淺談瓦斯隧道施工技術管理

1 工程概況
　　成昆鐵路擴能改造工程保安營1號隧道1#斜井全長2460m，進洞里程X1DK2+460，在正洞 LXD4K4+800處進入正洞， 斜井為下坡，坡度8%，單車道無軌運輸，斜井斷面凈空寬5米*高6米。進入正洞后承擔上下游兩個方向施工任務，該斜井工區(qū)為高瓦斯隧道工區(qū)。
　　地質情況：該斜井工區(qū)地質區(qū)域屬構造剝蝕高中山地貌區(qū)，上覆第四系全新統坡殘積（Q4dl+el）粉質黏土;下伏為三疊系上統寶鼎組（T3bd2）砂巖、頁巖互層夾炭質頁巖、礫巖及煤層。區(qū)內發(fā)育竹木山（保安營）向斜及保安營正斷層;竹木山（保安營）向斜與線路交于X1D1+200附近，核部寬緩，巖層傾角較小[1]。
　　2 施工重難點
　?。?）保安營1號隧道1#斜井全長2460m，單車道斜井設計坡度為8%的反坡施工。斜井斷面凈空（5m（寬）×6m（高））較小施工難度較大。
　?。?）斜井下伏基巖為三疊系上統寶鼎組上段（T3bd2）砂巖、頁巖互層夾炭質頁巖、礫巖及煤，極易富存有害氣體，如瓦斯等，在施工中，安全風險極大。
　　3 施工整體安排
　　該斜井為輔助坑道，只考慮一個工作面，進入正洞施工后在增加2個工作面。
　　4 施工方案及施工工藝
　　4.1 開挖施工
　　保安營1號隧道1#斜井工區(qū)開挖采用鉆爆法開挖，每循環(huán)開挖前，做好相應的施工準備：由配備齊全自救設備的瓦檢員對掌子面及回風巷進行人工瓦斯檢測，當洞內掌子面及回風巷瓦斯?jié)舛刃∮?.5%時，施工人員方可進洞開展施工工作。該斜井工區(qū)為高瓦斯隧道工區(qū)，施工必須使用煤礦許用炸藥、毫秒延遲煤礦許用電雷管、煤礦專用防爆起爆器起爆。放炮前由施工負責人帶領瓦檢員、安全員在掌子面及其他所需工作面進行瓦斯?jié)舛葯z查、安全檢查，監(jiān)督封堵炮眼、裝藥及連線等工作情況。嚴格落實裝藥前、爆破前、爆破后的瓦斯檢查，即一炮三檢制。放炮時隧道內所有人員必須撤離至洞外，并在洞外做好警戒線。放炮后由瓦檢員進洞對洞內掌子面、回風巷進行瓦斯檢測，檢測瓦斯?jié)舛仁欠癯瑯?。如瓦斯?jié)舛仍?.3%以下時，才可通知運輸隊進行棄渣外運。
　　4.2 支護
　　保安營1號隧道1#斜井高瓦斯段初期支護噴射砼添加氣密劑。氣密劑選用非引氣型，透氣系數不應大于10-10cm/s。
　　4.3 監(jiān)測
　　保安營1號隧道1#斜井高瓦斯工區(qū)采用“雙控”方式進行檢測。雙控為便攜式瓦斯檢測儀和自動瓦斯監(jiān)控系統進行。
　　4.4 通風
　　隧道通風采用壓入式通風，采用抗燃、抗靜電風帶，將洞外新鮮風送至作業(yè)面。為了避免洞內被壓入的空氣二次污染，通風機必須設在洞外距洞口大于30m處。在開挖掌子面地段還需在增設2臺移動式防爆局扇向掌子面供風，以增加掌子面其他角落最低風速要求。在斜井的避車洞、調頭洞處均設置一臺5.5kW局扇，防止該處瓦斯聚集。
　　5 瓦斯防控措施
　　5.1 超前地質預報
　?。?）超前鉆孔：為準確探明掌子面前方瓦斯情況及圍巖的完整性、節(jié)理構造、地下水、斷層帶等發(fā)育情況，掌子面采用3孔超前鉆孔，超前鉆孔每個孔深30m，每個循環(huán)搭接5m。超前鉆孔分別布置于掌子面拱頂、中部偏左1.5m處及底板。鉆孔機械采用液壓式鉆機，孔徑為φ108mm，各循環(huán)搭接長度不少于5m。
　　（2）加深炮眼：保安營1號隧道1#斜井高瓦斯洞段設置5孔加深炮眼，每孔深4～6m（搭接3m），以利于瓦斯的探測及瓦斯的排出。如遇到有煤線或瓦斯超標、噴涌，應及時啟動應急預案并撤離洞內全部人員，后續(xù)必要時可采用鉆孔自然引排或瓦斯抽采等等相關有效的技術措施，將危險性降至安全指標內。
　　5.2 瓦斯監(jiān)控
　　檢測隧道內瓦斯?jié)舛?、風速變化情況必須嚴格落實雙檢制度，采用KJ-2000N型安全監(jiān)測瓦斯自動監(jiān)測系統及人工檢測相結合方式。并采用瓦電、風電連鎖裝置。
　?。?）使用風電閉鎖裝置，該裝置設置于洞口主風機處，當主風機進風無法滿足要求或因故停機時，將自動切斷洞內所有電源。
　　使用瓦電閉鎖裝置，當洞內任一處瓦斯傳感器在檢測到有瓦斯超限的情況之下，洞內照明電源及動力電源將自動切斷;
　　（2）監(jiān)控系統傳感器布置
　　傳感器由瓦斯傳感器及風速傳感器成對組成，掌子面及回風巷各斷面均設瓦斯傳感器和風速傳感器3組，每組由1個瓦斯傳感器及1個風速傳感器組合配套。分別掛設于拱頂中心及兩側拱腰，并跟隨隧道的掘進深度調整相應位置。
　　在臺車前方、洞室、橫通道、二襯跳打段、斷面變截面處均需單獨增設傳感器，預防特殊部位瓦斯聚集。
　　（3） 傳感器調校要求
　　瓦斯傳感器必須經過專業(yè)機構（質監(jiān)部門）檢測合格，并且必須在檢測規(guī)定的使用期限內使用。
　　瓦斯傳感器設定為當瓦斯?jié)舛冗_到0.4%時，即報警，當瓦斯?jié)舛葹?.5%時，洞內自動切斷電源。當瓦斯?jié)舛冗_到斷電濃度洞內自動斷電后，必須進行瓦斯?jié)舛葯z測，濃度不大于0.4%后，可人工復電。
　?。?）瓦斯監(jiān)控系統的運行與管理
　　①根據隧道掘進長度動態(tài)化調整傳感器的位置，也可根據隧道掘進的長度相應的增設傳感器。監(jiān)控系統管理及維護風瓦傳感器的布設、每周不少于1次的感器檢查校檢等工作，必須指定專人負責專人管理，瓦檢員配合，以此來保證數據準確性，指導現場施工，降低安全風險。
　?、谕咚贡O(jiān)測系統采集的數據是瓦斯進行實時動態(tài)監(jiān)測的結果。并有效及時進行分析、整理，為現場施工提供有效安全、可靠的瓦斯參數依據。 　　③瓦斯監(jiān)控系統派專業(yè)人員對系統進行維護，檢查監(jiān)控線路、傳感器等的完好性。并安排專人進行24小時不間斷監(jiān)測。
　　④為避免管理疏忽，瓦斯?jié)舛葯z測及管理由施工、監(jiān)理、設計、建設單位，共同聯動管理。檢測數據異常時，自動監(jiān)測系統發(fā)出聲光預警，并自動短信形式向預設定人員發(fā)送預警信息。
　　出現預警后，根據管理實施細則，必須立即根據預警等級做出相應緊急響應，并逐級報送聯動管理單位，再根據預警等級做相應研究處理。
　?、荼O(jiān)測人員對監(jiān)控系統數據及時進行整理、分析，對系統出現異常情況時要做好臺賬登記。為現場施工安全提供有效的指導。
　?、?監(jiān)測人員每天對瓦斯監(jiān)測數據進行打印，按照相關要求進行上報日報表及周報表，并上報項目部相關部門及監(jiān)理部進行審閱并簽字確認。
　?。?）瓦斯超限處理
　　隧道內任何一處瓦斯?jié)舛冗_到0.4%時應停止洞內一切工作并撤出人員，同時上報項目部相關部門及監(jiān)理部， 隨即加強洞內通風。當達到0.5%時應立即上報建設單位。
　　5.3 用電防護
　　高瓦斯隧道內必須為雙電，確保通風正常及緊急情況的處置。且用電均必須滿足高瓦斯隧道內用電管理規(guī)定，電纜為銅芯瓦斯隧道專用電纜，照明燈具及各用電設備必須為本安防爆型或進行防爆改裝合格的。
　　洞內電力布設需有資質單位進行專門用電方案設計，按程序審批合格后實施，并建立相應檔案。
　　專業(yè)電工和各類用電人員需持證上崗，嚴格執(zhí)行三級交底、崗前培訓及班前講話制度，定期開展用電安全教育和考核，上崗人員必須持有勞動監(jiān)督部門核發(fā)的上崗證，杜絕無證上崗。
　　5.4 防爆設備改造
　　洞內使用各種設備、儀器須使用本安型，如該設備無本安型，需選擇有資質的單位進行設備預防高溫、電火花及瓦斯超限預警方面進行防爆改裝改造。
　　6 安全措施
　?。?）對現場管理及施工作業(yè)人員進行瓦斯專業(yè)知識和安全教育的培訓，并有效掌握瓦斯突出預兆、預防突出的基本知識。嚴格放炮管理，必須使用煤礦許用炸藥和電雷管。爆破時，所有人員必須撤離至洞外。嚴禁隧道內明火作業(yè)，嚴禁攜帶香煙、火柴進入隧道。并在洞口20米范圍內設置明顯的嚴禁明火。
　?。?）瓦斯檢測機構配備2名專職瓦檢員，洞外門禁系統配備2名檢查人員。監(jiān)控系統配備2名人員。
　?。?）根據施工情況配置1套自動監(jiān)控系統，2名瓦檢員，若干個自救儀。若干臺爆改裝車輛。并配備1套主通風系統及1套備用通風系統，發(fā)電機備用一套以防止主工點系統出現斷電情況下啟用發(fā)電機。所有備用系統必須滿足洞內24h不間斷的需求。
　?。?）洞內開挖嚴格按照瓦斯隧道管理制度要求加強檢測頻率、加強通風管理制度、加大超前水平探孔施工頻率原則。避免洞內瓦斯超限。
　?。?）鉆孔完成后，采用高壓風進行孔內吹空。裝藥前必須經瓦檢員檢測瓦斯?jié)舛任闯瑯藭r才可進行下道工序施工。裝藥前、爆破前和爆破后檢查瓦斯，只有當距離爆破地點20米內風流瓦斯?jié)舛刃∮?.4% 時，方可準許裝藥爆破。嚴格執(zhí)行 “一炮三檢”制度，嚴禁瓦斯超限爆破，炮眼內發(fā)現異狀，溫度驟高或驟低，有顯著瓦斯涌出情況時，都不準裝藥爆破。爆破工必須親自檢查，嚴禁其他任何人代替。