瓦斯防治施工方案.doc

新建铁路重庆至利川土建施工第标段瓦斯专项施工方案编制： 复核： 审核： 批准： 中铁隧道集团有限公司渝利铁路标项目经理部二分部2009年9月方斗山隧道瓦斯专项施工方案第一章 编制依据及原则1.1编制依据1.1.1 方斗山隧道有关设计图纸、设计资料等；1.1.2 新建铁路重庆至利川线站前工程施工合同文件；1.1.3 国家和铁道部颁发的铁路隧道工程施工技术指南、铁路隧道工程质量验收暂行标准及工程建设相关文件；1.1.4铁路瓦斯隧道技术指南 （TB10120-2002）;1.1.4 国家及铁道部发布的有关法律、法规及施工技术安全规则。1.1.5 我单位的设备状况、技术能力和以往类似工程的施工经验；1.2编制原则1.2.1 满足业主期望的质量、工期、安全、环保目标和技术经济指标；1.2.2 以满足工期、质量要求为核心，以“突出重点、兼顾一般”为原则，合理进行资源配置，实现总体快速均衡生产；1.2.3 以“高起点、高标准、高质量、高水平”为组织原则，科学安排，精心施工；1.2.4 充分考虑并做好水土保持与环境保护工作，施工过程中制定完善的环保、水保措施，造福当地，营造绿色工程。第二章 工程概况2.1地理位置和概况新建铁路重庆至利川线位于重庆市、湖北省境内，是规划建设的沪-汉-蓉通道的重要组成部分。线路全长264.406Km。为国家级双线电气化干线,设计旅客列车速度200km/h。方斗山隧道全长4910m，进口位于丰都县双路镇小井村境内，出口位于丰都县三建乡三建小学附近，丰都至石柱公路旁，场地狭小，交通较为方便。隧址内植被茂密，坡面覆土较薄。隧道围岩以级为主，其中：级围岩2950m，级围岩1000m，级围岩300m，级围岩620m。隧道穿越岩溶、煤层瓦斯、断层和高地应力等不良地质地段，为瓦斯高风险隧道。隧道部分地段地下水具硫酸盐酸性侵蚀。预测隧道最大涌水量为126200 m3/d。隧址内出露的地层主要为二叠系下统长兴组（P2c）三叠系上统须家河组（T3xj）的一套浅海相、内陆河湖相的碳酸盐岩和碎屑岩系地层，零星覆盖第四系。隧址内主体构造为方斗山背斜。隧址内主要不良地质现象为岩溶、煤层瓦斯、断层和高地应力。2.2工程地质状况岩溶方斗山背斜为一两侧被侏罗系三叠系砂泥岩隔水层围限的、主要由可溶岩构成的一个相对独立的水文地质单元。背斜地下水的补给条件极好，岩溶极为发育。煤层瓦斯隧道穿越的含煤地层为须家河组（T3xj）和吴家坪组（P2w）。软质岩及软弱夹层软质岩分布于背斜两翼的隧道洞身段。隧道在开挖通过这些层段时，容易产生冒落、偏帮，施工时应加强支护。断层隧址内分布有一条断层，均为高角度（约70）的走向逆断层，分布于背斜轴部附近，断层走向与隧道洞身段呈大角度相交，有利于隧道的穿越。隧道洞室穿过破碎带时容易引起坍塌、冒落，施工时应引起重视。岩爆及地层变形由于隧道呈大角度相交穿越的方斗山背斜为一线形紧密褶皱，尚有一定的残余构造应力，而且隧道穿越了坚硬的灰岩、石英砂岩等地层，加之为长隧道，最大埋深已达800m左右，隧道在开挖过程中有可能产生岩爆现象，在深埋段的厚层软质泥岩中可能发生轻度大变形。施工时应引起重视。2.3 施工组织安排2.3.1施工组织机构设置根据煤层瓦斯含量，划定方斗山隧道施工作业工区，当绝对瓦斯涌出量小于0.5m/min时，为低瓦斯工区，当绝对瓦斯涌出量大于0.5m/min时，为高瓦斯工区。隧道只要有一处突涌现象，该处所在的工区就为瓦斯突出工区。实际施工时根据不同瓦斯绝对涌出量来划定不同的施工工区，采取不同的施工方案和应对措施。 低瓦斯工区高瓦斯工区突出瓦斯工区非瓦斯工区方斗山进口作业队同时成立专项瓦斯隧道领导小组，负责对瓦斯隧道工作的领导、组织、实施及应急处理等所有工作。其机构设置如下：瓦斯监测小组、监控量测小组、瓦斯物资管理中心、机械机电部、爆破小组、通风小组、超前地质预报小组、现场抢险救护小组。施工负责人：李永凯 负责全面管理工作监控量测小组瓦斯监测小组瓦斯整治专项领导小组小组瓦斯物资管理小组现场抢险救护小组超前地质预报小组机械机电小组爆破小组通风小组2.3.2 人员培训 方斗山隧道施工人员在上岗前必须进行岗前培训，方可上岗，培训范围覆盖全部进洞人员和管理人员。培训内容包括施工规范和施工常识性知识培训，以及专项专业知识培训。讲师将邀请瓦斯隧道方面专家进行专题讲座。并设置专职有害气体检查员，经常检查、瓦斯监测，掌握突出预兆。第三章 施工通风保证瓦斯隧道的足够通风，吹散积聚瓦斯、稀释瓦斯是保证安全生产的关键所在，也是瓦斯隧道的防爆和施工的重中之重。在通风设计中建立瓦斯通风监测、检测的组织系统，瓦斯浓度、风速、风量等参数。低瓦斯工区可采用便携式瓦检仪外，还要配置高浓度瓦检仪和自动检测报警断电装置并配备救护队。方斗山隧道进口设置了横洞，长度为230m。在到达正洞后，可以作为正洞的一个通风巷道。3.1 隧道的通风方式 隧道通风按照惯例，在隧道口设置通风机，通过通风管把风引入洞内，新鲜空气沿软管流至工作面，污浊空气则沿洞内的回风流通过横洞和正洞洞口排出洞外，示意图如下：未开挖正洞洞口前通风方法开挖正洞洞口后通风方法3.2通风量计算针对高瓦斯隧道，通风量的计算如下：3.2.1按照掘进面最大瓦斯涌出量计算通风量，本条是依据煤规第143条规定，以回风流中瓦斯浓度不超过1%的要求为依据。 公式计算：Q=QgK/C开挖面最大瓦斯涌出量由于缺少地质资料，暂时按照3m/min计算，实际地质资料出来后在进行相应的调整。巷道名称涌出量Qg（m/min）不均衡系数（K）允许浓度C（%）供风量Q（m/min）隧道进口31.313903.2.2 按照工作面最多工作人数计算。根据安全规程，每人每分钟供风为5m计算。计算公式：Q=gmk巷道名称每人需空气g（m）工作人数m（人）备用系数k供风量Q（m/min）上半断面5601.5450下班断面5601.5450全断面5601.56003.2.3 按照掘进面一次爆破最大用药量计算。 计算公式：Q=7.8（ASL）1/3/t 巷道名称炸药用量A（kg）通风距离L（m）断面积S（）通风时间T（min）供风量Q（m/min）上半断面140250078306176下班断面100250056304430全断面24025001344079553.2.4 检验：按照瓦斯隧道最低风速计算通风量，规定值针对高瓦斯隧道为1m/s。计算公式：Q=60SV巷道名称常数断面积S（）最低风速v（m/s）供风量Q（m/min）上半断面60781.04600下班断面60561.03360全断面601341.080403.2.5 风压计算 3.2.5.1通风阻力： h摩=aLUQ/S=0.000825003.141.70（4020/60）/（3.140.85） =4104（Pa） 式中：a 管道摩擦阻力系数 L 风管长度 U 风道周边长度 Q 风道流量 S 风管面积当隧道开挖长度大于2000m时，在隧道进口、横洞口安放2台风机，通风管采用直径为170cm的PVC塑布软管。3.3 风机的选择三 针对隧道内的瓦斯，在隧道施工中采取的对策瓦斯及有害气体地段施工原则：总原则：“超前预报，瓦斯检测、严禁火种，加强通风，及时封闭，设备防爆，配备双回路电源”。根据瓦斯气体的有关文件要求，并结合铁路瓦斯隧道施工技术规范及其它瓦斯隧道施工经验，经过技术攻关，决定采取如下施工措施。31 成立安全瓦斯施工领导小组成立安全瓦斯施工领导小组，负责对瓦斯隧道工作的领导、组织、实施与应急处理等所有工作。施工人员配备：工区经理部管理人员9人；工程队管理人员5人，施工操作人员200人。施工负责 人：孙宝权，负责全面管理工作。技术负责 人：刘久发，主管技术工作和质量控制，负责与局指、监理单位和设计单位的 协调工作，分管施工技术科、质量安全科和试验室的工作。安全质量 部： ，负责工程质量的监督、检查、评定工作。工 程 部： ，负责实施性施工组织、施工方案的编制、指导工程技术资料的填报、收集归档等工作。现场负责人： ，负责施工现场全面管理工作。现场技术负责人： ，负责施工组织、现场技术指导、工程技术资料的填报等工作。专职安全检查长：邹阳现，负责制定安全管理办法及施工安全检查工作。试验室： 负责检验和试验工作。施工队负责人：江智兴，负责施工现场指挥、调度工作。物资设备负责人：张宏伟，负责施工机械设备及车辆的使用管理和施工用水、用电管理；负责所需物资及材料的采购和验收，以及机械设备零配件的采购和供应工作。环保管理负责人： 贯彻执行国家及重庆市有关环境保护的法律、法规，制定施工环境管理制度，对施工造成的环境污染进行处理和综合防治。设专人负责文明施工的管理工作。32 成立钻探检测组工区成立钻探检测组，配齐瓦斯检测设备，负责超前探孔及其没备的管理，并根据钻探结果进行检测分析，为瓦斯段施工提供指导性方案。33 员工培训隧道所有施工人员全部进行瓦斯培训，专职瓦检员、安全员等必须经过专业培训并要取得上岗资格证书，人力配置及施工技术水平满是施工安全生产需要。34应急预案及演练成立应急预案领导小组，设立专门的抢救救护组，并对其进行相应的抢救训练，使其熟知在抢救中可能发生的各种不安全现象及预防方法，非救护组成员不得在事故发生后进洞抢救。必须配备相应的急救和抢救设备，并指定专人保管，经常保持其良好的状态，且抢救设备不得挪做他用。35超前钻孔检测瓦斯根据隧道围岩地质情况及检测瓦斯浓度分别采取不同的钻孔方式进行超前探测。当检测瓦斯浓度较高时，采用水平钻机超前钻孔检测；当检测瓦斯浓度较低时，采用人工手持风钻超前钻孔检测。351 水平钻机超前钻孔检测根据隧道瓦斯及围岩变化情况，在上半断面拱部超前钻探，打超前探孔一个，初探瓦斯存量，对瓦斯各项指标进行测定，如有较大瓦斯涌出或突出等，则增加排气钻孔，同时加强通风，加长瓦斯排放时间。352人工手持风钻超前钻孔检测采用人工手持风钻钻孔，钻孔长56m，全断面布置4个钻孔，对瓦斯超前检测。36 开挖及初期支护施工应对措施根据设计及围岩实际情况，该瓦斯段采用全断面台阶法爆破开挖，按照“短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测、快衬砌”的原则组织施工，确保隧道不塌方。361台阶法开挖支护施工顺序：测量放线钻眼爆破出碴初喷锚杆及局部钢筋网施工复喷混凝土，进入下一施工循环。362钻眼开挖工作面附近：20m风流中瓦斯浓度必须小于10，当超过此限值时，所有作业人员停止钻孔作业，在浓度小于05后方可继续施工；钻眼方式采用湿式钻孔。所有钻孔均必须控制其眼底深度，以保证开挖掌子面平齐。钻眼过程中应随时观察围岩变化情况，当遇有异常情况时(如在钻孔时发生喷孔、顶钻、夹钻等动力现象时)，立即通知相关人员进行检查处理后方可继续施工。363爆破炸药采用乳化炸药，采用水炮泥堵眼。采用毫秒雷管起爆。所有炮眼的剩余部分均用水炮泥封堵至孔口，水炮泥采用专用塑料袋制作，严禁用块状材料或可燃性材料作炮泥。 使用毫秒延期雷管时，最后一段的延迟时间不得超过l30ms，并不得跳段使用。电雷管使用前必须进行阻值测定，选用阻值相近的。严禁将瞬发雷管与毫秒霄管在同一串联网络中使用，雷管的连接采用串并联方式。装药与爆破作业应保证：爆破地点20m内风流中瓦斯浓度低于l；通风风量足，风向稳，局部无循环风。震动放炮时，回风系统内的电气设备必须切断电源。放炮时，隧道内同时停止施工并停电，全部人员撤出洞外，且人员及机电设备均不要正对洞口。放炮由爆破人员统一指挥，并由救护人员在指定地点值班。爆破前，必须确认所有人员已全部撤至安全地点，方准下达起爆命令，爆破工接到起爆命令后，必须先发出爆破警号，至少再等5 s，方可起爆。放炮后至少经30 min后，应由瓦斯检测人员携带防毒面具和自救器到工作面对爆破效果、瓦斯浓度等进行检查，确认安全后通知送电、开动局部通风机。364 出碴利用装载机配合自卸式汽车运输出碴(装载机和自卸式汽车排气口必须安装防暴装置)，由于是无轨运输，要求出碴全过程瓦斯最大浓度不得超过l，否则立即停止出碴运输，处理后方可继续施工。出碴时，开挖底部应尽量清理干净、平整，已便于开挖台架进出。365初喷混凝土出碴完成后，推进开挖台架时，应对开挖掌子面进行充分撬邦找顶，清除危石，消除安全隐患。由于是瓦斯段，为及时封闭围岩，防止瓦斯溢漏集聚，同时为保证施工安全，防止坍方掉块等。初喷混凝土厚度约45 cm，对凹凸不平处找平，喷射后应保证岩面基本平顺。366 锚杆及局部钢筋网施工初喷混凝土完成后，施作径向锚杆时，必须在作业区检测瓦斯浓度，符合规定要求时方可进行锚杆施工操作。钢筋网施工，在电焊机操作前，必须在作业区检测瓦斯浓度，符合规定要求时方可进行电气焊操作。37 加强施工通风管理成立隧道通风组，集中对隧道进行通风。由专业人员进行现场施工通风管理，风管安装必须平、直、顺，通风管路转弯处安没刚性弯头，并且弯度平缓，避免转锐角弯，以减小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加强日常维修和管理。专业技术人员对现场通风效果和瓦斯涌出状况进行检测，根据检测结果及时调整通风时间。必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整，必须保证洞内瓦斯浓度不超过1，气温不得高于28、一氧化碳(CO)和二氧化氮(NO2)浓度在通风30min后分别降到 625 mgm3和5 mgm3以下，以满足施工需要。风机必须配有专业风机司机负责操作，并作好运转记录，上岗前必须进行专业培训，培训合格后方可上岗。38机电设备防爆瓦斯隧道内的照明灯具，采用BCD一200型防爆照明灯。防爆照明灯设置间距为5 m，在接线时采用防爆接线盒。隧道内低压电缆均采用3 95+1型或3 10+1型防爆电缆；开关采用DW80200型防爆开关；在台架及模板台车处均采用JBK一10 kVA防爆变压器；高压进洞时采用10 kV335型高压防爆电缆；1JBK一500 kVA防爆变压器，l0kV防爆高压隔离开关及250 kVA低压防爆补偿柜。瓦斯隧道内的配电变压器严禁中性点直接接地。严禁由地面中性点接地的变压器或发电机直接向瓦斯隧道内供电。瓦斯工区内的电气设备不能大于额定值运行，低压电气设备严禁使用油断路器、带油的起动器和一次线圈为低压的油浸变压器。瓦斯隧道内使用的机电设备，在使用期间，除日常检查外，应按规定进行周期性检查。机电设备应重点检查专用供电线路、专用变压器、专用开关、浓度超限与供电设备的闭锁。供电线路应无明接头，无接头连接不紧或散接头，有漏电保护装置，有接地装置，电缆悬挂整齐，防护装置齐全等。 瓦斯隧道的供电系统做到瓦斯浓度超标时供电系统及局部通风机通风的自动闭锁。洞内配置双回路电源，隧道施工时的网电为主回路电源，配内燃发电机组为另一回路电源，以满足通风、照明、排水的需要。39 汽车、装载机及挖掘机等移动设备的防爆在汽车、装载机及挖掘机等移动设备的排气管处安置排气管防暴装置。310 瓦斯监测布点及监测计划本着经济、可靠的原则，采用人工检测和自动监测相结合的形式。3101 监测仪器的选定配备专职的瓦斯检测员定期检查瓦斯情况，瓦检员配备的检测仪器为便携式甲烷检测报警器和光干涉甲烷测定器，仪器性能见表l。根据检测量的多少，施工的特点自动瓦斯检测系统主要有甲烷传感器2台、瓦斯报警断电仪2台、信息处理系统，安全电源和信号传输电缆等。表1 人工瓦斯检测仪器性能表3102测点布置检测范围主要是开挖工作面和机电设备20m附近。人工检测隧道断面采用五点法检查瓦斯，取最大值做为该断面斯浓度。自动瓦斯检测的甲烷传感器设于开挖工作面、衬砌工作面，以准确反映全隧的瓦斯状况。3103 检测频度方斗山隧道进口施行三班制瓦斯巡回检查，每班应检查23次，正常施工中执行“一炮三检”的瓦斯制度，瓦斯检测结果及时上报并在洞口值班室的瓦斯警示牌上公布，自动瓦斯监测系统全天候监测。3104瓦斯浓度控制标准控制标准见表2。 表2 瓦斯浓度控制标准和瓦斯超限处理措施3105 瓦斯检测安全保证措施成立瓦斯监管小组，由工区领导及有经验的专业监测人员组成，制定实施性计划，使监测按计划、有步骤进行。制定切实可行的监测实施方案，将其纳人工程的施工进度控制中。瓦斯检测人员要相对固定，保证数据资料的连续性，并提供有关切实可靠的数据记录。明确瓦斯安全的浓度基准值，当发现超过基准值时，应立即上报，并现场采取应急处理措施。 对所有仪器设备必须按有关规定进行检验和校核，确保仪器的稳定可靠性和保证观测的精度，监测过程中按规定对监测仪器要定期校核、标定。四、工程质量保证措施4.1、质量保证措施工程质量是施工活动的最终成果，它取决于工序质量，而工作质量则是工序质量和工程质量的保证和基础。工程质量是一个系统工程，领导是关键，制度是手段，技术是保证。施工队伍进场后，将分项目、分工序实施质量教育，有的放矢，做到人人明白质量要求，个个清楚质量标准。实施领导把关，做到文明施工，将“百年大计，质量第一”的思想贯彻到参建的每一个施工人员的行动中。4.1、1瓦斯隧道施工的关键是控制空气的瓦斯含量,隧道的各部允许浓度指标。各部位允许浓度见下表瓦 斯 容 许 浓 度 指 标部位瓦 斯 容 许 浓 度总回风巷道0.75工作面1.0工作面回风流1.0局扇及开关地点10m附近0.54.1.2严格瓦斯隧道的风速,正常通风巷道或采煤工作面,煤壁涌出的瓦斯与风流的将近,将为因风量(或风速)的变化而变化,此时风流携带的瓦斯量等于煤壁的瓦斯量,最小风速的取值对于风量计算关系极大。瓦斯隧道容许风速最低指标部 位容许最低风速（m/s）正洞已衬砌断面1.0正洞未衬砌断面1.0平导、正洞开挖工作面1.04.1.3瓦斯隧道施工过程中,穿过煤系层,隧道揭煤层对瓦斯涌出量最大,危害最严重,准确计算瓦斯涌出量,配备相应的通风设备至关重要,施工前预探、预测、预钻,排放瓦斯，检验开挖支护，安全防护均进行严格控制。4.1.4隧道通过的煤系地层,围岩等级都较低,且地应力较高，其初期支护要求平整、光滑，不能有造成瓦斯聚集的死角。4.2制度保证，目标管理，落实岗位责任制建立健全工程质量责任制，将质量目标层层分解，制定各部门质量工作岗位责任制，明确具体的质量责任，把质量管理的每项工作、每个环节具体落实到每一个部门、每一个人，切实把质量工作落到实处。质量保证体系见图2，质量管理体系组织机构框图见图3。 图2质 量 保 证 体 系质量信息保 证经济保证管理制度保 证施工质量保 证思想保证质量检查保 证组织保证经 济责任制质量信息反馈网络方针目标制度施工组织政治思想工 作健全职能机 构施工负责人负责制施工措施信息反馈单位时间工程包干TQC小组下达目标TQC教育熟悉技术标准贯标领导小组工区经理部及队负责人机械保证基本资金包干质检单位施工单位建设单位监理单位全面质量管理教育原 材 料质量保证贯标领导小组工区经理部及队负责人人员素质检验批质量检查设备使用包干技术保证质量竞争形势教育QC小组信息管理员计量保证分项工程质量检查岗位责任制提高全员质量意识、管理水平和企业素质信息传递员工艺保证工班长质量检查工程师试验计量质量保证项目经理奖惩制度原 材 料质量保证质量责任考核目标落实工序质量检查保证信息反馈检验保证生产过程工班或个 人制度保证实行奖惩完成工程质量保证向上级传递质量检查员经济兑现施工负责人诊断信息反馈岗位责任技术责任奖惩制度实现目标施工质量管理体系组织机构图 图3质量管理领导小组组长:孙宝权副组长:刘久发副组长:赵国华质检科: 张红卫物资设备科 :张宏伟综合办 :林文试验室 :苏凤飞财务科 :刘廷新计划科 :朱金峰安全科 :邹阳现工程科: 张振萍施工队: 江智兴五、安全保证措施5.1 施工安全措施5.1.1瓦斯隧道施工管理,要坚决贯彻“安全第一，预防为主，依靠科学，综合管理”的方针，施工中的各项管理工作必须在此方针的基础上做到科学、简便、严密、系统。5.1.2建立安全管理网络，对瓦斯的管理实行三级管理制： 建立分部瓦斯防治领导小组,负责监督瓦斯检测,煤层突出危险性预测和防突措施效果检查以及瓦检仪的定期鉴定工作; 建立工区通风防爆巡查组,组织各施工队的瓦斯检测工作; 建立作业队通风防爆值班室,设专人日夜实施瓦斯检测和通风防爆工作。5.1.3进行职工安全教育及上岗培训: 凡进洞作业人员必须进行瓦斯安全技术培训，并经考试合格后