红石岩隧道施工通风与瓦斯检测方案

1．施工通风方案

红石岩隧道出口工区施工中发现有不明气体燃烧现象，施工通风设计依据施组的施工安排、《铁路隧道施工规范》和《铁路瓦斯隧道技术规范》相关内容进行设计。

1).施工通风方式

红石岩隧道分进出口两个工区，进口工区按非瓦斯工区考虑，出口工区按瓦斯工区考虑。进出口贯通前各自采用的通风系统，进口工区采用压入式通风方式，通风设备采用普通型，出口工区也采用压入式通风方式，通风设备采用防爆型；进出口贯通后采用巷道式通风方式，利用射流风机进行通风。

2).通风量计算

① 施工通风所需风量按爆破排烟、同时工作的最多人数、内燃机械设备总功率以及瓦斯涌出量分别计算，并按允许最小风速进行检验，取其中最大值作为控制风量。

② 主要计算参数

洞内每人应供应新鲜风4m3/min；

内燃机械设备作业供风量3m3/（min·KW）；

洞内允许最小风速Vmin=0.25m/s；

③ 风量计算结果

按开挖面爆破排烟所需风量为1000 m3/min左右； 

按人数计算风量时所需要风量为200 m3/min；

按内燃机械作业所需风量为2400 m3/min左右。

按瓦斯涌出量计算所需风量为2000 m3/min左右。

按最小风速计算风量时所需要风量为1800m3/min左右；

所以取最大值2400 m3/min作为控制风量。

3).通风设备选择及配置

由于进出口工区的施工长度差别不大（都按4000m计），根据上面的通风量计算结果，选用轴流风机为SDF(C)-No12.5型通风机，通风管为φ1700mm的PVC拉链式软风管。巷道式通风的射流风机选用SSF-No10型射流风机，各通风设备的性能参数和配置数量见表1。

红石岩隧道施工通风分两个阶段：第一阶段为进、出口贯通前，施工通风各自向洞内供风，新风由洞外经通风管压入，污风由洞内排出；第二阶段为进出口贯通后，在进口安装射流风机，形成巷道式通风，进口工区进新风，出口工区排污风。施工通风布置见图1 “红石岩隧道通风布置示意图”。

5).施工通风管理

① 由专业队伍进行现场施工通风管理和实施，风管安装必须平、直、顺，通风管路转弯处安设刚性弯头，并且弯度平缓，避免转锐角弯，以减小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加强日常维修和管理。

② 必须配有专业技术人员对现场通风效果和瓦斯涌出状况进行检测，根据检测结果及时进行阶段调整。

③ 必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整，必须保证洞内瓦斯浓度不超过1%，气温不得高于28℃、一氧化碳（CO）和二氧化氮（NO2）浓度在通风30 min后分别降到30mg/m3和5mg/m3以下，以满足施工需要。

④ 风机必须配有专业风机司机负责操作，并作好运转记录，上岗前必须进行专业培训，培训合格后方可上岗。

6).防止瓦斯积聚措施 

红石岩隧道为特长隧道，全隧的瓦斯涌出状况不完全明了，要加强通风和瓦斯检测以防止瓦斯积聚，瓦斯检测下面要单独介绍，施工通风要做好以下工作：

① 通风管出口距开挖面较远供风不足造成瓦斯积聚时，及时接长通风管以消除瓦斯积聚。

② 通风管漏风严重供风不足造成瓦斯积聚时，及时修补或更换破损的通风管，减少漏风增加出口风量以消除瓦斯积聚。

③ 通风量设计不足造成瓦斯积聚时，修改通风设计，增加一路风管，改善通风效果以消除瓦斯积聚。

④ 水幕降尘器降尘降温降瓦斯，水幕降尘器具有喷水颗粒细，产雾量大，能够封锁整个隧道断面，除降尘外还可以吸收易溶于水的有害气体。

⑤ 瓦斯集中涌出风流流动速度低造成瓦斯积聚时，使用多功能空气引射器加快风流速度驱散瓦斯，多功能空气引射器的使用见图2。根据瓦斯涌出情况随时调整引射器出口方向，作到“哪高吹哪”，彻底消除瓦斯超限。

图2  空气引射器使用示意图

7).贯通后通风系统的调整

进出口工区贯通前做好通风系统的调整工作，进口工区的射流风机安装到位，经试机后运行正常。贯通后启动射流风机，风流稳定的由进口向出口，通风量达到设计要求，不产生瓦斯积聚后，才能进行正常的施工工作。

2．瓦斯检测方案

1).瓦斯监测目的与意义

瓦斯事故防治是红石岩隧道施工中一个及其重要的安全问题，瓦斯监测是贯彻“安全第一，预防为主”安全生产措施的重要体现，通过瓦斯监测，及时准确地了解洞内瓦斯的动态变化，预报施工过程中瓦斯浓度所处的范围。经分析预测指导通风等工作，及时处理瓦斯事故隐患，确保施工安全。

2).瓦斯监测设计

本着经济、可靠的原则，选用人工检测和自动监测两种形式。进口工区以人工检测为主，出口采用人工检测和自动监测相结合的形式。

1 监测仪器的选定

配备专职的瓦斯检测员定期检查各瓦斯情况，瓦检员配备的检测仪器为便携式甲烷检测报警器和光干涉甲烷测定器，仪器性能见表2。

② 测点布置

检测范围主要是开挖工作面、衬砌工作面和机电设备20米附近。

人工检测每个隧道断面采用五点法（如图3）检查瓦斯,取最大值做为该断面瓦斯浓度。

图3  五点法瓦斯测量示意图

自动瓦斯监测的甲烷传感器设于开挖工作面、衬砌工作面，以准确反映全隧的瓦斯状况；瓦斯断电仪、分站、屏幕显示器械等集中设于隧道入口。

③ 检测频度

红石岩隧道出口工区施行三班制瓦斯巡回检查，每班应检查2～3次，正常施工中执行“一炮三检”的瓦斯制度，瓦斯检测结果及时上报并在洞口值班室的瓦斯警示牌上公布，自动瓦斯监测系统全天候监测。红石岩隧道进口工区每天检查1次，发现异常后根据需要加大检测频度。

3)．监测分析处理

①监测组织机构

根据工程的具体情况，成立专业监测小组，接受项目部的领导。监测小组由具有丰富检测经验、取得相关资质、分析能力强的技术人员担任组长，成员由经培训考核合格的人员组成。

②瓦斯监测反馈

瓦斯监测系统是一个动态体系，包含监测、反馈和超限处理等工作，监测流程如图4，不同地点的瓦斯浓度控制标准和瓦斯超限处理措施如表。

图4  瓦斯检测流程图

⑴ 成立瓦斯监管小组，由领导及有经验的专业监测人员组成，制定实施性计划使监测按计划、有步骤进行。

⑵ 制定切实可行的监测实施方案，将其纳入工程的施工进度控制中。

⑶ 瓦斯检测人员要相对固定，保证数据资料的连续性，并提供有关切实可靠的数据记录。

⑷ 明确瓦斯安全的浓度基准值，当发现超过基准值时，应立即上报，并现场采取应急处理措施。

⑸ 对所有仪器设备必须按有关规定进行检验和校核，确保仪器的稳定可靠性和保证观测的精度，监测过程中按规定对监测仪器要定期校核、标定。

4)．瓦斯积聚处理措施

在施工过程中，当瓦检员检测到瓦斯超限或放炮后瓦斯浓度超过安全范围，自动瓦斯监测系统已自动切断超限区内电源，系统仍能正常工作，这时根据系统提供的数据，采取措施进行处理。

① 人员严禁进入超限区，采用变风量送风的方法控制进风量，逐步排出超限瓦斯。变风量送风的方法可以把风管接头的拉链拉开，通过改变接合缝隙的大小调节送风量，还可以在风管上捆上绳子，通过收紧或放松绳子调节送风量。

② 排放瓦斯时，瓦检员在回风风流中经常检查瓦斯浓度，当瓦斯浓度达到1%时，减少送风量，确保洞内内排出的瓦斯不超标。

③ 排放瓦斯时，要检测风机处的瓦斯浓度，防止产生污风循环。

④ 瓦斯浓度降到1%以下，30min内没有变化后，才能恢复通风机正常通风。

⑤ 恢复正常通风后，对断电区内的机电设备进行检查，证实完好后，方可恢复送电正常施工。

3.通风与瓦斯检测费用