摘要：根据8.65米大直径盾构机现场施工情况，不断总结施工工艺，确保低瓦斯隧道长距离出土的安全施工，降低设备故障率。
关键词：大直径、低瓦斯、长距离出土
1前 言
随着城市轨道交通的迅速发展，国内盾构机制造工艺的不断突破，盾构法施工在越来越多的领域投入使用。伴随着盾构机的开挖直径不断增加，关键性技术的自主成功研发，盾构机的制造成本降低了上千万元，轨道交通PPP项目的不断成立，盾构法施工在特殊地层特别是瓦斯地层有极大的竞争力。
2工程概况
成都轨道交通18号线工程土建4标出入段线盾构区间位于龙泉山脉以西，区间沿线依次下穿森瑞公司、与天龙盾构区间正线重叠交叉段、东风渠河道、天宇驾校训练场、东山大道等道路沟渠，起讫里程为RDK0+350.967～RDK1+645，右线长度1294.033m，CDK0+351.029～CDK1+658.835，左线长度为1307.806m。区间两侧主要为现状农田、林地，山头较多，地形起伏大。区间位于苏码头油气田与三大湾油气田交接部位，影响程度为天然气危害低区，为低瓦斯盾构掘进区间。
出入段线盾构区间隧道最小纵坡坡度为2‰，最大纵坡坡度为28‰。线路最大隧顶埋深约45.2m，最小隧顶埋深约5.4m，最小平面曲线半径500m。相应附属工程含4个洞门、1个联络通道兼泵房。本区间隧道主要穿越<5-1-3>中风化泥岩。
3关键部位防爆措施
3.1瓦斯检测与瓦电闭锁
瓦斯气体的特性有爆炸性、渗透性、不稳定性、窒息性。为了保证施工人员的生命安全，充分监测各危险部位的瓦斯浓度，对甲烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氧气等气体进行了精确检测，检测方式包括人工检测与自动检测。人工检测为瓦检员每小时监测一次，自动检测的布置情况为：在土仓壁上下有2个甲烷传感器，人舱内1个，左侧连接桥二层布置一套气体检测器，盾构机右边轴流风机处自带一套气体检测器，在3号台车、7号台车处布置有甲烷、一氧化碳气体检测器，具体布置情况如下图：
盾构机气体检测、通风布置
当隧道内瓦斯气体达到浓度报警设定值0.3%时，系统发出声光报警的报警功能，同时自动关闭螺旋机卸料闸门，防止瓦斯气体的溢出；盾构司机采取紧急措施，停止盾构机的掘进，加强通风，准备撤离；当瓦斯浓度持续上升，瓦斯浓度达到0.5%时，盾构机高压开关通过PLC控制关断盾构机电源，并给地面高压开关信号，关闭地面高压开关，实现瓦电闭锁功能。瓦电闭锁示意图如下所示：
3.2隧道通风与风电闭锁
为了及时降低隧道内瓦斯浓度，提高供氧量，加强气体流动性，在隧道口布置2×132KW轴流风机一台，在盾体上平台左右两侧各有一台2.2kW的风机，对准盾体上部容易汇集瓦斯的区域吹风，加速盾体内空气对流；在连接桥上部、3#、5#拖车顶部各有一台15kW的射流风机，向盾构拖车尾部方向吹风，防止瓦斯气体在隧道顶部形成瓦斯带。
当风速感应装置感应到无风时，自动关闭螺旋输送机闸门；同时盾构机高压开关通过PLC控制关断盾构机电源，并给地面高压开关信号，关闭地面高压开关，实现风电闭锁功能。通过计时在10分钟内若无法恢复通风时隧道外高压电缆开关关闭（盾构机内、隧道内所有非防爆设备停止运行），人员撤离，只保留隧道内应急照明和甲烷检测系统供电，待通风正常、瓦斯检测无异常时再进隧道施工。
3.3螺旋机
螺旋机筒体内径1020mm，当进行出土作业时，土仓内的瓦斯气体随着渣土迅速流动，首先聚集在出渣口处，因此，盾构机一次通风直接送至螺旋机出渣口附近，以迅速有效稀释有害气体浓度，而螺旋输送机采用双闸门，以保证当一道闸门密封损坏时，仍可有效防止土舱内有害气体溢出。
3.4盾尾
盾尾密封可有效防止瓦斯从盾尾泄入隧道，如果盾尾密封失效、管片破损、或止水条损坏等都将会导致瓦斯由盾尾间隙泄入，考虑到瓦斯气体的易渗透性，盾尾采用4排盾尾刷、止浆板等，以提高盾尾的密封能力；此外，严格控制盾构机在掘进过程中的姿态，使盾尾间隙保持均匀，避免出现单侧盾尾间隙过大，从而导致盾尾密封失效；加强盾尾油脂注入，切实保证盾尾内充满优质油脂并保持较高的压力，以防瓦斯通过盾尾进入隧道。
3.5变压器
隧道内6号台车顶部变压器为干式变压器，容量为2×1600+1600KVA，适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行，保证突发情况下电力的正常供应；集成为全密闭水冷形式箱变，属于防爆型，加强散热效果并且实现与外界环境隔离。
若采用油侵式变压器，如果出现油喷或绝缘油泄露等故障，在低瓦斯隧道内，极易引发火灾，乃至发生爆炸。
3.6高压开关柜及隧道照明设备
盾构机上所有高压开关柜做成防爆式柜体，所有用于应急照明相关的设备均采用防爆形式，包含防爆应急灯、防爆接线盒和防爆开关箱、防爆电缆。因为一旦发生电气事故而产生电火花，或产生的电火花能量不足以点燃瓦斯，这些设备具有耐爆性和隔爆性，都能有效保护电气系统。
4 结 论
通过采取一系列的防爆措施，我们始终秉承“通风可靠、监控有效、防爆彻底”的工作理念，坚持瓦斯零超限目标，落实设备维保十字方针，注重精细化管理，这些对工程的安全施工和稳定进行影响深远，有效保障了工程的质量、安全、速度，为类似工程积累施工经验，为社会承担基础建设的责任，为城市轨道的大力发展提供绵薄之力。
作者简介：
董富杰（1994-），男，重庆大足人，机修，从事轨道交通建设工作。
论文作者:董富杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
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