白云隧道穿越硫化氢有度有害气体施工技术(6.16)

穿越白云隧道有毒有害气体施工控制中隧股份武水高速公路B13合同段QC活动小组2008年4月发表人：******报告目录一、工程概况二、小组概况三、选题理由四、现状调查五、目标设定及可行性分析六、原因分析七、要因确认八、制定对策九、对策实施十、效果检查十一、巩固措施十二、总结体会及下步打算一工程概况:隧道平面位置

白云隧道位于重庆南川区水江镇，是西部开发省际公路通道重庆至长沙公路的重点建设项目，白云隧道全长7160m，属于重庆地区三大长隧道之一，其地质条件复杂，施工过程中遇到了以硫化氢为主的有毒有害气体、高浓度瓦斯、断层破碎带、富水破碎带、溶洞、煤层等不良地质地段，隧道有1700m的坡度为2%反坡施工段，该段为突泥涌水重点发生地段和有害气体突出地段，隧道穿越有害气体埋深达700m以上,施工难度极大,是国家重点控制性工程之一。

小组名称武水高速公路B13合同段QC小组成立时间2006．8课题名称穿越白云隧道有毒有害气体施工控制小组类型技术攻关型活动时间2006.8～2007.5活动频率4次/月TQM教育时间48小时以上编号姓名性别年龄组内职务职务(称)学历TQM教育时间1***男39组长项目经理本科722****男35副组长项目总工本科723****男27组员助理工程师本科724*****男37指导高级工程师本科725**男23组员技术员大专726***男23组员工人中专487***男41组员项目副经理高中488***男23组员质检工程师大专489***男39组员工人大专4810***男33组员试验室主任大专4811***男45组员领工员高中48二QC小组简介制表人：*****

三选题理由业主要求企业信誉白云隧道遭遇以硫化氢气体为主的有毒有害气体，导致全隧全部停工，安全快速穿越该地段关系着企业的信誉白云隧道是武水高速公路重点控制性工程，白云隧道是否能安全顺利通过该地段，关系到业主建设的需要施工安全要求运营安全要求解决白云隧道以硫化氢为主的有毒有害气体,防止以后气体溢出,确保今后运营安全硫化氢气体为剧毒易爆气体,对施工作业人员人身安全构成重大安全隐患,必须坚决杜绝发生人员伤亡事故四现场调查1、有毒有害气体的出现

2006年8月21日在隧道施工通过二叠系吴家坪组P2w时，突然从掌子面溢出黑绿色带臭味的液体和大量的无色刺激性气体，导致洞内无法作业，作业人员反映身体严重不适，眼睛充血肿涨视线模糊疼痛、胸闷、头痛。

2、对洞内气体及水质进行检测、取样分析四现场调查

煤科院专家分别在不同高度通风条件和不通风条件下对气体成分进行了检测、取样分析；同时对水质也进行取样送检3、有毒有害气体成分及浓度硫化氢的作业环境的含量标准，中国MAC10mg/m3(6.6ppm)

根据检测结果，洞内硫化氢浓度严重超标，直接影响作业人员人身及今后隧道营运安全四现场调查

本次活动的目标：依靠科学，制定可行性施工方案，进行科学管理，坚决不再发生人员伤亡事故，保证施工作业人员人身和今后营运安全。五目标确定和可行性分析:(一)1、剧毒：人吸入70～150mg/m3/1～2小时,出现呼吸道及眼刺激症状,吸2～5分钟后嗅觉疲劳,不再闻到臭气。吸入300mg/m3/1小时,6～8分钟出现眼急性刺激症状，稍长时间接触引起肺水肿。吸入760mg/m3/15～60分钟,发生肺水肿、支气管炎及肺炎,头痛、头昏、步态不稳、恶心、呕吐。吸入1000mg/m3/数秒钟，很快出现急性中毒,呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。

2、易爆：燃点292℃，爆炸范围广（4.3％～45.5％）。3、腐蚀性：具有中等腐蚀性五目标确定和可行性分析:(二)技术保障

A、积极依靠上级主管技术部门，寻求帮助指导；B、邀请专家现场指导；C、项目部有一批年轻高素质的技术人员。管理保障

A、项目部制定了各项严格管理制度。B、有一批施工经验丰富及综合管理素质高的人员组成专项领导小组；C、配备充足资源，可保证施工的顺利开展和高效的完成。D、编制可行性应急预案，建立一套完善的应急措施，确保施工安全目标可行性分析目标可行六原因分析原有施工方案无法保障施工安全制图:朱小海七要因确认序号末端因素要因确认负责人要因判断1责任心差

因为该工程为创鲁班奖工程，制定了良好奖惩制度，从而激发了每个员工的工作激情，提高了每个员工的责任心

韩国令

非要因2缺少气体检测、监测设备无法确认有害气体成份及浓度，无法判定是否达到安全作业标准韩国令何兴国要因3

工序不衔接制定了详细的施工计划，具有责任心强、高素质的管理人员，现场各工序施工有条不絮

何兴国何德全非要因4既有通风无法满足施工要求既有通风方案及通风设备无法确保洞内施工环境达到安全作业标准何兴国黄文要因5施工措施不完善无硫化氢地段的施工措施可执行，施工一片茫然，导致全隧停工韩国令何兴国要因制表:朱小海序号末端因素要因确认负责人要因判断6易爆炸硫化氢气体易爆炸，爆炸范围广（4.3％～45.5)朱小海要因7施工人员缺乏施工经验技术人员和现场施工人员无硫化氢作业环境下的施工经验,但对隧道内施工作业具有丰富的施工经验何德全唐兴炳非要因8缺乏有针对性安全培训教育作业人员缺乏有毒有害气体环境下的安全培训何德全韩国令要因9应对突发事故意识较差但施工人员缺少有害气体施工经验，应对突发事故时缺少自我保护意识和应急措施朱小海非要因10混凝土被腐蚀及气密性较差以硫化氢为主的有毒有害气体溶于水呈酸性，对初期支护和二次衬砌混凝土具有较强的腐蚀性刘君黄涛要因七要因确认制表:朱小海

QC小组经过上述统计和分析后，确定出原有施工方案无法保障施工安全的主要原因:结论七要因确认

要因二既有通风无法满足施工要求

要因一

缺少气体检测、监测设备

要因五

易爆炸

要因三施工措施不完善

要因六

缺乏有针对性的安全培训

要因四混凝土被腐蚀及气密性较差八制定对策（一）序号要因对策目标措施地点时间负责人1缺乏硫化氢气体监测、检测设备

购进检测、监测设备对隧道内进行24小时不间断监测配全自动监控设备及便携式检测仪施工现场、总工办公室2006.8唐兴炳何兴国2即有通风无法满足施工要求改善通风系统达到安全作业环境制定满足现场需要的通风方案，增加通风设备施工现场、会议室2006.8韩国令黄文3易爆炸

参照瓦斯隧道标准实施管制避免发生爆炸事故严禁任何火源进入洞内；通过该段的所有照明设备采用防爆灯，供电线路进行全面检查更换，固定设备采用防爆装置；爆破采用矿用安全电雷管起爆，起爆采用远距离起爆（距离大于300m），炸药采用矿用安全炸药，爆破前、爆破后都必须进行瓦斯、硫化氢的含量检测，满足条件后方可继续作业

施工现场、会议室2006.8韩国令何兴国制表:何兴国序号要因对策目标措施地点时间负责人4封堵和稀释气体,对气体超前预释放,减少作业人员作业时间保障施工作业人身安全施作30m长的φ108超前释放孔，开挖坚持“短进尺、及时处治、勤支护”，上一段没有支护完成，不得进入下一段施工；减少作业人员在洞内的作业时间

施工现场2006.8～2007.2何德全唐兴炳5缺乏有毒有害气体的安全培训加强有毒有害气体安全培训力度，有针对性的开展学习提高职工整体安全防护意识和自我防护能力对所有从事管理和生产的人员进行全面的有针对性的安全教育，经过培训考核，获取操作规程证方能持证上岗施工现场2006.8～2007.5何兴国何德全6

混凝土被腐蚀改进混凝土施工保证工程质量耐腐蚀性混凝土、气密性混凝土拌和站2006.8～2007.5黄涛刘君八制定对策（二）缺少有害气体段施工措施制表:何兴国

实施一九实施阶段

采用CST3000全自动气体适时监控系统，对硫化氢、瓦斯等气体进行24小时全面监控，硫化氢主要监控部位为隧道底板和离地面1.5m高的位置，瓦斯主要监控部位为隧道拱顶和两侧起拱线部位，随时掌握洞内硫化氢气体的变化情况，一旦超限或异常，立即停止作业并撤除所有作业人员。对有害气体进行检测和监测通过有毒、有害气体的检测和监测，准确判断有害气体的含量、危险程度，确保了施工安全和施工进度活动时间为：2006.8.～2007.5。监测设备安装后，由专家对操作人员进行现场指导。安排人员24小时值班负责人：何兴国、唐兴炳

在配置自动监测的同时配置便携式瓦斯、硫化氢检测仪，作好检测硫化氢等气体浓度的同时，作好检测记录，及时分析反馈信息，指导施工。全自动监控探头气体监测数据九实施阶段实施二1、左右线隧道通过车行横洞形成巷道式通风，右线进新鲜风左线排出污风,左右线采用2台220KW轴流风机，保证掌子面的送风量，轴流风机风管接到距掌子面20m位置，在离风口1～2m的位置设置一台射流风机，射流风机与隧道轴线成10度夹角，风口距掌子面15m。向掌子面压风，加快掌子面的风循环速度，防止瓦斯、硫化氢突出发生危险；

2、在隧道捡铺底部位增设射流风机，风向由掌子面向外，保证捡铺底部位的通风效果。另外左线在距洞口100m的位置设置射流风机，向洞外排风增加洞内负压，加快洞内污风循环速度；

3、对已经施工贯通的10#、9#人行横洞和9#车行横洞砌墙封堵，墙体厚度1m，防止污风形成循环，确保掌子面全部为新鲜空气，在封堵墙上设置通道门，作为人员的紧急逃生通道；

4、在防水板作业台架、衬砌台车附近“0”风速的死角增加电动风扇，促使空气循环，避免死角有毒有害气体的积聚，造成事故发生。改善通风系统

优化通风方案，确保良好通风效果负责人：韩国令、黄文

结合适时监控系统反馈的信息，经过现场数次对通风方案的调整，通风效果得到了很大的改观。制图:韩国令

实施三九实施阶段

施工电气设备全部采用防爆阻燃型，汽车尾气处理安装防爆装置，洞内禁止烟火，洞口设立值班房，对隧道出入人员进行登记；爆破采用矿用安全电雷管起爆，起爆采用远距离起爆（距离大于300m），炸药采用矿用安全炸药，爆破前、爆破后都必须进行瓦斯、硫化氢的含量检测，满足条件后方可继续作业。防爆措施通过采用防爆措施，确保了现场施工安全作业防爆灯防爆变压器

实施四九实施阶段钻孔释放气体

缺少有害气体段施工措施措施二减少洞内单循环作业时间封堵和稀释有害气体

措施一九实施阶段

实施四防止气体突出：为防止硫化氢气体的突出，在开挖前首先施作超前钻孔进行预释放。硫化氢超前释放孔施工硫化氢超前释放孔布置图措施一钻孔释放气体九实施阶段

实施四ABC掌子面向前施工超前预注浆，每循环长度：注浆长度30m，分二步实施，第一环长度16m，第二、三环长度30m。开挖长度27m，留止气岩盘长度3m。如果硫化氢浓度仍旧超标，采用局部径向注浆围岩封堵，注浆深度5m。

在隧道作业区内洒水，并在隧道底板撒生石灰，溶解中和硫化氢，降低硫化氢浓度。D每循环开挖进尺控制在1.5米以内，减少作业人员在洞内的作业时间，

及时处治开挖段、勤支护”，上一段没有支护完成，不得进入下一段施工；措施二封堵和稀释气体及减少单循环作业人员作业时间硫化氢超前预注浆施工超前钻孔预注浆布置图硫化氢局部径向注浆硫化氢局部径向注浆示意图九实施阶段

实施五

开展针对行安全培训学习

①．对所有从事管理和生产的人员进行全面的有针对性的安全教育，重点对专职安全员、气体检测员、分队长等进行安全培训教育。②．对从事施工管理和生产的人员，未经安全教育的不准上岗；变换工种或采用新技术、新工艺、新设备、新材料未经培训不准上岗。③．特种工种的操作人员的安全教育、考核、复验，严格按照《特种作业人员安全技术考核管理规定》GB5306-85号文规定执行。经过培训考核，获取操作规程证方能持证上岗，对上岗证按期复审，并设专人管理。④.制定施工安全保护措施和应急预案，以满足生产和安全的需要,并组织应急小组成员进行现场应急演习。通过加强有针对性的安全教育，提高了职工的安全防护意识和自我保护能力。

九实施阶段

实施五邀请重庆交通科研设计院院长蒋树屏教授进行安全讲座现场演习九实施阶段

实施五事故应急救援预案安全培训与南川区消防支队联合进行事故应急救援现场演习九实施阶段

实施六

喷射砼被腐蚀

衬砌砼被腐蚀

采用防腐蚀砼

混凝土采用耐腐蚀混凝土，主要限制水泥中易受腐蚀的C3A（铝酸三钙）、C3S（硅酸三钙）的含量，选用矿渣水泥，考虑到泵送并依据相关资料，水灰比控制在0.45～0.5之间,

确保混凝土的质量。九实施阶段

实施六采用防腐蚀、气密性砼增加了混凝土的耐腐蚀性和混凝土的气密性，成功解决了硫化氢引起的腐蚀性问题采用防腐蚀、气密性砼:

活动后的二次衬砌砼效果确认

为减少衬砌后混凝土的透气量,混凝土中掺加GNA高效抗裂防水膨胀剂，使混凝土的透气系数小于10×10-11cm/s，从而降低混凝土内部孔隙率，改善孔结构，明显改善混凝土结构密实状况，提高气密性，防止有压气体的渗漏，掺量为水泥重量的4.0～6.0%。试验室安排专人进行外加剂的添加进行监督，根据搅拌机的性能提前称重，分袋包装，在搅拌混凝土时每盘混凝土添加一袋，确保添加量符合要求。达到了预期目的十效果检查通过QC小组活动，成功有效的将有毒有害气体控制在了安全作业环境的含量标准以内，确保了施工安全。活动后气体浓度效果确认

通过优化隧道内的通风及采取封堵和预排放有毒有害气体等措施，有毒有害气体得到了有效的控制,通过对隧道内的检测和监测数据,有毒有害气体浓度有效的控制在了6.6ppm以内,解决了隧道内无法施工作业的困境,确保了施工作业人员的安全和施工进度。达到了预期目的十效果检查

成功地满足了业主需求BA保证了施工安全，经过本次活动，白云隧道安全顺利穿越了左线102米,右