高瓦斯隧道的施工通风措施

高瓦斯隧道的施工通风措施

摘要图山寺隧道是兰渝铁路高风险隧道之一，施工中常遇天然气溢出，施工采用了加强通风控制瓦斯浓度，保障了隧道施工安全顺利进行。本文以实例介绍高瓦斯隧道的施工通风实施情况，供同类工程借鉴。

关键词高瓦斯隧道施工通风措施

1 工程概况

图山寺隧道全长3216m，最大埋深160 m，是兰渝铁路高风险隧道之一，也是全线重点工程，我集团公司承担的施工任务，也是我集团公司的重点工程。

图山寺隧道为高瓦斯隧道，存在天然气逸出危险，岩层缓倾，节理发育。全长3216m，洞身最大埋深160m，进口内轨面设计高程337.94m，出口内轨面设计高程357.92m。隧道进出口各设长800m 单车道有轨运输平行导坑。全隧ⅲ级围岩总长2922m，ⅳ级围岩总长155m，ⅴ级围岩总长139m。隧道范围内覆盖层主要以泥岩、砂岩为主。隧道地质构造简单，为单斜地层，岩层产状平缓，局部轻微扭动。

2 认识瓦斯

2.1瓦斯：常说的瓦斯，是指从岩层中放出的有毒有害气体的统称，是一种无色、无味、无臭、可以燃烧和爆炸的气体,在地球演变的过程中，植物及其它有机物在高温缺氧条件下，化学分解从而

生成瓦斯。主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。

2.2瓦斯事故类型：常见的瓦斯隧道事故有三种类型，分别是瓦斯燃烧，瓦斯窒息，瓦斯爆炸，其中瓦斯爆炸危害最大。

2.3瓦斯爆炸的条件：出现瓦斯爆炸事故必须具备三个基本条件，一是空气中瓦斯浓度达到5%～16%；二是要有温度为650～750℃的引爆火源；三是空气中氧含量不低于12%。

2.4瓦斯的类型：瓦斯隧道分为低瓦斯隧道、高瓦斯隧道及瓦斯突出隧道三种。

2.5图山寺隧道设计为高瓦斯隧道，全长3216米，由于该隧道位于产油产气地层，天然气等气体可能顺着岩层构造裂隙上冒，危及隧道施工。隧道里瓦斯的存在降低了氧气的浓度，能造成人员缺氧窒息。它的扩散性较强，能较快的弥漫于整个隧道内，最容易积存在隧道拱顶、坍塌空腔或通风死角内。

3瓦斯允许浓度控制指标

执行《铁路隧道施工技术安全规则》和《铁路瓦斯隧道技术规范》中对瓦斯的浓度规定。洞内空气中允许的瓦斯含量（按体积计算）应符合下列规定：

总回风流中小于0.75%；其他工作面进来的风流中小于0.5%；掘进工作面的瓦斯浓度在1%以下；工作面装药爆破前在1%以下。

4瓦斯隧道施工通风方案

4.1通风要求

隧道回风风速按0.5m/s设计，为防止瓦斯积聚，对塌腔、模板台车、加宽段、避车洞等处增加局扇进行解决，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。要求施工中瓦斯的控制指标在0.5%以下。

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，具体内容详见《隧道内瓦斯浓度限值处理措施表》。

根据《铁路瓦斯隧道技术规范》7.2.9规定瓦斯隧道施工期间，应实施连续通风。因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。

4.2方案概述

4.2.1在隧道正洞单口安装2台sdf(c)-no.13（2×132kw）型轴流风机分2管路通过φ1.5m双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至正洞，并预留置一台1台sdf(c)-no.13（2×132kw）型轴流风机。平导采用一台sdf(c)-no.11（2×110kw）轴流风机通过φ1.5m 双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至掌子面，正洞、平导及回风巷处各设一台sds-ⅱ-no10.0射流风机，以便排风。

4.2.2在掌子面至模板台车地段的死角、超挖严重、洞室等部位用局扇将聚集的瓦斯吹出，使之与回风混合后排出。

4.2.3为确保风流循环速度需设置射流风机，诱导风向。射流风

机随模板台车移动而相对移动。

4.2.4横通道和正洞贯通前正洞通风方式为压入式通风，横通道贯通后通风方式为巷航道式通风，通风方式见通风布置图。

通风布置图一

通风布置图二

4.3通风计算

隧道进出口通风计算

4.3.1根据同一时间，洞内工作人员数计算

q1=k.m.qn

k—风量备用系数，采用1.2

m—同时在洞内工作人数（取60人）

qn—每人工作人员所需新鲜空气，取4 m3/min

计算得：q1=288 m3/min。

4.3.2按照爆破作业确定风量

风管采用阻燃、抗静电软风管，直径1.5m，百米损耗率p100=1%，则风管漏风系数p = =1.17，计划施工按1716m。

a—掘进巷道的断面面积，考虑到超挖情况，一般地段选择70m2 风流有效射程l＝4 ＝4 ＝33.46，

则＝＝11.15，查表得沿程系数k≈0.6，

g—同时爆破的炸药量（kg），取150

临界长度l=12.5 =12.5×＝470m

ψ—淋水系数，取0.8

b－炸药爆炸时的有害气体生成量，根据本隧道的情况取40 t—通风时间（min），取30

代入以上数据，q2==1169m3/min

4.3.3按照独头坑道瓦斯涌出量计算所需风量：

q3=qch4×k÷(bg－bg0)=3.03×1.6÷（0.5%-0）=970 m3/min qch4—按瓦斯最大涌出量3.03 m3/min

k—瓦斯涌出的不均衡系数，取1.6；

bg—工作面允许的瓦斯浓度，取0.5%；

bg0 —送入风流中的瓦斯浓度，取0。

4.3.4根据风速要求计算风量

q＝v×60×a＝0.5×60×70＝2100 m3/min

4.3.5风机风量计算：

取以上风量的最大值2100 m3/min，则

正洞风机风量为qm=pq=1.17×2100=2457 m3/min

平导采用风速要求计算风量q＝v×60×a＝0.5×60×30＝

900m3/min

4.4风机及风管配置

根据风量计算要求正洞洞口选用的型号为: 2台sdf(c)-no.13（2×132kw）型轴流风机通过2道管路同时供风，可满足隧道需求风量4919m3/min要求,平导采用一台sdf-no.11（2×110kw）轴流