采空区地质下隧道多为高瓦斯隧道，施工中应加强瓦斯预报、监测，采用防爆型机电设备，控制好通风与动火管理，确保隧道施工处于安全可控状态。

2 瓦斯隧道危险源识别分析

危险源的识别是风险隧道施工的重要前提，对于瓦斯隧道来说具体可从以下几方面识别：

（1）因设备选型、用材不符合规定，导致瓦斯监控系统损坏，影响瓦斯监测，进而导致事故隐患无法及时显现;（2）传感器无校正，影响瓦斯监测的准确性，导致事故隐患无法查明;（3）监测、检测频率不足，导致瓦斯监测无法实现24小时全程监测，存在空缺及漏点，成为事故隐患点;（4）爆破作業、电焊动火作业未执行一炮三检制及动火管理制度规定，导致瓦斯爆炸事故发生;（5）超前地质预报及钻孔未进行瓦斯检测，导致瓦斯爆炸、突发事故发生。

3 瓦斯隧道安全管理措施

3.1 做好施工作业时瓦斯浓度的监测工作

进行瓦斯隧道施工作业时，为了使过程能够处于安全可控状态，必须对隧道内瓦斯浓度进行检测与监测[1]：

（1）施工前制定一炮三检制、三人连锁爆破制并严格贯彻执行，当隧道内任一地点瓦斯浓度超过规定值时应暂停放炮，撤离人员，切断洞内电源，采取通风措施，待自动瓦检系统显示数值下降后再人工检测确认，安全后方可施工;（2）洞内死角、隧道上部拱顶、穴洞、避人（车）洞等通风不良、瓦斯易积聚的地点需进行严格的浓度检测，发现瓦斯浓度超过0.5%以上时，应立即设置局扇、加大风机送风量排除积聚的瓦斯;（3）隧道突然停电时，洞内人员应立即撤出隧道，并对洞口瓦斯进行人工检测，并严格监控自动瓦检系统等数值;（4）超前钻孔施工时，掌子面设置瓦斯探头;钻孔结束后，由瓦检员检测孔内浓度，记录数据;当孔内浓度超过0.5%时，技术负责人需分析前段岩层瓦斯溢出量，以采取相应防范措施;（5）瓦检员应定期对各类传感器、监测系统设备及传输电缆、监测探头等安装位置及仪器仪表的运转情况进行检查确认，如发现有损坏及异常现象，及时处理。

3.2 加强通风防止瓦斯积聚

（1）通风机型号的选择应根据隧道断面、隧道开挖长度等计算确定，确保隧道需风量满足施工要求;（2）必须设置2套通风设备，双电源自动切换供风，最大限度减少无计划停电、停风，并设置风电闭锁、瓦电闭锁装置，一旦因故停风或瓦斯超限，自动切断隧道内工作面，切断洞内一切火源，撤出人员，并启用备用电源或备用风机，加大风量排放瓦斯，确认正常后恢复正常通风;（3）发现瓦斯积聚后，根据方案制定排放措施，并严格贯彻执行排放程序，安全排放;（4）隧道贯通时，应编制专门的贯通技术安全措施，从一侧开挖贯通，另一侧保持正常通风，确保两侧的瓦斯浓度均在规定的允许浓度以下，贯通后调整通风系统，确保风向一致。

3.3 加强火源管理工作

（1）洞口应设置消防水池及消防砂，洞口顶高处设置避雷针，隧道内设置消防管道系统，每间距100 m设置一个阀门（消火栓），管路每500m作一次可靠接地，以防止静电火花的产生，动火前需审批动火作业令，动火作业范围设置消防管及灭火器;（2）运输及施工机械设备应使用防爆型，其上安装瓦机闭锁系统，一旦瓦斯超限，则机械设备会自动熄火;（3）严禁易燃易爆品及火源随意进洞，隧道口及通风设备机房附近20m范围内严禁有火源，施工人员严禁穿着易于产生静电的服装进入瓦斯工区，进洞前必须经洞口检查人员检查确认无火源带入洞内;（4）洞内机电设备选用防爆型，并设置接地及漏电保护系统装置，杜绝雷管超前爆炸及点燃瓦斯事故的发生;（5）隧道爆破必须使用煤矿安全许用炸药及电雷管。

3.4 加强高瓦斯隧道施工安全控制

在加强铁路高瓦斯隧道施工安全控制过程中，必须进行超前地质预报，超前预控，提前探明前方不明地质情况，确保铁路瓦斯隧道施工状况良好[2]：

（1）通过超前钻探，详细记录见煤距离、煤层厚度、瓦斯浓度、压力、涌出量及其他不良和特殊地质，形成煤层走向、煤矿采空区等不良地质构造与洞身位置关系图，指导后续施工;（2）超前钻孔必须采用湿式钻孔，严禁干钻，超前钻孔过程中，瓦检员做好现场瓦斯浓度的检测和预警工作，发现有瓦斯或有毒气体涌出、突泥涌水等异常情况，或掌子面瓦斯浓度超限时，立即停止钻探，不得退出钻杆，并上报相关单位及领导研究处理;（3）根据设计资料和超前地质预报结果，距离煤层法距20m且煤层厚度大于0.3m时，应按批准的石门揭煤专项方案组织实施。穿过煤层法距10m后，确认为石门揭煤结束，转入正常施工。揭煤段爆破作业时人员撤离、洞外起爆，爆破后通风时间不少于30分钟，揭煤期间，协议矿山救护队带机现场值班。（4）发现岩溶、溶腔时，应加强通风，以排除有毒有害气体。检测瓦斯浓度确认达到规定限值以下后，方可进行溶腔的处理。

4 提升高瓦斯隧道施工控制技术水平的策略

在加强高瓦斯隧道施工控制的过程中，为了提高安全控制技术的应用水平，需要综合考虑各种策略：

（1）高效利用全过程控制方式，应用好施工控制技术中的创新理念，使得具体的控制工作开展更具科学性，从而为这类技术应用水平的提升打下基础，确保铁路隧道施工状况良好，并为其使用安全性的提高及使用年限延长等提供专业支持;（2）建立与完善切实有效的控制机制，为铁路高瓦斯隧道施工安全控制效果的提升提供相应的制度保障，确保控制技术良好的应用;（3）健全施工控制技术应用中的管控体系，并在精细化管理与信息化控制方式的配合作用下，优化相应的管控方式，促使高瓦斯隧道的安全管控，从而达到这类技术应用水平提升的目的。同时应重视施工控制应用中的实践经验积累及科学运用，注重专业理论知识的整合利用，丰富铁路隧道施工安全及应用状况改善中所需的参考信息。

5 结语

综上所述，通过对施工控制技术的深入思考，有利于提高铁路高瓦斯隧道施工安全，实现其科学控制目标，提高相应安全控制中的技术优势。未来在优化提升铁路高瓦斯隧道施工安全控制方式的过程中，应更加关注设备控制技术与管理技术的的综合利用，促使其既定的控制目标能够顺利实现，进而保持铁路隧道良好的应用及发展状况。

参考文献

[1] TB10120-2002.铁路瓦斯隧道技术规范[S].

[2] 汶文钊，秦晓玲.成贵铁路高瓦斯隧道瓦斯防治技术[J].西部探矿工程，2018（11）：185-187.

收稿日期：2020-10-09

作者简介：李新旺（1984—），男，山西原平人，本科，工程师，研究方向：铁路高瓦斯隧道防治措施与管理技术。