鐵路高瓦斯隧道防治措施與管理技術

摘? 要：本文探討了鐵路高瓦斯隧道施工技術，分析了瓦斯隧道危險源識別方法，提出了瓦斯隧道安全管理措施，以及提升高瓦斯隧道施工控制技術水平的策略，以期為相關施工提供參考。

關鍵詞：鐵路隧道;高瓦斯;施工;控制技術

中圖分類號：U455.4? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）10-0000-00

0 引言

隨著我國社會經濟的高速發展，鐵路隧道建設的發展速度正在逐步加快。在 “以人為本、安全第一”的發展理念下，隧道施工中地質條件的隱蔽性對施工安全提出了巨大挑戰，特別是對于可能造成大量人員傷亡的高瓦斯隧道，安全生產管理尤為重要。根據鐵路隧道施工安全要求及其施工控制狀況，深入探討相關的技術與防治措施，有助于降低隧道施工風險，按期完成鐵路隧道施工計劃，滿足其施工管理要求，促使鐵路隧道施工更加安全、高效。

1 鐵路高瓦斯隧道施工概述

在鐵路隧道工程建設過程中，為了使高瓦斯隧道施工達到預期的安全生產目標，需要了解以下幾點內容：

（1）瓦斯爆炸的三個條件：瓦斯爆炸的濃度極值為5%～16%，其余范圍內為安靜的燃燒;混合氣體中氧的濃度不低于12%;有足夠能量的高溫火源;（2）從施工方法合理選擇、人員優化配置及施工管理理念更新等方面入手，可使隧道施工安全效果更加顯著，有利于降低其施工風險發生概率，為鐵路隧道建設事業的更好發展打下堅實基礎;（3）嚴格把控隧道施工過程控制，實施強有力的控制措施，處理好其中的細節問題，有利于實現鐵路高瓦斯隧道安全目標的實現;油氣田、煤系地層及采空區地質下隧道多為高瓦斯隧道，施工中應加強瓦斯預報、監測，采用防爆型機電設備，控制好通風與動火管理，確保隧道施工處于安全可控狀態。

2 瓦斯隧道危險源識別分析

危險源的識別是風險隧道施工的重要前提，對于瓦斯隧道來說具體可從以下幾方面識別：

（1）因設備選型、用材不符合規定，導致瓦斯監控系統損壞，影響瓦斯監測，進而導致事故隱患無法及時顯現;（2）傳感器無校正，影響瓦斯監測的準確性，導致事故隱患無法查明;（3）監測、檢測頻率不足，導致瓦斯監測無法實現24小時全程監測，存在空缺及漏點，成為事故隱患點;（4）爆破作業、電焊動火作業未執行一炮三檢制及動火管理制度規定，導致瓦斯爆炸事故發生;（5）超前地質預報及鉆孔未進行瓦斯檢測，導致瓦斯爆炸、突發事故發生。

3 瓦斯隧道安全管理措施

3.1 做好施工作業時瓦斯濃度的監測工作

進行瓦斯隧道施工作業時，為了使過程能夠處于安全可控狀態，必須對隧道內瓦斯濃度進行檢測與監測[1]：

（1）施工前制定一炮三檢制、三人連鎖爆破制并嚴格貫徹執行，當隧道內任一地點瓦斯濃度超過規定值時應暫停放炮，撤離人員，切斷洞內電源，采取通風措施，待自動瓦檢系統顯示數值下降后再人工檢測確認，安全后方可施工;（2）洞內死角、隧道上部拱頂、穴洞、避人（車）洞等通風不良、瓦斯易積聚的地點需進行嚴格的濃度檢測，發現瓦斯濃度超過0.5%以上時，應立即設置局扇、加大風機送風量排除積聚的瓦斯;（3）隧道突然停電時，洞內人員應立即撤出隧道，并對洞口瓦斯進行人工檢測，并嚴格監控自動瓦檢系統等數值;（4）超前鉆孔施工時，掌子面設置瓦斯探頭;鉆孔結束后，由瓦檢員檢測孔內濃度，記錄數據;當孔內濃度超過0.5%時，技術負責人需分析前段巖層瓦斯溢出量，以采取相應防范措施;（5）瓦檢員應定期對各類傳感器、監測系統設備及傳輸電纜、監測探頭等安裝位置及儀器儀表的運轉情況進行檢查確認，如發現有損壞及異常現象，及時處理。

3.2 加強通風防止瓦斯積聚

（1）通風機型號的選擇應根據隧道斷面、隧道開挖長度等計算確定，確保隧道需風量滿足施工要求;（2）必須設置2套通風設備，雙電源自動切換供風，最大限度減少無計劃停電、停風，并設置風電閉鎖、瓦電閉鎖裝置，一旦因故停風或瓦斯超限，自動切斷隧道內工作面，切斷洞內一切火源，撤出人員，并啟用備用電源或備用風機，加大風量排放瓦斯，確認正常后恢復正常通風;（3）發現瓦斯積聚后，根據方案制定排放措施，并嚴格貫徹執行排放程序，安全排放;（4）隧道貫通時，應編制專門的貫通技術安全措施，從一側開挖貫通，另一側保持正常通風，確保兩側的瓦斯濃度均在規定的允許濃度以下，貫通后調整通風系統，確保風向一致。

3.3 加強火源管理工作

（1）洞口應設置消防水池及消防砂，洞口頂高處設置避雷針，隧道內設置消防管道系統，每間距100 m設置一個閥門（消火栓），管路每500m作一次可靠接地，以防止靜電火花的產生，動火前需審批動火作業令，動火作業范圍設置消防管及滅火器;（2）運輸及施工機械設備應使用防爆型，其上安裝瓦機閉鎖系統，一旦瓦斯超限，則機械設備會自動熄火;（3）嚴禁易燃易爆品及火源隨意進洞，隧道口及通風設備機房附近20m范圍內嚴禁有火源，施工人員嚴禁穿著易于產生靜電的服裝進入瓦斯工區，進洞前必須經洞口檢查人員檢查確認無火源帶入洞內;（4）洞內機電設備選用防爆型，并設置接地及漏電保護系統裝置，杜絕雷管超前爆炸及點燃瓦斯事故的發生;（5）隧道爆破必須使用煤礦安全許用炸藥及電雷管。

3.4 加強高瓦斯隧道施工安全控制

在加強鐵路高瓦斯隧道施工安全控制過程中，必須進行超前地質預報，超前預控，提前探明前方不明地質情況，確保鐵路瓦斯隧道施工狀況良好[2]：

（1）通過超前鉆探，詳細記錄見煤距離、煤層厚度、瓦斯濃度、壓力、涌出量及其他不良和特殊地質，形成煤層走向、煤礦采空區等不良地質構造與洞身位置關系圖，指導后續施工;（2）超前鉆孔必須采用濕式鉆孔，嚴禁干鉆，超前鉆孔過程中，瓦檢員做好現場瓦斯濃度的檢測和預警工作，發現有瓦斯或有毒氣體涌出、突泥涌水等異常情況，或掌子面瓦斯濃度超限時，立即停止鉆探，不得退出鉆桿，并上報相關單位及領導研究處理;（3）根據設計資料和超前地質預報結果，距離煤層法距20m且煤層厚度大于0.3m時，應按批準的石門揭煤專項方案組織實施。穿過煤層法距10m后，確認為石門揭煤結束，轉入正常施工。揭煤段爆破作業時人員撤離、洞外起爆，爆破后通風時間不少于30分鐘，揭煤期間，協議礦山救護隊帶機現場值班。（4）發現巖溶、溶腔時，應加強通風，以排除有毒有害氣體。檢測瓦斯濃度確認達到規定限值以下后，方可進行溶腔的處理。

4 提升高瓦斯隧道施工控制技術水平的策略

在加強高瓦斯隧道施工控制的過程中，為了提高安全控制技術的應用水平，需要綜合考慮各種策略：

（1）高效利用全過程控制方式，應用好施工控制技術中的創新理念，使得具體的控制工作開展更具科學性，從而為這類技術應用水平的提升打下基礎，確保鐵路隧道施工狀況良好，并為其使用安全性的提高及使用年限延長等提供專業支持;（2）建立與完善切實有效的控制機制，為鐵路高瓦斯隧道施工安全控制效果的提升提供相應的制度保障，確保控制技術良好的應用;（3）健全施工控制技術應用中的管控體系，并在精細化管理與信息化控制方式的配合作用下，優化相應的管控方式，促使高瓦斯隧道的安全管控，從而達到這類技術應用水平提升的目的。同時應重視施工控制應用中的實踐經驗積累及科學運用，注重專業理論知識的整合利用，豐富鐵路隧道施工安全及應用狀況改善中所需的參考信息。

5 結語

綜上所述，通過對施工控制技術的深入思考，有利于提高鐵路高瓦斯隧道施工安全，實現其科學控制目標，提高相應安全控制中的技術優勢。未來在優化提升鐵路高瓦斯隧道施工安全控制方式的過程中，應更加關注設備控制技術與管理技術的的綜合利用，促使其既定的控制目標能夠順利實現，進而保持鐵路隧道良好的應用及發展狀況。

參考文獻

[1] TB10120-2002.鐵路瓦斯隧道技術規范[S].

[2] 汶文釗，秦曉玲.成貴鐵路高瓦斯隧道瓦斯防治技術[J].西部探礦工程，2018（11）：185-187.

收稿日期：2020-10-09

作者簡介：李新旺（1984—），男，山西原平人，本科，工程師，研究方向：鐵路高瓦斯隧道防治措施與管理技術。