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摘要：文章依托對象為四川省南充化工園鐵路專用線項目中的粟家灣高瓦斯隧道工程，通過粟家灣高瓦斯隧道實際施工中所應用的瓦斯監控技術，闡述瓦斯隧道監控技術的相關要點。

關鍵詞：高瓦斯；隧道；監控

1工程概況

粟家灣隧道為單線鐵路隧道，全長2529m，隧道進、出口作業工區各設平導400m。平導主要用于超前正洞掌子面施工開辟第二工作面，待第二工作面開始組織施工后作為運輸通道和用以通風。平導為無軌運輸，隧道埋深最大約為200m。隧道所處南充地區為侵蝕-剝蝕低山區，穿越侏羅系上統遂寧組泥巖夾砂巖，該區域地貌為水平狀巖層，洞身巖層傾角平緩，產狀變化較小，未見斷裂構造形跡，地下水不發育。粟家灣隧道雨季涌水量大約為Q雨季=3000m3/d，平常涌水量大約為Q平常=1500m3/d。

2隧道瓦斯概況

勘察結果表明：粟家灣隧道穿過區域不良地質為有毒有害氣體，且無特殊巖土。根據勘察單位報告，該地區屬油氣層埋深在2000～2800m的川東北油氣田產區。有害氣體（如深層天然氣等）存在形成氣囊的可能，它是局部游散富集于基巖縫隙或者裂隙中，上逸通道為巖層的構造裂隙，隧道施工安全將受到嚴重威脅。施工前，對粟家灣隧道進行的深孔天然氣測試顯示，單孔天然氣濃度約為6800ppm。故定義粟家灣隧道施工為高瓦斯隧道施工。

3瓦斯監控技術方案

根據國內以往施工經驗，高瓦斯隧道施工過程中極易出現燃燒、窒息、爆炸、瓦斯突出等事故。由于目前國內對瓦斯監控相關研究有限，未形成相應技術規范。通過以往施工經驗和總結，對施工過程中瓦斯的監測和超前的預測、預報將隧道的安全施工起到極為關鍵的作用。

3.1超前探孔預測預報

探清前方天然氣儲氣情況，然后制定、調整施工方案和安全措施，方可確保瓦斯隧道的安全、有效施工。超前探測除了能探測天然氣在前方的分部情況，亦能對前方地質進行預測，為施工提供相關參數。按照設計要求，在掌子面上打三個探測孔，30m每次，搭接長度不可低于于5m。探孔過程中必須詳細有無斷層，地下水、天然氣包、煤層、軟弱層情況，以及天然氣頂鉆現象。在鉆孔完畢后，進行封孔，再對瓦斯壓力、涌出速度以及有害氣體進行檢測。瓦斯涌出或突出危險的安全值為0.74MPa（瓦斯壓力）、4L/min（涌出速度），即兩項中任一項超出上訴數值，則必須對瓦斯進行排放，通常采用增設瓦斯排放孔的方法進行排放。預測瓦斯突出危險性指標為：定量指標：在鉆孔中，如果有動力現象如卡鉆、噴孔、頂鉆等出現，則該開挖面可被判斷為突出危險工作面。為了預測掌子面前方巖層情況，亦可對前方地質進行TSP法或者地質雷達探測。本工程對粟家灣隧道進口作業工區共進行了171次超前探孔瓦斯監測，出口57次，并進行了171孔次瓦斯排放效果檢測；共進行了6期TSP203地質超前預測，瓦斯壓力、濃度和流速值都較小，且未出現不良地質、明顯斷層和地下水富存，故在通風條件下，不必設置排放孔，可進行正常施工作業。

3.2瓦斯監控系統

粟家灣隧道的施工對瓦斯等有害氣體的控制和監測是根據我國相關規范和規程，采用人工檢測結合自動監測所進行的。人工監測是指專人利用瓦檢儀按照規定監測頻率對隧道施工各作業面進行瓦斯濃度監測，并在濃度超標情況下迅速作出報警、斷電、組織人員撤離等相關緊急動作。對作業面監測要求為：保證各有一名專職瓦檢員即時對模板臺車和掌子面進行監測，保證一名專職瓦檢員巡回對斷面變化處與錯車帶進行即時監測。對監測頻率要求為：每1h對正常工序作業面進行一次監測，每4h對各通風死角進行一次監測。當有瓦斯濃度超過0.3%的地段出現，則每20min需對該地段進行一次監測。當有瓦斯濃度超過0.5%的地段出現，則必須停止施工作業并立即報警、并切斷電源和組織人員迅速撤離。瓦斯自動監測系統是利用帶有探頭的儀器對隧道風流進行瓦斯濃度進行連續監測，在探測到的濃度高于0.5%時，系統可自動啟動光、聲聯動形式的斷電報警系統，瓦斯濃度高于1%時，可自動切斷電源并實現瓦電閉鎖。粟家灣隧道施工所采用的KJ101N自動監測系統可進行100點的巡回遙測。在緊急情況下，系統操作人員亦可直接向洞內發出報警或直接進行斷電操作。該系統同時配備有甲烷和一氧化碳傳感器探頭，分別配置在開挖工作面、二襯施工作業面、仰拱作業面、防水層施工處、距開挖工作面20m回風流處和局扇附近、通風死角位置。

通風死角位置如二襯模板臺車背風面及周圍附近空間、大小避車洞的地方。另外，在瓦斯突出和高瓦斯隧道作業的撐子面，甲烷傳感器要求必須被設置在回風巷、作業面以及回風流中的機電設備洞室進風側，監測報警儀需設置在工作面上隅角；在瓦斯突出區域中，如進、回風主要運輸巷道內使用的為礦用防爆型柴油機車或礦用防爆特殊型蓄電池電機車，則便攜式甲烷監測報警儀被要求必須設置在柴油機車上，蓄電池電機車必須設置有便攜式甲烷監測報警儀或車載式甲烷監測報警儀。在超過0.5%的瓦斯濃度條件下，機車必須停止運行。隧道瓦斯自動監控系統和瓦斯檢測儀等必須是國家或行業定點廠家，生產資質、安全許可證、產品合格證、安全許用標志等必須齊全；必須經專門生產廠家進行現場指導或安裝，安裝后必須經過煤礦安監局或有關專家驗收合格后方可投入正常運行，并應形成驗收記錄；為保證監控系統各項技術指標、性能達到設計要求，系統運行期間必須加強檢查和維護工作。確保瓦斯隧道的施工安全，必須按照“多檢測、善通風”原則組織現場施工作業。

4結束語

瓦斯隧道的施工安全尤為重要，瓦斯爆炸會導致嚴重的人員傷亡等重大財產損失，故在瓦斯隧道施工過程中，應特別加強對瓦斯的檢測工作。文章通過對四川省南充化工園鐵路專用線項目的粟家灣隧道施工過程施工中的瓦斯監控進行了相關要點闡述，為同類型的瓦斯隧道施工提供了可靠、有效的施工經驗。

參考文獻：

[1]李榮.瓦斯隧道防治技術措施探討[J].西南公路,2009,(4):158-160.

[2]高生財.鉆爆法施工工藝在低瓦斯隧道開挖中的應用[J].工程技術研究,2017,(10):46-47.

作者：周遠毅；胡小剛 單位：中交二航局第二工程有限公司