摘要：伴随着隧道及地下工程的修建，大量的地质灾害接踵而至，造成了严重的生命和财产损失，教训惨痛。人们在改造自然的过程中，也在不断地认识自然，探索自然规律，防止灾害放生。瓦斯事故是隧道及地下工程中一个重要的地质灾害，给建设者们带来了巨大的威胁。只有加强瓦斯隧道施工过程中的安全管理和防治，方可减小瓦斯事故带来的伤害。本文结合成贵铁路和六威高速的低瓦斯隧道，对低瓦斯隧道的施工管理及防治进行研究。
关键词：低瓦斯隧道；施工管理
1 成贵铁路和六威高速的低瓦斯隧道区别
1.1地质情况区别
（1）成贵铁路低瓦斯隧道为天然气（非伴煤）瓦斯隧道：
中交二航局成贵铁路CGZQSG-4标段，正线长度30.661km，隧道总长度为7.47km，其中包含南厂沟隧道（3175m）、手爬岩隧道（1685m）等6座隧道设计为低瓦斯隧道，南厂沟隧道、手爬岩隧道采用双头掘进。隧道位于川南大塔气田附近，深部为储气构造，存在深部天然气沿着岩层裂隙渗入到隧道内的可能性，天然气未达到燃爆极限。
（2）六威高速低瓦斯隧道为伴煤瓦斯隧道：
①LWTJ-6标老棚子隧道，老棚子隧道系分离式公路隧道，左幅TZK11+469-TZK13+051全长1582米，右幅TYK11+491-TYK13+035全长1554米。采用双头掘进，设2个隧道工区：进口工区、出口工区。瓦斯段TZK12+390-TZK13+051长度661米，位于出口端顶板埋深0-95米，煤层（0.4-1.1米），该地区分布有岔河煤矿及民间长期开采的老煤洞，存在一定采空巷道，范围分布于隧道顶板以上影响区域。
②LWTJ-9标碳山隧道，碳山隧道系分离式公路隧道，左幅ZK51+280-ZK51+690，长410m；右幅YK51+340-YK51+705，长365m。施工方式采用单边掘进。ZK51+275-ZK51+705隧道采空区处于隧址区内，地表民间采煤小窑沿隧道轴线一带分布，采空区沿煤层顺岩层走向开采而形成，煤层产状为30°∠45°，煤层走向基本与隧道轴线走向一致，采掘深度约为数百米，即平面上贯穿整个隧道。K45+715-K52+400段二叠系上统有煤层夹层，煤层单层厚度约0.63m。由于隧道处于煤系地层内，夹炭质页岩及劣煤层，隧道施工时应加强瓦斯超前预报。
1.2 瓦斯涌出特点的区别
（1）天然气瓦斯隧道的瓦斯涌出特点：与气源位置、地质构造的发育情况密切相关，瓦斯涌出没有规律性，多为裂隙涌出。
（2）穿煤层瓦斯隧道的瓦斯涌出特点：过煤层段才有瓦斯涌出，分段性明显。
2 关于低瓦斯隧道的几点认识
2.1 低瓦斯隧道也是瓦斯隧道
现场最容易犯的低级错误就是轻视低瓦斯隧道，麻痹大意，不严格按照方案和安全规程施工。都汶高速公路董家山隧道特大瓦斯爆炸事故：该隧道勘测资料认定为低瓦斯隧道，施工中又委托煤炭专业单位鉴定，仍定为低瓦斯隧道。2005年12月，隧道掌子面坍方促使瓦斯大量涌出，衬砌台车上的不防爆插座打火，引起瓦斯爆炸，当场死44人，伤11人。
2.2 低瓦斯隧道可以采用非防爆设备
低瓦斯隧道分低瓦斯工区、非瓦斯工区，增加设备选型的灵活性，可减少投入，提高综合效益。
2.3 低瓦斯隧道防爆关键在通风
良好的通风设计是防止瓦斯爆炸的关键，只有良好的通风才能保证瓦斯浓度低于0.3m3/min。严格落实“加强通风、勤测瓦斯、严控火源”的原则。
3 低瓦斯隧道施工管理经验
3.1 技术依据
《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《贵州省高速公路瓦斯隧道施工技术指南》、施工图纸及业主相关文件。
3.2 管理制度
制定并执行瓦斯隧道管理制度，包括：瓦斯隧道通风、防火防爆、动火管理、爆破安全管理、瓦斯检测及监控管理、进洞安检、超前地质预报管理、应急救援与抢险、揭煤管理、考核及奖惩等制度。
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同时，编制相配套的记录表格：瓦检手册、瓦检台账、瓦检仪校正记录表、测风记录表、防爆设备检查表、特殊工序（动火）审批表等，做好定期检查及日常巡查的详细记录并存档。
3.3 装备及设施投入
（1）通风设备：根据通风专项设计方案，配备主风机和备用风机，设两路电源，保持连续通风，装设风电闭锁，配备风速仪。风机选型一般情况，1000米以上，2*110KW的双轴流风机，1000米以内，2*75KW双轴流风机，风管选用抗静电阻燃的风管，风管口到掌子面距离小于5米，全隧道最低风速不小于0.25m/s。洞内动火作业场所和瓦斯易于集聚的空间配备局部风扇进行通风，防止瓦斯局部聚集。
（2）瓦检仪器：每一个工作面配备至少1台便携式多参数（O2、H2S、可燃气等）测定仪、6～10台便携式瓦检仪、3台光干涉式瓦检仪、1套瓦检仪校验器。在开挖台车、防水板上悬挂设置1台便携式瓦检仪，声光报警，报警值设置为0.5。瓦检每班不少于2次，瓦检仪一周一校正。
（3）洞内供配电：根据供配电专项设计方案，低瓦斯隧道工区的配电变压器严禁中性点直接接地，固定电气设备采用防爆型（煤安标志），主要包括照明灯具、开关、配电箱、接线盒、防爆插销等；洞内固定敷设的照明、通信、动力电缆采用矿用电缆。当一个工区同时存在非瓦斯工区和低瓦斯工区时，照明和固定电气设备应根据全隧瓦斯工区等级提前统筹安排、合理配置，从一开始就应考虑采用矿用防爆型。根据投入经济比选，超过1000米，宜采用10kv高压进洞，南厂沟隧道投入大致为120多万，手爬岩隧道投入大致70多万。
（4）洞内行走机械：洞内所有行走机械必须为柴油发动机，严禁汽油车进洞，建议洞内行走机械排气口加装防火罩，人员交通车采用电动车。
（5）门禁及安检：洞口合理布局值班室、门禁及安检处，配备安检仪和烟火存放处，严格控制火种进洞，严禁吸烟。长大隧道建议配备人员出入电子登记系统，有条件的，可以加装视频监控系统。
（6）应急设施及物资：洞口和掌子面配备一定数量的矿灯、防毒面具和应急药品及食品等，设置逃生管道、钢制高压风水管。洞口值班室及洞内配备防爆应急电话。
3.4 安全技术控制措施
（1）超前地质预报：施工前，同设计、地质勘查单位了解设计勘察钻孔资料初步掌握隧道瓦斯情况，调查周围其他隧道、煤矿的瓦斯、突出、突水等实况作为参考。施工过程中，非瓦斯工区，采用加深炮孔；瓦斯工区采用防爆型钻机进行超前水平探孔；过采空区、瓦斯异常涌出地段等前探钻孔进行专门设计后实施。
（2）水压爆破：适用于Ⅲ级围岩，炸药爆炸后水炮泥的水在爆炸气体的冲击作用下能形成一层水幕，起到降低爆温、缩短爆炸火焰延续时间的作用，从而减少了引爆瓦斯的可能性。
（3）光面爆破：根据工程地质条件、工艺工法和爆破器材等进行钻爆设计，采用光面爆破，执行“一炮三检制”和“三人联锁放炮制”，严格控制超挖，防止瓦斯局部聚集。
（4）爆破器材及网络设计：低瓦斯隧道工区，采用煤矿许用毫砂1-5段电雷管起爆，装填不低于一级煤矿许用乳化炸药，采用电爆网路串联起爆，只能使用防爆型起爆器，严禁反向装药。
（5）气密性混凝土：初支喷射混凝土和衬砌混凝土依据瓦斯防渗等级要求，进行配合比设计和试验，有效防止瓦斯逸出。
（6）水气分离装置：按照图纸要求，规范设置了水气分离装置、环向及纵向PVC排气管，利于衬砌背后瓦斯排出。
总之，目前，我国铁路、公路建设事业正在蓬勃发展，瓦斯隧道施工是所有行业建设者难免会遇到的高风险作业项目。如不注重总结，加强管理，必然会导致生产安全事故，造成不必要的损失以及恶劣的社会影响。瓦斯隧道施工安全管理不局限于前文所述的几个方面，还应加强瓦斯隧道相关法律法规、标准规范、施工方案图纸的培训与交底，加强特种作业人员及安全质量管理人员的取证上岗，加强进场机电设备尤其是特种设备的日常管理与维修，加强火灾爆炸事故的应急储备与响应等方方面面的工作。因此，所有参与瓦斯隧道施工的人员，都必须以高度的责任心与危机感，认真总结思考，做好本职工作，确保瓦斯隧道施工安全万无一失。
参考文献
[1] 王巍.瓦斯隧道施工技术研究[J].太原城市职业技术学院学报，2018（07）：144-146.
[2] 董莹.公路高瓦斯隧道施工风险分析[D].安徽理工大学，2017.
[3] 曹魏杨.大断面瓦斯隧道施工通风优化及风险管理[D].重庆大学，2017.
论文作者:张亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/10
标签：瓦斯论文; 隧道论文; 工区论文; 煤层论文; 配备论文; 洞内论文; 风管论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;