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关键词: 隧道施工;安全管理;问题;措施
中图分类号:U455文献标识码:A文章编号:
引言:
近几年来,运营中的铁路路基、桥梁、隧道不断出现行车安全事故、施工安全事故,造成较多人员伤亡和经济效益的流失,这关系着施工企业的生死存亡与发展,更关系着行人们的人身安全,所以加强施工安全管理更加重要。而作为具有较高技术的隧道施工来说,它具有隐蔽性大、作业循环性强、作业空间有限、作业具有综合性、施工是动态的、作业的风险性大等技术特点。
1.隧道施工安全管理存在问题
目前我国隧道施工安全管理存在问题有:
1.1 安全组织机构不完善
目前我国隧道施工组织体系一般采用传统的组织形式,对安全管理缺乏足够的重视,通常把施工的进度、效益放在第一位。另外: 一些隧道工程的承包单位把工程分包给民工队伍,对民工队伍的施工又缺乏指导与监督检查,没有建立相应的安全组织机构或是组织机构不完善,不能正确处理工程施工安全与施工进度、安全与效应的关系,使得施工安全没用保障。
1.2 施工管理体系不完善
目前我国隧道施工企业基层管理人员比较缺乏,技术干部不足,班组长管理人员组织能力差,工人的技术水平低。在隧道施工现场,施工人员有章不循、纪律松散、无知蛮干。出现隧道施工中支护不及时,衬砌远落后于掘进,锚喷支护不符合设计要求,掘进尺度过大,通风除尘不畅等现象,给施工安全留下很大隐患。
1.3 缺乏相应的应急预案与措施
一旦发生隧道施工安全事故时,由于缺少相应的应急预案与措施,其处理方案往往根据经验来进行处理,由于隧道工程地质条件复杂,事故具有多样性,不可预见性特点,在事故发生前如没有做好相应的应急预案,则会陷入无章可循的地步,采取不合理的方式、方法处理事故,有可能造成较大的人员伤亡和财产损失。
2.隧道安全事故起因
通过对近些年隧道施工事故的统计会发现,隧道安全事故主要集中在塌方、触电伤人、火工品、交通和机械伤害等方面,而且事故等级高,危害性大。其中尤以塌方事故发生率最高,且多为群死群伤,危害性尤甚之。下面就塌方事故谈一下塌方事故的起因。隧道塌方的诱发因素是多方面的,笔者综合了一下,主要有以下几种原因:
2.1偷工减料,减弱支护强度
隧道围岩压力主要由围岩本身的结构自承力,超前支护加固层、初期支护层、最后是仰拱和二衬围成的拱圈所承载。隧道支护设计是通过计算围岩压力确定支护参数的,但施工中往往会出现:一方面钻爆控制不好,破坏了岩层,致使围岩结构承载能力降低;另一方面超前支护、初期支护施工少放锚杆、钢筋、钢架等材料,施工不规范,降低了支护的强度。最终导致支护不足以承载上部围岩压力时,引发隧道塌方事故。
2.2开挖方法不当,支护不及时,监控量测不到位根据隧道围岩级别,合理确定开挖方法非常重要。全断面开挖、台阶法、环形开挖预留核心土法,侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法等方法的选用是区别于不同的工程地质的,如果选用不当,也会导致塌方。但施工中图方便,求进度,而扩大开挖断面,扩大进尺,各工序间盲目的拉大施工距离,封闭不及时是造成塌方的主要原因之一。新奥法施工要求以监控量测作为辅助手段,对围岩和支护变形,应力变化作动态的量测,对异常情况早发现,早处理,监控量测流于形式,编造数据的情况还大量存在。
2.3地质灾害
工程地质灾害所引发的事故非常多,这是我们在不清楚前方不良地质情况下,仍沿用不变的施工手段,没有进行有针对性的采取应对措施造成的。如突水突泥、涌水、瓦斯等情况。
3.隧道施工安全措施
隧道安全工作是项目管理的重点,要从多方面多角度加强安全控制,降低风险,提高隧道安全控制水平,归纳起来,主要有以下几点:
3.1从技术和质量角度去抓安全
防止因施工方法不当,支护不强,质量不过关而出现问题;同时在施工中要对地质变化有准确的把握,地质变化后,要及时调整支护参数,做到按地质施工,这一点尤其重要。项目部在选择孤山隧道施工方法时,首先考虑以下问题:一是施工方法应根据地质、设备、工期及技术水平等因素综台考虑确定;二是根据不同围岩选择不同的开挖方法,Ⅲ类以上围岩采用全断面开挖法,Ⅲ类或Ⅱ类围岩采用分部开挖方法,以减少工序干扰,便于机械施工,改善作业环境,保证施工安全:三是对地质条件变化大的隧道,选择施工方法应考虑到适应性,尽量避免变更施工方法,打乱施工秩序,影响安全和进度;四是采用新技术、新设备、新工艺应有保证安全和质量的有效措施。
3.2抓本质安全,降低事故发生率
本质安全讲究资源本身就具备一定的安全度,这是需要在设计阶段就考虑的事情。所以我们在购买设备、配备资源时,一定要选择安全系数高的机械设备。从广义上讲,类似于施工现场用电设计,采用三相五线制布线,“一箱一漏一闸一机”标准配置配电箱也可以理解为施工用电的本质安全;所以从这个意义上讲,抓安全要抓源头。抓本质安全是最有效的措施。
3.3 提高施工人员的综合素质
一个隧道工程的施工基础就是施工人员的操作技能和施工经验,所以施工人员在对自己岗位熟悉的同时还应对其他的岗位有所了解。做好隧道工程施工安全管理工作的最根本的条件就是真正的提高施工人员的综合素质,对其做好安全教育和技术培训的工作。项目工程的领导还应定期对包括项目部各级领导干部在内的所有的项目工程施工的参与人员进行多形式、多渠道和多层次的安全教育的工作,从而真正的提高所有施工人员的安全生产的意识。
3.4加强安全教育和制度约束
提高施工人员的自我保护意识和风险识别能力;要加强安全监管,防止不安全行为的发生。坚持标准化作业,认真开展安全标准工地建设,积极推行作业标准化、规范化,建立良好的隧道施工环境和秩序,是实现安全生产的重要保证,项目部组织工程技术人员学习施工技术规范,掌握设计标准,正确指导施工;严格要求每个作业人员遵守操作规程,进行正规化施工,为安全生产创造有利条件。
3.5抓本质安全,减少安全事故的发生
所谓本质安全就是指施工所需的资源的本身就应具备一定的安全度,这也是在设计阶段相关人员就应重视的事情。比如项目部的采购人员在为工程配置施工设备时就应选择安全系数较高的施工设备。比如设计人员在对施工现场进行用电设计时,一般是采用三相五线制布线的方式,而为施工现场配置标准配置的配电箱就是施工现场用电的本质安全工作。所以在工程的整个施工阶段,做好安全管理工作就要抓源头,而抓本质安全就是减少安全事故发生的最有效的措施。
4.结语:
通过以上的论述,我们对隧道工程施工过程中产生安全事故的原因以及隧道工程施工过程中的安全管理方法与重点工作两个方面的内容进行了详细的分析和探讨。隧道工程施工的安全管理工作是没有捷径可走的,施工安全管理工作的核心就是提前预防。要想真正做好隧道工程的施工安全管理工作,就必须坚持安全第一,预防为主和综合整治的施工原则,除此之外,还必须提高所有施工人员的安全防范的意识,施工过程中,一旦发生的异常的情况,施工人员应马上停止施工,采取相应的应急措施以解决异常的情况。隧道工程施工的安全管理工作是一项艰巨的工作,工程的管理人员必须做好隧道工程施工安全管理的所有的重点工作,提高施工安全管理工作的水平,减少安全事故的发生,促进隧道工程行业的快速发展。
参考文献:
[1]程润江.浅谈隧道工程施工安全管理[J].中国高新技术企业,2010.
关键词:隧道建设;安全;管理措施
太佳高速公路吕梁段,全长119.55km,共有隧道18座(其中:石质隧道2座、土质隧道16座),单洞长45133m,占总里程的19.24%,宝塔山、架梁山、临县3号隧道为特长隧道,难度最大,且为全线的控制性工程。由于本项目地处山区,地形地貌地质非常复杂,建设工期又短,因此,如何安全组织管理好全线隧道工程建设显得尤为重要。
1加强培训,落实责任
加强安全宣传、教育和培训,建设符合工程实际的安全生产文化;提高安全生产认识,认真做好技术培训工作,包括光面爆破技术、湿喷混凝土施工技术、黄土隧道分部开挖法、隧道施工技术培训等。不断提高管理人员、操作人员的技术水平和安全生产知识。建管处根据有关安全生产的法律法规和规章制度,多次通过会议、文件及现场督导等多种方式,促使各施工、监理单位建立健全了安全管理组织机构和安全生产保障体系,落实各项安全生产措施,做好了隧道塌方、涌水、瓦斯、交通事故等各类事故应急救援预案,配备应急救援人员、器材、设备,应急救援预案按规定报监理单位批准并报建设单位核实,并进行了多次预演;各施工单位组织管理人员和作业人员进行了隧道开挖、喷锚支护、二次衬砌施工的岗前技术、安全培训,建管处组织进行考试,考试合格后方可上岗;特种作业人员必须持证上岗。同时。将地质超前预报、洞内通风、钻爆设计和爆破器材的管理、围岩变形监控量测及初期支护、二次衬砌、防水堵漏、临电管理等工作作为主要控制点,通过巡检、专检、旁站、指令、专题会议等手段进行监控;对预防坍塌、漏水、突泥、瓦斯爆炸事故措施的落实以及应急预案的审查和演练情况进行监控。
2强化组织,规范现场
严格施工现场安全管理,强化安全管理隧道施工组织设计,把安全生产、危险源识别、评价与控制、应急救援预案等作为主要内容。对穿越断层破碎带、软岩变形、膨胀土、富水黄土等不良地质地段编制专项施工方案。由项目经理、技术负责人和安全负责人共同组织编制,经监理部审核、建管处审查以及专家评审论证后实施,并由施工员、专职安全员进行现场监督。严格按照安全生产的相关法律法规、规章制度和现行隧道施工技术规范,对隧道的开挖、锚杆施工、钢筋网加工及安装、钢支撑的加工及安装、喷射混凝土、仰拱全幅施工、二次衬砌、隧道防排水以及隧道辅助措施等各分项工程进行了逐级交底工作。施工中,严格工序管理,规范作业流程,加强对进入隧道人员的管理,建立出入隧道登记制度。严格按照相关法律法规和规章制度对火工品进行管理,火工品专库存放专人管理,雷管、炸药、导爆索分库存放,严格执行火工品的出入库登记和使用登记制度。对纳入合同的安全生产费用,必须保证足额投入,绝不允许挪作他用。
3超前预报,实时监测
对隧道施工中可能出现的不良地质现象,结合隧道工程地质条件和指导性施工组织设计编制超前地质预报方案,明确隧道超前地质预报的方法、预报的内容、预报频次、实施计划,配备符合信息判断、数据采集与处理、预报成果报告编制等技术要求的先进仪器和能够胜任超前地质预报工作的技术人员。同时,将超前地质预报工作纳入工序管理,严格按超前地质预报方案实施。超前地质预报显示地质条件异常时,应及时采取措施,防止事故发生。
在上述前提下,将监控量测纳入施工工序,制定详细的监控量测方案。配备监控量测专业人员,并根据地质情况及时进行调整;建立最大日变形量和累计变形量的风险预警机制;严格按照规范要求布点量测,确保监控量测数据真实、准确、完整,及时对量测数据进行分析,根据分析结果调整支护参数。并及时反馈量测数据和分析结果,设计验证后及时根据量测数据调整设计参数,随时调整开挖轮廓、支护参数,根据量测数据指导施工生产。
4严细程序,稳妥进洞
隧道进洞前,由建管处组织设计单位、技术专家组、监理单位和施工单位的相关人员参加,详细调查洞口地质、地形特点,对洞口段100m范围内每2m实测横断面,对洞顶冲沟发育情况进行掌握,并查看地质资料,做到心中有数。同时,结合隧道洞口的实际情况。每一个隧道洞口均进行了大管棚超前支护,短进尺、强支护、预留核心土、三台阶开挖支护的进洞方案。进洞施工专人负责监控量测,逐榀开挖,及时支护,进洞15m后仰拱封闭成环,并且在进洞前衬砌台车进场,对洞口段尽快施工衬砌,确保了安全进洞。
5严格工序,均衡推进
隧道施工既不能盲目追求单工序的超前,也不能单单把开挖进尺作为隧道进度的考核指标,而是应科学组织、严格工序。均衡推进。我们一是做好了开挖支护断面上中下分部施工之间的工序衔接及质量控制,确保在各台阶分部转换时隧道沉降、收敛变形受控,保证开挖支护安全顺利进行;二是坚持以新奥法指导施工,开挖后立即初喷混凝土封闭,及时进行初期支护施工,缩短岩面暴露时间,充分发挥围岩自稳能力,保证洞身稳定;三是坚持“仰拱超前,衬砌紧跟”,V级洞口段仰拱距掌子面不大于30m,二衬距掌子面不大于40m,不留隐患。
Abstract: Taking construction practice of Xishan tunnel through the poor coal gas-rich seam for example, the measures to prevent gas explosion disaster in gas tunnel boring are discussed, and views on the determination of gas, excavation, support technology and other measures are put forward.
关键词: 瓦斯隧道;瓦斯爆炸;预防措施
Key words: gas tunnel;gas explosion;preventive measures
中图分类号:U45文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)18-0105-01
0引言
太原至古交高速公路全长为20.557公里,西山隧道(分离式)长15.034公里,是太古高速公路的控制性工程,号称三晋第一长隧。西山富含煤炭资源,同时瓦斯含量大,隧道主体工程距离上部含煤地层的距离在155~243m,隧道与采空区之间岩层风化破碎,节理发育、孔隙发达。
在西山隧道开工不久,七个工作面即出入口各两个,两个斜井,一个竖井,岩层都属于Ⅳ、Ⅴ级弱围岩时,其中一斜井掌子面经检测有瓦斯涌出,瓦斯是无色、无味、无臭的一种混合气体,其主要成分为甲烷(CH4)。瓦斯极易燃烧,但不能自燃,当与空气混合到一定浓度时,遇火源能燃烧或爆炸。当坑道中的瓦斯浓度小于5%或大于16%r,遇到火焰只是在火源附近燃烧而不会爆炸;瓦斯浓度在5%/6%到14%/16%时,遇到火源便会爆炸,9.5%左右时爆炸威力最大,但瓦斯浓度大于43%r,一般遇火也不能燃烧,瓦斯浓度爆炸界限见表1。
1西山瓦斯隧道施工安全技术措施
考虑西山隧道所处位置的特殊性,为安全施工,防止瓦斯爆炸,隧道施工采取“加强通风、勤测瓦斯、严禁火源”三条基本强制原则。
加通风是防止瓦斯爆炸最有效的方法。瓦斯隧道施工前,要参考勘测设计文件提供的隧道瓦斯最大涌出量、里程段落长度、投入机械设备及人员数量等因素,考虑一定富裕系数,提前做好通风设计计算,确定施工通风风量、风速(不小于1m/s),科学选配隧道施工通风所需风机、风管(防爆型风机、阻燃型防静电风管)的性能和规格。确保隧道空气中的瓦斯浓度稀释到允许浓度以下,并将其排除洞外。通风设备必须配备备用的通风机,一旦工作中的通风机生故障时,备用机械能立即供风。当通风机发生故障或停止运转时,洞裙ぷ魅嗽庇α⒓闯防氲叫孪士掌地区,直至通风恢复正常,才允许进入工作面继续作业。
勤监测:掌子面一般有十几个风枪作业,噪音大,人员交流困难,采用“双保险”监测措施:即建立遥控自动化监测系统与人工现场监测相结合。遥控自动化系统由洞口监测中心(配置主控计算机)和两个隧道内的控制分站以及在隧道内各工作面,人行、车行通道等处设瓦斯浓度探头,风速探头,自动报警器,远程断电仪。通过各探头,洞口和监测中心随时了解洞内各处瓦斯浓度和风速情况,如有超标立即报警并通过断电器关闭洞内电器电源。各工作面和瓦斯情况可及时地被监控人员掌握,提高对事故的应变能力,特别是岩层出现褶皱、断层、甚至遇到煤层揭煤放炮期间,监测人员能立即观察到炮后瓦斯浓度变化曲线和涌出量,节省施工间隙。但设置自动监测系统的探头须离开挖面有一定的距离,必须指派专职瓦斯检测员,配置便携式瓦斯检测仪,实行跟班作业巡查检测,实行装药前,放炮前,爆破后人工进行瓦斯检查(即一炮三检查)。使得开挖过程中监测瓦斯浓度做到不间断。测定瓦斯浓度点,设在隧道风流的上部进行,距离煤壁200mm处。
炮孔的堵塞质量对提高爆破效率,减少有害气体和防止炸药爆炸时火花包泄起很大作用,因此,装药完毕必须充填符合安全要求长度的泡泥,并捣实。实际用1:3的泥沙混合泡泥,湿度为18~20%。这种泡泥既有良好的可塑性,又具有较大的摩擦系数,炮孔深度超过1m时,要求堵塞长度不小于0.3m。
起爆电源在含瓦斯的隧道环境中爆破,通电时间必须小于6ms,使用线路电源放炮,由于无法控制通电时间,电路被炸断时可能产生电火花,引爆瓦斯。因此只能采用MFBB型煤矿发爆器作为起爆电源。
由于爆破激起的空气冲击波的温度和压力都很高,但作用时间较短,不能将瓦斯加热到爆发温度,可是空气冲击波经过反复迭加,则有引起瓦斯爆炸的危险。因此,掘进掌子面不得有阻塞断面三分之一以上的物体,隧道中的凿岩台车、装载机、运输机等大型机械在爆破前应退离到距掌子面后20m以外。
铲装石渣前必须将石渣浇湿,防止金属器械摩擦和撞击发生火花;出碴运输车辆要安装尾气排放净化器,防止排放尾气带有火花。
风枪开钻采用套钻技术和湿式作业方式:先用短的钻杆钻孔打眼,再用长的钻杆在打好的钻眼继续钻孔作业,以避免风枪的长钻杆在岩层表面打滑产生火花;钻孔与喷射砼作业要做到先开水后开风,以密闭粉尘,避免产生火花。
Ⅳ、Ⅴ级弱围岩拱部开挖一次成形并采用型钢拱架支撑,Ⅲ级围岩及以上全断面开挖,及时喷砼(厚度>15cm,也称初衬)封闭围岩减少瓦斯溢出。型钢拱架的连接钢筋一律采用机械连接,不得焊接连接,即采用圆钢代替:每根圆钢的两头丝扣长度不低于100mm,用4个螺母及垫片和型钢固定;钢筋网片之间的连接以及和型钢、连接钢筋的固接采用铁丝扭结。纵向连接钢筋的预留孔和超前小导管一样,即型钢在洞外分节加工拼装时预留。
初衬结束后,分离式隧道之间的人行、车辆通道可以开挖成型,以作应急通道。
2结束语
采取以上措施后,西山隧道的施工基本上顺利进行,没有瓦斯爆炸事故的发生,但在以后的施工过程中不能有丝毫的松懈,工作人员必须经过正规安全培训,懂得瓦斯隧道施工安全知识。
参考文献:
[1]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京:煤炭工业出版社,2001,(3).
关键词:隧道施工;安全风险;施工管理
中图分类号:TU71 文献标识码:A
近年来,随着我国经济建设的快速发展,全国各地的交通运输行业也是得到了极大的促动。然而,在一些多山地区,修建铁路或者公路,常常非常困难,主要原因就是修建线路中崇山峻岭十分常见。如果绕行,不仅会大幅度提升建设成本,并且,投入使用之后,也会耽误大量的运输时间。因此,很多工程设计中会涉及到隧道的铺设工作。隧道施工在现有的技术水平下,还是有很大的难度的。并且,其中的施工安全风险相对较大。
一、隧道施工安全风险
(一) 工程、水文地质情况复杂
在隧道的建设过程中,隧道的地质工作贯穿于全过程。在工程施工之前,需要对工程区域的地质情况,例如:构造等。水文地质情况进行分析。主要的分析工作包括:地面测绘、物探等。但是,由于地质体非常复杂,施工前收集的资料很多时候并不能将施工需要的全部信息完全反映出来,进而将一些不良的地质体有所遗漏,从而为后期的施工工作带来意想不到的困难和安全风险。
(二) 施工方案的复杂性
隧道施工建设过程当中,一定会涉及到施工人员、施工设备以及施工操作技术等等。这些因素都有可能为施工带来一定的安全隐患。例如:隧道施工的技术方案和施工的工艺流程复杂,并且,不同的施工方法在同一个施工环境下并不一定都适用,如果没有充分考虑实际情况,而贸然采取既定的施工方案、技术或者施工设备,很有可能产生一定的安全风险。于此同时,在整个隧道施工过程中,工程的施工周期一旦过长,或者施工条件太差,施工人员长期处于这种不良环境中,很容易受到不良影响,从而影响施工质量,以至于增加各种意外安全风险的发生率。另外,在施工过程中,地质资料的不确定性、工作面塌方、密封漏损、岩爆、洞外危崖落石、危石、洞口滑坡、施工用电事故、通讯不畅以及安全措施不力等隐患也很大。
二、隧道施工安全风险有效控制措施
(一) 加强地质超前预报
目前在隧道施工期间采用的超前地质预报方法从专业技术方面可分为常规地质法和物探法两大类,具体有以下几种:超前导坑;正洞地质素描;水平超前探孔;声波测试;红外探水;电磁波法;弹性波法。
在综合地质超前预报中的各种方法中,超前导坑法成本太高、在构造复杂地区准确度不高;正洞地质素描法对与隧道夹角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报,水平超前探孔法在复杂地质条件下预报效果较差、很难预测到正洞掌子面前方的小断层和贯穿性大节理、钻孔与钻孔之间的地质情况反映不出来;红外探测法这种方法只能确定有无水,至于水量大小、水体宽度、具体的位置没有定量的解释;电磁波法干扰因素较多,往往造成假的异常,形成误判。因此施工时应该根据具体的地质条件,选取合适的、多种地质超前预报方法,尽可能的摸清地质情况,是规避隧道施工安全风险的前提。
(二) 选择科学、合理的开挖方法
随着隧道工程施工技术的长足进步,新的施工方法层出不穷。但目前,钻爆法(传统矿山法、新奥法)仍然是我国应用最广、最成熟的隧道修建方法。在钻爆法隧道施工中,施工安全风险绝大部分发生在开挖过程中,因而,如何合理选择施工开挖方案,是确保隧道施工安全重要因素之一。
1.全断面法。全断面法是指将整个隧道开挖断面一次钻孔、一次爆破成型、一次初期支护到位的隧道开挖方法,适用于Ⅰ~Ⅲ级硬岩地层和Ⅱ级软岩地层。全断面法一次开挖成形,效率较高,开挖跨度较大,高度较高,隧道周边围岩出现更大范围的塑性化和更大的变形,隧道拱脚和墙脚处的应力集中更严重,隧道拱顶更不稳定,围岩自稳所要求的围岩自身强度较高,安全性较差。
2.台阶法。台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分,具有上下断面两个工作面或多个工作面,分步开挖。其优点是灵活多变、适用性强,有足够的作业空间和较快的施工速度,能较早地使支护闭合,有利于开挖面的稳定性和控制其结构变形及由此引起的地面沉降。缺点是上下部作业有互相干扰,应注意下部作业时对上部稳定性的影响,台阶开挖会增加对围岩的扰动次数等。
(三) 完善各种应急措施预案
鉴于隧道地质预报方法的缺陷性,不可能完全反应实际的地质条件,故应准备各种应急措施预案,应对各种突发地质情况如工作面塌方、密封漏损、岩爆、洞外危崖落石、危石、洞口滑坡等。
(四) 进行全过程的施工管理
要完成隧道的安全施工,有好的施工方案、有完善的各种应急措施预案,还要能落实到位,落实到各种工序、各个班组、各个人。进行全过程的施工管理,就是要施工中各个环节应做好技术交底工作,加强现场管理,确保既定方案落实到位、落实到人。目前,隧道施工还有相当部分是农民工,对其加强培训及管理,确保他们规范施工尤其重要。
关键词:瓦斯;隧道;安全管理;要点
【分类号】:U416.2
常说的瓦斯,是指从岩层中放出的有毒有害气体的统称,是一种无色、无味、无臭、可以燃烧和爆炸的气体。主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。
常见的瓦斯隧道事故有三种类型,分别是瓦斯燃烧、瓦斯窒息、瓦斯爆炸,其中瓦斯爆炸危害最大,也是需要重点采取措施加以管控的对象。出现瓦斯爆炸事故必须具备三个基本条件,一是空气中瓦斯浓度达到5%~16%;二是要有温度为650~750℃的引爆火源;三是空气中氧含量不低于12%。
瓦斯隧道分为低瓦斯隧道、高瓦斯隧道及瓦斯突出隧道三种。其中低瓦斯隧道和高瓦斯隧道可按绝对瓦斯涌出量进行判定:当瓦斯涌出量小于0.5m3/min时,为低瓦斯隧道;大于或等于0.5m3/min时,为高瓦斯隧道。瓦斯突出隧道则必须同时满足以下四个条件:瓦斯压力P≥0.74MPa;瓦斯放散初速度P≥10;煤的坚固性系数f≤0.5;煤的破坏类型为Ⅲ类及以上。
在这里,我们重点讨论的是高瓦斯隧道施工的安全管理要点。
1 瓦斯隧道开挖施工安全管理要点
瓦斯隧道开挖应坚持多打眼、少装药、短进尺,快喷锚、强支护、勤检测。做好光面爆破,减少岩面坑洼不平造成局部瓦斯积聚。严格按照设计施作超前支护措施,及时喷砼封闭围岩,减少或阻止瓦斯外溢。
钻孔作业应做到:开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度不得大于1.5%;必须采用湿式钻孔;炮眼深度不应小于0.6m。
装药与爆破作业应做到:严格执行“一炮三检制”和“三人连锁爆破制”;必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用瞬发电雷管;爆破地点20m内,风流中瓦斯浓度不得超过1%;爆破地点20m内,矿车、碎石、煤渣等物体阻塞开挖面不得超过1/3;通风风量足,风向稳,局扇无循环风;爆眼内煤、岩粉清除干净;爆眼封泥不足或不严时,不得进行爆破;洞内爆破时,人员应撤至洞外(当隧道太长时,单线必须撤至300 m以外;双线上半断面必须撤至400m以外,双线全断面必须撤至500 m以外)。
拱架连接作业应做到:所有格栅和型钢拱架、连接钢筋一律采用机械连接,不得采用焊接连接。
二次衬砌施工应做到:二衬混凝土配比时,应适当加入气密剂(如NF-B型气密剂),增强衬砌砼的气密性;混凝土振捣作业时,应斜向振捣,不要垂直方向振捣;二衬砼拆模时要用木棰敲打,防止产生火花。
2 瓦斯隧道施工通风管理要点
瓦斯隧道各掘进工作面都必须采用独立通风,严禁任何两个工作面之间串连通风。按瓦斯绝对涌出量计算风量时,对于低瓦斯工区,应能将洞内各处的瓦斯浓度稀释到0.5%以下;对于高瓦斯工区和瓦斯突出工区,其长度较大的独头巷道,应能将工作面的风流中的瓦斯浓度稀释到0.5%以下;有平行导坑的巷道式通风时,平行导坑的瓦斯浓度稀释到0.75%以下。瓦斯隧道施工中防止瓦斯集聚的风速不得小于1m/s。瓦斯隧道施工中,对瓦斯易于集聚的空间和衬砌模板台车附近区域,可采用空气引射器、气动风机等设备,实施局部通风的办法,以消除瓦斯聚集。
瓦斯隧道在施工期间,应实施连续通风。因检修、停电等原因停机时,必须撤出人员,切断电源。恢复通风前,必须检查瓦斯浓度,压入式局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时,方可人工开动局部通风机。在恢复正常通风后,对隧道上部、坍塌洞穴、避车洞等通风不良、瓦斯易积聚的地点派人进行检测,瓦斯浓度不得超过2%。当检查超过此浓度时,应停止施工,撤出人员,切断电流,停止电动机运转或开启电器开关,待进行局部充分通风处理后,由瓦斯检测员进行再次专项检测,证实瓦斯浓度低于规定允许浓度,确认安全后方可恢复施工。
压入式通风机必须装设在洞外或洞内新风流中,避免污风循环。瓦斯工区的通风机应设两路电源,并装设风电闭锁装置,当一路电源停止供电时,另一路应在15min内接通,保证风机正常运转。隧道贯通后,应继续加强通风,防止瓦斯局部积聚。
发生瓦斯涌出、喷出等异常状况时,必须及时采取措施,杜绝一切可能产生火源的设备机具进洞,并加强通风,尽快撤出施工人员,对隧道进行警戒。排放高浓度瓦斯时,应控制风流,使排出的风流在同巷道式风流混合处的瓦斯浓度不得超过1.0%,回风系统内还必须停电撤人。
3 隧道内瓦斯浓度检测管理要点
低瓦斯隧道要配置便携式瓦斯检测仪;高瓦斯隧道或可能瓦斯突出的隧道要配置高浓度瓦斯检测仪和瓦斯自动检测报警断电装置。瓦斯检测仪器、装置要经常性检查和校准,确保其精准和有效性。凡经大修的仪器,必须经计量检定合格后方可使用。加强对洞内死角,尤其是隧道上部、坍塌洞穴、避人(车)洞等各个凹陷处通风不良、瓦斯易积聚的地点,严格进行浓度检测,如瓦斯浓度超过2%以上时,应立即采取局部加强通风措施进行处理。瓦斯检查人员要做好检查瓦斯的详细记录,每工班要进行交接签字手续,瓦斯检测员、技术员、施工员(工班长)接班时要查阅上班的检测记录,并向项目经理部安全专管部门汇报。每天的瓦斯检测记录交项目经理部安全专管部门,由安全专管部门专职工程师进行数理统计和分析,形成日报表,提前掌握洞内瓦斯溢出的发展动态,发现有异常现象,及时向项目总工程师、项目经理提出采取措施处理的建议。管理人员进洞时必须携带瓦斯检查仪进行瓦斯检查。
4 瓦斯隧道施工消防安全管理要点
4.1防火设施:在洞外设置消防水池和消防用砂,水池中经常保持不小于200m3储水量,保持一定的水压;瓦斯工区内必须设置消防管路系统,每隔100m设置一个阀门(消火栓);并经常保持良好状态。
4.2洞内火源管理:严格执行“严禁烟火进入隧道”的安全规定,作业人员进洞前,必须经洞口值班人员检查,严禁携带烟草、点火物品和穿化纤衣服入洞;洞内严禁使用灯泡和电炉等,不得从事电、气焊等工作;洞口值班房、通风机房等及洞口附近20m范围内不得有火源;出碴运输车辆要安装尾气排放净化器,防止排放尾气带有火花。
4.3易燃品管理:瓦斯隧道洞内及洞口附近不得存放各种油类,废油及时运出洞外;瓦斯工区内待用和使用过的棉纱、布头和纸张等,必须存放在密闭的铁桶内,并由专人送到洞外处理;加强油料运输管理,严禁在瓦斯隧道洞内及洞口附近发生油料的“滴、漏、跑、冒”现象,留下安全隐患。
4.4 火灾处理应遵守下列规定:瓦斯引起火灾时,不得停风,但应控制风向、风量;电气设备着火时,应首先切断电源;不能直接灭火时,必须设置防火墙封闭火区。
4.5 火区处理应遵守下列规定:防火墙应编号并在附近设置栏杆及警示牌,并经常检查,做到封闭严密;封闭的火区确认火已经熄灭,达到启封条件方可启封;启封已熄灭的火区必须制订安全措施;启封火区时应逐段恢复通风,同时测定口风流中一氧化碳浓度,当发现复燃征兆时,应立即停止送风重新封闭火区;启封火区及火区初期恢复通风等工作应由专职人员进行,火区口风流经过的坑道,人员必须全部撤出。
5 小结
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] 中华人民共和国安全生产法,中华人民共和国主席令第七十号,2002年6月29日;
[2] 建设工程安全生产管理条例,中华人民共和国国务院令第393号,2003年11月12日;