有害气体检测设备及监测方案.doc

保山至腾冲高速公路土建2合同k3+727.69k8+440大尖坡隧道 有害气体检测设备及监测专项方案编制：复核：批准：中铁隧道集团有限公司保腾公路土建2合同项目部二九年十二月十日有害气体检测设备及监测方案一、工程概述 大尖坡隧道位于云南省保山市龙陵县龙江乡硝塘村境内，是保山至腾冲高速公路控制性工程之一，设计为双洞单向行驶双车道公路隧道，左线长928米，右线长871米，围岩以级为主，级围岩较少，隧道工程地质、水文地质十分复杂。隧道最大断面108m2。根据围岩级别不同，施工采用人工、机械开挖或钻爆法三台阶开挖，双头掘进，装载机装碴，无轨运输出碴。设计为无瓦斯隧道，为预防有害气体突出，避免灾害性事故发生,加强对有害气体的监测,用监测信息指导隧道施工,同时对有害气体进行综合治理。二、编制依据1.公路隧道施工技术规范（jtj04294）2.公路工程施工安全技术规程（jtj07695）3.公路隧道设计规范 (jtg d70-2004)4.铁路瓦斯隧道技术规范（tb10120-2002）5.作业场所空气中粉尘浓度测定方法gb5748 - 856.公路水运工程安全生产监督管理办法(交通部200年第1号)7.危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987号8.建设工程安全生产管理条例国务院令（第393号）9.煤矿安全规程10.防治煤与瓦斯突出细则11.保腾高速公路土建2合同施工组织设计12.项目施工设计图纸及实际情况三、监测目的及内容（一）监测目的1、防止在隧道施工过程中,有害气体超限带来危险,确保人身、机具和工程安全。2、根据有害气体的含量高低、浓度大小,采取相应的技术措施。3、检验技术措施效果,正确指导隧道施工。4、为瓦斯隧道施工积累经验。（二）监测内容瓦斯是煤矿井巷和隧道施工中，从煤层、岩层和隧道围岩中逸出的各种有害气体（其中主要成份是俗称沼气的甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮、重烃及其化合物，包括乙烷、丙烷、丁烷等气体）的总称。是大量植物沉积埋藏在地下深处，在缺氧情况下经地层高温高压的作用下在进入煤的变质碳化过程中产生的气体。瓦斯通常在碳质岩内或者附近发现，尤其在煤层、页岩和含油层以及其他产生瓦斯的岩石上的多孔地层，另外在泥炭、有机粉砂和有机体在潮湿环境下腐烂的地方也会有瓦斯存在。瓦斯可以沿断层、节理或者多孔岩石横向通过相当一段距离。如果被覆盖的不渗水地层限制，瓦斯会在湖和水下累积。瓦斯通常以气压袋形式存在，当气压袋被刺破(如钻眼）后，由于稳定的渗入、严重散发或者突然涌入，在开挖区域将有瓦斯出现：伴随一定煤层中的地质扰动，瓦斯也会以强烈爆发的形式（通常含有大量煤尘）产生。溶在地下水中的瓦斯气体进入隧道后，气体会从水中释放出来，进入隧道空气中。根据大尖坡隧道有害气体的实际情况,瓦斯(ch4) 、一氧化碳(co) 、二氧化碳(co2) 作为主要监测对象,而把一些含量低、浓度小的有害气体作为辅助监控对象。四、仪器的选择和使用方法我国有害气体监测技术发展较快,目前部分煤矿已采用全自动电脑监控,但其成本较高。根据大尖坡隧道实际情况和经济比较等,在确保监测准确的前提下,选用三合一气体检测仪及大量co、co2 、h2s、so2 、non 等各剂量浓度有害气体检测试管。表1 有害气体极限浓度标准有害气体名称极限浓度瓦斯(ch4)1 %一氧化碳(co)0. 0024 %二氧化碳(co2)1. 5 %硫化氢(h2s)0. 00066 %二氧化硫(so2)0. 0005 %氨(nh3)0. 0004 %二氧化氮(no2)0. 0025 %氮氧化合物(non)换算no2 的浓度不得超过5mg/ m3粉尘每立方米空气中,含有10 %以上游离二氧化硅的粉尘必须在2mg 以下五、人员配置成立专业瓦检组,瓦检组由3人组成,所有瓦检人员均经过专业技术培训。3人分成3组24 小时值班,做到分工明确、责任明确,保证瓦检仪的精确度。专职瓦检员进行专业技术培训,取得资格证后方可上岗,所有进洞施工人员都要经过瓦斯知识培训,合格后方可进洞施工。七、监测及数据整理分析（一）监测频率及位置因本隧道为非瓦斯隧道，因此监测频率较瓦斯隧道少，在围岩变化时必须进行监测，同时每班监测不得少于一次，遇有突发气体时，每班可根据情况进行多次监测，检监时每一百米检测3个断面，每个断面测五个点:即拱顶、两侧拱腰处和两侧墙脚处,掌子面处应多测几点。重点监测的风流和场地包括:开挖面回风流、放炮地点附近20 m 以内的风流、局部坍方冒顶处、各种作业台车和机械附近20 m 处以及隧道顶部局部凹陷有害气体易于聚集处等;地质破碎带处应及时检查。（二）监测数据整理分析瓦检人员在洞内检测的同时,做好各种有害气体浓度变化的记录,并及时汇总分析，指导隧道安全施工，如遇特殊情况及时向值班负责人报告，以便采取紧急应对措施。八、管理措施(一) 瓦检仪器专人保管、充电,应随时保证测试的准确性。按各种仪器说明书要求,定期送地市级以上质量技术鉴定机构进行鉴定,日常每3 天校正一次,对需要大修的仪器应送国家认定机构进行修复。(二) 重点区域及部位坚持“一炮三检制”,即装药前、爆破前、爆破后,均应进行检测。(三) 每个检测点应设置明显的记录牌,每次检测应及时填写在瓦斯记录本上,并定期逐级上报。九、有害气体综合治理目前对隧道内有害气体的综合治理,主要是采用超前探测、排放、通风、防护、注浆止气及气密性混凝土封闭等方法。（一）超前探测、排放利用地质超前预报对开挖面至前方范围进行超前探测,了解其地层构造、含气状况,对探测出的裂隙发育、连通性好的含气层或较大的气囊,钻机进行超前钻探,对有害气体进行判断,并通过钻孔排放有害气体。在每个开挖循环作业之前,加强局部钻孔以便对开挖面前方5 m 范围进行探测,判断是否有有害气体逸出。超前钻孔的位置可根据岩层产状确定:当掘进由煤层顶板进入煤层时,超前钻孔布置在隧道底部;反之,当掘进由煤层底板进入煤层时,超前钻孔布置在隧道顶部。采用5m 超前钻探工艺,避免了钻机的频繁移动,不中断隧道的正常掘进。简便易行,事半功倍。同时由于科学布孔,最大限度地发挥了钻孔作用。超前探孔还可兼做炮眼,既节约了成本,又提高了功效。（二）通风通风是降低有害气体浓度、防止有害气体积聚的最有效手段;通风可以不断向洞内送入新鲜空气,排出有害气体和降低粉尘浓度,从而改善洞内施工环境,确保洞内施工安全和人体健康,提高生产效率。（三）防护如隧道瓦斯等有害气体含量高，应做好以下防护措施：1隧道内机电设备均采用防爆型,在有害气体含量高地段施工,作业人员必须携带个体自救器。爆破采用煤矿许用安全炸药以及非电毫秒起爆系统和电雷管引爆,洞内人员全部撤离,洞外起爆。通风后,先由救护人员带灭火器、自救器及检测仪进入工作面,经检查无燃烧、无有害气体涌出后再供电,待检测各种有害气体浓度降至安全标准以下后,才能开始出碴作业。2因公路隧道断面大,在有害气体含量高的地段,开挖前采取超前注浆封闭,且开挖后均喷射混凝土,因此瓦斯渗出量较小。一般开挖、打眼、放炮时可能瓦斯渗出量较大,因此,洞内任何一处瓦斯浓度超过1 %时,则洞内必须停止施工,人员撤出。3洞内不能停止通风,必须有备用电源。4采取注浆止气法，对有害气体含量高的地段,为施工及营运安全,采用小导管注浆封闭周边围岩裂隙,防止有害气体渗漏。使用42 钢管钻梅花孔,管长5 m ,沿开挖周边以58外插角钻孔,钢花管插入孔内,孔口用锚固剂堵塞缝隙。注浆用水泥- 水玻璃双液浆掺br增加型防水剂,其配合比为:水水泥水玻璃防水剂= 110. 670. 256 ,注浆压力为0. 70. 9 mpa 。5在瓦斯设防段,初期支护采用气密性喷混凝土封闭瓦斯,二次衬砌采用全封闭复合式衬砌,模筑气密性混凝土,气密性混凝土渗透系数小于10 10 - 11 cm/ s。（四）防爆与防煤层瓦斯突出有害气体防治,最重要的内容就是防爆与防煤层瓦斯突出。防爆可通过加强通风对洞内瓦斯进行稀释,使其浓度降至安全浓度以下;同时采取控制火源、使用防爆电器、防爆机械等手段来实现。而防煤层瓦斯突出,必须先预测煤层是否具有突出危险,然后根据预测情况采取相应的措施。在隧道工作面距煤层5 m 垂距时停止掘进,掌子面布置3 个测压钻孔,测定瓦斯压力和瓦斯涌出量。如瓦斯压力大于1 mpa 或单孔涌出量大于5 l/ min时,必须采取防治突出措施,同时近距离布孔排放瓦斯,释放瓦斯压力;当瓦斯压力降至0. 61 mpa(或瓦斯压力本身为0. 61 mpa) 时,可采用远距离放炮或微震动爆破法揭穿煤层。若瓦斯压力小于0. 6 mpa时,可正常掘进。为了保证既能一次揭开煤层,又不致围岩因过度“震动”而引起坍塌,应结合掘进在工作面进行爆破试验,不断调整和修正爆破参数,使之达到最佳的爆破效果,并尽可能减少对围岩的