高速铁路瓦斯隧道施工中的安全管理措施

张 魏

（成兰铁路有限责任公司，四川 成都 610036）

0 引言

我国高速铁路工程建设规模不断扩增，为铁路运输提供了可靠支持，也满足了人们的出行要求，是拉动社会经济发展的重要力量。受到自然地理环境因素的影响，施工中会遇到较多的瓦斯隧道，使得施工风险增大，如果出现操作不当的情况，则会引起瓦斯爆炸，不仅会导致高速铁路工程难以持续推进，严重时会造成人员伤亡。瓦斯压力及溢出量存在一定的差异性，包括了低瓦斯隧道和高瓦斯隧道、瓦斯突出隧道等，无论在哪种形式的瓦斯隧道，都要明确安全管理工作目标，在施工中加强各个要点的管控，预防重大事故发生。应该不断改进安全管理方法，结合高速铁路的建设要求制定相应的管理计划与方案，强化现场控制效果。

1 高速铁路瓦斯隧道施工的特点

瓦斯具有爆炸性的特点，随着隧道中瓦斯浓度的上升，发生爆炸事故的几率也会随之增大，这是导致施工风险性增大的主要原因。在以往实践工作中，如果瓦斯浓度达到5%～16%，则发生爆炸事故的几率就会明显升高。周围火源的存在是引发事故的主要原因，特别是点火温度在650℃～750℃、氧气浓度超过12%时，隧道施工的风险指数会大大提高。瓦斯具有较强的渗透性，会通过裂缝和岩层等渗透，如果缺乏有效的监测措施，则会使得隧道瓦斯浓度升高。瓦斯当中存在较多的有毒有害物质，当隧道内的通风状况不佳时，会引发人员窒息事故。高速铁路隧道施工往往具有周期长和工程量大的特点，受到周围自然环境的影响十分显著，如果出现高瓦斯区域，则加大了整体建设风险。隧道会穿越多种复杂地质环境，同时存在较大的开挖断面，这也使得施工整体难度增大。

2 高速铁路瓦斯隧道施工中安全管理的问题

2.1 重视程度不高

由于高速铁路工程项目的工期较紧，因此在施工中以施工质量、成本和工期控制为主，忽视了瓦斯隧道的施工安全问题，这也是引发事故问题的主要原因。只关注眼前经济利益，忽视了我国高速铁路事业的长远发展，对于施工现场安全隐患的认知程度较低，会由于人员疏忽大意而造成严重后果。缺乏先进的安全管理理念和方法，技术控制措施较为落后，无法满足新时期瓦斯隧道施工的具体要求，在施工作业中导致风险指数升高。

2.2 管理制度缺失

国家相关部门虽然针对瓦斯隧道施工制定了相应的技术规程和标准，但是在实际执行过程中的落实情况不佳，施工规范性和专业性较差，这也是影响施工安全的主要原因。而且在不同的区域内，瓦斯隧道情况也千差万别，如果没有制定更加详细的制度细则，则会导致在安全管理中出现形式化问题，无法起到有效的约束和管控作用。

2.3 调研勘察不足

对于瓦斯隧道施工现场的状况不够了解，在前期调研和勘察工作中的针对性不足，也会导致安全管理措施缺乏针对性，无法及时预见和处理施工中的隐患问题，长此以往容易诱发安全事故。未能根据不同施工项目的特点编制合理的专项组织方案，往往采用事后控制的方式，缺乏事前控制和事中控制措施，影响了安全管理的整体成效[1]。专项组织方案的可行性不足，施工中会遇到诸多意外因素的影响，会造成设计变更的情况，这也是加大作业风险的主要原因。

3 高速铁路瓦斯隧道施工中的安全管理措施

3.1 加强技术控制

3.1.1 系统设置

在供电系统设置中，应该对供电线路、开关和变压器实施检查，确保其质量、性能和规格等达到供电要求，为瓦斯隧道的供电提供可靠支持。供电系统能够与瓦斯监控系统实现联锁控制，当瓦斯的浓度超过相关设定的阈值时，能够及时关闭供电系统，防止造成爆炸事故[2]。此外，还应该确保系统与压入式通风机的密切衔接，确保在高浓度瓦斯的情况下能够及时送风，起到有效的稀释作用，改善瓦斯隧道内的环境状况。在设置变压器的过程中应该严格遵循相关技术规程，避免出现中性点直接接地的情况，IT系统在接地保护中的应用效果较好，能够降低变压器运行风险。检漏继电器也是系统设置中的关键点，强化对开关的控制作用，当出现漏电状况时能够及时响应，发挥系统的分级保护作用，避免酿成严重后果。在多雷电区域内施工时，也会在雷电波的作用下造成爆炸，因此在系统设置环境还要实施防雷处理，运用避雷器对各类线路实施防护，比如照明电缆、通信电缆、动力电缆等等。氧化锌避雷器在实践中得到广泛应用，防雷接地电阻是影响系统防雷效果的主要因素，通常在2Ω以内，在使用中要做好养护工作。设置专用保护接地极，实现对水管和风管的全面防护，降低静电影响。

3.1.2 设备检查

在瓦斯隧道施工中会用到较多的设备，为了降低运行风险，也应该实施全面检测。尤其是在现场要加强严格验收，确保防爆性能达到具体要求，如果存在质量问题则不能应用于施工当中。在电气设备的操作中应该由专业人员负责，避免操作不当而引发瓦斯事故。在设置低压动力电缆时，不延燃橡套电缆和铠装聚乙烯电缆等性能较好，在选择手持式电气设备时，也要按照规定设置不延燃橡套电缆。在设置信号电缆、照明电缆和通信电缆时，矿用塑料电缆的应用较多。三级配电的方式可以最大限度保障配电系统的安全，运用分支隔爆馈电开关实施防护，做好三相负荷不平衡问题的预防。控制隔爆电磁起动器和分支隔爆馈电开关的距离，通常在30m以内，每一个隔爆开关只能负责一台设备，避免出现共用的情况[3]。在应用隔爆开关时，应该严格检查周围环境状况，避免受到震动和撞击、腐蚀等状况的影响。确保周围空间的开阔性，为施工作业和后期维护管理等提供便捷。

3.2 编制专项方案

专项施工方案的编制，可以为实践工作提供科学指导，确保在施工中更具规范性和专业性。明确《铁路瓦斯隧道技术规范》中的相关要求，做好前期勘察和调研工作，了解施工现场的地质状况、水文条件和瓦斯分布情况、未来变化趋势等，以便确保专项方案的可行性及合理性，为设备使用及管理、超前地质预报和瓦斯监测等提供支持，尤其是在特殊作业中更应该制定明确的预防及控制措施，包括了止水带热熔焊接、防水板焊接等。了解不同施工工序的特点及关键要点，包括爆破施工、通风、应急处理和瓦斯监测等等，结合过往施工情况对当前方案实施优化。增进技术人员、施工人员、监理工程师之间的交流沟通，通过严格审核后才能应用于施工作业当中[4]。

3.3 做好瓦斯监测

为了防止瓦斯浓度过大而威胁施工作业，要积极做好瓦斯监测工作，实时了解瓦斯情况，以便及时采取处理措施，在安全管理中真正做到“预防为主、治理为辅”。瓦斯监测员应该具备丰富的经验和专业知识，为施工人员提供更加可靠的监测数据。自动瓦斯监测报警系统和人工瓦斯检测相结合在实践中得到良好应用，便携式甲烷自动监测报警仪和光干涉式甲烷测定器广泛用于一线作业工人和瓦检人员日常检测，监测员在获取数据后应该进行对比分析，如果存在较大的差异性则应该实施二次检测，直到获得更加精确的数据信息，防止出现误报的情况。增进施工人员和安全员、工班长之间的交流沟通，借助于瓦斯报警器来维护施工安全，在瓦斯浓度超标后及时发出警报信息，提醒人员疏散[5]。做好各类设备的维护管理，确保其良好的灵敏性，防止设备故障而无法及时发现施工中的隐患问题。在应用光干涉式甲烷测定器时，不仅能够实时获取甲烷浓度情况，而且能够了解隧道内二氧化碳情况，根据瓦斯浓度的差异，选择高浓度光干涉式甲烷测定器和低浓度光干涉式甲烷测定器，应该确保操作专业性，使设备性能优势得到充分发挥。

3.4 加强通风管理

当隧道内瓦斯浓度升高时，也应该及时通风，改善内部作业环境，及时将瓦斯浓度控制在合理范围之内。明确通风管理中的职责，由不同人员负责设备维护和检测等，以便通风设备的性能始终满足作业要求，明确通风专项方案中的具体要求，保障管理工作的规范性及秩序性。采取24h不间断通风的方式，2×132kW穿山甲通风机的性能较好，应该对风管的质量实施检测，确保其良好的密封性和强度，降低通风阻力。在发电机运行过程中也应该由专业人员实施管控，做好运行状态的检测和评估，做好用电分离，降低对通风设备运行状况的影响[6]。在止水带焊接施工、防水板施工和动火作业中，也应该按照要求进行通风，降低对作业人员的威胁。

3.5 应用防爆设备

做好不同设备的防爆处理，也是提升施工作业安全的重要途径，包括了配电箱、电缆、接线盒和照明灯具等。隔爆高压电缆连接器的性能较好，能够保障电缆的良好连接效果。三相交流中性点不接地供电系统的良好运行，也是维护施工安全的关键措施，需要运用隔爆型高压真空配电装置实施优化，起到可靠的保护作用。隔爆型照明综合保护装置可以保障照明设备的安全性，当出现严重的漏电问题、过载问题、短路问题时，能够及时发出警报信息。隔爆荧光灯可以满足瓦斯隧道施工的要求，通常其间距在10m左右，严格控制照明主电缆的性能及型号等，满足施工作业要求[7]。隔爆投光灯的应用，可以满足隧道掌子面的照明需求，在掘进一段距离后采用隔爆型干式变压器，保障良好的供电效果。

3.6 超前地质预报

超前地质预报工作的实施，可以在了解瓦斯隧道施工现场地质情况的基础上，为相关人员提供可靠的信息支持，对于瓦斯事故的预防十分有利。特别是在很多特殊区域内，地层中存在较多的储气结构，同时受到天然气气田的影响，会通过岩层裂隙渗透与扩展，这也是威胁施工安全的主要因素。为此，应该在施工中实施超前地质预防，通过超前钻探法了解地质状况。在设置加深炮孔时，应该根据现场状况确定具体的数量，出现瓦斯后运用超前φ76钻孔，长度不低于30m。合理布置监测点的位置，更加便捷和精准地获取瓦斯数据，以便及时根据变化情况来组织施工，编制预防和控制方案，降低瓦斯对施工安全的影响。

3.7 加强施工成本管控

在瓦斯隧道施工中，由于投资相对较大，因此也应该做好经济管理，严格控制工程建设成本，为企业创造良好经济效益。根据相关技术文件和资料、过往施工经验，编制合理的预算方案，结合实际情况加以调整，避免在施工中造成严重的浪费问题。做好施工各要素之间的有效配合，避免单纯追求质量与安全、工期，忽视了隧道施工的成本投入[8]。在材料采购中，应该建立完善的管控制度，针对不同施工材料生产厂家的生产能力和资质等实施对比，选择性价比较高的厂家。同时，要定期分析施工成本的影响因素，了解成本投入状况与预期目标之间的差异及影响因素，并且对后续成本控制方案实施调整，避免造成不必要的损失。

3.8 健全制度体系

制度建设可以增强施工安全管理的规范性，因此要对各项制度细则实施优化，真正消除其中的隐患问题，防止在施工现场出现混乱状况。根据人员组织情况，编制值班制度，增进项目经理、督导小组之间的交流沟通，确保在监管工作当中能够各司其职，实现对现场状况的全面把控，避免疏忽大意引发的瓦斯爆炸事故。构建瓦斯浓度监测管理制度，从二氧化碳浓度、瓦斯浓度和温度等参数入手实施科学评估，同时做好交接班管理，在交接班中了解具体工作任务及执行状况，提高工作人员的重视程度[9]。明火是引发瓦斯爆炸的主要原因，因此在工作中应该以明火防范制度为依托，做好各类明火的针对性管控，避免在隧道施工中携带打火机、香烟和电子类产品等。做好现场安全教育工作，帮助施工人员掌握安全知识和技能，在紧急情况下能够及时逃生。

3.9 引入BIM技术

为了增强安全管理工作的可视化，还应该引入BIM技术，通过三维立体模型实现全面化管控，真正解决传统管理模式的弊端。加快集成平台的建设，实现对瓦斯隧道施工现场的全面覆盖，运用瓦斯监控系统、实名制进出场门禁系统和激光扫描定位仪、超前探测系统等，获取更加精准而全面的信息，防止在安全管理中出现盲区。在三维立体模型当中能够全面反映现场数据信息，帮助管理人员及时根据数据情况实施远程控制，增强安全管理的实效性及便捷性[10]。BIM技术的应用，也为可视化交底工作提供了支持，能够输入相关数据信息，模拟现场技术及工艺情况，以便施工人员更加详细地了解瓦斯隧道施工的重点及难点。在隧道安全评估中，BIM技术也能发挥重要作用，实现风险提前规避。

4 结束语

高速铁路瓦斯隧道施工的复杂性和风险性都较大，因此在工程建设中应该做好全面的安全管理工作，避免造成重大瓦斯事故，以保障人们的生命安全。但是，由于在管理工作中存在疏忽大意、制度缺失和调研勘察不足等问题，也会导致施工风险增大，容易给企业造成较大损失。为此，应该在施工中做好系统设计及设备检查，促进施工作业的规范化开展。针对现场实际状况，编制合理的施工组织方案，实现瓦斯状况的实时化监测，及时获取瓦斯变化情况，以便采取有效应对措施。此外，还要通过加强通风管理、做好瓦斯监测与检测、应用防爆设备、超前地质预报、施工成本管控、健全制度体系和引入BIM技术等途径，提升安全管理水平，增强整体控制效果。