公路工程瓦斯隧道施工期安全管理要點

羅太友

(貴州路橋集團有限公司)

瓦斯隧道施工期安全管理難度大、風險較大、技術含量高、施工工藝復雜、社會監管層次多以及各種監督檢查嚴格，要求必須是強技術、高投入、嚴管理和重責任。目前國內公路行業隧道施工中無專門的瓦斯(廣義指甲烷、硫化氫、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮等混合氣體，狹義專指甲烷氣體，既CH4)治理施工技術規范和標準指導施工。根據《公路工程隧道施工技術規范》(JTG F60 －2009)，僅把隧道穿越瓦斯地層當著一種特殊地質條件下的隧道考慮，其中6.1.6 條“在瓦斯地層開挖時，除應符合本規范16.6 節的規定外，尚應符合現行《煤炭安全規程》(以下簡稱《煤規》)的相關規定。”實際上，這句話隱含了極其豐富而且復雜煩瑣的工作，即瓦斯隧道施工期安全管理、安全技術、安全措施、安全條件必須符合《煤礦安全規程》規定，而《煤礦安全規程》共計四篇20 章750 條15.7 萬字，自新中國1949年成立以來，截止2011年3月，歷經大小修改13 次，可以說是煤礦安全生產管理歷史經驗的總結性法規文件，同時由此拓展細化出上千的規程規范標準，所以要想理解和執行“尚應符合現行《煤炭安全規程》規定”這句話，視為艱巨。本文根據《煤礦安全規程》規定，結合公路工程隧道施工特點和安全工作重點，緊密結合《防治煤與瓦斯突出規定》、《煤礦防治水規定》(國家安全監督管理總局19#令)要求。

1 建立專業管理組織和配備煤礦特種作業人員

從施工組織管理上，瓦斯隧道施工期除了須配備常規隧道要求的開挖班、初支班、二襯班、鋼筋班、雜工班，必須配備煤礦安全礦長、井下機電礦長、一通三防專業工程師、地質工程師，組建瓦斯監控班、井下機電班、通風班、地質鉆探隊、防突隊、應急救援隊。全體參建人員必須全員接受瓦斯防治培訓學習且不低于48 學時，洞內必須按井工開采要求配備特殊工種，如井下安檢員、通風工、測塵工、井下電鉗工、井下爆破員、井下管理人員、瓦斯檢查員、防突工、瓦斯抽放工、通風安全監測工、安全自動監控系統維護工、洞口檢身工等，作業人員須全部經過教育培訓考核后持證上崗。施工周期超過培訓周期或停工時間超出安全規程規定時限的需繼續再教育或組織交底培訓。

1.1 建立安全人機互檢系統

建立可靠安全自動監控系統。采用KJ90NB 安全監控系統結合隧道工程拓展應用，對隧道施工期期間進行24 h不間斷進行井下瓦斯﹝甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、二氧化碳(CO2)、硫化氫(H2S)、風速(FS)、粉塵(FC)、溫度(WD)等進行安全監控監測;另在隧道每端每洞每班必須保證1 名井下瓦斯檢查工、1 名通風監測工、測塵工跟班作業，實現“人機互檢”，同時將洞內機電系統、通風系統接入安全監控系統，實現“風電閉鎖”、“瓦斯電閉鎖”，確保施工安全可控。所有儀器設備必須備用一套，一方面是避免緊急情況替補;另一方面按照標準規定，儀器必須定期調校。

1.2 建全可靠的通風系統

按照瓦斯防治要求，隧道通風必須“雙通風雙電源”，即必須配置備用風機、備用電源，保持24 h 連續通風。風筒材質必須具備阻燃和抗靜電功能，備用電源或備用風機之間確保自動切換，風管的吊掛嚴禁使用鐵絲和鐵環，吊掛必須使用阻燃繩、帶進行系掛。公路工程隧道施工一般采用壓入式通風，風筒距作業面不得大于5 m，回風風速不得小于0.2 m/s，確保溢出瓦斯能及時稀釋。對出現塌方空腔、上隅角、二襯臺車堵頭、預留空洞，要采取專門的通風措施，如局部氣動風機、高壓分管等。連續通風包含二層具體的含義，一是在任何情況下(放炮、檢修、停工、停電)不得停風;二是任何情況下(瓦斯超限、煤層自燃、氣候變化等)風量必須保持恒定。

1.3 建立可靠防爆電氣系統及改裝內燃設備

進入洞內的電氣設備必須是煤礦許用的防爆型設備，高瓦斯隧道防爆等級不得低于II 級，單洞單端需配備1 套防爆電氣設備，包括遠程局部防爆風機、移動式瓦斯抽放泵、防回火裝置、防爆裝置、自動流量記錄儀、防爆饋電開關、礦用隔爆型動力綜合保護裝置、礦用隔爆型干式變壓器、礦用隔爆型真空電磁啟動、礦用電纜、防爆照明燈、礦用防爆接線盒、礦用防爆插銷等，對普通噴漿機、二襯臺車電機、輸送泵電機、抽水泵電機、開關等進行防爆改造，必須達到“三專兩閉鎖”。根據公路工程施工特點，目前一般采用無軌運輸，若采用有軌運輸或皮帶運輸，對于建設工程來說成本較高、效益較低、周期較長。所以針對進入洞內的挖機、裝載機、運輸車、混凝土罐車等內燃設備有火源出現的特點，委托專業單位實施防爆改裝，達到《礦用防爆柴油機無軌膠輪運輸車通用技術條件》相關規定，改裝主要涉及電路系統、尾氣處理、監控報警、照明系統。

2 防治瓦斯

(1)瓦斯濃度在5% ～16%;(2)引爆火源溫度650 ～750 ℃;(3)氧氣濃度大于12%。所以要防治瓦斯必須從這三個條件逐一下手。其中，第三個條件是客觀具備的，因為滿足人、機作業的環境氧氣是充足，而且24 h 連續通風，送入的都是新鮮空氣，所以氧氣濃度滿足爆炸條。

因此必須掐斷第一個條件和第二條件的其中之一才能有效防治爆炸的發生。對第一個條件，瓦斯濃度控制受客觀因素制約較大，因為風量、風速是恒定不變的(或變化極小)，而不同地段煤系層瓦斯含量、瓦斯壓力、瓦斯涌出速度均不可能完全掌控，所以要把瓦斯濃度控制在限定的范圍，只有盡快將洞內瓦斯稀釋或預先抽放，數據的大小可以通過監控系統檢測自動瓦斯電閉鎖控制，或人工檢測掌控手動控制，要切斷該條件相對有一定的難度，必須采取一切手段防止瓦斯積聚。

3 防治煤與瓦斯突出

根據新修訂實施的《防治煤與瓦斯突出規定》，煤系地層地下工程必須嚴格執行區域綜合防突措施和局部綜合防突措施，即雙“四位一體”。

(1)煤層突出危險預測。首先是超前探煤、探水。該項工作不同于雷達、超聲波等超前預報(限于圍巖的完好性)，必須采用ZY 系列超前礦用坑道鉆孔探煤和探水，每循環至少3 ～5 個孔，深度30 ～150 m，當接近推測煤層垂距30 m時，按設計圖紙至少實施4 個Φ76 mm 地質取芯鉆孔準確掌握煤層參數(傾角、走向、層厚)。其次，根據探煤情況，按規程要求采用WTC 瓦斯突出參數儀或TWY 瓦斯突出危險預報儀等儀器多參數、多手段進行煤與瓦斯突出預測。

(2)防突措施。根據《防治煤與瓦斯突出》第62 條，完成探煤、危險性預測，應編制揭煤的專項防突設計。采用鉆孔排放措施，排放時間較長，對施工影響較大且排放孔施做工程量大;采用抽放方式，速度快、效果好，對施工影響相對較小，鉆孔數量少。

(3)執行專項設計效果檢驗。一般采用瓦斯壓力法或鉆屑指標法，也可采用瓦斯涌出初速度法、瓦斯含量法。

(4)執行安全防護措施。采用小導洞揭煤或遠距離弱爆破揭煤，揭煤前要做好應急救援準備、大型設備移出洞內、設置緩沖裝置、除塵噴霧、鋼支撐加強等措施。

4 其他事項

健全的管理組織、完整的實施流程、系統資料收集管理是避免重大安全責任事故的必備條件，其中有經驗的技術服務單位必不可缺，將從技術、人員、設備管理組織上迅速健全，能杜絕施工組織流程上重要環節的缺失，能系統的出具、收集、整理、完善瓦斯隧道，工作面測定分析資料、施工方案、驗證資料、安全防護措施、揭煤方案、瓦斯預警報告、監控日報、監控月報。

［1］國家安全生產監督管理總局、國家煤炭安全監察局. 煤礦安全規程，2011.

［2］國家安全生產監督管理總局、國家煤炭安全監察局. 防治煤與瓦斯突出規定，2009.

［3］中華人民共和國交通運輸部. 公路工程隧道施工技術規范(JTG F60 －2009)［S］.

［4］中華人民共和國交通部. 公路工程施工安全技術規程(JTJ 076 －95)［S］.