摘要：为寻求高瓦斯这一复杂地质环境下隧道施工的合理方案，结合百兆隧道的实际情况，在保证施工安全的前提下，进行技术决策和经济分析，通过比选确定合理施工方案。本文就云南召泸高速公路白兆隧道瓦斯工区的施工实例，对拟定的加强通风和配置防爆型设备两个施工方案进行经济分析，确定推荐方案。
关键词：高瓦斯；隧道；施工方案；经济比选
白兆隧道为分离式隧道，每幅长1250m，全长2500m。根据设计勘察的地质资料显示，本隧道穿过煤层区，白兆隧道穿越的四层层厚大于0.7m的煤层中，有三层属于高瓦斯[1]煤层，瓦斯涌出量≥0.5m3/min。由于隧道穿越旧煤矿，有5个影响施工的采空区，瓦斯突出的可能性较高，受瓦斯气体影响的段落初步评估有140m左右。
1施工方案概况
根据本隧道的特点，经过技术可行性分析，对本隧道瓦斯工区拟定出如下两个施工方案进行比选。
方案一：加强高瓦斯工区的通风，设置瓦斯监控系统，配置防爆型供电系统。
为实现本隧道瓦斯工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min的要求，可采取加强隧道通风的方式。即通过计算，建立合理的通风系统，设置瓦斯监控系统，采取24h连续通风的方式，确保瓦斯涌出量小于0.5m3/min，从而达到无须配置防爆型设备的目的。
经计算需要在隧道正洞口安装2台SDF(c)-NO.13（2×110KW）型轴流风机分2管路通过φ1.5m双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至正洞，并预留置一台1台SDF(c)-NO.13（2×132KW）型轴流风机。洞内设置两台局扇FBD60-II-N06，增强通风效果。
方案二：高瓦斯工区正常通风，设置瓦斯监控系统，配置防爆型供电系统，配置防爆型设备。
按照规范要求，隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备与作业机械必须使用防爆型，对施工机械进行防爆性能改装，满足驶入高瓦斯工区和瓦斯突出工区的条件。通风采取正常的通风方式，即爆破前后或在瓦斯检测异常时通风。
[1]按铁道部《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）规定：低瓦斯工区和高瓦斯工区可按绝对瓦斯涌出量进行判定。当全工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min时，为低瓦斯工区；大于或等于0.5m3/min时，为高瓦斯工区。
方案一、二均需单口配置专职瓦斯安全员3名，24小时监控。
2施工方案经济分析
方案一：加强通风，设置瓦斯监控系统，配置防爆型供电系统。
1、设置瓦斯监控系统费用：按目前市场价格，单口费用约15万元，四个口约60万元。
2、加强隧道通风费用：通过计算单口费用约174.16万元，四个口约696.62万元。详见下表：
注：a、“每天增加通风时间”是指每天超过正常施工状态下通风的时间。按正常情况的两倍考虑，正常情况通风取8小时/天。
b、“通风天数”指单口掘进施工时间（单口施工长度625m）。其中正常段进度按60m/月，采空及高瓦斯区按24m/月计，即（485m÷60m/月+140m÷24m/月）*30天=418天。
3、瓦斯监测费用：单口配备专职安全员3人，24小时监测，四个口。
6000元/人.月*3人*13.9月*4=100.08万元
4、配置防爆型供配电系统费用：设备的价差单口增加费用20.12万元，四个口约80.48万元。详见下表：
四个口约20.1190*4=80.48万元
5、工期延长增加的费用（只考虑影响较大的两个口）
经初步地质勘探，白兆隧道影响较大的瓦斯、采空区段落约140m左右。V级围岩隧道在正常情况下采用三台阶法施工，月进度为60m/月，而白兆隧道受瓦斯区、采空区的影响，施工方法的改变（采用CD法）、采空区治理等导致其功效将降低到40%左右（即24m/月），从而延缓了施工进度，增加了施工成本。工期将延长：140/（60-24）=3.9个月。这将相应增加设备租赁费、油料费、人工费。
（1）设备租赁增加费用（单口）：
（2）增加油料费（单口）
油料费与机械设备租赁费相当，合计103.74万元。
（3）人工增加费用（单口）
按施工组织计划，投入技术工30人、普工20人、杂工10人、专职安全员3人。
200元/天*30人*30天/月*2.6个月+150元/天*20人*30天/月*2.6个月+100元/天*10人*30天/月*2.6个月+200元/天*3人*30天/月*12.92个月=101.26万元
两个口小计：（103.74+103.74+101.26）*2=617.48万元
采用方案一增加的费用约为：
60+696.62+100.08+80.48+617.48=1554.66万元
方案二：按正常通风，设置瓦斯监控系统，配置防爆型供电系统，配置防爆型设备。
按照规范要求，隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备与作业机械必须使用防爆型，需对施工机械进行防爆性能改装，满足驶入高瓦斯工区和瓦斯突出工区的条件。通风采取正常的通风方式，即放炮前后或在瓦斯检测异常时通风。
成本与方案一的主要差异：减少了高强度通风成本，增加了机械设备改造成本。
设备防爆改装费用（单口）
四个口费用为151*4=604万元。
采用方案二增加的费用约为：
60+100.08+80.48+617.48+604=1462.04万元
3结语
经过以上经济分析，方案二的施工成本比方案一低92.62万元，且能保证工期，设备改造后残值率高。选择施工方案二比较合理。本文通过从技术和工艺角度选择的方案进行经济分析，给项目施工方案的决策提供更全面依据，使选择施工方案更科学、合理，以达到降低施工成本、节约投资的目的。
参考文献
[1]聂树民.邝树华 特长公路隧道瓦斯地段施工通风方案[J].工程建设，2004，36（5）:21-25.
[2]王帅 论高瓦斯隧道施工方案比选[J].中小企业管理与科技旬,2014(16):135-136
论文作者:周立燕
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：瓦斯论文; 工区论文; 隧道论文; 万元论文; 单口论文; 费用论文; 方案论文; 《防护工程》2018年第1期论文;