低瓦斯隧道施工安全管理

盾构隧道施工具有掘进速度快、对环境影响小等优点。在实际施工过程中，只有结合盾构施工的特点做好安全管理工作，才可以充分发挥出低瓦斯盾构优势。论文结合实际案例，首先对低压瓦斯盾构隧道的施工危害进行了分析，然后对低瓦斯盾构施工安全管理进行了探讨。

1.工程概况

成都地铁1＃线三期部分盾构区间隧道位于苏码头气田之上，隧道有受浅层天然气危害的可能。天然气的主要成分为甲烷和一氧化碳（瓦斯），天然气显示开始深度在50m~70m，天然气浓度随深度增加呈增加趋势。但因整体瓦斯涌出量小于0.5m3/min，因此武汉路站至段家山站区间隧道及段家山站至香山站区间隧道均为低瓦斯隧道。施工过程中，需要做好安全管理工作。

2.瓦斯的危害

瓦斯的危害主要体现在下述两个方面：一是瓦斯会产生爆炸。当瓦斯和空气混合浓度达到一定值后，遇到火源时就会出现爆炸。一般来说瓦斯爆炸极限为5%~6%。瓦斯浓度在5%~16%之间时遇火后就会爆炸；当瓦斯浓度达到16%的爆炸极限以上时，遇火后也会燃烧；当瓦斯浓度为9.5%时，甲烷和氧气可以充分燃烧，爆炸威力最大［1］。瓦斯爆炸后的引火温度会达到650℃~750℃，瓦斯燃烧后会引发火灾事故，同时由于区间内空间比较狭小，有可能会产生冲击波，对设备和隧道造成破坏，甚至会造成人员伤亡。二是瓦斯具有窒息性，瓦斯自身虽无法供人呼吸，但是瓦斯中含有甲烷，会使氧气的含量减少，一旦空气中氧气含量小于12%，就会使人因缺氧而窒息死亡。

3.低瓦斯盾构隧道施工安全管理

（1）施工通风隧道使用压入式通风设备进行通风，通风系统的设计和管理要按照合理布局、优化匹配、按时巡检、防漏降阻、严格管理的基本原则。掌子面至模板台车地段的塌腔、死角等位置要布置移动式风扇配合软风管进行供风。根据施工现场的具体情况适当地增加移动式风扇来提升瓦斯易聚地段的风速，从而吹出积聚的瓦斯。正洞交叉洞和辅助坑道处安装两台110kW射流风机，所有开挖掌子面局部扇风机都需要设置专用开关、专用变压器和专用线路，另外还要设置闭锁设施，确保风机、风扇运转的可靠性。在低瓦斯隧道施工过程中，要持续性的进行通风。如果遇到停电无法正常通风时，需要将施工人员撤离出来。通风回复前，要对隧道中瓦斯的浓度进行检查，必须要在停风区域瓦斯浓度小于0.5%时才可以进行施工。

（2）瓦斯检测首先要建立完善的瓦斯监测体系，加强施工监测力度。在对盾构区间隧道瓦斯进行检测时，一是使用人工手持便携式甲烷检测仪每2h检测一次。二是进行自动监控检测，通过在盾构机出渣口和土仓储布置两台以上的自动报警瓦斯检测仪进行监测。洞口位置设置专职瓦斯检查员进行检测，每间隔60min检测一次，并做好检测记录工作。瓦斯检测限值以及超限处理措施如表1所示.

（3）防爆、限爆措施1）明火预防措施为了避免产生静电，对隧道中容易产生静电的物体以及隧道中的金属体进行接地。避免产生撞击火花。禁止采用气割、电焊灯设备，隧道中要布置相应的消防设施和消防器材。隧道口、通风机房附近20m以内不能出现火源，禁止将烟火带入到洞中。瓦斯工区和洞口附近不允许存放油类，并及时将废油运输到洞外，不允许将油洒到洞中［3］。做好油料车的运输管理工作，不允许瓦斯工区和洞口附近出现油料“冒、跑、滴、漏”等情况。瓦斯区域中使用的布头、棉纱、纸张要存放到密闭的铁桶中，并安排专人输送到洞外进行处理。严格执行“严禁烟火进入隧道”的安全规定，所有的进洞人员都需要由洞口值班人员进行检查，不允许工作人员将火机、电子表、手机、火柴、烟草等易燃易爆品带入到隧道中。

（4）预防瓦斯突出管理瓦斯突出工作区域开挖工作面进行含油气构造的地层超前钻孔探测、突出危险性预测、采取防突措施和效果检验，应分别进行单一工序作业。不允许出现任何形式的开挖、支护、衬砌或检修作业。当开挖工作断面出现瓦斯浓度忽大忽小、闷人、工作面温度下降、有异、开挖工作面地层鼓壁、压力增大、油气构造层破裂声明显、支护严重变形、有气味等情况时，要立即中止工作，并报警，将所有工作人员都撤出，并将电源切断，上报上级管理部门采取相应的安全措施。隧道从瓦斯突出地层通过时，开挖工作面的专职检测员要随时对瓦斯的浓度进行检测，了解瓦斯突出预兆。当遇到突出预兆时，瓦斯员有权利终止工作面的作业。瓦斯突出工区进行钻爆作业时，需要采用洞外远距离爆破措施，并中止洞内的所有作业，将电源切断后撤出所有的工作人员。

（5）制定完善的瓦斯检测制度本工程施工过程中，实行24h不间断连续检测制度，每个班组共配备两名检测人员，一名检测人员主要负责检测隧道沿线的瓦斯浓度情况，另一名工作人员检测盾构机台车附近的瓦斯浓度。为了可以随时监测各作业面的瓦斯浓度，盾构队班长和工作人员要携带便携式瓦检仪进洞。对于一些关键位置则需要使用光干涉瓦检仪来进行检测。盾构机在正常掘进的过程中，要求每1h对作业面进行一次检测。如果需要进行电焊等特殊作业时，需要安排瓦检员检测整个焊接过程，确保动火点两侧20m瓦斯浓度低于0.3%后才可以开展电焊作业。对于瓦斯浓度超出0.3%的地段，要进一步加强检测力度，做到每20min检测一次。一旦瓦斯检测人员发现瓦斯浓度在0.5%以上时，要马上终止所有作业，并立即将电源切断，组织作业人员从隧道中撤出，通知瓦斯监控室加强通风。当区域瓦斯浓度小于0.3%后才可以恢复施工。

（6）提高盾尾的密封性和可靠性1）为了避免瓦斯从盾尾处泄入到隧道中，需要做好盾构尾部的密封工作。为了防止盾构机作业过程中因单侧盾尾间隙过大，影响盾尾的密封性，在盾构机掘进过程中，要控制好盾构机的掘进姿态，保持盾尾部间隙的均匀性。2）加强盾尾油脂的注入。盾构机开始作业之前，要对盾尾中涂抹的油脂质量进行控制，涂刷油脂时，要在每道盾尾分别刷三层，要求涂抹饱满。在对管片进行组装时，要科学的选型，并对盾尾间隙进行控制，避免因盾尾间隙过大而导致有害气体进入到盾尾中。在盾构掘进作业时，要保证油脂可以充满在盾尾内，并保持比较高的压力，避免瓦斯从盾尾位置进入到隧道中。

4.结论

综上所述，瓦斯隧道施工安全风险比较高，为了提高施工的安全性，需要做好瓦斯隧道安全管理，在实际管理过程中要加强预报、提前设防、降低瓦斯浓度、强化通风、控制火源、机电防爆，本低瓦斯盾构隧道工程使用上述防治措施后，将瓦斯浓度降到了0.25%以下，有效保证了安全生产。

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