瓦斯隧道专项施工方案小密隧道.doc

赣龙铁路扩能改造工程赣龙铁路扩能改造工程 GLGL-2 2 标标 小密隧道瓦斯工区专项施工方案小密隧道瓦斯工区专项施工方案 编 制：复 核：项 目 总 工：项 目 经 理：指挥部总工：指 挥 长：中铁大桥局集团武桥公司项目部 二 0 一一年七月十一 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -1-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 目录 第 1 章 说明.-4-1.1 编制依据.-4-1.2 主要技术规范、标准、规则、规程.-4-1.3 工程概况.-5-1.3.1 施工特点.-5-1.3.2 瓦斯工区里程桩号.-5-1.4 瓦斯专项施工方案的目的和目标.-5-第 2 章 瓦斯基本知识.-6-2.1 瓦斯的定义.-6-2.2 瓦斯的特性.-6-2.2.1 爆炸性.-6-2.2.2 渗透性.-6-2.2.3 不稳定性.-7-2.2.4 窒息性.-7-2.3 瓦斯爆炸的必要条件.-7-2.3.1 瓦斯浓度.-7-2.3.2 引火源.-8-2.3.3 足够的氧气.-8-2.4 瓦斯突出.-8-2.4.1 瓦斯涌出形式.-9-2.4.2 瓦斯突出的一般规律.-9-2.4.3 突出与地质构造的关系.-10-2.4.4 突出与瓦斯压力的关系.-10-2.4.5 突出与地压的关系.-10-2.4.6 突出与地层的关系.-10-2.4.7 突出与水文地质的关系.-10-赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -2-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 第 3 章 瓦斯隧道施工.-11-3.1 瓦斯隧道分类.-11-3.2 瓦斯检测与监控.-11-3.2.13.2.1 建立健全专职的瓦斯监测管理机构建立健全专职的瓦斯监测管理机构.-11-3.2.2 隧道施工瓦斯监测体系图.-12-3.2.3 瓦斯检测与监控的目的.-13-3.2.4 瓦斯监测记录.-13-3.2.5 各部位瓦斯允许浓度指标及临界值.-14-3.2.6 瓦斯检测方法：.-15-3.2.7 隧道内瓦斯检测.-16-3.2.8 隧道内防止瓦斯爆炸.-18-3.3 瓦斯隧道施工技术要求及方法、工艺.-21-3.3.1 施工原则.-21-3.3.2 瓦斯地段的处理措施.-22-3.3.3 施工工艺.-22-3.3.4 技术要求.-23-3.4 防治煤层突出措施.-26-3.4.1 超前钻探.-26-3.4.2 防突措施.-28-3.4.3 过煤层措施.-31-3.5 钻爆作业.-32-3.5.1 一般技术要求.-32-3.5.2 震动炮爆破.-34-3.5.3 爆破安全措施.-35-3.6 支护.-36-3.7 隧道通风.-36-第 4 章 瓦斯隧道施工安全措施.-40-赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -3-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 4.1 施工安全管理措施.-40-4.1.1 建立安全管理网络，对瓦斯的管理实行三级管理制：.-41-4.1.2 进行职工安全教育及上岗培训.-41-4.2 施工安全技术措施.-42-4.2.1 瓦斯隧道供电,须采用双回路直供电源线路.-42-4.2.2 在煤层中开挖的防护措施.-43-4.2.3 使用防爆电器和作业机械.-43-4.2.4 使用煤矿安全炸药和毫秒电雷管.-43-第 5 章 瓦斯爆炸事故的处理与救护.-45-5.1 瓦斯爆炸事故的处理.-45-5.1.1 处理措施.-45-5.2 煤与瓦斯突出事故的处理.-45-5.2.1 处理措施.-45-5.3 事故救援.-46-5.3.1 救护队配备.-46-5.3.2 救护程序.-46-5.4 瓦斯爆炸故灾后调查.-47-5.4.1 事故分类.-47-5.4.2 事故报告.-47-5.4.3 事故调查.-48-5.4.4 现场勘验的基本任务.-49-5.4.5 现场勘验基本要求.-49-5.4.6 事故调查的程序.-50-第 6 章 瓦斯隧道作业事故应急预案瓦斯隧道作业事故应急预案.-52-赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -4-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 第第 1 章章 说明说明 1.1 编制依据编制依据（1）赣州至龙岩铁路扩能改造工程施工招标及投标文件。（2）国家有关的法律法规及国家标准、规范。（2）现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。（3）赣州至龙岩铁路扩能改造工程施工资料。（4）赣州至龙岩铁路扩能改造工程小密隧道设计图及通用图。1.2 主要技术规范、标准、规则、规程主要技术规范、标准、规则、规程 在合同履行过程中，执行中华人民共和国强制性标准及现行的行业标准、规范。工程实施所引用的标准或规范如有修改或新颁，除国家及铁道部强制性标准必须执行外，其他新颁标准或规范是否采用由发包人决定，我方在监理工程师的监督下按发包人的决定执行。瓦斯隧道施工引用如下表所示的技术标准、规范。技术规范、标准汇总表 序号 标准编号 名 称 1 TB 101202002 铁路瓦斯隧道技术规范 2 TB 10401.12003 铁路工程施工安全技术规程（上册）3 TB 10401.22003 铁路工程施工安全技术规程（下册）4 TB 100032005 铁路隧道设计规范 5 TB 102042002 铁路隧道施工规范 6 TB 100492004 铁路工程水文地质勘察规程 7 TB 100032005 铁路隧道设计规范 8 TB 1006l1998 铁路工程劳动安全卫生设计规范 9 防治煤与瓦斯突出规定 10 防治煤与瓦斯突出细则 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -5-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 1.3 工程概况工程概况 小密隧道位于会昌县。起始里程 DK85+505，终止里程为 DK86+998，全长 1493m。出口里程 DK86+998，洞门结构终点里程 DK86979，明暗分界里程 DK86+960。道为时速 200km/h 客货共线双线铁路隧道，是赣龙铁路重点控制工程之一。隧道通过的地层复杂，地质条件差。主要通过地层有人工填土；碎石土层；全风化弱风化灰岩、粉砂岩；泥岩；炭质页岩及煤洞等，洞身有断层破碎带 4 条及岩界分界线 2 条，隧道地下水发育，洞身穿越含瓦斯煤系地层及规模不等的采空区，灰岩地段发育有溶腔溶槽。隧道出口段（DK86+750+998 段）地质条件尤为复杂，依次为 F4 断层及其影响带;为瓦斯煤系地层并分布有不规则采空区；富水碎石土层及下伏灰岩（串珠状岩溶发育）。1.3.1 施工特点施工特点 本隧道是个重点难点工程，地质条件复杂，不同程度地存在顺层偏压、浅埋、岩溶、突水、瓦斯等不良水文地质条件。1.3.2 瓦斯工区里程桩号瓦斯工区里程桩号 DK86+760-DK86+790，DK86+790-DK86+900，DK86+900-DK86+960 1.4 瓦斯专项施工方案瓦斯专项施工方案的目的和目标的目的和目标 为了确保斯隧道施工安全与质量，防止重大安全事故发生。通过提前制定瓦斯专项施工方案以应对瓦斯、煤层的出现，及时调整施工方案，确保工程顺利进行。赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -6-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 第第 2 章章 瓦斯基本知识瓦斯基本知识 2.1 瓦斯的定义瓦斯的定义 瓦斯是隧道(或矿井)从地层中涌出的以甲烷为主的各种有害气体的统称，由 gas 音译而来，其成分比较复杂，它含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气、和数量不等的重烃以及微量的稀有气体等，但主要成分是甲烷（CH4，俗称沼气），占 80%90%。沼气无色、无味、无毒，难溶于水，比空气轻，遇火即燃烧或爆炸。铁路瓦斯隧道遇到瓦斯多出现在煤系地层。瓦斯无色、无味。但若与其它芬芳族气体混合，则发出类似苹果的香味。其熔点为-182.5，沸点为-164，在标准状态下，密度为 0.716kg/m3，相对于空气的比重为 0.554，因此易积聚在坑道的渗透性高，扩散速度大，约为空气的 1.6 倍，容易透过裂隙发达，结构松散的岩石。瓦斯微溶于水，溶解度为 3.5%；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，瓦斯无毒，但其成分中的乙烷，丙烷等气体具有麻醉性，容易使人头晕目眩、头痛，甚至昏迷，瓦斯浓度过高时，相对降低空气中氧气含量能使人窒息。2.2 瓦斯的特性瓦斯的特性 2.2.1 爆炸性爆炸性 瓦斯本身是不会自燃和爆炸的，但当和空气（氧气）以一定比例混合均匀并达到一定浓度后，遇到火源，才会燃烧和发生爆炸。2.2.2 渗透性渗透性 瓦斯的渗透性极高，扩散速度快，其扩散性较空气高 1.6 倍，容易透过裂隙发达、结构松散的岩石或煤层，渗透到隧道(或矿井)开挖空间里。赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -7-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 2.2.3 不稳定性不稳定性 瓦斯在煤体和围岩中以游离状态和吸着状态存在。两种状态的瓦斯是处在不断变化的动平衡中，当温度、压力等外界条件变化时，平衡就被打破。压力升高温度降低时，部分瓦斯将由游离状态转化为吸着状态，反之，压力降温度升时，又会有部分瓦斯由吸着状态转化为游离状态。2.2.4 窒息性窒息性 瓦斯是无毒、无色、无味的，但不适合呼吸。瓦斯浓度升高，空气中氧气浓度急剧下降，会引起人员窒息。煤矿许多瓦斯伤亡事故中，有很大部分是瓦斯窒息造成的。2.3 瓦斯爆炸的必要条件瓦斯爆炸的必要条件 瓦斯爆炸必须具备三个条件：一定的瓦斯浓度，一定温度的引火源和足够的氧气。2.3.1 瓦斯浓度瓦斯浓度 瓦斯爆炸之所以产生，是瓦斯氧化反应剧烈发展的结果。如果生成的热量超过周围介质的吸热和散热的能力，即形成热量的积聚，促使氧化进一步发展结果就会酿成爆炸。瓦斯爆炸是有一定的浓度范围的，在新鲜空气中，当甲烷浓度低于 5%界限时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，此燃烧层呈浅兰色或淡青色；浓度高于 16%界限时，在遇火源时不爆炸也不燃烧。一般情况下，瓦斯在空气中的浓度为 5%16%时，才可能发生爆炸。当然，瓦斯的爆炸界限不是固定不变的。当瓦斯中混入某些可燃性气体时，不仅增加了爆炸性气体的总浓度，而且会使瓦斯爆炸的下限降低。当隧道（或矿井）空气中含有煤尘时，也会使瓦斯的爆炸下限降低，增加爆炸的危险性。此外，瓦斯混合气体的初温越高，爆炸界限就越大。所以，当隧道（矿井）发生火灾时，高温会使原来不具备爆炸条件的瓦斯发生爆炸。但如有惰性气 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -8-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 体混入，可在一定程度上降低瓦斯爆炸的危险性。少量加入惰性气体可缩小瓦斯爆炸界限，多量加入甚至能使瓦斯混合气体失去爆炸性。2.3.2 引火源引火源 瓦斯爆炸的第二个必要条件是高温火源的存在。一般，瓦斯的引火温度为 650750左右。明火、煤炭自燃、电气火花、炽热的安全灯网罩、吸烟、甚至撞击或摩擦产生的火花等，都足以引燃瓦斯。不同浓度的瓦斯引火温度不同，高温也可能引燃低浓度的瓦斯。由于瓦斯的热容量很大(约空气的 2.5 倍)，当其遇火后并不立即发生反应，需要迟延一个很短的时间后才能燃烧和爆炸，这种现象称为延迟引火现象。其延迟引火的时间称为感应期，这种现象对隧道（矿井）的安全生产有着重要作用。在使用安全炸药进行爆破时，即使爆温能高达 2000 左右，但由于爆焰存在的时间极短(通常仅为千分之几秒)，也不致将附近的瓦斯引爆。2.3.3 足够的氧气足够的氧气 大量实验证明，当含瓦斯的混合气体中氧浓度降低时，瓦斯的爆炸界限随之缩小，当氧浓度低于 12%时，瓦斯混合气体即失去爆炸性，即使遇到明火也不会发生爆炸。2.4 瓦斯突出瓦斯突出 瓦斯突出是施工过程中，发生的一种瓦斯的突然剧烈运动并造成十分巨大的动力效应现象，其机理较为复杂，但破坏性极大，易引起瓦斯爆炸等突发性自然灾害。一般认为饱含瓦斯的煤层或地质构造，在构造力、地层静压力等的综合作用下积蓄了较大的弹性能量并处于平衡状态，当隧道（或矿井）施工影响造成该平衡状态下瓦斯压力体系的破坏时，巨大的弹性能量和游离瓦斯突然释放，在极短的时间内大量瓦斯混合物喷射到施工空间，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸。瓦斯突出与地质构造、瓦斯含量与地层压力等 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -9-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 密切相关。2.4.1 瓦斯涌出形式瓦斯涌出形式 普通涌出：煤系地层或岩层中瓦斯缓慢、均匀、长时间地向坑道内释放，这是瓦斯涌出的基本形式。瓦斯喷出：含瓦斯煤系地层的地质破碎带、空洞或裂隙中积存有大量的高压瓦斯，当坑道开挖接近时，瓦斯突然以喷出形式大量释放。煤岩与瓦斯突出：存在于地层中具有一定压力的气体和固体混合物，冲破煤岩覆盖层后，大量的煤和岩石被抛出，并释放出大量的瓦斯。2.4.2 瓦斯突出的一般规律瓦斯突出的一般规律 煤岩与瓦斯突出前后，都有地应力、瓦斯和煤岩的地质构造与力学性质的种种异常表现。归纳起来发生突出有三个主要因素：地应力、瓦斯和煤岩结构，而地应力和煤岩中瓦斯的存在是引起突出贡献的主要因素。其突出的一般规律为：（1）突出最易发生在地质构造带及其附近，如断层、褶曲、扭转地带、火成岩侵入区、煤层倾角骤陡、走向拐弯、层厚变化异常等地段。（2）在开挖形成的应力集中区，应力增大，突出危险性随应力增大而增大，如坑道的上隅角，相向开挖接近区、坑道开挖分支处等。（3）突出次数和强度，随煤层厚度和煤层倾角放散初速度高、瓦斯含量大、层理紊乱，无明显节理、光泽暗淡、容易粉碎、有分枝型节理等特征。（4）突出前常出现各种预兆，如坑道支撑压力增大；岩块迸出、掉碴、外鼓或移动加剧；煤岩与支架发生破裂声、闷雷声、折断声等；瓦斯涌出量忽大忽小；煤尘增多；煤体及工作面温度略有下降或升高；煤质变软、干燥；顶钻夹钻等。（5）绝大多数突出发生在掘进工序，尤其在爆破时，突出的危险性随 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -10-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 着对煤体的震动而加剧。（7）突出具有延时性，其迟延时间从几分钟到几十个小时。2.4.3 突出与地质构造的关系突出与地质构造的关系 绝大多数瓦斯突出发生在地质构造带内，如:断层、褶曲、向斜、扭转、背斜和火成岩侵入区。在地质构造带内，煤层受着强大的地质构造力的作用而积蓄大量的能量，同时破坏了的煤体形成了贯通裂隙，促使瓦斯积聚，给突出创造了条件。当开挖工作接近这一区域时，在地压的参与下，煤岩中所积蓄的潜能突然释放，瓦斯突然涌出，就造成瓦斯的突出。就地质构造来讲，向斜的轴部，扭转地带的突出危险要大于背斜。2.4.4 突出与瓦斯突出与瓦斯压力压力的关系的关系 煤层中或岩体中的瓦斯含量与瓦斯的压力是突出的重要因素之一，瓦斯含量与瓦斯压力越大，突出危险越大，一般瓦斯突出发生在瓦斯压力大于10Mpa 的情况。2.4.5 突出与地压的关系突出与地压的关系 地压力越大，突出的危险性越大。埋深增加时，突出的次数和强度都有可能增加。此外，在应力集中区，瓦斯突出的危险性也大幅度增加。2.4.6 突出与地层的关系突出与地层的关系 在软弱煤层或岩层中，瓦斯突出的危险性较高。若煤层顶底板为坚硬而致密的岩层且厚度较大时，其弹性与集中应力较大，瓦斯不易释放，其突出危险也较大。此外，瓦斯突出与隧道的开挖方向和煤层的走向也有一定的关系，一般两者垂直时，瓦斯易突出。2.4.7 突出与水文地质的关系突出与水文地质的关系 煤层比较湿润，隧道涌水量大时，突出的危险性小，反之则大。赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -11-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 第第 3 章章 瓦斯瓦斯隧道隧道施工施工 3.1 瓦斯隧道分类瓦斯隧道分类 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，瓦斯隧道的类型按隧道内瓦斯工区的最高级确定。瓦斯隧道工区分为非瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出工区共四类。低瓦斯工区和高瓦斯工区可按绝对瓦斯涌出量进行判定。当全工区的瓦斯涌出量小于0.5m3/min 时，为低瓦斯工区:大于或等于 0.5m3/min 时，为高瓦斯工区。瓦斯隧道只要有一处有突出危险，该处所在的工区即为瓦斯突出工区。判定瓦斯突出必须同时满足下列 4 个指标：（1）瓦斯压力 P0.74Mpa；（2）瓦斯放散初速度Pl0；（3）煤的坚固性系数 f0.5；（4）煤的破坏类型为类及以上。3.2 瓦斯检测与监控瓦斯检测与监控 3.2.13.2.1 建立健全专职的瓦斯监测管理机构建立健全专职的瓦斯监测管理机构 本项目部成立专门瓦斯监测领导小组，由分部经理任组长，安全总监任副组长，生产副经理和各部室负责人及各工班负责人为组员，主要对瓦斯的监测工作进行监督、检查和制定应对措施。下设安全监察工程师和专职检查员，安全监察工程师定期对各低瓦斯隧道进行瓦斯检查，并将监测数据整理汇总后上报监测中心，专职检查员每工班两次携带便携式光学甲 烷检测仪进行瓦斯巡回检查，建立检查台帐和监测数据记录，并执行日报制度。赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -12-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 隧道瓦斯监测中心机构图 3.2.2 隧道施工瓦斯监测体系图隧道施工瓦斯监测体系图 汪汉波 安全监察工程师（陈勇祥）专职检查员（夏彬）专职检查员（陈润何）赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -13-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 3.2.3 瓦斯检测与监控的目的 瓦斯检测与监控的目的是随时掌子面爆破后，在距离掌子面 20cm 处进行现场测量瓦斯浓度，测量位臵为掌子面开挖轮廓内 20cm 处以及靠近通风机通风口的 100cm 处，现场读数，监测前使用检测仪的基座先将检测仪清零，检测仪设定的报警点为瓦斯浓度达到 0.5%，当瓦斯浓度达到报警点时，瓦斯检测仪会自动报警，为施工提供应急保证。3.2.4 瓦斯监测记录 每日检测后及时填写监测记录，以便进行数据对比分析和全程追踪，数据记录表格如下：瓦斯浓度监测 CH4及可燃气体通风效果监测 煤与瓦斯突出危施工队、班组监测员 联合卫生监测站 施工总调度 防瓦斯突出领导小指令 供电系统 供风系统 施工队 救护队 隧道施工瓦斯监测体系图 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -14-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 隧道瓦斯监测记录表 赣龙铁路扩能改造工程 2 标小密隧道 序号 检测时间 检测部位 瓦斯浓度（%）其他情况 记录者 3.2.5 各部位瓦斯允许浓度指标及临界值各部位瓦斯允许浓度指标及临界值 掌握隧道内各处的瓦斯浓度或有无瓦斯存在，以指导施工中应采取的施工方法和采用的施工设备。隧道内各部位瓦斯允许浓度指标及临界值执行铁路隧道施工技术安全规则和铁路瓦斯隧道技术暂行规定中对瓦斯的浓度规定。隧道内空气中允许的瓦斯含量（按体积计算）应符合下列规定：隧道通风总回风流中小于 0.75%；其他工作面进来的风流中小于0.5%；掘进工作面的瓦斯浓度在 2%以下；工作面装药爆破前在 1%以下。表3-1 瓦 斯 容 许 浓 度 指 标 部 位 瓦 斯 容 许 浓 度总回风巷道 0.75 工作面装药前 1.0 工作面回风流 0.5 局扇及开关地点 10m 附近 0.5 当瓦斯浓度达到 1%时，禁止打眼、装药、放炮；瓦斯浓度达到 1.5%时，撤人、停电、通风；瓦斯浓度达到 4%时，就会发生爆炸。赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -15-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 3.2.6 瓦斯检测方法：瓦斯检测方法：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（配臵主控计算机）和洞内的控制分站以及在洞内各工作面，各巷道、塌方空洞，巷道转角等处瓦斯浓度设探头，风速探头，自动报警器，远程断电仪组组成。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。但设臵自动监测系统的探头须离开挖面有一定的距离，还要人工配合检查，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。1、瓦斯压力的测定 采用在掘进工作面打孔测压，用直径 68mm 的紫铜管作为测压导孔，连接精度 1.5 级以上的压力表，封孔后，测取瓦斯压力值。2、瓦斯含量的测定 测定隧道内空气中游离瓦斯和吸附瓦斯的总和。测试分为固定点测定和巡回测定，组成瓦斯监测系统。3、测定仪器 使用瓦斯报警仪定点悬挂装臵；手持仪表洞内巡回监测仪器。在隧道的掘进工作面和回风地段分别安设瓦斯遥测报警断电仪，当测试点的瓦斯浓度达到控制的允许浓度时，切断电源并发出声响和灯光报警。手持式瓦斯检测仪配备给瓦斯检查员，进行巡回检查时使用。4、瓦斯测试的时间安排 工作面的瓦斯监测连续进行，回风道的瓦斯监测每班监测两次，装药 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -16-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 前，放炮前，爆破后由瓦斯专职监测人员进行监测（即一炮三检制度）。5、瓦斯监测的人员安排 瓦斯监测人员在进入工地前进行专业培训，培训期为一个月，培训内容为瓦斯的性质和危害，国家有关法规知识，瓦斯隧道安全施工知识，检测技术，通风技术，灾害防治技术和急救知识，考核合格后上岗。6、测试数据的纪录分析 每班的瓦斯监测数据必须做好纪录，并绘制瓦斯浓度变化曲线，对累计的测试数据进行分析，推断瓦斯涌出的变化趋势。7、瓦斯测试仪器的校准标定 所有瓦斯监测仪器必须经过国家规定的计量鉴定部门进行定期校准标定，否则不得使用。3.2.7 隧道隧道内内瓦斯检测瓦斯检测 随着工程的进展和隧道不断向前延伸，工作面必然愈来愈接近煤层，相应的，隧道里瓦斯含量也将从无到有，由小到大呈递增趋势。但不同的施工工序和隧道的不同部位瓦斯含量有着明显差异，因此，必须加强对瓦斯的检测。瓦斯检测要从以下重点进行：1、加强关键工序的瓦斯检测 在一个施工循环中，瓦斯含量增加幅度最大的工序，是在凿眼过程中和放炮之后。因为炮眼可能成为与前方瓦斯层的连接通道，瓦斯沿炮眼很容易泄露到工作面乃至整座隧道；而放炮之后，由于突然揭露出大面积的新鲜岩层，有可能使封闭的含瓦斯地层逐渐解放乃至完全暴露，致使瓦斯沿围岩裂隙缓慢渗漏乃至大量涌出。因此，加强凿眼过程中及装药前和放炮后的瓦斯检测至关重要。及时检测和掌握掘进工作面的瓦斯浓度，使我们能随时做到：当工作面风流中瓦斯浓度达到 1%时，严禁放炮；工作面风流中瓦斯浓度达到 1.5%时，停止工作，撤出人员，切断电源，进行处 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -17-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 理。2、加强重点部位的瓦斯检测 由于瓦斯比空气轻，而且有很强的扩散性，当隧道风速小到一定程度（通常认为风速小于 0.25m/s 时，瓦斯将游离出来，并在隧道顶层和死角处聚积，局部有可能达到爆炸浓度。因此，隧道顶部及顶部超挖的空洞、盲巷、避车洞和断面变化大等处（此处风速变小），是检测的重点，抓住了这些重点部位，就能及时发现“死角”。3、检测仪器的选择 目前，瓦斯检测仪器种类很多。按测量原理有热催化、热导、光干涉、气敏、红外线等类型，各型仪器都有其优缺点。按产地有进口和国产之分，进口仪器固然先进，但价格昂贵；国产仪器结构简单，性能稳定操作方便，声光报警信号清晰可靠，检测过程中仪器处于良好状态，完全可以与进口仪器相媲美。以重庆无线电二厂生产的 JCB-2 型甲烷测定报警器为例：当瓦斯浓度为 02%时，误差为 0.1%；当瓦斯浓度2%时，误差为0.2%；瓦斯浓度3%时，误差为 0.3%；完全可以满足瓦斯隧道的施工要求。因此瓦斯隧道的施工没有必要花巨资去购买进口仪器。从安全角度出发，应同时选用不同测量原理的仪器，以便集各类检测仪器之所长，弥补其不足，并使其相互参照，彼此验证。对检测仪器不必求洋，但应求全。每条瓦斯进出口各配备 3 台 JCB-2 型甲烷测定报警器，该仪器携带方便，主要用于洞内巡回检测，其瓦斯浓度报警误差 0.1%。另配备 GWJ-IA型光干涉型甲烷测定器，该装臵不但能测甲烷，还能测出二氧化碳浓度，误差 0.02%，精度较高。该仪器由专人操作，作为隧道监控瓦斯浓度的主要仪器，隧道施工中所采取的安全措施、工艺方法，均按该仪器测得的数据指导施工。4、瓦斯检查制度 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -18-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 严格执行煤矿安全规程瓦斯检查的有关条款规定。（1）瓦斯检查人员要早进班，晚出班，实行掌子面交接班制。瓦斯检查人员有事必须提前两小时向总工程师请假，未经容许不得擅离工作岗位，造成空班漏检。（2）瓦斯检查人员必须跟班检查，作业前，作业时，下班前都必须检查到位。（3）瓦斯检查人员必须坚持一炮三检制度。掌子面拱顶必须安装一台瓦斯自动检测报警仪，并设专人管理，定期校正，做到准确使用。（4）瓦斯检查人员必须经常检查和校正，手持瓦检器，保证瓦检数据的真实性。（5）建立瓦斯检查登记制度，定期汇报制度。当掌子面瓦斯浓度大于或等于 1%时，瓦检人员有权命令作业人员停止施工，并组织人员撤离掌子面至安全地点避险。3.2.8 隧道内隧道内防止瓦斯爆炸防止瓦斯爆炸 瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：一是要有足够的氧气（氧气浓度在12%以上）；二是要有一定的沼气（5%16%，以 9.5%时爆炸最为猛烈）；三是要有高温火源，如明火、放炮火花、电器设备火花等。铁路隧道施工规范规定：“坑道中氧气含量按体积不小于 20%”，这是施工人员生存的基本条件。因此，隧道在施工过程中氧气能达到瓦斯爆炸所需浓度，这是无法避免的；至于隧道里的瓦斯浓度，则主要取决于煤层和围岩中的瓦斯含量，我们只能利用通风和其它排放措施尽量使其降低到爆炸界限以下。相比之下，杜绝高温火源则是防止引燃、引爆瓦斯的一条根本措施。所以，瓦斯隧道施工必须采取以下安全措施：1、使用毫秒电雷管和安全炸药 瓦斯爆炸需要一定的反应时间，达到爆炸浓度的瓦斯遇到火源时不会 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -19-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 立即爆炸，而会延迟一段时间，这种现象称为引火延迟现象，其引火延迟时间称为感应期。使用毫秒电雷管，并只用 5 段，不跳段使用，使总延期时间不超过 130ms。由于延期时间小于感应期，因此不会引燃、引爆瓦斯。煤矿安全炸药加入了适当的食盐作消焰剂，能吸收热量，降低爆炸气体的温度，削弱瓦斯与氧气的连续反应。2、为防止炸药爆破时产生火焰，必须用炮泥封堵好炮眼，避免漏气。3、使用矿用防爆型机电设备 所谓矿用防爆型机电设备，就是把机械的电机、电器等装在具有防爆性能外壳里（这种设备通常用“KB 或 EX 表示），使其产生火花、火焰及其散发的热量不致引燃壳外的沼气。洞内的弱电设施，如：电话、信号灯、照明灯、自动闭塞装臵等，要选用矿用安全火花型（用“KH”表示），这是低电流、低电压设备，它在任何情况下产生的火花温度总是低于瓦斯或煤尘燃烧所需的温度。洞内供电，使用矿用橡胶阻燃、防爆软电缆，这种电缆的导电主芯为铜绞线，能避免铝芯电缆在短路时飞溅出来的铝蒸气引起瓦斯或煤尘爆炸的危险，而且这种电缆以硫化橡胶作主绝缘层，并设马鞍形防震橡胶垫芯和氯丁橡胶护套，具有很好的防爆性。这些防爆机电设备，除严格按规程安装使用外，要经常检查维修，使之处于完好状态，保持其防爆性能。4防止瓦斯燃烧的措施 瓦斯燃烧引火源有明火、放炮和电火花、摩擦火花、冲击火花等，防止引起瓦斯燃烧导致爆炸必须做到：(1)禁止携带烟草及点火工具下井。(2)井下禁止使用电炉，井下和井口房内不准从事电焊、气焊和使用喷灯接焊等工作。如果必须使用，则须制定安全措施，并报上级批准。赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -20-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 (3)对电弧、火花也要进行严格的管理，在瓦斯隧道施工中应严格按 3.9条要求选用电气设备。在使用中应保持良好的防爆、防火花性能。电缆接头不准有“羊尾巴”、“鸡爪子”、明接头。要注意金属支柱在围岩压力作用下产生的摩擦火花。对电气设备的防爆措施，除广泛采用的防爆外壳外，采用低电流、低电压技术来限制火花强度。掘进工作面采用局部通风机与其他电气设备间的闭锁装臵。(4)停电、停风时，要通知瓦斯检查人员检查瓦斯；恢复送电时，要经过瓦斯检查人员检查后，才准许恢复送电工作。(5)严格执行“一炮三检”制度。同时还必须加强对放炮工作的管理，封泥量一定要达到煤矿安全规程规定的要求，决不允许在炮泥充填不够或混有可燃物及炸药变质的情况下放炮。(6)为防止机电设备防爆性能失效或工作时出现火花以及放炮产生火焰等引燃瓦斯，煤矿安全规程还就以下几种情况作了瓦斯浓度界限的规定：采掘工作面风流中瓦斯浓度达到 1时，必须停止用电钻打眼；达到1.5时，必须停止工作，切断电源，进行处理；采掘工作面个别地点积聚瓦斯浓度达到 2时，要立即进行处理，附近 20m 内，必须停止机器运转，并切断电源。只有在瓦斯浓度降到 1以下，才许开动机器。放炮地点附近 20m 以内风流中的瓦斯浓度达到 1时，禁止放炮。采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过 1时，必须停止作业，采取有效措施，进行处理。矿井总回风或一翼回风流中瓦斯浓度超过 0.75时，矿总工程师必须查明原因，进行处理，并报告矿务局总工程师。4、对引燃、引爆瓦斯的综合防治 除了采取上述两条防止引燃、引爆瓦斯的措施外，对施工中容易引发 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -21-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 瓦斯事故的许多环节还需采取综合防治措施。（1）防静电：人体极易带静电，有时所带静电高达 5KV 以上。这样高的电压，很容易起爆电雷管。因此，禁止穿化纤衣物进洞，给所有施工人员配发纯棉工作服，临时进洞人员必须换上纯棉工作服。塑料管容易聚集静电荷。当风流或压缩空气通过塑料管时，能产生许多快速间断火花或接近连续放电火花。当放电能量达到 0.28MJW 时，能引燃、引爆瓦斯。故必须使用双抗（抗燃、抗静电）塑料管作通风管，并且不使用塑料管材作喷浆管和高压风管。（2）防撞击火花：铁器之间、铁石之间的撞击火花在施工中随处可见，必须有相应的防范措施：一是矿车两端设臵橡胶碰头，避免矿车直接碰撞；二是装碴前先把石碴洒水润湿，防止耙斗与石碴相互撞击产生火花；三是拆卸钢模板和铺设轨道时，均使用木锤。（3）防放炮火花：使用水泥或粘土炮泥封孔密实不漏气，严禁使用煤粉、块状材料、水泥袋纸和其它可燃性材料堵炮眼。（4）禁止使用电焊、气割等设备。3.3 瓦斯隧道瓦斯隧道施工施工技术要求及方法、工艺技术要求及方法、工艺 3.3.1 施工原则施工原则 根据 铁路瓦斯隧道技术规范、煤矿安全规程 有关规定进行施工，为确保施工安全，瓦斯隧道施工的基本原则是：加强管理、强化意识，消除隐患；严格检测、提前预测，随时掌握瓦斯含量，动态调整施工工艺；加强通风、严管火源，降低瓦斯含量，杜绝一切火源。同时应采用远距离定点撤人放炮，严格贯彻执行短进尺,弱爆破、超前固结灌浆、强支护，勤监测，加强通风，快喷锚封闭的原则隧道施工原则。赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -22-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 3.3.2 瓦斯地段的处理措施瓦斯地段的处理措施 隧道出口局部为煤层，稳定性差，需采取相关措施保证工程的安全性；局部煤层地段存在瓦斯富集，隧道设计、施工应注意煤和瓦斯突出危险性。在施工过程中，应注意加强超前地质预报，并应采取相应的措施，保证工程的安全性。隧道 DK86+760-86+960级围岩段：主要为断层破碎带及浅埋段等软弱部位，节理裂隙发育，岩体破碎，围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉（陷）或塌至地表。瓦斯工区处理措施如下表：里程 处理措施 DK86+760-DK86+790 89 洞身长管棚支护，5m 超前预注浆，三台阶临时仰拱法施工、加强瓦斯监测、通风、初期支护及时封闭采用封闭衬砌采用瓦斯隧道防排水、排气系统，施工时采用防爆机具 DK86+790-DK86+900 89 洞身长管棚支护，地表袖阀管注浆，三台阶临时仰拱法施工、加强瓦斯监测、通风、初期支护及时封闭采用封闭衬砌采用瓦斯隧道防排水、排气系统，施工时采用防爆机具 DK86+900-DK86+960 108 洞口长管棚支护，地表袖阀管注浆，四步 CD 法施工、加强瓦斯监测、通风、初期支护及时封闭采用封闭衬砌采用瓦斯隧道防排水、排气系统，施工时采用防爆机具 3.3.3 施工施工工艺工艺 DK86+760960 段采用 Vc 型复合式衬砌，施工工艺如下图：赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -23-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 图一：煤层、瓦斯隧道地段施工程序 3.3.4 技术要求技术要求 1、合理划分瓦斯工区与瓦斯预防工区 不同的隧道，其瓦斯含量及压力与煤系地层的长度、在隧道中所处位臵和所占长度比例及隧道本身长度有关，且差异很大。铁路瓦斯隧道技术暂行规定要求将瓦斯隧道合理地划分为瓦斯工区和瓦斯预防工区，把质量验收 设定瓦斯工区 瓦斯工区施工设计 瓦斯工区掘进施工 瓦斯工区初期支护 二衬及防护层 效果检验 围岩量测及瓦斯监测 通风设计 管线电路设计 钻爆设计 初期支护设计 二衬设计 围岩量测设计 瓦斯监测设计 围岩量测及瓦斯监测 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案 -24-中铁大桥局集团武桥公司赣龙铁路 GL-2 标项目部 煤系地层和有瓦斯逸出的部分划分为瓦斯工区，对其严格按瓦斯隧道的有关规定进行管理；把非煤系地层和没有瓦斯逸出的部分划分为瓦斯预防工区，对其按瓦斯预防工区管理。合理划分瓦斯工区与瓦斯预防工区，可以把防瓦斯段压缩在尽可能小的范围内，实现“化整为零，区别对待，分而歼之，各个击破”，减少人、财、物、机的浪费，显著提高经济效益。对于长大隧道和煤系地层占比例小的隧道划分工区更为重要。通过辅助导坑，实现将隧道分成不同的施工工区。钢拱架的连接、固定都必须采用螺接、钢丝绑扎，不得进行气割焊接，如果需要气割、焊接必须遵守有关规定。钢拱架备顶备帮不得使用木板、片石，必须使用砼预制板、型钢、钢板。充填料必须使用同标号混凝土。过煤层施工时，如出现煤渣来压、响爆炮、瓦斯浓度忽高忽低等突出预兆时，必须立即撤人。过煤层施工过程中，回风流中严禁进行二衬施工等其他作业。过煤层施工瓦斯浓度较高不易稀释时，应进行群孔瓦斯排放，方可继续过煤层施工，否则不准施工，群孔瓦斯排放按下述要求进行：（1）瓦斯排放孔使用油压钻机施工，孔径为mm。（2）排放孔终孔间距不大于米，且均匀布孔。（3）排放孔必须穿透煤层全厚，且排放孔终孔位于隧道轮廓外米。（4）隧道过煤层施工期间，要有瓦斯人员跟班作业，负责通风瓦检。隧道队领导跟班作业，负责措施落实到位，并且要派专职安全员跟班负责安全监督。2、防水及瓦斯设防、排水及排放瓦斯（1）、瓦斯设防地段暗洞二次衬砌结构防水防瓦斯设计：全断面（拱、墙、仰拱）设置闭孔 PE 泡沫塑料垫层（厚度不小于 4mm，幅宽 6m）+EVA防水板（厚度为 1.5mm，幅宽 6m），衬砌不设置入侧沟泄水孔，PE 泡沫 赣龙铁路扩能改造工程 GL-2 标 瓦斯隧道专项施工方案