西江隧道瓦斯专项施工方案.doc

赣龙铁路扩能改造工程GL-2标 西江隧道瓦斯工区专项施工方案

西江隧道瓦斯专项施工方案
一.编制说明
1.1编制依据
（1）国家有关的法律法规及国家标准、规范。
（2）现场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。
1.2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，其它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。
表1-1 技术规范、标准汇总表
序号
标准编号
名称
1
TB10120—2002
铁路瓦斯隧道技术规范
2
TB10401.1—2003
铁路工程施工安全技术规程（上册）
3
TB10401.2—2003
铁路工程施工安全技术规程（下册）
4
TB10003—2005
铁路隧道设计规范
5
TB10204—2002
铁路隧道施工规范
6
TB10049—2004
铁路工程水文地质勘察规程
7
TB10061—1998
铁路工程劳动安全卫生设计规范
8
安监局19号令　
防治煤与瓦斯突出规定
1.3工程概况
西江隧道位于会昌县境内。起始里程DK88+886，终止里程为DK93+750，全长4864m。西江隧道为时速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。主要通过地层全风化～弱风化页岩、粉砂岩、砂砾岩、花岗岩；透镜体煤层等，洞身有断层2条、节理密集带4条及接触带2条，隧道地下水发育，西江隧道进口DK89+160～DK89+480段按低瓦斯工区组织施工。
表1.3西江隧道瓦斯工区施工工法
序号
里程段
施工工法
备注
1
DK89+160～DK89+300
短台阶预留核心土法

2
DK89+300～DK89+350
三台阶临时仰拱法
F1断层破碎带
3
DK89+350～DK89+355
短台阶预留核心土法

4
DK89+355～DK89+480
短台阶预留核心土法

1.4施工特点
为了确保瓦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。
二.瓦斯基本知识
2.1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，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。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
2.2.1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的浓度后，遇到火源，才会燃烧和发生爆炸。
2.2.2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。
2.2.3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
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
瓦斯爆炸的第二个必要条件是高温火源的存在。通常，瓦斯的引火温度为650～750摄氏度左右。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，即使爆温高达2000摄氏度左右，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
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摄氏度时，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。通常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密切相关。
2.4.1瓦斯涌出的形式
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
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。
4.绝大多数突出发生在掘进工序，尤其在爆破时，突出的危险性随着对煤体的震动而加剧。
5.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
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突出与瓦斯压力的关系
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
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
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，通常两者垂直时，瓦斯易突出。
2.4.7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。
三.施工方案
3.1总体施工方案
隧道施工采用三台阶临时仰拱法、短台阶预留核心土法，人工风钻打眼爆破，径向注浆、超前小导管、格栅钢架、型钢锚喷联合支护，防爆挖掘机辅助防爆装载机挖、装，防爆自卸汽车运输，二次衬砌采用模板台车衬砌，砼在洞外集中拌和，防爆砼运输车运输，泵送入模。二次衬砌在开挖、初期支护完成并满足有关要求后立即施工，尽快封闭，减少瓦斯溢出量。
隧道通风采用压入式的通风方式；瓦斯检测采用人工检测检测方式。
3.2 重、难点施工方案
   隧道施工的通风方案、瓦斯监控方案、供电方案及机械防爆性能改装是实施性施工方案的重、难点。
3.2.1 通风要求
  综合考虑西江隧道的实际情况，通风方案最低平均风速按1m/s设计，为防止瓦斯积聚，对如塌腔、模板台车等处增加局扇或高压风进行解决，对于一般段落采用射流风机卷吸升压以提高风速，从而解决回风流瓦斯的层流问题。
3.2.2 瓦斯含量
 根据《铁路瓦斯隧道技术规范》，对隧道内不同地段的瓦斯浓度有不同的要求，具体内容见下表。为确保施工安全，本隧通风瓦斯浓度按0.5%考虑。
表3-1隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施表

中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部
32

项目经理

常务副经理　
项目书记
项目副经理　
项目总工程师

综合管理部
安质环保部　
物资机械部　
计划财务部　
第三检测站
张震

工程管理部　

第四架子队

队 长
技术负责人

领工员
工班长
质检员
材料员
安全员
试验员
技术员

出渣班组

支护班组

开挖班组

衬砌班组

3.4仪器设备的型号及数量
见下表
主要机械设备表
序 号
机械设备名称
规格及型号
数 量
技术状态
备注
1
装载机
荣坤50
1
完好
防爆性能
2
装载机
厦工50
2
完好
防爆性能
3
挖掘机
沃尔沃200B
3
完好
防爆性能
4
砼输送泵
三一重工HBT60A
1
完好

5
轴流风机
SD-N014
1
完好

6
空压机
浙江开山通用L-22/7
1
完好

7
空压机
泰州晨阳L-22/7
6
完好

8
空压机
台州美德豹
2
完好

9
砼搅拌站
L500
1
完好

10
电焊机
400/500
9
完好

11
钢筋切断机

2
完好

12
钢筋调直机

2
完好

13
发电机
江都恒越机电250GF
1
完好

14
砼运输车

2
完好

15
自卸汽车

3
完好
防爆性能
16
砼输送车

3
完好
防爆性能
17
凿岩机
天水28#
30
完好

19
矿井瓦斯安全监控系统
KJ90
1
完好
瓦斯监控
20
瓦检仪
JCB—2
8
完好
瓦斯检测
21
光干涉型瓦检仪
GWJ—IA
4
完好
瓦斯检测
3.5计划投入专业人员的数量及能力
表3-3专业人员的数量及能力
人员职称
专业
数量
高级工程师
爆破
1
工程师
爆破
2
高级工程师
地质预报
1
工程师
地质预报
2
高级工程师
隧道施工
1
工程师
隧道施工
2
四．方案概述
   洞口安装1台SD-N014型轴流多速通风机通过φ1.8m双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至掌子面。通风机设在洞外距洞口15m处。风管最前端距掌子面5m。
4.1.通风管要求
   通风管选用抗静电阻燃风管，直径为1.8m。
4.2 隧道风机配置数量表
表4-1 风机配置数量表
规格型号
速度
转速(r/min)
风量(m3/min)
风压 (pa)
高效风量(m3/min)
电机功率（kw）
SD-N014
高速
1480
1695-3300
930-5920
2691
132×2
中速
980
1407-2219
406-2704
1813
45×2
低速
740
923-1670
237-1487
1360
22×2
4.3 瓦斯监控方案
4.3.1瓦斯监控要求
   瓦斯隧道施工期间，建立瓦斯通风监控、检测的组织系统，测定气象参数、瓦斯浓度、风速、风量等参数。低瓦斯工区可用便携式瓦检仪，高瓦斯工区和瓦斯突出工区除便携式瓦检仪外，尚应配置高浓度瓦检仪和瓦斯自动检测报警断电装置并配备救护队。
4.3.2监控方案总述
   根据要求，结合本隧道特点，采用人工监控体系，配备便携式甲烷检测报警仪，在检测到瓦斯浓度＞0.5%时报警，瓦斯浓度＞1%时立即停机。
   在工作面的上隅角设置便携式甲烷检测报警仪，在检测到瓦斯浓度＞0.5%时报警，瓦斯浓度＞1%时命令切断作业区电源，工人停止作业，瓦斯浓度＞1.5%时撤出作业人员。对需人工检测的部位，保证每15分钟检测一次，在瓦斯浓度＞1.5%时，保证每5分钟检测一次。
   仪器设备的检验按照《铁路瓦斯隧道技术规范》附录C瓦斯测定仪检测质量的控制及厂家的使用说明书进行定期检定，编制相应的管理制度。
4.3.3瓦斯监控管理
   成立专人的瓦斯监控系统安装、使用、维修、维护的班组。
4.4 机械的防爆性能改装方案
4.4.1 机械要求
   （1）隧道内非瓦斯工区和低瓦斯工区的电气设备与作业机械可使用非防爆型，其行走机械严禁驶入高瓦斯工区和瓦斯突出工区。
   （2）隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备与作业机械必须使用防爆型。
4.4.2 机械的改装
  （1） 应对施工机械进行防爆性能改装，以满足施工要求。
  表4-2改装的机械表

序号
机械设备名称
机械型号
数量（台）
备注
1
挖掘机
沃尔沃200B
1
防爆性能
2
装载机
荣坤、厦工50
2
防爆性能
3
自卸汽车

3
防爆性能
4
砼输送车

3
防爆性能
（2） 改装后机械的性能
①防爆柴油机的技术要求：
排气温度不超过70℃；
水箱水位下降设定值；
机体表面温度不超过150℃；
电器系统采用防爆装置；
启动系统采用防爆装置；
以上各项设定值是光指标、声报警，延时60s自动停车；
防爆柴油机采用低水位报警和温度过高报警。
②排气系统中一氧化碳、氮气化物含量不超过国家设定排放标准。
改装柴油机防爆系列按照国家柴油机的技术规范和要求标准。
4.5供电方案
4.5.1 供电要求
依据《铁路瓦斯隧道技术规范》8.1.3“高瓦斯工区供电应配置两路电源。工区内采用双电源线路，其电源线上不得分接隧道以外的任何负荷。”的要求，本隧道供电方案为各自独立系统，洞内电器全部采用防爆型。
4.5.2 供电设计
（1） 隧道内设两回路电源线路，主要供隧道内射流风机、照明及局扇使用，当一回路运行时，另一回路备用，以保证供电的连续性。
（2）隧道施工长度达4864m，需高压进洞，变压器采用矿用防爆型，容量为1200KVA。
电压波动范围，高压为额定值的±5%，低压为额定值±10%。
（3）洞内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，各种电缆的分支连接，必须使用与电缆配套的防爆连接器、接线盒。
（4）为保证隧道的正常通风及照明，洞口备用1台250KW发电机，在停电15分钟内，启动发电机供隧道内通风、监测及照明。
（5）进入隧道内的供电线路，在隧道洞口处装设避雷装置。
（6）施工照明
   洞内照明系统采用由洞内防爆变压器输出经矿用防爆主电缆在各相应地段设置照明及信号专用ZXB4型综合保护装置,将380V三相中性点不接地电源降为127V,用分支电缆、防爆接线合接入防爆灯具，以满足道路和施工的需要。
固定敷设的电线采用铠装铅包纸绝缘电缆。铠装聚氯乙稀或不延燃橡套电缆；移动式或手持式电气设备的电缆，采用专用不延燃橡套电缆；开挖面采用铜芯质电缆。
隧道内照明灯具在已衬砌地段的固定照明灯具采用EXdⅡ型防爆照明灯。开挖工作面附近固定照明灯具采用EXdⅠ型矿用防爆照明灯。移动照明全部采用矿灯。
4.6 施工通讯方案
 在掌子面和洞口及值班室设置防爆应急电话，确保信息安全畅通。
 隧道内固定敷设的通信、信号和控制用电缆全部采用铠装电缆、不延燃橡套电缆或矿用塑料电缆。
 为防止雷电波及隧道内引起瓦斯事故，通信线路在隧道洞口处装设熔断器和避雷装置。
五．关键岗位的岗位职责
5.1门岗岗位职责
5.1.1门岗应熟练掌握瓦斯隧道施工的相关知识，了解瓦斯浓度限值和处理措施，随时了解洞内施工状况。
5.1.2负责瓦斯隧道进洞人员的安全检查工作。
5.1.3负责隧道洞门口的警戒工作。
5.1.4负责瓦斯隧道突发异常情况的报告工作。
5.1.5严格执行进洞人员登记和检身制度，未经许可不得让与隧道施工无关的人员进入洞内。
5.1.6严格按规定没收进洞人员的手机、香烟、打火机、钥匙串等火种和电子设备、物品并做好记录上报工区负责人。
5.1.7严禁穿着化纤衣服、喝酒人员进入洞内。
5.1.8加强与瓦检员及通风工的联系。未通风及瓦斯浓度超标情况下，严禁相关人员入内。
5.1.9严格执行进出洞人员挂牌、摘牌清点制度。
5.1.10严格清点、检查进洞作业人员携带的工具、安全防护用品、机具设备等是否符合安全规定。不符合规定或发现异常情况时严禁进洞并报告项目负责人。
5.1.11认真填写值班记录并严格执行交接班制度，保持隧道洞口清洁卫生。
5.2通风工岗位职责
5.2.1应熟练掌握瓦斯隧道施工的相关知识，了解瓦斯浓度限值和处理措施，随时了解洞内施工状况。
5.2.2坚守工作岗位，保证瓦斯隧道洞内正常通风。
5.2.3严格按照通风机的安全操作规程作业。
5.2.4熟悉通风机的使用性能，定期对通风机进行检修、保养，确保风机正常运转。
5.2.5停电时，必须在15分钟内接通并启动备用发电机；平时应确保备用通风机处于良好状态。
5.2.6认真阅读每班次的瓦检报表，掌握瓦斯变化情况。加强与瓦检员、门岗的联系，根据洞外瓦斯监控中心值班人员或门岗的通知，调整风机转速。
5.2.7拒绝接受除瓦检员以外其他人员的停风和换档指令。确需停风（如接风管等），时间超过15分钟以上时必须报请项目总工批准后方可停风。
5.2.8认真填写值班记录，记录中对通风机的运转及保养情况、存在问题必须进行详细描述，坚持交接班制度。
5.3瓦检员岗位职责
5.3.1牢固树立“安全第一 预防为主”的思想，以高度的政治责任感、强烈的责任心深刻认识到其工作关系到瓦斯隧道作业人员的生命、财产安全和施工生产的顺利进行，关系到企业的声誉。
5.3.2瓦斯检测员必须具有一定的瓦斯隧道实践经验，掌握一定的通风瓦斯知识和技能，熟悉瓦斯浓度限值和处理措施。经专门培训考试合格持证上岗。
5.3.3瓦斯检测工作不得发生空班、漏检、少检、假检并做到隧道瓦斯浓度记录牌板、检查记录、瓦斯台帐三对口（检查地点、检查日期、每次检查的具体时间、班次、检查的内容和数据、检查人姓名等必须完全一致），严格执行洞内作业特殊过程、关键工序批准制度。
5.3.4严格执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度，认真填写瓦斯检查记录，检查结果必须记入瓦斯检查班报手册和检查地点的瓦斯浓度警示牌上，通知现场作业人员、门岗、通风工。
5.3.5随时紧跟隧道作业人员到作业面并按照瓦斯检测地点及范围要求巡回检测，必须满足“三人连锁放炮制”和安全生产的需要。严禁脱岗、玩忽职守。
5.3.6必须在爆破之前监督检查将风管及瓦斯探头移至规定的安全范围之内，爆破之后再监督检查将风管及瓦斯探头安装在规定的安全范围之内。
5.3.7有权制止一切违规操作的行为，有权强令可能出现瓦斯燃烧等危险情况的工作面停工，并组织人员撤离到安全地点。
5.3.8有权根据检测出的瓦斯及二氧化碳浓度通知通风工控制主风机工作档位，有权安排局部通风，有责任要求工区安排维修通风设备。
5.3.9必须保护好瓦斯检测仪器，在携带和使用过程中严禁猛烈摔打、碰撞；严禁被水浇淋或浸泡。对仪器的零点、测试精度及报警点应定期上报安环部进行校验，确保仪器测量准确、可靠。
5.3.10在洞内瓦斯发生险情时立即启动应急预案，组织遇险人员自救互救，并参加抢险救灾工作。
5.4 爆破管理
5.4.1爆破材料
   采用矿用炸药，矿用延时电雷管起爆，其总延时时间不超过130ms。
5.4.2 设计依据
   依据《铁路瓦斯隧道技术规程》要求：
（1）瓦斯工区的爆破作业必须采用煤矿许用炸药，有突出地段安全等级不低于三级煤矿许用的含水炸药。
（2）瓦斯工区必须采用电力起爆，并使用煤矿许用电雷管，采用煤矿毫秒雷管时，最后一段的延期时间不得大于130ms。
（3）瓦斯突出工区，宜采用上下断面长台阶法开挖，利用上部台阶排放下部台阶的部分瓦斯，其台阶长度应根据通风需要和隧道结构安全性、围岩稳定性综合考虑确定。
5.4.3 爆破设计
 人工风钻钻眼，采用三台阶临时仰拱法、短台阶预留核心土，台阶长度不超过8m。爆破电闸安装在新鲜风流中，与掌子面保持200m距离。
洞内爆破严格执行“一炮三检制”（装药前、放炮前、放炮后）、“三人连锁放炮制” （放炮员、班组长、瓦检员）。
表5.4.3光面爆破参数
岩石类别
周边眼间距
E（cm）
周边眼抵抗线
W（cm）
相对距离
E/W
装药集中度q
（kg/m）
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
0.25～0.30
硬岩
40～50
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
35～45
45～60
0.75～0.8
0.07～0.12
注：1.表中所列参数适用于炮眼深度1.0～4.0m,炮眼直径40～50mm,药卷直径20～25mm。
2 当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。
3 周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。软岩在取较小E值时，W值应适当增大。
4 E/W：软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。
5.4.4开挖爆破安全措施
1、瓦斯工区钻孔作业应符合下列规定：
（1）开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度必须小于1.5%;
（2）必须采用湿式钻孔；
（3）炮眼深度不应小于0.6m。
2、瓦斯工区装药与爆破作业应符合下列规定：
（1）爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于1%;
（2）爆破地点20m内，矿车、碎石、煤碴等物体阻塞开挖断面不得大于1/3;
（3）通风应风量足，风向稳，局扇无循环风；
（4）炮眼内煤、岩粉应清除干净；
（5）炮眼封泥不足或不严不应进行爆破。
3、瓦斯工区的爆破作业必须采用煤矿许用炸药，有突出地段安全等级不低于三级的煤矿许用的含水炸药。
4、瓦斯工区必须采用电力起爆，并使用煤矿许用电雷管。严禁使用秒或半秒级电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得大于130 ms.
5、瓦斯工区采用电雷管起爆时，严禁反向装药。采用正向连续装药结构时，雷管以外不得装药卷。
6、在岩层内爆破，炮眼深度不足0.9m时，装药长度不得大于炮眼深度的1/2；炮眼深度为0.9m以上时，装药长度不得大于炮眼深度的2/3。在煤层中爆破，装药长度不得大于炮眼深度的1/2。
7、所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵。炮泥应用水炮泥和钻土泡泥。水炮泥外剩余的炮眼部分应用钻土炮泥填满封实。严禁用煤粉、块状材料或其他可燃性材料作炮泥。
8、爆破网路和连线，必须符合下列要求：
(1)必须采用串联连接方式。线路所有连结接头应相互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空。
（2)母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧，若必须在同一侧时，母线必须挂在电缆下方，并应保持0.3m以上间距。
(3)母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆，并随用随挂，严禁将其固定。母线的长度必须大于规定的爆破安全距离。
(4)必须采用绝缘母线单回路爆破。
(5)严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一申联网路中使用。
9、电力起爆必须使用防爆型起爆器作为起爆电源，一个开挖工作面不得同时使用两台及以上起爆器起爆。
10、在低瓦斯工区和高瓦斯工区进行爆破作业时，爆破15 min后应巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、瞎炮、残炮等情况，遇有危险必须立即处理。在瓦斯浓度小于1%，二氧化碳浓度小于1.5%，解除警戒后，工作人员方可进人开挖工作面工作。
六．施工预案
6.1 地质超前预报与超前钻探
   隧道采用常规地质素描、地质雷达检测、超前钻探三种方法进行地质超前预报。
   已与中科院武汉岩土力学研究所签订合同，由其负责地质超前预报，主要预测地质围岩、水系、瓦斯。预报采用声波发射法为主要手段的综合物探技术， 美国GSSI公司生产的SIR-20系列低频地质雷达仪，预报循环长度为30～50m。
   超前钻孔采用YG100E钻机，φ108钻孔，长度30m。
    初探：根据地质雷达检测结果和设计资料，接近突出煤层时，每25m一循环，每个断面设5个超前探孔进行验证；
   复探：在距煤层10m（垂距）处开挖面上打5个超前探孔，并取岩（煤）芯，分别探测开挖工作面前方上部及左右部位煤层位置。
   掌握并收集探孔施工过程中的瓦斯动力现象。
   钻孔过程中观察孔内排出的浆液、煤屑变化情况并做好记录，由地质工程师根据设计地质图、地质预报资料、钻孔资料、掌子面的地质情况等进行综合描述分析，确定施工方法。
6.2 瓦斯提前排放
   根据超前预报及超前钻探的资料进行瓦斯突出的判定，当瓦斯压力P≥0.7Mpa,瓦斯散放初速度△P≥10，煤的坚固性系数f≤0.5，煤的破坏类型为Ⅲ类及以上时，在掌子面上钻孔施作卸压孔。钻孔排放参数如下：

表6-1钻孔排放参数
排放范围（m）
排放半径(m)
排放时间(d)
排放孔角度(°)
左
右
上
下
水平角
仰角
倾角
≥5
≥5
≥5-7
≥3
0.1-0.3
15-30
0-90
0-45
0-20
钻孔排放位置设在距煤层垂距不小于3m的掌子面上；瓦斯排放由具有有经验的专业队伍施工，以保证安全。
施钻时各孔均穿透煤层，并进入顶（底）板岩层不小于0.5m；钻孔排放布孔时，在煤层厚度1/2处的孔距不大于2倍排放半径，一般孔底间距不大于2m；
当煤层倾角小、煤层厚、一次排放钻孔过长、俯角过大时，可采用分段分部多次排放，但首次排放钻孔的穿煤深度不得小于1.0m；
 下部台阶瓦斯排放应采取下列措施：可在上部台阶底部打俯角孔排放；孔距与排距宜为1.0m；每排排放钻孔连线应与煤层走向平行；
 排放孔施工前加强排放工作面及已开挖段的支护，防止坍塌造成突出；
 排放孔施工必须严格按设计施钻，钻孔过程安排专人检查其角度和长度；
 排放孔施工过程中注意观察各种异常情况及动力现象，当某孔施工中动力现象严重，可暂停该孔施工，待其他孔施工完后再补钻该孔；
 每钻完一个孔后检测该孔瓦斯浓度，以后每天进行两次，掌握排放效果和修正排放时间。
 在超前卸压孔施工过程中，加强掌子面瓦斯浓度和孔内瓦斯浓度监测，通过对浓度变化的分析，研究下一步通风方案和开挖施工措施，确保掌子面瓦斯浓度达到0.5％以下。
6.3瓦斯塌方处理措施
6.3.1对塌方体上方聚积的瓦斯设置局部通风排除；
6.3.2对塌方地段的岩隙加强监测工作，掌握瓦斯浓度变化情况，及时发出险情报告。
6.3.3塌方地段尽快衬砌，封闭瓦斯。
七．施工应对措施
7.1 瓦斯地段施工技术措施
7.1.1 建立健全监控组织机构，明确管理责任
（1）监控组织机构
针对西江隧道围岩中赋存瓦斯的特点，在隧道施工管理的基础上，成立了相应的瓦斯安全管理机构，在施工架子队成立通风防爆班组，组织瓦斯检测和结果分析工作，各工作面配备瓦检员，实行日夜现场检测、收集数据。聘请有经验的地质专家和煤矿安全顾问，在此基础上组建成立以经理为组长、生产、安全副经理和总工为副组长，各部门参加组织实施的防爆领导小组。
瓦斯防爆领导小组见下图。
组长：项目经理
副组长：总工程师
副组长：生产副经理
专职安全员
施工架子队
专职瓦检员
施工作业人员
工管部
安环部
监控中心
物机部
财务部

图7-1瓦斯防爆领导小组
（2）建立健全各种规章制度
在认真贯彻执行中铁大桥局集团公司的安全生产管理制度，同时经理部根据人员分工和机构的设置制定项目经理、副经理、项目总工、架子队长、项目部综合办公室、物资部、安环部、财务部、安全员的岗位安全职责。
（3）建立健全瓦斯隧道施工的安全制度和操作规程
1.瓦斯隧道爆炸物品管理制度。   
2.瓦斯隧道电气设备与作业机械安全操作规程。
3.洞口空压机房人员安全防范措施。
4.紧急救援与抢险制度。
5.通风工岗位职责。
6.瓦检员的岗位职责。
7.瓦斯防爆防火安全警械制度。
8.瓦斯检测、监控、报告报告制度。
9.瓦斯隧道爆破安全管理规程，洞内爆破严格执行“一炮三检制”（装药前、放炮前、放炮后）、“三人连锁放炮制” （放炮员、班组长、瓦检员），确保瓦斯浓度小于0.5％后方可施工。
10.瓦斯隧道施工通风管理制度。
11.瓦斯隧道仪器、设备、设施检查维修制度。
12.瓦斯隧道钻爆作业安全操作规程。
13. 瓦斯隧道电工安全操作规程
14.实行安全“一票否决制”，当瓦检员发现异常情况口，可直接下达停工指令，指挥施工人员有序撤离。
（4）建立瓦斯隧道的信息逐级汇报制
 每道工序施工前，瓦检员必须在现场认真检测瓦斯浓度并做好记录，有责任告知该区域是否安全，瓦检记录表上需明确注明，值班领工、当班班组长现场签字，并填写施工作业区瓦斯检测告示牌，每个班组不得少于三次，不得漏检和弄虚作假；作业班组在施工过程中，有权利监督瓦检员是否在现场按规定频次检测。
 每日安检员将瓦检资料归类整理后上报经理部安环部，安环部将资料上报局指安环部，达到对瓦斯的逐级监控。
（5）强化瓦斯知识培训
 凡是参与西江隧道施工的人员必须进行防治瓦斯的安全技术培训，并经考试合格后发证上岗。让每位干部、职工了解事故发生的预兆和规律，掌握事故防治和应急措施，工人熟悉本工种操作规程杜绝违章操作，对于电工、爆破工、瓦检员、安全员、质检员等特殊工种，必须经专业机构培训取得合格证后，方准持证上岗。
（6）建立奖惩制度
 在经理部实行安全奖惩制度，对发现违规操作并及时制止和上报的职工进行奖励，对违规操作人员进行严厉惩罚，造就人人自觉、遵章受纪的氛围。
7.1.2 瓦斯施工技术措施
（1）瓦斯的有效监控
①瓦斯的自动监控
 在西江隧道设立瓦斯监测中心，安装ＫＪ90型矿井瓦斯安全监控系统，该系统主要对洞内瓦斯、风量和主要风机实施风电瓦斯闭锁及风量控制，及时准确地对洞内各工作面的瓦斯状况进行24小时全方位监控。将洞内各监测点采集的数据经过矿用监控仪传输到洞外，通过通信接口及系统软件智能化处理由终端显示，并伴有声光报警，可有准备、有预见地防止瓦斯隐患，保证了隧道在安全生产管理中有条不紊地进行。
②瓦斯的人工监控
   设立专职瓦检人员：每个洞口9人、3班倒连续检测，检测人员要经过培训、持证上岗，保证每班洞内同时有三名瓦检员，以确保掌子面、模板台车随时有一名专职瓦检员，另一名瓦检员巡回在横通道、断面变化处检测，并且保证有一名副经理值班。
   带班作业人员及工班长必须随身携带便携式瓦检仪，保证每个工作面及二衬砌地段瓦斯浓度随时监控；瓦检员必须随时配带光学瓦检仪，重点部位必须使用光学瓦检仪，坚持使用瓦斯断电装置连续监测，其探头悬挂位置要能反映隧道风流中瓦斯的最高浓度。
③技术培训
 KJ90系统采购合同的签定宜投入使在系统用前1个月，合同签定后即可选派人员参加培训，提前掌握。在随后的设备安装、调度过程中再次进行学习。待厂方技术人员对其技术能力进行确认后，上岗操作。
④设立洞口门岗
 洞口门岗坚持24小时值班，门岗设洞内工序状态揭示牌，所有进洞施工人员分工序挂牌上岗、下班摘牌离岗，其他人员需进洞经项目经理批准后在洞口值班室登记方可进入，洞内施工机械实行进、出登记制，并建立详细记录台帐。
（2）稳扎稳打预防塌方，防止瓦斯突出
   及时根据收集前方地质资料调整开挖方法和循环进尺。采取“超前探测、提前排放”，有效降低瓦斯压力，杜绝瓦斯涌出的可能。
（3）加强通风防止瓦斯积聚
①洞内不间断通风，并根据隧道的瓦斯浓度情况，调整风机的档位，同时采用局扇防止瓦斯积聚。设置专人对通风设施进行检修，安设活动支架，提高出风口角度，使风直接吹入拱部，以稀释洞顶的瓦斯浓度，局部通风机与掌子面的距离始终保持5m左右，使掌子面的瓦斯浓度控制在0.5％以下。
②对瓦斯易积聚部位，隧道加宽段、防水板后、坍腔内以及横通道设置局扇或用高压风管等设备，实施局部通风，消除瓦斯积聚的隐患。
7.1.3 防火措施
（1）加强思想教育、提高防火意识
   防止点火源的出现对瓦斯隧道来说是一个严格管理的问题。施工中做到日日不松懈，班班严格执行机电、放炮、摩擦撞击、明火等的防治规定和措施。提高洞内工作人员和工程技术人员的素质，加强防火防爆意识，大力宣传洞内的防火防爆知识，贯彻执行有关规定，发现隐患和违章严肃处理。
（2）设置更衣室
   在隧道左右洞口外分别设一处进洞工作人员更衣室。配备全套进洞施工人员所需的纯棉工作衣物，并在更衣室内设置简易洗浴间，方便职工下班