中铁十二局集团第四工程有限公司 陕西西安 710021
摘 要：要确保铁路瓦斯隧道建设期的安全质量，关键在于机械设备配置，提高施工技术水平，加强管理能力建设。本文就麻山隧道高瓦斯段施工控制技术进行了认真探讨。
关键词：高瓦斯段；施工工艺；超前地质预报；通风；瓦斯检测
1 工程概况
新建铁路牡丹江至佳木斯客运专线工程麻山隧道位于鸡西市麻山区附近，属于低山丘陵区，植被茂密，以林木为主。隧道起讫里程DIK102+425～DIK111+915，长9490米，为Ⅰ级高风险隧道，洞身最大埋深约160.35m。
本隧道设置3座施工斜井，1号斜井正洞施工完毕后作为营运通风风道保留；2号斜井竣工后作为避难所及运营通风风道使用；3号斜井正洞施工完毕后封堵。
麻山隧道2#斜井正洞DIK106+550～DIK107+200为高瓦斯段，为排放隧道所在区段的瓦斯，降低隧道施工风险，在DIK107+350右线中线右侧12m处设置一座内径为3m的施工通风竖井，竖井深度76.5m；为便于运管阶段瓦斯的排放，在DIK106+220左线中线左侧12m处设置瓦斯排放孔1处，孔深51.65m。
2 瓦斯隧道施工工艺原理及特点
瓦斯隧道应遵循相应的施工原则，即短进尺，弱爆破，早预报，勤监测，强通风，禁火源，控浓度，快衬砌。通过超前地质预报及早探明前方未掘地段的瓦斯储量，在开挖前、开挖中和开挖后等工序作业过程中，多措并举，严禁火源，24小时不间断监测、通风，防止瓦斯聚集，降低瓦斯在空气中浓度，将瓦斯浓度控制在0.5％以内，CO２浓度控制在1.5％以下，瓦斯工区最低风速不小于1m/s，最高风速不大于6m/s。开挖支护完成后尽快衬砌，从而确保高瓦斯隧道施工安全。
3 操作要点
3.1 加强施工机械设备、设施的管理
（1）供电配置大电和自备发电机组作为双电源，且任一路电源线上均不再分接隧道以外的任何负荷。
（2）保证通风机、瓦斯监测系统、洞内照明设备24h正常运转。
（3）严禁配电变压器中性点直接接地；施工禁止高压馈电线路单相接地运行，隧道内各种机电设备和作业机械严禁接地。
（4）作业机械严禁带电检修。
3.2 施工机械设备进行防爆改装及隔爆处理
（1）对进出隧道的移动式施工机械进行防爆改装；电气设备、瓦斯监测仪器等采用防爆型，阻燃型防静电风管。低压配电箱必须具有断相、短路、漏电和接地保护功能；采用不延燃橡套电缆布置洞内高、低压电缆，各种电缆的分支连接必须使用与电缆配套的防爆连接器、接线盒、移动式或手持式电气设备的电缆采用专用不延燃电缆。
（2）按”三专两闭锁”布设洞内配电设备及照明电器。即专用防爆变压器、专用开关、专用供电线路，瓦电闭锁（瓦斯浓度超标时与供电的闭锁）、风电闭锁（压入式通风的风机与供电的闭锁）。
（3）对防爆柴油机在使用过程中可能受到撞击的部位采用轻金属制成的，在其外设置喷涂保护层，或设置钢质罩壳保护。
（4）内燃机排气采用了补水箱式废气处理装置和夹层排气管道或绝热材料包封措施，同时在废气处理箱排气出口处设置了阻火栅栏，由于增设了上述装置，消除了排气引发的危险高温和排气火花，从而杜绝了引发爆炸的可能性。
3.3 人员培训
麻山隧道2号斜井工区的参建人员，经过强制性瓦斯隧道安全技术培训，接受瓦斯隧道施工安全和防治突出知识，熟悉突出的预兆和防治突出的相关知识，经考试合格后方准上岗。
3.4 加强超前地质预报管理
（1）建立完善管理机构和管理制度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设立由主管领导负责，工程部牵头、技术负责人参加的超前地质预报领导小组，建立相应管理办法和定期巡查制度，定期深人现场了解情况，及时解决和处理超前地质预报过程中的重大问题；设立超前地质预测预报小组，配置1名熟悉物探和钻探的地质工程师及2名钻机熟练工。
（2）以TSP、地质雷达超前地质预报先行，超前水平钻探、加深炮孔验证进行综合超前地质预报。开挖前先采用TSP203长距离预报开挖掌子面前方地质状况，前后两次搭接10ｍ；断层破碎带、软弱夹层等不均匀体的探测采用地质雷达探测，每25ｍ一次，一次范围为30ｍ，前后两次搭接长度5ｍ以上，探测后研判前方地质情况，再采用超前水平钻孔，每次钻进30ｍ以上，布置３孔；加深炮孔孔深5m以上，前后两循环重叠1m以上，布置8孔，探测并验证前方地质状况。
（3）根据超前预测预报的资料，分析开挖段测定瓦斯涌出量、压力、浓度，提出措施建议，提前做好施工准备，保证施工安全。
3.5 加强通风管理
落实“合理布局，优化匹配，防漏降阻，严格管理、确保效果”二十字方针，作为施工通风管理的指导原则。
（1）专人负责。配备专门的班组进行通风管理。建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组，通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修，发现风管破损及时粘补。通风设施安装完正常运转后，每10天进行1次全面测风，对掌子面和其他用风地点，根据实际需要随时测风，每次测风结果做好记录并写在测风地点的记录牌上。若风速不能满足规范要求，采用适当的措施，进行风量调节。
（2）通风系统安装后，首先，由项目部组织人员对通风设施进行验收，确认通风效果是否与设计相符。其次，项目部组织相关人员每周对通风进行定期检查，分析总结１周通风过程中出现的问题，并制定整改措施。根据开挖进度，确定是否调整通风方式及动态增加通风设备。
（3）隧道施工期间，保证连续通风，运行期间加强巡视及维护工作，保证通风系统各项性能、技术指标达到设计要求。在特殊情况下停风时，应同时停止工作，撤出人员，切断一切电源，恢复通风前首先检查瓦斯浓度[1]。
（4）隧道必须从生产管理上采取措施，加强通风安全管理，保证隧道风量、风速、风压及有毒、有害气体浓度满足相关规范和通风设计要求。
（5）加强通风系统管理。在瓦斯隧道配置双风机双管路，风机安装在洞口外，距洞口距离不小于20m。其中风机为防爆风机，通风管道为阻燃抗静电风管。其中在开挖掌子面50m范围内设置可移动式通风管道，确保在开挖或超前预报作业时风管距掌子面距离不大于5m，爆破作业时，将风管快速撤至掌子面50m以外。在隧道掌子面、洞内综合洞室、横通道、台车处、断面变化处等瓦斯易聚集部位设置防爆局扇排除瓦斯，增加通风效果[2]。
3.6 自动监控系统与人工现场监测相结合
隧道施工瓦斯监测采取人工与自动相结合的监测方式，两者监测的数值相印证，避免误报现象。
（1）自动监控系统由监控中心站、分站、输入、输出设备构成。将洞内各监测点采集的数据经过监控仪传输到洞外，通过通信接口及系统软件智能化处理由终端显示，并伴有声光报警，可有准备、有预见地防止瓦斯隐患，保证了隧道在安全生产管理中有条不紊地进行。
（2）根据规范要求，设置自动监控系统的同时，还需进行人工检测，做到不间断施工全过程监测瓦斯浓度。人工检测由瓦斯检查员检测瓦斯，瓦斯检查员必须经专门培训，考试合格，持证上岗[3]。根据《瓦斯隧道安全规程》及有关规定，专职瓦斯检查员必须使用光干涉式甲烷测定器检查瓦斯，同时检测CH4（甲烷）和CO2（二氧化碳）两种气体浓度。
（3）人工检测实行24小时三班轮换制，每班配备不少于2名瓦检员，每班瓦斯检测不少于3个巡回，每两小时检测一次。
结束语：
总之，要确保瓦斯隧道建设期安全质量，不仅要提高施工工艺水平，还应将超前地质预报、瓦斯检测、通风等主要瓦斯防治措施进行综合运用，纳入工序化管理，确保措施落实到位，只有这样才能确保瓦斯隧道施工安全，顺利实现工程目标。
参考文献：
[1]占东辉,赵银环. 铁路高瓦斯隧道施工及相关安全费用的计取[J]. 铁路工程造价管理,2014,29(03):42-45.
[2]赵钰. 铁路瓦斯隧道施工控制技术研究[J]. 现代隧道技术,2014,51(02):167-171.
[3]奂炯睿. 成贵铁路瓦斯隧道施工的建设管理[J]. 中外建筑,2015(12):129-130.
论文作者:高世奇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/12
标签：瓦斯论文; 隧道论文; 地质论文; 超前论文; 风管论文; 浓度论文; 斜井论文; 《防护工程》2018年第26期论文;