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瓦斯隧道施工 二o一四年五月 瓦斯隧道施工 一 瓦斯的認(rèn)識(shí)二 瓦斯隧道施工組織三 瓦斯隧道施工增加費(fèi)用編制 2 一 瓦斯的基礎(chǔ)知識(shí)1 瓦斯的定義狹義瓦斯是指 隧道及地下空氣中有毒有害氣體的總稱 主要有CH4 CO H2S CO2 NO2 廣義義的瓦斯則僅指洞內(nèi)甲烷 CH4 瓦斯的認(rèn)識(shí) 3 一 瓦斯的基礎(chǔ)知識(shí)2 瓦斯的特性瓦斯具有以下主要特性 無色 無味 無毒 比空氣輕 易聚集在隧道的頂部 滲透性高 擴(kuò)散速度快 瓦斯?jié)舛冗^高時(shí) 相對(duì)降低空氣中的氧氣含量 使人窒息 瓦斯極易燃燒 但不能自燃 在一定條件下遇火源即燃燒或爆炸 瓦斯的認(rèn)識(shí) 4 有毒有害氣體濃度 體積比 不超過下表要求 一 瓦斯的基礎(chǔ)知識(shí)3 瓦斯的賦存瓦斯在煤層中的賦存形式主要有以下三種狀態(tài) 游離狀態(tài) 也稱自由狀態(tài) 吸附狀態(tài) 吸收狀態(tài) 瓦斯的認(rèn)識(shí) 5 煤內(nèi)瓦斯的存在狀態(tài)示意圖1 游離瓦斯 2 吸附瓦斯 3 吸收瓦斯 4 煤 5 孔隙 一 瓦斯的基礎(chǔ)知識(shí)3 瓦斯的賦存游離狀態(tài) 也稱自由狀態(tài) 這種瓦斯以完全自由的氣體狀態(tài)存在于煤層中較大的裂縫 孔隙或空洞之中 游離瓦斯可以在其中自由運(yùn)動(dòng) 并表現(xiàn)出一定的壓力 煤層中游離瓦斯的多少取決于儲(chǔ)存空間的容積 瓦斯壓力及圍巖溫度等因素 通常只占現(xiàn)有瓦斯含量的10 20 瓦斯的認(rèn)識(shí) 6 煤內(nèi)瓦斯的存在狀態(tài)示意圖1 游離瓦斯 2 吸附瓦斯 3 吸收瓦斯 4 煤 5 孔隙 一 瓦斯的基礎(chǔ)知識(shí)3 瓦斯的賦存吸附狀態(tài) 由于瓦斯分子和煤固體顆粒之間的分子引力作用 瓦斯分子被吸附在煤的微孔隙表面 形成一層瓦斯薄膜 因此吸附瓦斯就是滯留在煤體微孔隙表面的瓦斯 它不服從氣體定律 瓦斯分子不能像游離瓦斯那樣自由運(yùn)動(dòng) 吸附瓦斯量的多少取決于煤的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 炭化程度等 在現(xiàn)有瓦斯含量中的絕大部分 80 90 都是吸附瓦斯 瓦斯的認(rèn)識(shí) 7 煤內(nèi)瓦斯的存在狀態(tài)示意圖1 游離瓦斯 2 吸附瓦斯 3 吸收瓦斯 4 煤 5 孔隙 一 瓦斯的基礎(chǔ)知識(shí)3 瓦斯的賦存吸收狀態(tài) 這種瓦斯是指瓦斯分子進(jìn)入煤的分子團(tuán)中 與煤分子緊密地結(jié)合在一起 形成固溶體 吸收狀態(tài)并不是一成不變的 而是在一定的瓦斯壓力和溫度下 處于動(dòng)態(tài)平衡 瓦斯的認(rèn)識(shí) 8 煤內(nèi)瓦斯的存在狀態(tài)示意圖1 游離瓦斯 2 吸附瓦斯 3 吸收瓦斯 4 煤 5 孔隙 一 瓦斯的基礎(chǔ)知識(shí)4 瓦斯含量瓦斯含量是指煤層或巖層在天然條件下含有瓦斯數(shù)量的多少 一般用m3 t表示其大小 即1t煤中所含瓦斯的立方米數(shù) 影響煤層瓦斯含量的主要因素有 煤層的埋藏深度 隨深度增加而增大 煤層圍巖的透氣性 泥巖 頁(yè)巖 粉砂巖 石灰?guī)r等差 粗砂巖 礫巖 裂隙溶洞發(fā)育灰?guī)r等好 煤層傾角和露頭 傾角大則小 有露頭比無露頭小 地質(zhì)構(gòu)造圈閉瓦斯條件 封閉與開放 褶曲與斷層 與地面連通 煤的吸附特性 高變質(zhì)煤大于低變質(zhì)煤 無煙煤最大 氣煤小 地層的地質(zhì)史 陸相沉積比海相 海陸交替相沉積小 水文地質(zhì)條件 地下水活躍則小 水大比水小小 9 瓦斯的認(rèn)識(shí) 一 瓦斯的基礎(chǔ)知識(shí)5 瓦斯壓力瓦斯壓力是指游離于煤層孔隙和裂隙中的瓦斯呈現(xiàn)出一定氣體壓力 一般可用相對(duì)瓦斯壓力和絕對(duì)瓦斯壓力表示 標(biāo)準(zhǔn)單位為MPa 是標(biāo)志煤層瓦斯賦存和流動(dòng)特性的重要參數(shù) 瓦斯的認(rèn)識(shí) 10 二 瓦斯爆炸及其預(yù)防隨著公路隧道建設(shè)數(shù)量的日益增加 瓦斯爆炸事故在隧道施工過程中也時(shí)有發(fā)生 如達(dá)成線炮臺(tái)山隧道瓦斯爆炸死亡13人 被迫停工7個(gè)月 董家山隧道于2005年12月發(fā)生特大瓦斯爆炸事故 造成44人死亡 直接經(jīng)濟(jì)損失2035萬元 因此 對(duì)隧道施工中的瓦斯爆炸事故防治形勢(shì)嚴(yán)峻 瓦斯的認(rèn)識(shí) 11 二 瓦斯爆炸及其預(yù)防瓦斯爆炸是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程 是連鎖反應(yīng) 爆炸性混合氣體吸收一定能量后 反應(yīng)分子鏈斷裂 離解成兩個(gè)或兩個(gè)以上游離基 自由基 在適合條件下 每一個(gè)游離基又進(jìn)一步分解 再產(chǎn)生兩個(gè)或兩個(gè)以上的游離基 如此分離下去 游離基愈來愈多 與氧發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)也愈激烈 最后發(fā)展為燃燒或爆炸 一般只用最終結(jié)果來表達(dá)瓦斯爆炸的化學(xué)反應(yīng) 即 CH4 O2 CO2 H2O 833 28 mol 瓦斯的認(rèn)識(shí) 12 二 瓦斯爆炸及其預(yù)防1 瓦斯爆炸的基本條件1 瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸范圍 地面5 15 井下因其它氣體和煤塵混入 下限將降低 2 有高溫引爆火源 650 750 以上 3 氧含量不低于12 三者同時(shí)具備2 瓦斯爆炸危害產(chǎn)生火焰形成沖擊波引起隧道空氣變化 瓦斯的認(rèn)識(shí) 13 二 瓦斯爆炸及其預(yù)防3 防治措施 1 防止瓦斯積聚瓦斯積聚一般由于隧道內(nèi)風(fēng)速偏低或隧頂有瓦斯涌出源 煤線或生烴巖層 引起的 瓦斯積聚分為空洞積聚和層狀積聚 為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除隧道瓦斯局部積聚 要加強(qiáng)對(duì)可能出現(xiàn)瓦斯積聚地區(qū)的瓦斯?jié)舛葴y(cè)量 通常 停風(fēng)區(qū) 頂板冒落空洞 在隧道斷面形狀突變處 橫通道處 二襯臺(tái)車處以及洞壁不平齊處易聚集瓦斯 瓦斯的認(rèn)識(shí) 14 二 瓦斯爆炸及其預(yù)防3 防治措施 2 防止點(diǎn)火源出現(xiàn)瓦斯爆炸的一個(gè)主要因素就是引火源 沒有火源的存在 瓦斯就不會(huì)發(fā)生爆炸 目前隧道施工現(xiàn)場(chǎng)所能遇到的絕大多數(shù)火源都可以引燃瓦斯 包括明火 煤炭自燃 電氣火花 赤熱的金屬表面 吸煙 甚至撞擊或摩擦產(chǎn)生的火花 靜電火花 爆破等 瓦斯的認(rèn)識(shí) 15 瓦斯隧道施工 一 瓦斯的認(rèn)識(shí)二 瓦斯隧道施工組織三 瓦斯隧道施工增加費(fèi)用編制 16 瓦斯隧道是隧道工程中安全風(fēng)險(xiǎn)極高隧道之一 它與煤礦巷道有相同點(diǎn)也有不同點(diǎn) 相同點(diǎn) 1 都是地下工程 2 都進(jìn)行鉆爆作業(yè) 3 巷道中有煤或瓦斯存在 都有危險(xiǎn)性 瓦斯隧道施工組織 17 不同點(diǎn) 1 工程目的不同 鐵路和公路隧道的修建是形成通道 而煤礦建設(shè)的目的是進(jìn)入煤體采煤 2 工程范圍內(nèi)煤與瓦斯的數(shù)量不同煤與瓦斯是不良地質(zhì)現(xiàn)象 所以交通隧道定線時(shí)都是盡量避繞煤層 避不開一定要穿過煤層時(shí) 盡量使隧道軸線垂直于煤層 以最短長(zhǎng)度穿越 所以 很多瓦斯隧道洞身只有極小長(zhǎng)度有煤 有時(shí)只是很薄的煤層 煤線或雞窩煤 隧道長(zhǎng)度的絕大部分是巖石 煤層只占極小比例 而且有時(shí)煤質(zhì)低劣 無開采價(jià)值 含瓦斯也不多 而煤礦則不同 不是避繞而是哪兒有煤往哪開巷道 很多巷道直接在煤層中 而且煤質(zhì)一般較好 所以煤礦的瓦斯含量一般都比較大 比如 低瓦斯礦的標(biāo)準(zhǔn)是瓦斯涌出量小于40m3 min 而低瓦斯隧道的標(biāo)準(zhǔn)是0 5m3 min 同樣都是屬于低瓦斯等級(jí) 煤礦的瓦斯涌出量是交通隧道的80倍 瓦斯隧道施工組織 18 不同點(diǎn) 4 交通隧道斷面大 煤礦巷道斷面小 公路隧道可達(dá)100多m2 則煤礦巷道大多數(shù)很小 只幾個(gè)m2 既使通過架線機(jī)車的運(yùn)輸大巷道也只有20多m2 5 交通隧道有支護(hù) 有襯砌 能封閉瓦斯 而煤礦巷道大多數(shù)不支護(hù) 允許長(zhǎng)期放出瓦斯 6 交通隧道施工時(shí)嚴(yán)防坍塌 一旦坍方處理代價(jià)高 時(shí)間長(zhǎng) 煤礦巷道施工時(shí)也避免坍方 但一旦坍方 斷面小 處理的代價(jià)也小 煤礦有時(shí)還人工制造小坍方 比如揭露瓦斯壓力大的煤層時(shí) 采用震動(dòng)放炮 加大藥量 人工誘導(dǎo)小型突出 7 通風(fēng)系統(tǒng)不同煤礦通風(fēng)系統(tǒng)很復(fù)雜 煤礦巷道多 而且不在一個(gè)平面上 煤礦的通風(fēng)是網(wǎng)路通風(fēng) 而交通隧道只是一根管道 通風(fēng)較為簡(jiǎn)單 8 瓦斯防災(zāi)經(jīng)驗(yàn)和施工裝備不同 瓦斯隧道施工組織 19 煤炭部門有多年的防止瓦斯災(zāi)害經(jīng)驗(yàn) 規(guī)章制度比較健全 正規(guī)的煤礦施工設(shè)備都是防爆的 在組織機(jī)構(gòu)上 配備通風(fēng)專業(yè)人員和機(jī)電專業(yè)人員 有礦山救護(hù)隊(duì) 這些都有利于防災(zāi)救災(zāi) 而鐵路和公路施工單位大多是多數(shù)臨時(shí)組建綜合性的建筑單位 關(guān)于瓦斯的經(jīng)驗(yàn)不多 設(shè)備不完善 組織機(jī)構(gòu)不固定 項(xiàng)目經(jīng)理部人員變化大 這些 不利于瓦斯防災(zāi) 瓦斯隧道施工組織 20 以六六高速高峰隧道為例介紹其施工組織1 工程簡(jiǎn)介1 1工程概況六盤水至六枝第5合同段高峰隧道位于六枝縣巖腳鎮(zhèn) 隧道進(jìn)口位于巖腳鎮(zhèn)高峰村北約100m的中山坡腰地帶 路線以北東方向延伸 下穿中山脊?fàn)钌綆X 隧道出口位于巖腳鎮(zhèn)群峰村北西約300m處中山坡腰地帶 區(qū)內(nèi)山體走向北西 山體較高大 呈狹長(zhǎng)的脊?fàn)?延伸較穩(wěn)定 隧道為穿越該山嶺而設(shè) 為分離式隧道 采用電光照明 機(jī)械通風(fēng) 其中左線里程 ZK80 210 ZK81 481 全長(zhǎng)1271m 進(jìn)出口洞門型式均為端墻式 右線里程YK80 235 YK81 461 總長(zhǎng)1226m 進(jìn)出口洞門型式均為端墻式 瓦斯隧道施工組織 21 以六六高速高峰隧道為例介紹其施工組織1 工程簡(jiǎn)介1 1工程概況隧道進(jìn)口及淺埋段二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M地層含煤 煤層分布于該組地層的粉砂質(zhì)泥巖中 呈層狀 根據(jù)附近黑塘煤礦資料 該地層含煤8層 鉆探揭示有2 3層煤 層厚2 7 6m 屬中厚層煤 頂 底板均為粉砂質(zhì)泥巖 傾角與地層一致 0 28 40 20 為傾斜煤層 煤的破壞類型為 類 鉆探 物探結(jié)合調(diào)繪 煤層分布的地段為隧道進(jìn)口至動(dòng)身YK80 781 ZK80 732段 ZK80 732 出口 YK80 781 出口為不含煤地層 在取得煤樣測(cè)得瓦斯?jié)舛葹? 14m3 t 瓦斯壓力為0 01MPa 由于鉆探揭露煤層出露地表 暴露時(shí)間長(zhǎng) 氧化程度高 為三級(jí)瓦斯地段 參考附近黑塘煤礦煤樣試驗(yàn)資料及后期項(xiàng)目送檢煤樣資料顯示 煤層瓦斯含量為屬高瓦斯隧道 有突出性危險(xiǎn) 瓦斯隧道施工組織 22 1 工程簡(jiǎn)介1 2隧道設(shè)計(jì)隧道洞身段均依照 新奧法 原理采用復(fù)合式襯砌 即以錨桿 噴混凝土或鋼筋網(wǎng)噴混凝土 鋼拱架為初期支護(hù) 以模筑混凝土或鋼筋混凝土為二次襯砌 共同組成永久性承載結(jié)構(gòu) 根據(jù)地質(zhì)情況和洞身埋深情況 設(shè)計(jì)給出穿越煤層地帶為 級(jí) 級(jí)采用CD法施工 級(jí)采用臺(tái)階法施工 瓦斯隧道施工組織 23 2 施工組織2 1施工準(zhǔn)備俗話說 磨刀不誤砍柴工 對(duì)于瓦斯隧道來說 施工準(zhǔn)備是極為重要的一步 除了普通隧道所涉及到的 還需增加普通隧道不需要的內(nèi)容 同時(shí)還的在普通隧道涉及的內(nèi)容上增加許多細(xì)節(jié)和改進(jìn) 2 1 1臨時(shí)設(shè)施布置高峰隧道位于山坡地段 施工場(chǎng)地有限 如何充分利用地形 合理規(guī)劃施工場(chǎng)地 對(duì)于高峰隧道至關(guān)重要 尤其對(duì)于高瓦斯隧道 瓦斯隧道施工組織 24 2 施工組織2 1 1 1常規(guī)臨時(shí)設(shè)施高峰隧道常規(guī)的臨時(shí)設(shè)施如駐地 加工場(chǎng) 材料庫(kù) 拌合站等在平面設(shè)置時(shí)按照遠(yuǎn)離洞口原則 水平距離大于200m 且不布置在洞口的正對(duì)方向 不設(shè)置在垂直上方會(huì)影響的范圍內(nèi) 2 1 1 2施工用水普通隧道施工過程中用水主要包括混凝土拌合 開挖鉆爆 空壓機(jī)循環(huán)水 高峰隧道還特別考慮了降溫除塵 防止煤與瓦斯突出 瓦斯燃燒處治 煤矸石自然等應(yīng)急用水 水量 水壓均要求很高 一般采用永臨結(jié)合 另外 在水管布設(shè)上 盡量采用二路 一路為洞內(nèi)施工用水 一路為洞內(nèi)救生用水 瓦斯隧道施工組織 25 2 施工組織2 1 1 3施工用電根據(jù) 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定 礦井必須采用雙回路電源線路 當(dāng)一路電源發(fā)生故障停電時(shí) 另一回路仍能滿足隧道施工用電全部符合 而實(shí)際上 施工單位作為短期施工 電力線路服務(wù)周期短 很難按照煤礦企業(yè)一樣建立雙回路電源 鑒于隧道洞內(nèi)用電負(fù)荷和施工組織方式不同 高峰隧道引入一路外接電源 采用柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源 高峰隧道在考慮雙回路電源外 還結(jié)合施工組織方案在隧道單洞建立獨(dú)立控制系統(tǒng) 符合 三專兩閉鎖 中的三專 即專用變壓器 專用線路 專用開關(guān) 因此 在變壓器的配置上考慮了獨(dú)立供電 除辦公 拌合站 一般照明利用共用變壓器外 每個(gè)獨(dú)立洞風(fēng)機(jī) 洞內(nèi)動(dòng)力 洞內(nèi)照明均考慮到了專門變壓器 專門線路 專用開關(guān) 瓦斯隧道施工組織 26 2 施工組織2 1 1 4風(fēng)機(jī)選址和安裝建立可靠地通風(fēng)系統(tǒng) 選擇合理的通風(fēng)方式 保持良好的通風(fēng)狀態(tài) 提供足夠的風(fēng)量 將瓦斯稀釋至安全濃度范圍之內(nèi) 是施工安全的關(guān)鍵之一 普通隧道施工根據(jù)通風(fēng)的方式對(duì)風(fēng)機(jī)的位置選擇較為靈活 高峰隧道除考慮通風(fēng)方式外 對(duì)風(fēng)機(jī)的要求 位置選擇做了相應(yīng)的高要求 采用壓入式通風(fēng) 風(fēng)機(jī)距洞口距離不少于30m 在隧道軸線45 線外 因?yàn)閴喝胧酵L(fēng)的回風(fēng)斷面最終在隧道口 洞內(nèi)排出的除常規(guī)隧道所涉及的污濁氣體 粉塵外 最重要的是含瓦斯 瓦斯必須得到稀釋 風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)離洞口能保證吸入的是新鮮空氣 避免排出的廢氣和瓦斯被重新吸入洞內(nèi) 瓦斯隧道施工組織 27 2 施工組織2 1 1 5變壓器安裝高峰隧道變壓器安裝綜合考慮了變壓器數(shù)量 距離空壓機(jī)房 配電房 風(fēng)機(jī)等因素 選擇在開闊地界 根據(jù)相關(guān)資料顯示變壓器嚴(yán)禁安裝在地質(zhì)不穩(wěn)定位置 洞頂 高壓線路正下方 樹木茂密等容易出現(xiàn)險(xiǎn)情位置 盡量左右洞獨(dú)立安裝 便于電力線路的布設(shè) 瓦斯隧道施工組織 28 2 1 1 6棄土場(chǎng)高峰隧道棄土場(chǎng)的選擇也很重要 因?yàn)橥咚顾淼劳诔龅脑话悴皇羌儍魩r石 而是煤或煤矸石等混合物 首先 棄渣暴露空氣重加快了煤或煤矸石內(nèi)的瓦斯釋放 若距離隧道洞口近 風(fēng)向的改變極易帶入廢氣進(jìn)入洞內(nèi) 其次 大量巖石的堆載積壓 暴露會(huì)造成煤矸石加快氧化 雨水沖刷產(chǎn)生大量的熱能 熱量不能及時(shí)釋放而引發(fā)自燃 不但能產(chǎn)生大量廢氣 還可能引起爆炸 因此 高峰隧道棄土場(chǎng)的選址避免水源點(diǎn) 村莊 樹木茂密地段 選擇溝谷無水源地 并遠(yuǎn)離洞口地帶 2 施工組織 瓦斯隧道施工組織 29 2 1 2技術(shù)準(zhǔn)備高峰隧道除了組織學(xué)習(xí)圖紙 規(guī)范 調(diào)查地形 地貌 水文地質(zhì)條件外 還做了以下技術(shù)準(zhǔn)備 1 詳細(xì)調(diào)查當(dāng)?shù)鼐用袷欠翊嬖诓煽諈^(qū) 是否曾發(fā)生過瓦斯事故 2 詳細(xì)調(diào)查附近礦區(qū) 與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)地質(zhì)部門 礦區(qū)單位進(jìn)行了溝通 得到了相關(guān)煤礦資料與設(shè)計(jì)文件的煤的參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比 3 聯(lián)系了重慶煤科院權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)隧道進(jìn)行補(bǔ)堪 探明煤層位置 煤層特征 瓦斯含量等 劃分了瓦斯地段等級(jí) 高峰隧道此項(xiàng)工作受業(yè)主影響較為滯后 2 施工組織 瓦斯隧道施工組織 30 2 1 3人員配備和制度建立根據(jù) 煤礦安全規(guī)程 第六條 煤礦企業(yè)必須設(shè)置安全生產(chǎn)機(jī)構(gòu) 配備適應(yīng)工作需要的安全生產(chǎn)人員及裝備 規(guī)定 若瓦斯隧道有突出 還需根據(jù) 防治煤與瓦斯突出規(guī)定 第四條設(shè)置防突機(jī)構(gòu) 因此 瓦斯隧道的安全順利實(shí)施 必須建立健全管理機(jī)構(gòu) 配備足夠人員 2 施工組織 瓦斯隧道施工組織 31 2 1 3人員配備和制度建立作為施工單位應(yīng)該成立專門的瓦斯隧道安全管理機(jī)構(gòu)設(shè)置專職辦公室 負(fù)責(zé)人由有經(jīng)驗(yàn) 且參加過瓦斯治理培訓(xùn)的工程師負(fù)責(zé) 另外 還的配備通風(fēng)專業(yè)工程師 監(jiān)控專業(yè)工程師 機(jī)電工程師 地質(zhì)工程師 隧道技術(shù)員 高峰隧道在施工過程 除配備有經(jīng)驗(yàn)的負(fù)責(zé)人外 配備認(rèn)真負(fù)責(zé)的隧道技術(shù)人員和安全員 瓦檢員各2名 2 施工組織 瓦斯隧道施工組織 32 2 1 3人員配備和制度建立在瓦斯隧道施工中有了人員外 還的建立相關(guān)的制度 明確相關(guān)責(zé)任 高峰隧道制定相關(guān)制度有 安全生產(chǎn)責(zé)任制度 安全技術(shù)措施審批制度 特種設(shè)備檢修制度 瓦斯監(jiān)測(cè)制度 安全管理監(jiān)督檢查制度 安全培訓(xùn)制度 領(lǐng)導(dǎo)跟班作業(yè)制度 安全獎(jiǎng)罰制度 安全投入保障制度 安全技術(shù)交底制度 2 施工組織 瓦斯隧道施工組織 33 2 1 4機(jī)具準(zhǔn)備在公路瓦斯隧道施工過程中 機(jī)具的準(zhǔn)備與瓦斯等級(jí)相關(guān) 根據(jù)貴州省下發(fā)的 高速公路瓦斯隧道施工指南 相關(guān)規(guī)定 低瓦斯隧道 洞內(nèi)施工設(shè)備可以不改裝 高瓦斯隧道只對(duì)洞內(nèi)設(shè)備進(jìn)行改裝 對(duì)行走設(shè)備只加裝瓦斯斷電設(shè)備 高峰隧道屬高瓦斯隧道 配備的主要機(jī)具有 1 洞內(nèi)設(shè)施各類機(jī)電設(shè)備采用防爆型 移動(dòng)設(shè)備 裝載機(jī) 挖機(jī) 汽車 安裝了瓦斯斷電系統(tǒng) 2 施工組織 瓦斯隧道施工組織 34 2 1 4機(jī)具準(zhǔn)備2 地質(zhì)超前預(yù)報(bào)設(shè)備 地質(zhì)超前鉆2臺(tái) 3 鉆孔設(shè)備 風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī) 防爆型煤電鉆 4 供風(fēng) 供水 照明設(shè)備 防爆型軸流風(fēng)機(jī) 阻燃型防靜電通風(fēng)管 抽水機(jī) 高壓水箱 發(fā)電機(jī) 變壓器 防爆燈等 5 瓦斯監(jiān)測(cè)設(shè)備 光學(xué)瓦檢儀 便攜式瓦檢報(bào)警儀 瓦斯自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警斷電裝置 多參數(shù)檢測(cè)報(bào)警儀等 2 施工組織 瓦斯隧道施工組織 35 2 2瓦斯隧道施工2 2 1超前地質(zhì)預(yù)報(bào)瓦斯隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是施工中必須實(shí)施的重要工序 是掌握掌子面前方媒體的位置及賦存特征的手段 目前被廣泛采用的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)有TSP地震法 超前地質(zhì)鉆孔法 紅外探水法 地質(zhì)雷達(dá)法等 各種探測(cè)方法應(yīng)用范圍不同見下表 瓦斯隧道施工組織 36 瓦斯隧道施工組織 37 根據(jù)以上對(duì)比分析 高峰隧道采取 以地質(zhì)法為基礎(chǔ) 以物探為主要手段 結(jié)合超前鉆孔和瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)相結(jié)合的綜合方法 實(shí)施隧道地質(zhì)預(yù)報(bào) 1 采用地質(zhì)素描和地質(zhì)超前鉆孔掌握掌子面及前方煤層 巖層特征 實(shí)施瓦斯觀測(cè) 2 采用KJH D防爆地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)掌子面前方的斷層 破碎帶 3 選用專用的瓦斯監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛?WTC WGC 2 2 2隧道開挖瓦斯隧道爆破施工不同于普通隧道 必須預(yù)防爆破作業(yè)引發(fā)瓦斯爆炸 嚴(yán)格按瓦斯隧道規(guī)范規(guī)定執(zhí)行 在有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)的隧道所使用的煤礦許用毫秒延期電雷管 最后一段的延期時(shí)間不得超過130ms 由此限定了爆破雷管斷數(shù) 也限定了隧道開挖斷面 再者 因隧道采用壓人式通風(fēng) 供風(fēng)的端頭是掌子面 整個(gè)隧道是回風(fēng)巷 風(fēng)未吹到的地方極易引起瓦斯積聚 同樣影響隧道開挖方式的選擇 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 38 2 2 2 1開挖方法的選擇高峰隧道屬高瓦斯隧道 隧道穿越地層圍巖均為煤系地層或煤系地層和粉砂質(zhì)泥巖互層 屬軟弱圍巖 遇水極易軟化 在高低應(yīng)力的作用下 常常會(huì)出現(xiàn)隧道圍巖大變形的問題 設(shè)計(jì)開挖時(shí) 隧道采用CD法 普通隧道施工中 對(duì)于大跨度軟弱圍巖 其開挖效果較好 但是在瓦斯隧道中其開挖方法效果較差 瓦斯隧道以通風(fēng)減排瓦斯為主 CD法開挖 在隧道全斷面中增設(shè)中隔壁 將一個(gè)隧道分成2個(gè)作業(yè)空間 其通風(fēng)管道 懸掛至一側(cè)局掌子面5米處 風(fēng)速能有效的稀釋一側(cè)瓦斯?jié)舛?而中隔壁的另一側(cè)因臨時(shí)中隔壁封堵 風(fēng)速不能到達(dá) 致使風(fēng)速不能到達(dá)側(cè)瓦斯無法排出 如在隧道另側(cè)增設(shè)排風(fēng)管 不但成本增加 而且會(huì)出現(xiàn)風(fēng)管占用空間太多影響施工工效 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 39 高峰隧道最終采用了三臺(tái)階七步開挖法 三臺(tái)階七步開挖法不但能滿足軟弱圍巖的施工要求 快速開挖 快速成環(huán) 對(duì)于瓦斯隧道開挖 能全斷面的提供瓦斯釋放空間 瓦斯在上升拱頂后能及時(shí)的受通風(fēng)系統(tǒng)稀釋 降低施工巷道瓦斯?jié)舛?對(duì)于施工瓦斯抽放孔時(shí)能有效提供施工操作平臺(tái) 另外上臺(tái)階開挖空間較小 能滿足礦用毫秒雷管的段數(shù)要求 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 40 2 2 2 2隧道鉆爆作業(yè)根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范規(guī)定瓦斯工區(qū)鉆孔作業(yè)應(yīng)符合下列規(guī)定 1 開挖工作面附近20m風(fēng)流中瓦斯?jié)舛缺仨毿∮? 5 2 必須使用濕式鉆孔 3 炮眼深度不應(yīng)小于0 6m 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 41 瓦斯工區(qū)裝藥與爆破作業(yè)應(yīng)符合下列規(guī)定 1 爆破地點(diǎn)20m內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛缺仨毿∮? 2 爆破地點(diǎn)20m內(nèi) 運(yùn)輸車 作業(yè)臺(tái)車 洞渣等物體阻塞開挖斷面不得大于1 3 3 通風(fēng)應(yīng)風(fēng)量足 風(fēng)向穩(wěn) 局扇無循環(huán)風(fēng) 4 炮眼內(nèi)煤 巖粉應(yīng)清除干凈 5 炮眼封泥不足或不嚴(yán)不應(yīng)進(jìn)行爆破 瓦斯隧道鉆爆施工工藝如下 2 2瓦斯隧道施工 42 瓦斯隧道施工組織 43 2 2 3隧道通風(fēng)通風(fēng)是隧道施工的重要工序之一 是瓦斯隧道安全施工的關(guān)鍵 合理的通風(fēng)系統(tǒng) 理想的通風(fēng)效果是實(shí)現(xiàn)隧道快速施工 保障施工安全和施工人員身心健康的重要保證 隧道通常采用的通風(fēng)方式有風(fēng)管壓入式 巷道抽出式 輔助巷道式等 2 2 3 1通風(fēng)設(shè)計(jì)1 通風(fēng)設(shè)計(jì)原則1 安全第一 預(yù)防為主的原則 根據(jù)可能產(chǎn)生的安全隱患 有針對(duì)性的配備設(shè)備 把隱患消滅在萌芽狀態(tài) 使整個(gè)施工過程有序可控 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 44 2 經(jīng)濟(jì)適用原則 充分利用現(xiàn)有設(shè)備 在滿足通風(fēng)要求的前提下 進(jìn)行合理調(diào)配減少新購(gòu)機(jī)數(shù)量 在凈空允許的條件下 采用大直徑風(fēng)管 減少能耗損失 2 風(fēng)機(jī)選型計(jì)算確定施工風(fēng)機(jī)的程序是 確定通風(fēng)方式 計(jì)算風(fēng)量 選擇風(fēng)管 計(jì)算通風(fēng)阻力 選擇通風(fēng)機(jī)型 以高峰隧道為例 獨(dú)頭通風(fēng)長(zhǎng)525m 隧道開挖斷面面積為105m2 一次性爆破藥量為216Kg 瓦斯涌出量按8m3 min 洞內(nèi)作業(yè)最多人數(shù)按60人計(jì) 選用1 5m阻燃防靜電風(fēng)管 壓人式通風(fēng)時(shí)間為30min 2 2瓦斯隧道施工 45 瓦斯隧道施工組織 46 根據(jù)上述計(jì)算 隧道選用SD 12 5 2 110型隧道軸流式通風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為2 110kW 額定風(fēng)量最大為2400m3 min 風(fēng)壓2080Pa 因此采用2臺(tái)SD 12 5 2 110型隧道軸流式通風(fēng)機(jī) 其中一臺(tái)備用 可滿足正洞施工通風(fēng)要求 瓦斯隧道施工組織 47 2 2 3 2通風(fēng)管理1 建立通風(fēng)安全管理機(jī)構(gòu)瓦斯隧道施工通風(fēng)必須建立通風(fēng)安全管理機(jī)構(gòu) 確保洞內(nèi)風(fēng)速 風(fēng)量滿足施工需要 同時(shí)保證風(fēng)機(jī) 風(fēng)管正常作業(yè) 一般以項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人建立通風(fēng)安全管理機(jī)構(gòu) 2 配備兩路電源瓦斯工區(qū)的通風(fēng)機(jī)需設(shè)兩路電源 并應(yīng)裝設(shè)風(fēng)電閉鎖裝置 當(dāng)一路電源停止供電時(shí) 另一路電源比現(xiàn)在15分鐘內(nèi)接通 保證風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn) 瓦斯隧道應(yīng)采用抗靜電 阻燃的風(fēng)管 風(fēng)管口到開挖掌子面的距離應(yīng)小于5m 風(fēng)管百米漏風(fēng)率不大于2 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 48 2 2 3 2通風(fēng)管理3 設(shè)置風(fēng)電聯(lián)鎖根據(jù)相關(guān)規(guī)定 瓦斯隧道施工洞內(nèi)供電必須做到 三專 兩閉鎖 即 專用變壓器 專用開關(guān) 專用供電線路 瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí)與供電的閉鎖及壓入式通風(fēng)的風(fēng)機(jī)與洞內(nèi)供電的閉鎖 因此 高瓦斯工區(qū)和瓦斯突出工區(qū)內(nèi)的主通風(fēng)機(jī) 局部通風(fēng)機(jī) 射流風(fēng)機(jī)和洞內(nèi)與之相應(yīng)的工作面的電氣設(shè)備 必須與瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)電 瓦電閉鎖 當(dāng)通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 應(yīng)能立即自動(dòng)切斷局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)區(qū)段的一切電源 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 49 2 2 3 2通風(fēng)管理4 做好風(fēng)機(jī)安裝和風(fēng)管懸掛工作1 風(fēng)機(jī)安裝支架必須穩(wěn)固結(jié)實(shí) 避免運(yùn)行振動(dòng) 在風(fēng)機(jī)口設(shè)加筋環(huán)的柔性管 減少漏風(fēng) 風(fēng)機(jī)安裝在離洞口30m與洞口成45 夾角處 前后5m范圍不得堆放雜物 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 50 2 2 3 2通風(fēng)管理4 做好風(fēng)機(jī)安裝和風(fēng)管懸掛工作2 風(fēng)管懸掛必須做到平 直 穩(wěn) 緊 盡量避免直角拐彎 過襯砌臺(tái)車和作業(yè)臺(tái)架要加工專門通道 減少風(fēng)管壓縮和移動(dòng)臺(tái)車時(shí)損壞風(fēng)管 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 51 2 2 3 2通風(fēng)管理4 做好風(fēng)機(jī)安裝和風(fēng)管懸掛工作3 風(fēng)管破損要及時(shí)修補(bǔ) 通風(fēng)管理人員必須經(jīng)常巡查風(fēng)管供風(fēng)情況 拆 接風(fēng)管要固定人員 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 52 2 2 3 2通風(fēng)管理5 保障持續(xù)通風(fēng)洞內(nèi)通風(fēng)包括主風(fēng)機(jī)供風(fēng)和洞內(nèi)局扇供風(fēng) 主機(jī)供風(fēng)主要對(duì)掌子面進(jìn)行供風(fēng) 用于稀釋掌子面釋放的瓦斯及廢氣 根據(jù)規(guī)范要求 主風(fēng)機(jī)配備2個(gè) 一個(gè)為備用風(fēng)機(jī) 確保24小時(shí)不間斷供風(fēng) 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 53 局部供風(fēng)主要針對(duì)瓦斯易積聚的部位進(jìn)行稀釋瓦斯及廢氣 一般配備在掌子面塌腔 二襯臺(tái)車端頭 需要設(shè)置動(dòng)火作業(yè)部位 在局扇啟動(dòng)時(shí) 必須由瓦檢員對(duì)局扇周邊瓦斯進(jìn)行瓦斯檢測(cè) 確保瓦斯?jié)舛鹊陀? 5 時(shí) 局扇方可進(jìn)行開機(jī) 確保局扇供風(fēng)不引起次生災(zāi)害 局扇供風(fēng)時(shí)要采用便攜式瓦檢報(bào)警儀持續(xù)對(duì)瓦斯進(jìn)行監(jiān)測(cè) 特別對(duì)于二襯端頭和掌子面的塌腔尤為重要 掌子面的瓦斯在局扇送風(fēng)時(shí)極易形成循環(huán)風(fēng) 二襯臺(tái)車端頭在臺(tái)車就位后局扇送風(fēng)也同樣會(huì)產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)引起瓦斯局部積聚 高峰隧道施工時(shí) 因局扇通風(fēng)瓦斯監(jiān)測(cè)不到位 出現(xiàn)了2次瓦斯燃燒事故 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 54 2 2 3 2通風(fēng)管理6 加強(qiáng)日常維護(hù)通風(fēng)機(jī)的日常維護(hù)是關(guān)系到風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和日常供風(fēng)正常 必須定期 定人進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng) 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 55 2 2 4瓦斯監(jiān)測(cè)當(dāng)前瓦斯災(zāi)害事故頻發(fā)很大程度上是由于瓦斯信息漏檢漏測(cè) 以致不能及時(shí)全面掌握隧道內(nèi)瓦斯情況 或現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)施工中瓦斯監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所顯示的大量無序信息分析不清楚 因而采取的防治措施針對(duì)性不強(qiáng)或嚴(yán)重滯后 為更好的做好瓦斯災(zāi)害的防治 瓦斯監(jiān)測(cè)是必不可少的施工工序 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 56 2 2 4瓦斯監(jiān)測(cè)1 瓦斯監(jiān)測(cè)內(nèi)容根據(jù) 煤礦安全規(guī)程 鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范 TB 10120 2002 防治煤與瓦斯突出規(guī)定 等相關(guān)法規(guī) 規(guī)范 瓦斯隧道施工需對(duì)洞內(nèi)甲烷 一氧化碳 二氧化碳 二氧化硫 硫化氫 風(fēng)速 溫度進(jìn)行監(jiān)控 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 57 2 2 4瓦斯監(jiān)測(cè)2 監(jiān)控設(shè)備的配備根據(jù)監(jiān)控內(nèi)容 瓦斯隧道一般配備光干涉式甲烷測(cè)定器 便攜式瓦斯報(bào)警儀 風(fēng)速儀 自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) KJ90 B 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 58 2 2 4瓦斯監(jiān)測(cè)3 監(jiān)測(cè)管理1 建立瓦斯監(jiān)控管理機(jī)構(gòu) 項(xiàng)目部要成立瓦斯監(jiān)控管理機(jī)構(gòu) 一般由項(xiàng)目總工擔(dān)任管理小組的組長(zhǎng) 現(xiàn)場(chǎng)瓦檢員每天將瓦斯監(jiān)測(cè)結(jié)果匯總匯報(bào)到項(xiàng)目安質(zhì)部進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析 瓦斯監(jiān)測(cè)超過1 時(shí)要隨時(shí)上報(bào) 做好人員疏導(dǎo)工作 2 2瓦斯隧道施工 瓦斯隧道施工組織 59 2 2 4瓦斯監(jiān)測(cè)3 監(jiān)測(cè)管理2 加強(qiáng)瓦檢人員培訓(xùn) 3 嚴(yán)格執(zhí)行值班 交班制度 4 定期做好設(shè)備維護(hù)和校檢 瓦斯隧道施工組織 2 2瓦斯隧道施工 60 瓦斯隧道施工 一 瓦斯的認(rèn)識(shí)二 瓦斯隧道施工組織三 瓦斯隧道施工增加費(fèi)用編制 61 瓦斯隧道施工增加費(fèi)用編制 3 1熟讀合同 理清思路要應(yīng)用好規(guī)定 必須要熟悉規(guī)定 合同是費(fèi)用編制的主要規(guī)定之一 根據(jù)六六高速合同文件 除專用合同條款另有約定外 改變合同中任何一項(xiàng)工作的施工時(shí)間或改變已批準(zhǔn)的施工工藝或順序及為完成工程需要追加的額外工作 應(yīng)進(jìn)行變更 與普通隧道相比 高瓦斯隧道主要改變工藝為瓦斯治理 所以治理瓦斯所產(chǎn)生的費(fèi)用為增加費(fèi)用 高瓦