浅谈蒙华铁路集义隧道瓦斯监测与安全管理
摘要：瓦斯爆炸的危害性极大，并具有一定的突发性。一旦发生爆炸，可以产生极大的冲击波，隧道洞内甚至洞外人员、设备都将无法幸免，并会造成极大的人员伤亡和经济损失。在集义隧道施工中，主要把瓦斯的预测、监测、通风、防止火源火种以及隧道防塌作为预防瓦斯安全管理的重点，通过采取有针对性的防控措施，从而有效保证隧道各工序施工处于安全受控状态。
关键词：高瓦斯隧道；施工安全；管理
1工程概况
蒙华铁路MHTJ-10标集义隧道位于渭南市韩城市桑树坪镇境内，隧道进口里程DK482+698，出口里程DK498+115，全长15417m，设计5段共2528m为高瓦斯地段，由进口、出口及3座斜井8个工作面组织施工。3座斜井总长5177m（其中1#斜井1454m、2#斜井2080m、3#斜井1643m），4座通风竖井总长1314.57m（1号竖井234.87m、2号竖井475m、3号竖井330m、4号竖井274.7m）。
2集义隧道瓦斯施工难点及采取的措施
集义隧道围岩以砂岩泥岩互层为主，断层发育、深层煤气有瓦斯溢出可能性，设计有5个段落共2528m为高瓦斯工区（位置在1号、2号、3号斜井工区），施工中有较大的安全风险。因此施工中采取了以下措施：
2.1按《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦突出细则》等规范规定组织施工，结合工程实际情况制定《瓦斯隧道施工安全专项方案》。
2.2对隧道内有害气体采用超前探测排放、加强通风、防护、注浆止气、设置隔离层及采用气密性混凝土等方法，进行综合治理。
2.3聘请行业瓦斯隧道施工专家进行全员培训，成立隧道瓦斯防治专业小组，制定应急预案，措施到位，责任落实到人。
2.4配置瓦斯隧道施工的专业防爆设备及专业检测人员，施工过程中分别用人工和机械对有害气体进行严格检测、比对，分析检测数据，及时反馈现场指导施工、对施工工艺进行调整、优化，确保施工安全。
3集义隧道瓦斯检测及自动监控
3.1集义隧道瓦斯采用自动监测与人工检测相结合的方式，结果相互校核检。
3.1.1人工检测采用 20 台 AZJ-2000 型甲烷检测报警仪和 10 台光干涉式甲烷测定仪。
3.1.2加强各瓦斯工区瓦斯检测监测工作，针对工程实际情况，在各工区设置1套自动瓦斯监控系统，配备1名瓦斯监控系统维护人员和2名瓦斯监控系统操作人员，每个工作面配備3名瓦斯检测人员。
3.1.3人工检测形式以跟班作业的形式在隧道内进行实时瓦斯浓度检测，每班的人工检测员均采用光干涉式瓦检仪负责巡回检测整个工区瓦斯气体浓度。
3.1.4当瓦斯浓度在0.5%以下时，瓦斯人工巡检不少于 2 次/班；瓦斯浓度在0.5%以上时，瓦斯人工巡检不少于 1 次/2h，检查作业不得离开该工作面，瓦检员必须落实“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。
3.1.5在隧道掌子面开挖、设备附近、瓦斯可能产生积聚、渗出的地点设置检测点；在隧道超前钻孔附近进行瓦斯检测；在特批允许的洞内电气焊接作业地点严格落实瓦斯检测。
3.2在人工检测的同时根据本隧道的特点在集义隧道进口区段，1#斜井及1号竖井区段，2#斜井及2、3号竖井区段，3#斜井及4号竖井区段，集义隧道出口五个工区各布置一套监控系统对现场检测数据进行分析，形成瓦斯检测日报，报相关管理部门。
4瓦斯段施工安全管理
4.1严格落实瓦斯隧道施工安全基本要求。
为了加强项目安全管理，施工前根据项目特点和工程情况，项目实行项目经理部和工区两级管理，项目经理部、工区均配置满足生产和质量安全等需要的管理部门及专职人员。明确各级人员的安全生产责任，制定安全目标及各项安全管理制度，制定并审批《瓦斯隧道专项施工方案》和《瓦斯爆炸安全应急救援预案》，成立监测小组。隧道现场施工时按照隧道内任何一处瓦斯浓度不高于0.5%的要求进行。当瓦斯浓度低于0.3%时可以正常施工，当达到0.4%时报警，当瓦斯浓度达到0.5%时停止工作、撤离人员、、切断电源、加强通风待再次检验合格后方可施工。
4.2隧道瓦斯超前预报工作。
本隧道施工中采用了超前探孔、TSP等多种预报手段对掌子面前方地质情况和围岩状况进行探测，委托专业单位石家庄邦辉工程技术咨询有限公司对集义隧道进行超前地质预报探测。根据瓦斯隧道地质分级表，探测后结合工程地质法对前方地质情况进行判释。采用超前深孔钻孔，探测并验证前方地质状况，每次搭接5m，每孔探测时应测量钻孔瓦斯每分钟涌出量、瓦斯压力。利用弹性波判断前方瓦斯的具体位置，采用洞内超前钻孔探测瓦斯的含量及压力，按《防治煤与瓦斯突出细则》进行煤与瓦斯突出危险性预测。
瓦斯突出危险性预测，以不少于两种预测方法相互验证。预测方法及要求参照《防治煤与瓦斯突出规定》、《铁路瓦斯隧道技术规范》执行。
4.3隧道爆破作业施工管理 。
4.3.1集义隧道瓦斯地段采用台阶法开挖，在施工过程中严格控制超欠挖，减少扰动围岩，实施光面爆破技术。每次开挖进尺控制在1～2m，必要时采用辅助施工措施，稳定掌子面，以确保安全施工根据隧道地质条件，Ⅱ、Ⅲ级围岩段采用中深孔光面爆破，Ⅳ、Ⅴ级围岩段采用浅孔微振动控制爆破。
4.3.2隧道瓦斯段施工按以下要求进行爆破：（1）瓦斯隧道爆破作业时使用取得产品合格证的3#煤矿炸药和煤矿电雷管，并采用专用放炮器起爆，禁止采用普通导爆索或非电导爆管起爆。（2）瓦斯段施工采用专用放炮器起爆。（3）爆破前设立警戒将洞内所有人员撤离至洞外，并严格执行瓦斯隧道“三人连锁爆破制”。
4.4加强隧道通风。
4.4.1集义隧道施工通风分为两个阶段，第一阶段（竖井贯通前），隧道施工通风采用正洞口、斜井洞口压入式通风，在独头通风长度加大、通风效果不佳时，增设射流风机加强通风。第二阶段（竖井贯通后），进、出口通风形式不变，每隔500m增加射流风机（防爆型）。斜井工区轴流风机进洞（防爆型），经竖井取风，斜井排风，每500m设置射流风机（防爆型）加强通风。