公路工程瓦斯隧道施工期安全管理要点

罗太友

(贵州路桥集团有限公司)

瓦斯隧道施工期安全管理难度大、风险较大、技术含量高、施工工艺复杂、社会监管层次多以及各种监督检查严格，要求必须是强技术、高投入、严管理和重责任。目前国内公路行业隧道施工中无专门的瓦斯(广义指甲烷、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮等混合气体，狭义专指甲烷气体，既CH4)治理施工技术规范和标准指导施工。根据《公路工程隧道施工技术规范》(JTG F60 －2009)，仅把隧道穿越瓦斯地层当着一种特殊地质条件下的隧道考虑，其中6.1.6 条“在瓦斯地层开挖时，除应符合本规范16.6 节的规定外，尚应符合现行《煤炭安全规程》(以下简称《煤规》)的相关规定。”实际上，这句话隐含了极其丰富而且复杂烦琐的工作，即瓦斯隧道施工期安全管理、安全技术、安全措施、安全条件必须符合《煤矿安全规程》规定，而《煤矿安全规程》共计四篇20 章750 条15.7 万字，自新中国1949年成立以来，截止2011年3月，历经大小修改13 次，可以说是煤矿安全生产管理历史经验的总结性法规文件，同时由此拓展细化出上千的规程规范标准，所以要想理解和执行“尚应符合现行《煤炭安全规程》规定”这句话，视为艰巨。本文根据《煤矿安全规程》规定，结合公路工程隧道施工特点和安全工作重点，紧密结合《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿防治水规定》(国家安全监督管理总局19#令)要求。

1 建立专业管理组织和配备煤矿特种作业人员

从施工组织管理上，瓦斯隧道施工期除了须配备常规隧道要求的开挖班、初支班、二衬班、钢筋班、杂工班，必须配备煤矿安全矿长、井下机电矿长、一通三防专业工程师、地质工程师，组建瓦斯监控班、井下机电班、通风班、地质钻探队、防突队、应急救援队。全体参建人员必须全员接受瓦斯防治培训学习且不低于48 学时，洞内必须按井工开采要求配备特殊工种，如井下安检员、通风工、测尘工、井下电钳工、井下爆破员、井下管理人员、瓦斯检查员、防突工、瓦斯抽放工、通风安全监测工、安全自动监控系统维护工、洞口检身工等，作业人员须全部经过教育培训考核后持证上岗。施工周期超过培训周期或停工时间超出安全规程规定时限的需继续再教育或组织交底培训。

1.1 建立安全人机互检系统

建立可靠安全自动监控系统。采用KJ90NB 安全监控系统结合隧道工程拓展应用，对隧道施工期期间进行24 h不间断进行井下瓦斯﹝甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)、风速(FS)、粉尘(FC)、温度(WD)等进行安全监控监测;另在隧道每端每洞每班必须保证1 名井下瓦斯检查工、1 名通风监测工、测尘工跟班作业，实现“人机互检”，同时将洞内机电系统、通风系统接入安全监控系统，实现“风电闭锁”、“瓦斯电闭锁”，确保施工安全可控。所有仪器设备必须备用一套，一方面是避免紧急情况替补;另一方面按照标准规定，仪器必须定期调校。

1.2 建全可靠的通风系统

按照瓦斯防治要求，隧道通风必须“双通风双电源”，即必须配置备用风机、备用电源，保持24 h 连续通风。风筒材质必须具备阻燃和抗静电功能，备用电源或备用风机之间确保自动切换，风管的吊挂严禁使用铁丝和铁环，吊挂必须使用阻燃绳、带进行系挂。公路工程隧道施工一般采用压入式通风，风筒距作业面不得大于5 m，回风风速不得小于0.2 m/s，确保溢出瓦斯能及时稀释。对出现塌方空腔、上隅角、二衬台车堵头、预留空洞，要采取专门的通风措施，如局部气动风机、高压分管等。连续通风包含二层具体的含义，一是在任何情况下(放炮、检修、停工、停电)不得停风;二是任何情况下(瓦斯超限、煤层自燃、气候变化等)风量必须保持恒定。

1.3 建立可靠防爆电气系统及改装内燃设备

进入洞内的电气设备必须是煤矿许用的防爆型设备，高瓦斯隧道防爆等级不得低于II 级，单洞单端需配备1 套防爆电气设备，包括远程局部防爆风机、移动式瓦斯抽放泵、防回火装置、防爆装置、自动流量记录仪、防爆馈电开关、矿用隔爆型动力综合保护装置、矿用隔爆型干式变压器、矿用隔爆型真空电磁启动、矿用电缆、防爆照明灯、矿用防爆接线盒、矿用防爆插销等，对普通喷浆机、二衬台车电机、输送泵电机、抽水泵电机、开关等进行防爆改造，必须达到“三专两闭锁”。根据公路工程施工特点，目前一般采用无轨运输，若采用有轨运输或皮带运输，对于建设工程来说成本较高、效益较低、周期较长。所以针对进入洞内的挖机、装载机、运输车、混凝土罐车等内燃设备有火源出现的特点，委托专业单位实施防爆改装，达到《矿用防爆柴油机无轨胶轮运输车通用技术条件》相关规定，改装主要涉及电路系统、尾气处理、监控报警、照明系统。

2 防治瓦斯

(1)瓦斯浓度在5% ～16%;(2)引爆火源温度650 ～750 ℃;(3)氧气浓度大于12%。所以要防治瓦斯必须从这三个条件逐一下手。其中，第三个条件是客观具备的，因为满足人、机作业的环境氧气是充足，而且24 h 连续通风，送入的都是新鲜空气，所以氧气浓度满足爆炸条。

因此必须掐断第一个条件和第二条件的其中之一才能有效防治爆炸的发生。对第一个条件，瓦斯浓度控制受客观因素制约较大，因为风量、风速是恒定不变的(或变化极小)，而不同地段煤系层瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯涌出速度均不可能完全掌控，所以要把瓦斯浓度控制在限定的范围，只有尽快将洞内瓦斯稀释或预先抽放，数据的大小可以通过监控系统检测自动瓦斯电闭锁控制，或人工检测掌控手动控制，要切断该条件相对有一定的难度，必须采取一切手段防止瓦斯积聚。

3 防治煤与瓦斯突出

根据新修订实施的《防治煤与瓦斯突出规定》，煤系地层地下工程必须严格执行区域综合防突措施和局部综合防突措施，即双“四位一体”。

(1)煤层突出危险预测。首先是超前探煤、探水。该项工作不同于雷达、超声波等超前预报(限于围岩的完好性)，必须采用ZY 系列超前矿用坑道钻孔探煤和探水，每循环至少3 ～5 个孔，深度30 ～150 m，当接近推测煤层垂距30 m时，按设计图纸至少实施4 个Φ76 mm 地质取芯钻孔准确掌握煤层参数(倾角、走向、层厚)。其次，根据探煤情况，按规程要求采用WTC 瓦斯突出参数仪或TWY 瓦斯突出危险预报仪等仪器多参数、多手段进行煤与瓦斯突出预测。

(2)防突措施。根据《防治煤与瓦斯突出》第62 条，完成探煤、危险性预测，应编制揭煤的专项防突设计。采用钻孔排放措施，排放时间较长，对施工影响较大且排放孔施做工程量大;采用抽放方式，速度快、效果好，对施工影响相对较小，钻孔数量少。

(3)执行专项设计效果检验。一般采用瓦斯压力法或钻屑指标法，也可采用瓦斯涌出初速度法、瓦斯含量法。

(4)执行安全防护措施。采用小导洞揭煤或远距离弱爆破揭煤，揭煤前要做好应急救援准备、大型设备移出洞内、设置缓冲装置、除尘喷雾、钢支撑加强等措施。

4 其他事项

健全的管理组织、完整的实施流程、系统资料收集管理是避免重大安全责任事故的必备条件，其中有经验的技术服务单位必不可缺，将从技术、人员、设备管理组织上迅速健全，能杜绝施工组织流程上重要环节的缺失，能系统的出具、收集、整理、完善瓦斯隧道，工作面测定分析资料、施工方案、验证资料、安全防护措施、揭煤方案、瓦斯预警报告、监控日报、监控月报。

［1］国家安全生产监督管理总局、国家煤炭安全监察局. 煤矿安全规程，2011.

［2］国家安全生产监督管理总局、国家煤炭安全监察局. 防治煤与瓦斯突出规定，2009.

［3］中华人民共和国交通运输部. 公路工程隧道施工技术规范(JTG F60 －2009)［S］.

［4］中华人民共和国交通部. 公路工程施工安全技术规程(JTJ 076 －95)［S］.