铁路隧道瓦斯监测检测方案

中国电建凯里环城高速公路北段PPP项目EPC总承包部隧道瓦斯监测及检测专项方案审核：复核：编制：中国电建凯里环城高速公路北段PPP项目EPC总承包四分部2017年10月14日目录第一章瓦斯工区等级的划分及确定方法.......................... - 1 -第二章瓦斯监测及检测方案 ................................... - 1 -一、瓦斯监测及检测......................................... - 1 -（一）、瓦斯监测的内容及目的............................ - 1 -（二）、监测依据及执行标准.............................. - 1 -（三）、瓦斯监测体系.................................... - 2 -（四）、监测数据的收集与分析............................ - 7 -三、防爆措施............................................... - 8 -(一)、防止瓦斯浓度超限和瓦斯积聚....................... - 8 -(二)、防止引爆瓦斯措施................................. - 9 -第一章瓦斯工区等级的划分及确定方法根据《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002)4.1.3节中规定：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。

在隧道施工中发现有瓦斯涌出，必须经专业机构检测鉴定，根据鉴定结果按相关规定进行瓦斯等级管理。

第二章瓦斯监测及检测方案一、瓦斯监测及检测（一）、瓦斯监测的内容及目的瓦斯爆炸是施工中最大的安全隐患。

瓦斯爆炸的3个必要条件：一是要有一定浓度的瓦斯(主要为CH4)；二是要有火源；三是要有足够的氧气。

要达到安全生产的目的，就必须从瓦斯监测、通风、设备防爆等综合预防措施下手，杜绝洞内同时具备瓦斯爆炸的3个必要条件。

通过对瓦斯的实时监测，控制和防止瓦斯浓度超限，是防止瓦斯爆炸发生的关键。

在施工中，对安全生产影响最大的是瓦斯(主要成分是CH4)、二氧化碳(C02)的浓度。

故在本隧道施工中，主要以CH4、C02为监测对象，监控隧道内有害气体的浓度。

瓦斯监测的目的：①防止在施工过程中，有害气体浓度超限造成灾害，以确保施工安全和施工的正常进行；②根据监测到的洞内有害气体的浓度大小，及时采取相应的技术措施；③检验防排瓦斯技术措施效果，正确指导隧道施工，为科学组织施工提供依据。

（二）、监测依据及执行标准1、监测依据铜锣山隧道瓦斯的监测，主要以《煤矿安全规程》（2009年版）；《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002)、《防治煤矿瓦斯突出细则》、《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》〔AQ1029－2007〕为主要依据，根据上述规程进行有害气体的监测、控制。

2、瓦斯限值与处理隧道岩层中瓦斯涌出浓度的大小是危险程度的标志，施工中必须将瓦斯浓度控制在安全的限值以内。

（三）、瓦斯监测体系为了安全起见，隧道施工瓦斯监测采取人工与自动相结合的监测方式，两者监测的数值相印证，避免误报现象。

1、人工检测人工检测由瓦斯检查员执行检查瓦斯，瓦斯检查员必须经专门培训，考试合格，持证上岗。

根据《煤矿安全规程》及有关规定，专职瓦斯检查员必须使用光干涉式甲烷测定器检查瓦斯，同时检测CH4（甲烷）和C02（二氧化碳）两种气体浓度。

（1）、光干涉式甲烷测定器光学瓦斯检测器是根据光的干涉原理制成的，除了能检查CH4浓度外，还可以检查C02浓度，瓦斯浓度在0％～l0％，使用低浓光干涉甲烷测定器；瓦斯浓度在10％以上，使用检测范围是0％～l00％的高浓度光干涉式甲烷测定器。

光干涉式甲烷测定器属机械式瓦斯检测仪器，具有仪器使用寿命长，经久耐用的特点，但受环境和人员操作等多种因素的影响，为了能保证检测结果准确有效指导施工、防止安全事故的发生，必须注意如下事项：①使用前，须检查水分吸收管中的硅胶和外接C02吸收管中的钠石灰是否变质失效，气路是否通畅，光路是否正常；将测微组刻度盘上的零位线与观察窗的中线对齐，使干涉条纹的基准线与分划板上的零位线相对齐，取与待测点温度相近的新鲜空气置换瓦斯室内气体。

②检测时，吸取气体一般捏放皮球以5～l0次为宜。

③测定甲烷浓度时，要接上C02吸收管，以消除C02对CH4测定结果的影响。

④测C02浓度时，应取下C02吸收管，先测出两者的混合浓度，减去已测得的CH4浓度即可粗略算出C02浓度。

⑤干涉条纹不清，是由于隧道中空气湿度过大，水分不能完全被吸收，在光学玻璃管上结雾或灰尘附着所致，只要更换水分吸收剂或拆开擦拭即可。

⑥C02吸收管中的钠石灰失效或颗粒过大，C02会在测定CH4浓度时混入瓦斯室中，使测定的CH4值偏高，所以要及时更换钠石灰，确保仪器测量准确。

⑦空气不新鲜或通过瓦斯的气路不畅通，对零地点的温度、气压与待测点相差过大，均会引起零点的漂移，所以必须保证在温度、气压相近的新鲜气流中换气对零。

（2）、人工检测瓦斯测点的布置和检测要求：1)、测点布置（即检测地点）：①、掌子面（即掘进工作地点）；②、回风；③、进风、即所有压入式扇风机入口处风流；④、所有洞室；⑤、总回风（即抽出式主要扇风机入口风流）；⑥、放炮点；⑦、超前地质预报作业的钻孔（或探孔）点；其他瓦斯可能积聚和发生瓦斯事故的地点（根据各级领导和专项措施的要求按需设置），如：放炮地点等处。

2）、检测要求：①、隧道中的各测点人员使用光干涉式甲烷测定器检测时，采用五点法检测，即对巷道的顶部、腰部两侧、底部两侧距巷道周边200mm处检测，取五点中最大浓度为该处瓦斯（含二氧化碳）浓度，进行日常管理；②、躲避式物资存放洞室人工瓦斯检测应在洞室最里处检测，衬砌断面变化处在断面变化最高处检测，仍采用五点法检测；③、掌子面检测应在掌子面前0.5米至1米处断面中检测，回风检测应在距回风口往掌子面15米断面中检测，进风检测应在压入式扇风机入口处检测，高冒区检测应采用五点法在高冒区检测，总回风应在抽出式主要扇风机入口前平直巷道中检测；④、检测频率（次数）的规定：洞室、总回风、高冒区、进风、回风、掌子面原则上每两小时检测一次；电焊时每小时检测一次；掌子面出渣时每一小时检测一次，检测按五点法进行，放炮地点每放一次炮均应按“一炮三检”制要求检测（对爆破地点和起爆地点风流中瓦斯浓度进行检查，CH浓度低于0.5%方可放炮）。

4⑤、浓度控制及措施：根据《煤矿安全规程》、《铁路瓦斯隧道技术规范》等相关规定，结合本隧道施工工程项目部关于严格控制瓦斯浓度的规定，本方案瓦斯检测浓度控制标准为：当瓦斯浓度达到0.3%时报警（瓦检人员向现场负责人报警，由现场负责人向各级领导汇报并立即组织有关人员查明原因进行处理），当瓦斯浓度达到0.5%时，瓦检人员应立即向现场施工负责人报告，由现场施工负责人立即组织停止工作，撤出人员，切断隧道中电源，并报告项目部经理，由项目经理向各级领导汇报，由有关专业人员制定措施，进行处理。

瓦斯浓度低于0.4%方可复电。

⑥、记录：瓦斯检查员检查瓦斯后应记录在当班瓦斯手册和现场瓦斯检查牌板上。

⑦、隧道高处瓦斯检查、应使用瓦斯检查杖和折叠人字梯，以保证巷道高处瓦斯检查到位。

⑧、光干涉甲烷测定器每半年必须进行一次检定，合格方可使用，使用人员日常使用中发现仪器故障，必须及时送有关专业人员维修，以确保仪器完好。

2、自动监测本方案自动监测采用便携式甲烷（自动）检测报警仪和瓦斯安全监测系统进行监测。

（1）、便携式甲烷（自动）检测报警仪监测要求：①、携带人员:进入撑子面和隧道内的以下人员必须携带便携式甲烷（自动）检测报警仪连续监测工作地点瓦斯浓度：a、放炮员；b、班组长、c、现场值班负责人、d、到隧道检查的各级管理人员（每一行人至少携带一台）、e、流动作业的检修人员、f、各类机车驾驶员、g、其他相关人员；②、便携式甲烷（自动）检测报警仪报警点的设置：浓度0.3%；报警点一律设置为CH4③、便携式甲烷（自动）检测报警仪必须由监测组专人统一管理，连续使用8小时必须缴回仪器室充电。

每七天必须进行一次调校，每半年必须送专业机构检定一次，合格方可使用，以保证仪器灵敏、可靠。

（2）、瓦斯安全监控系统设计：隧道施工使用瓦斯监测系统的目的是为了通过采用新技术来改进掘进过程中的安全状况，即隧道无论是采用简单的检测手段还是采用复杂的瓦斯监测系统，其目标都是：改善隧道内的环境与安全条件，提高开挖进度，保证隧道按时完工。

为此，监测系统的选择主要应从以下几个方面考虑。

(1) 瓦斯隧道灾害情况如隧道瓦斯涌出量、冲击地压及地温地热等灾害及程度都是确定建立隧道瓦斯监测系统类型的依据。

(2) 瓦斯隧道的实际施工情况要根据隧道施工中开挖面的数量、机电设备安装地点、数目等需要监测地点的数量来确定瓦斯监测系统的装备容量，并应在此基础上再考虑20％～30％的备用量。

(3) 系统的功能选择隧道瓦斯监测系统时应优先配用计算机系统进行数据处理，不仅软件功能要强，而且要易于开发、有足够的容量、能够用于数据统计、计算及报表编制工作。

在计算机的选型上应优先使用兼容机种，要能方便和工区计算机联网。

(4) 综合技术、经济方面在进行隧道瓦斯监测系统的选型时应从技术的先进性、性能的稳定性、安全和经济效益、使用维护方便性等方面进行综合技术经济分析，以作为选择隧道瓦斯监测系统的依据。

（3）、监测系统的选型原则上，被监测信息量是确定系统大小的依据。

结合隧道的实际情况，考虑以上配置因素，轩盘岭隧道选用KJ101N型瓦斯安全监测系统（隧道出口和进口各安设一套该系统）。

KJ101N自动监测系统采用分部式网络化结构，一体化嵌入式设计，具有红外遥控设置，独特的三级断电控制和超强异地交叉断电能力，可实现计算机远程多级联网集中控制和安全生产管理。

系统由洞外计算监控中心、洞内分站、洞内风速传感器、低浓度瓦斯传感器、风速传感器、温度传感器、一氧化碳传感器、远程断电仪和自动报警器组成，工作原理如图1所示。

图1 KJ101N一体化监控系统原理示意图隧道进出口自动瓦斯监测系统分别由l台主控计算机、3台洞内分站、15台低浓度瓦斯传感器、3台风速传感器、2台远程断电仪、1台报警器、l套设备电源和1台备用电源组成（以上设备为现场安设的设备、未含备用设备）。

系统瓦斯监测范围设置为：0％～4％CH4，瓦斯检测反应速度≤30 s；风速监测范围设置为：0．3～15 m／s。