論高瓦斯隧道施工方案比選

王帥

摘要：隧道瓦斯涌出具有隨機性、分布不均勻性的特點，瓦斯隧道的瓦斯災害危害性極大。本文通過對巴達鐵路徐家灣高瓦斯長大隧道施工方案的研究對比，選擇最優方案，為本類工程提供經驗和參考。

關鍵詞：高瓦斯隧道施工技術方案選擇論證

0 引言

發生瓦斯爆炸或瓦斯突出災害，后果將十分嚴重。國內曾發生過嚴重的隧道瓦斯爆炸事故，造成巨大人員財產損失。修建隧道時如果對瓦斯沒有充分的認識論證和準備，瓦斯災害危害性極大，由此帶來的工程施工成本費用增加也相當大。因此研究四川天然氣地層隧道瓦斯施工方案有著重要的意義。

1 工程簡介

隧道全長4652m，最大埋深256m。線路為5‰的上坡，隧道為高瓦斯隧道，節理發育。

2 方案對比

為尋求合理的經濟和技術決策，在保證隧道高瓦斯工區施工安全、質量的前提下，結合本隧道的實際情況，以達到實現資源合理的配置，用最少的資源投入，獲得最大的經濟效益的目的，對本隧道高瓦斯工區擬定出如下兩個施工方案進行比選。

2.1 方案一 加強高瓦斯工區的通風，不配置防爆型設備

鐵道部《鐵路瓦斯隧道技術規范》（TB10120-2002）規定：低瓦斯工區和高瓦斯工區可按絕對瓦斯涌出量進行判定。當全工區的瓦斯涌出量小于0.5m3/min時，為低瓦斯工區；大于或等于0.5m3/min時，為高瓦斯工區。因此為實現本隧道高瓦斯工區的瓦斯濃度小于0.5m3/min的要求，可采取加強隧道通風的方式，即通過計算，建立合理的通風系統，施工至高瓦斯工區時，采取24小時連續通風的方式，確保瓦斯濃度小于0.4m3/min，從而達到無須配置防爆型設備的目的。

在隧道正洞口安裝2臺SDF(c)-NO.13（2×132KW）型軸流風機分2管路通過φ1.5m雙抗風管（阻燃、抗靜電）將新鮮空氣送至正洞，并預留置一臺1臺SDF(c)-NO.13（2×132KW）型軸流風機。斜井采用一臺SDF(c)-NO.11（2×110KW）軸流風機通過φ1.5m雙抗風管（阻燃、抗靜電）將新鮮空氣送至掌子面，正洞、斜井和豎井各設一臺SDS-Ⅱ-No10.0射流風機，以便排風。

2.2 方案二 配置防爆型設備，高瓦斯工區正常通風

按照規范要求，隧道內高瓦斯工區和瓦斯突出工區的電氣設備與作業機械必須使用防爆型，對施工機械進行防爆性能改裝，滿足駛入高瓦斯工區和瓦斯突出工區的條件。通風采取正常的通風方式，即放炮前后或在瓦斯檢測異常時通風。

2.3 方案經濟對比

方案一：配置防爆型供配電系統設備的價差(單口）（表略）

方案二：設備防爆改裝費用（單口）

①車卸裝載機（L50 2.5m3）。改裝總價計算公式=2（臺）×20（每月改裝單價 萬元）=40（萬元）

②襯砌臺車（12m長）。改裝總價計算公式=1（臺）×2（每月改裝單價 萬元）=2（萬元）

③挖掘機（pc200-8）。總價計算公式=2（臺）×20（每月改裝單價 萬元）=40（萬元）

④混凝土輸送車。總價計算公式=3（臺）×20（每月改裝單價 萬元）=60（萬元）

⑤自卸汽車（18t）。總價計算公式=3（臺）×20（每月改裝單價 萬元）=60（萬元）

⑥濕噴機 （HP-7)。總價計算公式=1（臺）×10（每月改裝單價 萬元）=10（萬元）

⑦高壓雙液注漿機（2TGZ-60/210)。總價計算公式=2（臺）×10（每月改裝單價 萬元）=20（萬元）

⑧混凝土輸送泵（HNT90 60m3）。總價計算公式=1（臺）×10（每月改裝單價 萬元）=10（萬元）

⑨地質鉆機（GY-100)。總價計算公式=1（臺）×10（每月改裝單價 萬元）=10（萬元）

⑩局扇（FBD60-II-N06)。總價計算公式=2（臺）×5（每月改裝單價 萬元）=10（萬元）

■射流風機（SDS-II-NO10.0)。總價計算公式=3（臺）×10（每月改裝單價 萬元）=30（萬元）

合計改裝總價為292（萬元）

方案二：工期延長費用增加

計算可知，進口段非瓦斯段長569m，瓦斯段長1291m（其中Ⅲ級圍巖950m，Ⅳ級圍巖341m），進口段總長1860m；出口段非瓦斯段長783m，瓦斯段長1059m（其中Ⅲ級圍巖1460m），進口段總長1842m；斜井段非瓦斯段長405m，瓦斯段長950m，總長1345m。

設備經防爆型改裝后，其功效將降低到60%，從而延緩施工進度，本隧道DK56+400～DK59+700（3300m，進口瓦斯地段1291m，出口段非瓦斯段長783m，斜井瓦斯段長950m）為Ⅲ級圍巖，正常情況下月進度為130m/月，使用改裝后的設備施工其進度為：130*0.6=78m/月。則工期將延長為：1291/78-1291/130≈6.6個月。這將相應增加設備租賃費、油料費、人工費。

①設備租賃增加費用

a車卸裝載機（L50 2.5m3）。總價計算公式=2（臺）×2（每月租賃單價 萬元）×6.6（增加月數）=26.4（萬元）

b挖掘機 （pc200-8）。總價計算公式=2（臺）×3.2（每月租賃單價 萬元）×6.6（增加月數）=42.24（萬元）

c混凝土輸送車。總價計算公式=3（臺）×2.1（每月租賃單價 萬元）×6.6（增加月數）=41.58（萬元）

d自卸汽車（18t）。總價計算公式=3（臺）×1.8（每月租賃單價 萬元）×6.6（增加月數）=35.64（萬元）

e混凝土輸送泵（HNT90 60m3）。總價計算公式=1（臺）×0.8（每月租賃單價 萬元）×6.6（增加月數）=5.28（萬元）

合計總價為151.14 （萬元）

②增加油料費。油料費相當于機械設備增加費，合計151.14萬元。

③人工增加費用。技術工：200元/天*15人*30天/月*6.6個月=59.4萬元；普工：150元/天*30人*30天/月*6.6個月=89.1元；雜工：100元/天*20人*30天/月*6.6個月=39.6萬元；合計：188.1萬元。

④通風用電費用增加

a軸流風機（SDF(p2)-NQ13)。每天通風費用差=132（功率kw）×2（臺）×（24-3）（每天通風時間差）×1.2（電價元/度）=6652.8（元）

b軸流風機(SDF(C)-NO.11)。每天通風費用差=110（功率kw）×1（臺）×（24-3）（每天通風時間差）×1.2（電價元/度）=2772（元）

c局扇（FBD60-II-N06)。每天通風費用差=30（功率kw）×3（臺）×（24-3）（每天通風時間差）×1.2（電價元/度）=2268（元）

d射流風機（SSF-NO10(防爆））。每天通風費用差=37（功率kw）×2（臺）×（24-3）（每天通風時間差）×1.2（電價元/度）=1864.8（元）

合計費用差為13557.6元

本隧道高瓦斯工區DK56+400～DK59+700段施工工期為：1291/78≈16.6個月，則采用方案二進行24小時連續通風將比方案一間斷通風增加電費為：1.36*16.6*30=

677.3萬元。

2.4 方案安全對比 本隧道為高瓦斯隧道，無論采用加強通風方案或采用防爆設置改裝方案，都必須按照相關規范、文件的要求，采取的有效的安全、技術措施，保證瓦斯隧道的施工安全。所以采用兩種方案都能達到規定的安全標準。

2.5 方案工期對比 方案二設備經防爆型改裝后，其使用性能和功效將降低到60%，延緩了施工進度，造成施工總工期將延長6.6個月，而方案一將不存在這種問題。

3 方案比選結論

綜上所述，綜合經濟、安全、工期等多角度的對比，方案一優于方案二，即隧道高瓦斯工區不配置防爆型設備，采用加強高瓦斯工區的通風，在保證隧道高瓦斯工區施工安全、質量的前提下，更能實現資源合理的配置，用最少的資源投入，獲得最大的經濟效益。

參考文獻：

[1]徐海洋.公路高瓦斯隧道安全監控技術研究[D].重慶交通大學，2013.

[2]祝和意.高瓦斯隧道塌方段綜合治理技術[J].鐵道工程學報， 2011(01).

[3]鄭濤.高瓦斯隧道施工通風設計[J].山西建筑，2008(13).