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高速铁路斯隧道安全管理与施工技术杨登科

发表时间：2021/7/28 来源：《基层建设》2021年第14期作者：杨登科

[导读] 随着时代的发展，高速铁路应用需求越来越大，相关单位的工作人员要能够从实际情况出发来做好工作优化

        中铁五局华南工程有限责任公司广东东莞 523000
        摘要：随着时代的发展，高速铁路应用需求越来越大，相关单位的工作人员要能够从实际情况出发来做好工作优化，才能使相应的工作要求得到更好的满足，让施工推进的安全性得到更好的保障。高铁隧道施工过程中存在诸多安全隐患，因此必须强化安全管理效力，做好各环节的技术控制，为高铁建设及运行安全提供保障。
        关键词：高速铁路隧道；安全管理；施工技术

        引言
        相关单位在做高速铁路瓦斯隧道的施工过程中，一定要做好安全管理工作，从实际情况出发来做好管理，根据不同管理项目的具体应用情况，有针对性的展开施工，注意工程推进中可能出现的各类问题，做好安全把控。本文针对高铁施工技术以及安全管理工作进行了探讨。
        1瓦斯的特性
        1.1瓦斯性质
        广义的隧道瓦斯是指：空气中有毒有害气体的总称。包括：
        从煤（岩）涌入隧道的自然瓦斯；掘进过程中形成的瓦斯；空气与有用矿物、围岩、支架和其它材料之间的化学反应、生物化学反应所形成的瓦斯。
        狭义的隧道瓦斯则仅指甲烷（CH4）：甲烷是瓦斯的主要部分，属于一种有害的混合气体。瓦斯含有隧道煤层的各类有毒有害气体，并且难溶于水，不助燃，不能维持人的呼吸。一旦浓度超过一定范围，遇到明火就会立刻燃烧甚至发生爆炸，直接威胁到工作人员的生命安全，带来严重的安全隐患和安全事故。
        1.2瓦斯爆炸的基本条件
        瓦斯爆炸有三个基本条件：一是空气中瓦斯浓度达到了5%~16%；二是空气中氧气含量不低于12%；三是必须有650-750度点火源，这三个条件缺少一个都不能发生瓦斯爆炸。
        2防止隧道瓦斯爆炸的重点
        隧道实际施工中，空气中氧浓度低于12%人是没有办法工作的，那么对于我们对于防止瓦斯爆炸的重点就必须放在怎么解决瓦斯浓度和控制点火源上采取措施，但是施工中温度和点火源控制的难度非常巨大（如：电闸火花、放炮火花、挖机挖渣火花、撞击火花、电焊机切割火花、摩擦火花、机械尾气火花等等），所以我们的核心措施还要放在瓦斯浓度的控制上面，隧道施工加强隧道通风换气，是有效防止瓦斯积聚的核心手段，所以瓦斯隧道施工要把通风、检测工作放在首要位置，加强现场点火源的控制，采取针对性措施进行防范。
        3瓦斯隧道施工要点控制措施
        3.1安全施工等级管理
        《铁路瓦斯隧道技术规范》中有明确规定，相关单位需要能够从实际情况出发来明确安全管理等级，做好对应的工作管理，有针对性的做好工作控制，明确工作过程中所面临的施工等级、管理制度。要做好瓦斯浓度的随时监测，规范要求如果瓦斯浓度小于0.5%，那就说明尚处于正常状态，如果浓度超过了0.5%，到了0.5%~1.0%区间，那就要立刻进入警戒状态，来做好相应的规范，一旦瓦斯浓度超过1.0%，必须立刻停止施工，并组织工作人员有序撤离。实际施工中，我们必须把瓦斯预警浓度限值降低至0.3%、0.3-0.5%、0.75%，增强安全系数，因为在复杂的地质环境中，有可能在设计整体低瓦斯，但局部有可能发生瓦斯突涌，造成瓦斯浓度快速积聚升高，所以瓦斯隧道要比规范要求提高一个等级管理。
        3.2地质预报
        科技技术水平持续提升，人们的工作经验也越来越丰富，地质预报技术方法越来越多，也越来越先进，可以准确了解断层结构、断层破碎带、裂隙规模、地下水等一系列的地质情况。为了提升地质预报的准确性，必须从实际情况出发，根据不同的情况采取有针对性的预报措施，有效探测隧道周边地质瓦斯分部情况。通常我们会使用物探法来进行地质探测，结合结合TSP、超前地质预报和实际情况来更进一步的准备掌握瓦斯分布的相关情况。
        3.3施工通风
        按照隧道内风的来源，目前主要的通风方式分为自然通风和机械通风。自然通风是利用温差、风压等自然条件产生空气流动形成的风，对于长度小于150 m的隧道可以使用该通风方式。但随着技术和需求的提高，大部分隧道都是长大隧道，机械通风是常用形式。
        高速铁路长大隧道建议采用压入式通风为宜，压入式通风风机设置在隧道洞口新鲜风流中，通过风机和风筒将新鲜空气送入掌子面，将污浊空气由掌子面经隧道带出洞外。可采用柔性风管，污染的空气会充满整个工作面，需风量大，排出时间较长，可增加射流风机加速风流速度，对于目前无轨运输高铁隧道施工多采用该种方式。

        压入式通风示意图
        工作人员在初期就要做好通风方案的设计，做好风机选型、风筒尺寸、百米漏风率、施工过程通风管理措施和相关注意事项等工作规划，把各项工作措施明确、细化到人，强化过程监督和考核，提高通风效率。
        3.4瓦斯浓度监测
        瓦斯隧道施工期间的瓦斯浓度检测与监测主要由二部分组成，一是采用煤矿瓦斯安全监控系统，对施工环境易于瓦斯聚集的地点进行实时监测；二是人工检测，对某些瓦斯积聚的坑凹角落及不方便测量的地方进行测量，同时也是对在线监测系统的一种补充。
        煤矿瓦斯安全监控系统主要用来监测瓦斯、风速、温度、负压、一氧化碳、氧气、烟雾、风门开关、主扇、局扇、风机开停等环境参数，还可以控制机电设备开停和馈电、断电状态等生产运行参数，可以监测瓦斯抽放数据，控制相应的电气设备的工作状态。系统软件采用数据库技术、图形技术、组态软件技术、多进程和多线程的技术，提供高效、稳定、实时性强的数据采集、存储、管理和分析功能，结合控计算机的监控状况来做实时监控，发现异常，立刻报警，自动切断电源，保证隧道内的用电安全性，为瓦斯隧道的安全掘进提供有力保障。
        瓦斯隧道人工检测必须配置专职瓦检员，并经煤监局考核合格后持证上岗；配备专职瓦斯监控系统维护人员，定期不定期对监控系统进行检查、维护和校正。
        人工检测应配置光干涉瓦斯检测仪器与便携式瓦斯检测报警仪，还应配备瓦斯检测伸缩杆及检测软管（可以延伸至拱顶）。瓦检员必须将人工检测数据与瓦斯传感器数据进行核对，存在问题及时进行检查处理。
        3.5瓦斯隧道钻爆与开挖
        要注意开挖面的控制，尤其是在通过一些风险地段的时候，必须杜绝开挖及支护过程中动火作业，并且要注意加强局部通风，防止瓦斯聚集，提前做好探测工作，必要时设置瓦斯排放孔，待瓦斯浓度降低后再进行掘进，让施工作业的安全状态得到更好的保障，同时也要采取相应的钻孔方法来进行钻孔，确保在瓦斯浓度降到安全限制以内后，采用合理的爆破作业工艺，避免爆破引起瓦斯爆炸。
        结束语
        综上所述，瓦斯隧道开挖施工是具有危险性的一类施工项目，相关单位的工作人员需要能够从实际情况出发来做好项目的规划，才能够让所有的工程推进都能更好的达到安全性要求。相关单位的工作人员要明确工程推进中存在的隐患，做好工作的把控。要明确施工项目的具体内容有针对性的进行调整，严格监控瓦斯的浓度，一旦发现瓦斯浓度超过了安全标准，必须立刻采取措施来做对应的调整。工作人员要明确监控系统的相关注意事项，做好控制规划，从实际内容着手，有针对性的调整具体的注意事项，让隧道的推进有足够的安全性。
        参考文献：
        [1]宋煜堃. 高铁瓦斯突出隧道施工方案及流程研究[J]. 科技创新导报，2018，15（13）：26-28.