丹景2#隧道瓦斯监控与预防措施

凌飞鹏青志俭

摘要结合丹景2#隧道工程情况，制定了瓦斯监控和防治方案，通过施工实践，对瓦斯隧道施工方法进行了探索，并对防止瓦斯爆炸提出了有效的防治措施。

关键词 隧道 瓦斯 监控 预防

Abstract: combining the Dan scene 2 # tunnel project conditions, formulate the gas monitoring and control scheme, through the construction practice, the gas tunnel construction method, the method to prevent gas explosion and put forward effective prevention and control measures.

Keywords: tunnel gas monitoring prevention

中图分类号：TU94+3.3 文献标识码：A文章编号：

1工程概况

成都第二绕城高速公路丹景2#隧道（左线全长3371m,右线全长3404m），项目位于简阳市丹景乡陈八村、成都市双流县永兴镇明水村境内，穿越龙泉山的南段丹景山，设计为高瓦斯隧道。公路等级：六车道高速公路。

隧道设计速度：100km/h。

隧道建筑限界：主洞净宽14.5m，净高5.0m；紧急停车道净宽17.0 m，净高5.0 m；车行横通道净宽4.5 m，净高5.0 m；人行横通道净宽2.0 m，净高2.5 m。

隧道路面横坡：单向坡2%（直线段），超高不大于±4%。

隧道内最大纵坡：±3%；隧道内最小纵坡：±0.3%

设计何载：公路-I级。

2隧道围岩情况

隧址区内出露地层主要有新生界第四系全新统崩坡积层（Q4c+dl）、第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）、中生界侏罗系上统遂宁组（J3s）和侏罗系中统沙溪庙组（J2s）。属构造侵蚀剥蚀低山丘陵地貌，区内沟谷纵横，山峦起伏，地形切割较强烈。受岩性和构造控制，隧道进出口斜坡呈陡缓相间的阶梯状，平均坡度为20～25°。隧址穿越侏罗系中统上沙溪庙组粉砂质泥岩夹砂岩地层，下伏三叠系烃源煤系地层，生气强度大，升烃周期长。部分天然气通过喜山期形成的断裂向上运移至侏罗系透镜状砂体中储集形成浅层气藏。

3 瓦斯防治管理措施

瓦斯涌出是丹景2#隧道施工的主要风险源，施工存在瓦斯中毒、燃烧、爆炸等诸多灾害风险。为确保安全施工，实现动态管理洞内作业，积极采用“双保险”瓦斯监测措施，即遥控自动化监测系统与人工现场检测相结合。瓦斯浓度的监控采用无线隧道瓦斯自动监控系统和便携式人工光干涉瓦斯检测仪，对隧道内瓦斯浓度进行24小时不间断监测，在无线隧道瓦斯自动监控系统中设置断电仪，实行自动“瓦电闭锁”和“风电闭锁”功能。

门禁系统、视频监控系统管理，在洞口值班室设置安检门，设置计算机终端，设置LED显示屏，将数字视频监控技术与网络技术相结合，实现远程动态监控施工。摄像探头分别安装在洞口、二衬台车及支护台车上，全面监控隧道施工安全、质量，实现了对进洞作业的实时监控，有效避免了施工安全事故的发生，保证了隧道施工安全和质量。

为提高科学组织管理水平，项目部采用GIS技术，为进洞施工人员配备专用磁卡，在隧道里隔段安装识别装置，利用GIS空间定位信息系统进行跟踪管理，对施工人员进行精确定位，一旦发生事故，可极大方便解救被困人员。

3.1 瓦斯自动化监控系统

远程无线瓦斯监测报警断电系统，由瓦斯传感器、报警器、断电仪、风速仪、无线网络发射模块、无线网络接收模块、无线网络中继放大模块、监控终端电脑、5.1米ⅹ1.32米LED屏、瓦斯监测系统软件组成。监测信号显示在洞口5.1m长的宽幅LED屏上，同时通过互联网远程实时发送，传输至项目业主、施工单位、监理办公室及监控指挥中心。隧道内信号无需光线等传输电缆，通过无线网桥，大大减少线路保护工作。

监测人员必须严格按操作规程操作，保护监控系统正常运行。

当在隧道施工出现变化，所安装的瓦斯监控系统不能满足安全生产需要时，应及时对已有系统进行改造。

3.2人工瓦斯检测

隧道施工中对瓦斯采用光干涉瓦斯检定器人工检测，配合便携式瓦斯自动检测报警仪检测相结合，在瓦斯超限时发出警报。

检查频率：瓦斯隧道施工中，必须坚持24小时瓦斯检测。

瓦斯浓度在0.1%以下时每小时检查1次，瓦斯浓度在0.1%以上时每30分钟检查1次。有瓦斯突出危险的开挖工作面和瓦斯涌出量较大、变化异常的工作面必须有专人经常检查，并安设甲烷断电仪。对瓦斯浓度超过0.3%的地段，必须加强检测，增加检测的频率为每20分钟一次。

每个检测断面检查五点或三点。即顶部、两侧拱脚处及两侧墙脚处。

各检测点瓦斯浓度的规定：隧道任一处地点回风风流中瓦斯浓度超过 0.5％或二氧化碳浓度超过 1.5 ％时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

停工区内瓦斯或二氧化碳浓度达到 0.5 ％而不能立即处理时，必须 24h 内封闭完。

此外，项目部隧道超前地质预报均采用地质调查法、加强探孔深度探测和TSP技术，综合分析、评判掌子面前方地质及瓦斯情况。为安全生产和安全管理“保驾护航”。

3.3 隧道通风方式选择

隧道通风方式有压入式、抽出式、混合式、巷道式。加强通风是做好瓦斯隧道安全施工的有效手段。

丹景2#隧道为高瓦斯超长双线隧道，左洞全长3371m，右洞全长3404m，进出口两端同时施工。为确保通风可靠，施工期间隧道通风可以选择两种通风方式，即压入式及巷道式。

一、为了保证各个掌子面有足够的风量，在瓦斯涌出正常，通风风量能将瓦斯稀释在规定的浓度以下的前提下，在进口1#车行横道、出口4#车行横道贯通左右洞之前，隧道采用压入式通风方式。

二、在简阳端1#车行横道、成都端4#车行横道贯通左右洞之后，至隧道单洞贯通（根据施工组织设计及左右洞的施工进度，右洞首先贯通）之前，隧道采用巷道式通风。

巷道式通风时，通风路线为：新鲜空气→右洞→局部通风机→右

3.4供电措施

本隧左右洞供电方案为各自独立系统，单洞配备双电源线路，即一条来自公用变电站和一条来自自备发电站的两条电源线路。洞内电器全部采用防爆型。采用专用变压器、专用开关、专用供电线路和瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、局扇通风与供电的闭锁，即“瓦电闭锁”及“风电闭锁”，以保证瓦斯隧道安全施工。

电压波动范围，高压为额定值的±5%，低压为额定值±10%。

洞内的电缆应使用有屏蔽的监视型橡套电缆，电缆应使用不延燃橡套电缆，各种电缆的分支连接，必须使用与电缆配套的防爆连接器、接线盒。

隧道内照明灯具在已衬砌地段的固定照明灯具采用EXdⅡ型防爆照明灯。开挖工作面附近固定照明灯具采用EXdⅠ型矿用防爆照明灯。移动照明全部采用防爆矿灯。

3.5机械设备防爆改装

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。

项目与有资质的防爆设备有限公司签订合同，由其负责对我公司下列机械进行防爆性能改装，以达到施工要求，对于能直接购买的防爆机械，则直接购入，所有带电设备也要进行改装。

改装后机械的性能及防爆柴油機的技术要求：

排气温度不超过70℃；

水箱水位下降设定值；

机体表面温度不超过150℃；

电器系统采用防爆装置；

启动系统采用防爆装置；

以上各项设定值是光指标、声报警，延时60s自动停车；

防爆柴油机采用低水位报警和温度过高报警。

排气系统中一氧化碳、氮气化物含量不超过国家设定排放标准。

改装柴油机防爆系列按照国家柴油机的技术规范和要求标准。

3.6防雷暴措施

丹景2#隧道采用拦截、屏蔽、均压、分流和共用接地系统综合防雷措施。

拦截：在变电所及摄像机、交通信号灯、高杆灯等外场设备，在顶上装设避雷针，截受雷击并将雷电较均匀地分流入地。

屏蔽：雷击主要是通过电磁感应和静电感应，因此，在隧道外及洞口附近的各种电缆要进行屏蔽，将电源线和信号线分别敷设于镀锌线槽内，线槽每隔一定距离，按标准进行接地，从而使雷电作为干扰源的影响大大减小。

均压：隧道内电气设备因为电磁脉冲的作用会造成损坏，等电位连接可以有效防止雷电电磁脉冲的入侵。

分流：为保证电子设备免受浪涌过电压的破坏，减少电磁脉冲的程度，根据实际情况在电源系统和信号系统方面加装多级SPD。

接地：丹景2#隧道接地网由电源的工作接地、防雷接地、安全接地、信号设备接地组成，接地电阻要求小于1欧姆。

3.7爆破安全技术措施

爆破作业采用煤矿许用炸药，爆破雷管采用煤矿许用电雷管，钻眼设备采用煤矿许可用电钻。采用煤矿许用毫秒延期雷管时，最好一段延迟时间，不得超过130ms，严禁使用秒或半秒雷管。电力起爆必须采用防爆型起爆器。装药必须采用正向连续装药，严禁反向装药。

遇到下列情况严禁装药爆破：a.照明不足，影响操作；b.工作面岩石出现破碎尚未处理；c.发现可能有高压水涌出。

爆破后立即进行排烟通风，相距30分钟以上时间，检查人员方可进入工作面，在经过下列检查并处理后，其它工作人员才准进入工作面：a.有无瞎炮及可疑情况；b.有无残余炸药和雷管；c.有无松动岩块；d.支护有无损坏和变形。

爆破工随身携带手电筒，并设事故照明；装炮不得与钻孔同时进行，装炮时严禁火种，严禁明火点炮，无关人员与机具等撤至安全地带。

进行爆破器材加工和爆破作业人员，严禁穿化纤衣物。

4实施效果

通过在丹景2#隧道的施工和对瓦斯有效的监控，有效防止瓦斯灾害事故发生，保证了隧道施工的安全。丹景2#隧道在安全状态下施工至今，没有发生一起瓦斯事故。

5结语

搞好隧道通风和瓦斯监测是瓦斯隧道施工安全生产的前提条件。在丹景2#隧道的施工中，我们通过强化内部管理，严格瓦斯监测程序，规范操作、精心组织、科学施工，有效地杜绝了安全事故的发生，为丹景2#隧道日常施工提供安全保障。同时为类似瓦斯隧道施工通风及瓦斯监测提供参考借鉴。

参考文献：

1 《公路工程安全施工技术规程》JTJ 076-95

2 《铁路瓦斯隧道技术规范》TB10120-2002

3 《公路隧道施工技术规范》JTJ042—94

4 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005

作者简介：凌飞鹏，男，1980年7月出生，工程师，广西公路桥梁工程总公司二分公司，从事公路桥梁施工管理工作，