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[摘 要]一般来说，隧道内发生瓦斯灾害的几率很小，但是一旦发生瓦斯爆炸或瓦斯突出灾害，将造成极大的生命财产损失和极恶劣的社会影响。隧道中瓦斯灾害以瓦斯爆炸最易发生、危害最大，如果处置不当还有二次灾害发生。文章结合湖北省宜巴高速公路马家坡瓦斯隧道施工技术研究科研课题，探讨瓦斯隧道施工安全技术措施。
[关键词]探讨 瓦斯 隧道施工 安全 技术措施
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0212-01
1、工程概况
湖北省宜巴高速公路马家坡隧道穿越兴山县和巴东县县界，进口端位于兴山县高桥乡田家坪村境，出口位于巴东县溪丘湾镇王家湾境内，为路线穿越凉台河流域与响水河流域分水岭斜坡沟谷地带而建设。
马家坡隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路特长隧道，隧道最大埋深约472米。隧道起讫桩号：左线ZK139+545-ZK143+523，长3978m；右线YK139+485-YK143+435，长3950m.隧道左右线间距约30m，其中进口约13.5m，出口约28m，地质钻探勘察显示，马家坡隧道地质条件复杂多变，岩体构造裂隙中存在瓦斯。
2、瓦斯隧道、机电设备专项安全措施
2.1 一般规定
①瓦斯隧道采用的机械全部采用防爆型或采取防爆处理。
②进入隧道的施工机械及电气设备应具有防爆和隔爆性能，机具外表应有明显的防爆标志。
③电动机开关附近20m内风流中瓦斯浓度达1.5%时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。
④严禁洞内配电变压器中性点直接接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向洞内供电。
⑤坑道内不得带电检修、搬迁电气设备（包括电缆和电线）。
⑥瓦斯隧道供电应配置两套电源，隧道内应采用双源线路，其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。架设两回路线路有困难时，亦可就近设发电站作为备用电源，其负荷可考虑与安全有关的少数重要的用电。
⑦隧道内敷设的高压电缆应使用有屏蔽的监视型橡套电缆，低压电缆应使用不延燃橡套电缆，各种电缆和分支连接，必须使用与电缆配套的防爆连接器，接线器和插销。
2.2 供配电安全措施
（1）外部电源。瓦斯隧道施工采用双回路外电源，除贯通高压电外再在洞外建一座柴油机发电站，容量必须满足要求，当外部电源发生故障，要求电站在10min内可开动供电。⑵电压。瓦斯隧道内各级配电和机电设备额定电压：一般高压不大于1000V，低压不大于380V。⑶照明供电。为保证正常工作照明及险情时人员的安全撤出和险情处理，采用单独的照明系统。⑷供电设备的“三专”“两闭锁”
a、“三专”——专用变压器、专用开关、专用线路。
b、“两闭锁”——指“瓦电闭锁”与“风电闭锁”
2.3 其它安全措施
⑴洞内移动式变电站为中性不接地矿用专变，设有高灵敏度漏电保护，并实施“瓦电”“风电”闭锁。
⑵设置独立的接地保护网，所有机电设备外壳与保护网都采用大于16mm2的软铜线连接。
3 、预防瓦斯（煤）突出安全措施
3.1 存在煤与瓦斯突出的围岩的特点
一般存在瓦斯压力大，并大多发生在地质变化较大的地区或煤层松散，暗淡和干燥的煤层，涌出现象一般是距地表200～250m深度以下才开始出现。
3.2 瓦斯突出前的预兆
有声预兆一般如远处雷声、爆竹声、机枪声等；无声预兆则是顶板来压，片帮、掉碴，工作面有凉风感，煤尘飞扬。
3.3 瓦斯的预测预报
使用全液压钻机进行水平超前钻探，超前钻探分两次进行。
第一次超前钻探：向前30～50m，打2～3个钻眼，确定煤层位置，并测试瓦斯压力和浓度。
第二次超前钻探：向前10～15m，打2～3个钻孔穿透煤层，测出瓦斯浓度，瓦斯压力（p），采集煤样测定煤的坚固系数和瓦斯放散初速度。
瓦斯预测预报采用综合指标法，公式如下：
D=（0.0075H/f -3）×（P-0.74）
K=Δp/f
式中：
D — 煤层的突出危险性综合指标
K — 煤层的突出危险性综合指标
H — 指煤点距地表垂直深度（m）
P — 煤层瓦斯压力（Pa或kg/cm2），水平钻孔中实测
f — 煤垢坚固性系数，水平钻孔中取样实测
ΔP — 煤层瓦斯放散初速度，表示煤的破坏程度
根据实测资料，求出D或K的值，进行判断：
D≥2.5 K≥15有突出危险
D<2.5 K< 15 有非突出危险
3.4 预防瓦斯与煤突出的安全防护措施
⑴揭开煤层爆破时，全隧道停电撤人。⑵加强瓦斯检测监控（实行瓦斯自监系统和瓦斯检员检测相结合）有突出危险的工作面设专人检测瓦斯和观察煤与瓦斯突出预兆，严禁瓦斯超限作业。⑶加强风机、风门管理，确保正常通风。⑷搞好电器设备的定期与日常检查，使用和维修。⑸在洞内修建避难所，所内设正压供风和配自救器并安设直通洞口的防爆电话。⑹确保避难线路的畅通，在主要地点悬挂标志牌。⑺一律采取湿式作业，揭煤工作面必须洒水，必须先洒水后出碴。⑻揭煤期间救护队在避所待命，医疗救护组在洞口值班。
3.5 防止煤尘与瓦斯爆炸的安全技术措施
⑴保证充足供风量，加强通风管理，建立严格测试制度，严禁产生循环风。⑵风机的安装应严格按安全规程操作，主扇应有反风设施，装配风机设避锁装置，风管吊挂应平顺整齐。⑶工作面必须安设瓦斯自动检测报警断电装置，配专职瓦斯检查员，做到班检班报，警示标醒目。⑷洞内所电器设备均必须采用矿用防爆型，不得带电检修，洞内敷设电缆，严禁装成“鸡爪子”“羊尾”和明接头。⑸由洞外架空线引入洞内的供电线路，通风线路，在入洞处都必须有避雷装置和集中接地装置。⑹电器设备的金属外壳，构架等均应接地，接地电阻不得超过2Ω。⑺距电焊工作点10m范围内不准堆放可燃材料，应设有供水管路，灭火器材应齐备完好，有专人检查。⑻运送电雷管、装配引药及装联线、放炮以前，必须测定杂散电流，当任一处超过30mA时，应停止工作并进行处理。
4、瓦斯隧道预防瓦斯渗入衬砌措施
煤系地层地段二次衬砌采用气密性砼，其衬砌背后设全环瓦斯隔离板、环向沟及拱顶，墙脚纵向管，并对“三缝”进行防渗处理。
隔离板的施作应在初期支护变形基本稳定，在二次衬砌灌筑前进行。施作点距爆破面应大于150m，距灌筑二次衬砌处应大于20m。
4.1 铺设防水板应具备的条件
喷射砼的开挖严格控制超挖，欠挖，如有欠挖，必须凿除，若有不平，应加砼或砂浆抹平，做到喷层表面基本圆顺，个别外露部分应予以切除抹浆，这样就可以使防水板与喷砼表面紧贴，又可防止扎破防水板。
4.2 防水板的施工
在悬挂隔离板时，按照“挂前拼接”、“由下而上”“试铺定位”“先铺后接”等操作简单，质量保证的施工方法。由于防水板的抗拉强度和伸长率是有限的，因此在悬挂防水板時应合理控制防水板的松弛量，一般松量应预留10%～15%，以防局部拉裂。
5、结语
要保证安全生产，就必须从瓦斯监测、通风、设备防爆等方面综合预防，由于文章篇幅有限，仅从机电相关设备以及施工预防措施方面探讨，隧道瓦斯防治及施工人员的安全管理等方面没有赘述，马家坡隧道已于2012年4月20日全部顺利贯通，目前运行也没有病害发生，说明马家坡高瓦斯隧道施工安全技术措施是可行的、成功的。
参考文献：
[1]《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）.
[2]《公路隧道设计规范》（JTG D70/2-2014））.
[3]《公路隧道通风照明设计规范》（JTG/T D70/2-02-2014）.
[4]《铁路隧道钻爆法施工工序和作业指南》（TZ231-2007）.
作者简介
刘振良， 男，高级工程师，长期从事公路工程项目咨询技术相关工作。
科研项目：湖北交通职业技术学院院级科研项目（项目编号：K201201）。
[关键词]探讨 瓦斯 隧道施工 安全 技术措施
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0212-01
1、工程概况
湖北省宜巴高速公路马家坡隧道穿越兴山县和巴东县县界，进口端位于兴山县高桥乡田家坪村境，出口位于巴东县溪丘湾镇王家湾境内，为路线穿越凉台河流域与响水河流域分水岭斜坡沟谷地带而建设。
马家坡隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路特长隧道，隧道最大埋深约472米。隧道起讫桩号：左线ZK139+545-ZK143+523，长3978m；右线YK139+485-YK143+435，长3950m.隧道左右线间距约30m，其中进口约13.5m，出口约28m，地质钻探勘察显示，马家坡隧道地质条件复杂多变，岩体构造裂隙中存在瓦斯。
2、瓦斯隧道、机电设备专项安全措施
2.1 一般规定
①瓦斯隧道采用的机械全部采用防爆型或采取防爆处理。
②进入隧道的施工机械及电气设备应具有防爆和隔爆性能，机具外表应有明显的防爆标志。
③电动机开关附近20m内风流中瓦斯浓度达1.5%时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。
④严禁洞内配电变压器中性点直接接地，严禁由地面中性点直接接地的变压器或发电机直接向洞内供电。
⑤坑道内不得带电检修、搬迁电气设备（包括电缆和电线）。
⑥瓦斯隧道供电应配置两套电源，隧道内应采用双源线路，其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。架设两回路线路有困难时，亦可就近设发电站作为备用电源，其负荷可考虑与安全有关的少数重要的用电。
⑦隧道内敷设的高压电缆应使用有屏蔽的监视型橡套电缆，低压电缆应使用不延燃橡套电缆，各种电缆和分支连接，必须使用与电缆配套的防爆连接器，接线器和插销。
2.2 供配电安全措施
（1）外部电源。瓦斯隧道施工采用双回路外电源，除贯通高压电外再在洞外建一座柴油机发电站，容量必须满足要求，当外部电源发生故障，要求电站在10min内可开动供电。⑵电压。瓦斯隧道内各级配电和机电设备额定电压：一般高压不大于1000V，低压不大于380V。⑶照明供电。为保证正常工作照明及险情时人员的安全撤出和险情处理，采用单独的照明系统。⑷供电设备的“三专”“两闭锁”
a、“三专”——专用变压器、专用开关、专用线路。
b、“两闭锁”——指“瓦电闭锁”与“风电闭锁”
2.3 其它安全措施
⑴洞内移动式变电站为中性不接地矿用专变，设有高灵敏度漏电保护，并实施“瓦电”“风电”闭锁。
⑵设置独立的接地保护网，所有机电设备外壳与保护网都采用大于16mm2的软铜线连接。
3 、预防瓦斯（煤）突出安全措施
3.1 存在煤与瓦斯突出的围岩的特点
一般存在瓦斯压力大，并大多发生在地质变化较大的地区或煤层松散，暗淡和干燥的煤层，涌出现象一般是距地表200～250m深度以下才开始出现。
3.2 瓦斯突出前的预兆
有声预兆一般如远处雷声、爆竹声、机枪声等；无声预兆则是顶板来压，片帮、掉碴，工作面有凉风感，煤尘飞扬。
3.3 瓦斯的预测预报
使用全液压钻机进行水平超前钻探，超前钻探分两次进行。
第一次超前钻探：向前30～50m，打2～3个钻眼，确定煤层位置，并测试瓦斯压力和浓度。
第二次超前钻探：向前10～15m，打2～3个钻孔穿透煤层，测出瓦斯浓度，瓦斯压力（p），采集煤样测定煤的坚固系数和瓦斯放散初速度。
瓦斯预测预报采用综合指标法，公式如下：
D=（0.0075H/f -3）×（P-0.74）
K=Δp/f
式中：
D — 煤层的突出危险性综合指标
K — 煤层的突出危险性综合指标
H — 指煤点距地表垂直深度（m）
P — 煤层瓦斯压力（Pa或kg/cm2），水平钻孔中实测
f — 煤垢坚固性系数，水平钻孔中取样实测
ΔP — 煤层瓦斯放散初速度，表示煤的破坏程度
根据实测资料，求出D或K的值，进行判断：
D≥2.5 K≥15有突出危险
D<2.5 K< 15 有非突出危险
3.4 预防瓦斯与煤突出的安全防护措施
⑴揭开煤层爆破时，全隧道停电撤人。⑵加强瓦斯检测监控（实行瓦斯自监系统和瓦斯检员检测相结合）有突出危险的工作面设专人检测瓦斯和观察煤与瓦斯突出预兆，严禁瓦斯超限作业。⑶加强风机、风门管理，确保正常通风。⑷搞好电器设备的定期与日常检查，使用和维修。⑸在洞内修建避难所，所内设正压供风和配自救器并安设直通洞口的防爆电话。⑹确保避难线路的畅通，在主要地点悬挂标志牌。⑺一律采取湿式作业，揭煤工作面必须洒水，必须先洒水后出碴。⑻揭煤期间救护队在避所待命，医疗救护组在洞口值班。
3.5 防止煤尘与瓦斯爆炸的安全技术措施
⑴保证充足供风量，加强通风管理，建立严格测试制度，严禁产生循环风。⑵风机的安装应严格按安全规程操作，主扇应有反风设施，装配风机设避锁装置，风管吊挂应平顺整齐。⑶工作面必须安设瓦斯自动检测报警断电装置，配专职瓦斯检查员，做到班检班报，警示标醒目。⑷洞内所电器设备均必须采用矿用防爆型，不得带电检修，洞内敷设电缆，严禁装成“鸡爪子”“羊尾”和明接头。⑸由洞外架空线引入洞内的供电线路，通风线路，在入洞处都必须有避雷装置和集中接地装置。⑹电器设备的金属外壳，构架等均应接地，接地电阻不得超过2Ω。⑺距电焊工作点10m范围内不准堆放可燃材料，应设有供水管路，灭火器材应齐备完好，有专人检查。⑻运送电雷管、装配引药及装联线、放炮以前，必须测定杂散电流，当任一处超过30mA时，应停止工作并进行处理。
4、瓦斯隧道预防瓦斯渗入衬砌措施
煤系地层地段二次衬砌采用气密性砼，其衬砌背后设全环瓦斯隔离板、环向沟及拱顶，墙脚纵向管，并对“三缝”进行防渗处理。
隔离板的施作应在初期支护变形基本稳定，在二次衬砌灌筑前进行。施作点距爆破面应大于150m，距灌筑二次衬砌处应大于20m。
4.1 铺设防水板应具备的条件
喷射砼的开挖严格控制超挖，欠挖，如有欠挖，必须凿除，若有不平，应加砼或砂浆抹平，做到喷层表面基本圆顺，个别外露部分应予以切除抹浆，这样就可以使防水板与喷砼表面紧贴，又可防止扎破防水板。
4.2 防水板的施工
在悬挂隔离板时，按照“挂前拼接”、“由下而上”“试铺定位”“先铺后接”等操作简单，质量保证的施工方法。由于防水板的抗拉强度和伸长率是有限的，因此在悬挂防水板時应合理控制防水板的松弛量，一般松量应预留10%～15%，以防局部拉裂。
5、结语
要保证安全生产，就必须从瓦斯监测、通风、设备防爆等方面综合预防，由于文章篇幅有限，仅从机电相关设备以及施工预防措施方面探讨，隧道瓦斯防治及施工人员的安全管理等方面没有赘述，马家坡隧道已于2012年4月20日全部顺利贯通，目前运行也没有病害发生，说明马家坡高瓦斯隧道施工安全技术措施是可行的、成功的。
参考文献：
[1]《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）.
[2]《公路隧道设计规范》（JTG D70/2-2014））.
[3]《公路隧道通风照明设计规范》（JTG/T D70/2-02-2014）.
[4]《铁路隧道钻爆法施工工序和作业指南》（TZ231-2007）.
作者简介
刘振良， 男，高级工程师，长期从事公路工程项目咨询技术相关工作。
科研项目：湖北交通职业技术学院院级科研项目（项目编号：K201201）。