含有瓦斯的水工隧洞开挖施工监理.docx

含有瓦斯的水工隧洞开挖施工监理沈 树 华( 四川二滩建设咨询有限公司，四川 成都 610051) 含有瓦斯的水工隧洞开挖施工监理 沈 树 华 ( 四川二滩建设咨询有限公司，四川 成都 610051) 摘 要: 介绍了含有瓦斯的水工隧洞的特性、瓦斯爆炸的条件、瓦斯危害的预防及监理工程师在昆明市清水海引水工程恩甲 输水隧洞瓦斯段开挖过程中采取的质量与安全控制方法和措施。 关键词: 水工隧洞; 瓦斯工区; 工程监理; 清水海引水工程 中图分类号: TV554; TV52; X4; X928． 03 文献标识码: B 文章编号: 1001-2184( 2011) 05-0024-03 围内为 F3 断层，与隧洞轴线斜交，交角 60°，因 此，隧洞穿越断层时也可能会遇到有害气体。鉴 于以上地质资料，监理工程师在隧洞开挖至 E3 + 942 前，已要求施工单位提前配置了瓦斯检测设 备对洞内瓦斯情况不断进行监测。直到隧洞开挖 至 E3 + 868 时( 距洞口 971． 2 m) ，瓦斯检测仪检 测出瓦斯最大浓度达到 4． 15% ，证实隧洞进入瓦 斯洞段。此后，按瓦斯隧洞专项施工方案组织施 工。 1 工程概况 昆明市清水海引水工程是云南省和昆明市的 重点工程，工程( 一期) 位于昆明市寻甸县、嵩明 县及官渡区境内，由水源工程、引水工程、输水工 程等组成，引水线路总长 74． 555 km。引水工程 分成 18 个标段进行施工。 四川二滩建设咨询有限公司清水海项目监理 部承担了清水海引水工程土建 5、6、7、8 标共四个 标段的施工监理。其中土建 6 标恩甲隧洞长度为 4 755． 128 m，进口底板高程为 2 187． 888 m，出口 底板高程为 2 183． 133 m，开挖断面为城门洞形。 断面尺寸根据围岩类别不同而不同，最大开挖断 面为 4． 82 m × 4． 87 m( 宽 × 高) ，衬砌后的断面尺 寸为 3． 5 m × 3． 51 m。该隧洞只有进出口两个工 作面施工，无施工支洞。笔者仅对土建 6 标恩甲 隧洞瓦斯段的施工与监理情况作一简要总结和分 析。 2 基本地质情况 该工程区域位于川滇经向构造带与云南山字 型构造前弧东翼的交接部位，处于小江断裂带东 西两支所挟持的断块内。出露地层主要有中寒武 统至上第三系各时代地层，除缺失白垩系地层外， 其余各时代地层比较齐全。其中下二迭统梁山组 ( P1L) 夹不稳定煤层。根据设计单位提供的地质 剖面图，恩甲隧洞在桩号 E3 + 942 ～ E3 + 843 段 与下二迭统梁山组( P1L) 不稳定煤层斜交，该段 范围内岩性为页岩、粘土岩、铝土岩夹煤层，揭穿 煤层可能有瓦斯和水涌出，开挖时可能会遇到氯、 硫等有害气体。E3 + 722 ～ E3 + 658 段长 64 m 范 瓦斯特性 瓦斯( gas) 是从煤( 岩) 层中逸出的各种有害 气体的总称。地层中含有瓦斯的隧洞施工区段称 为瓦斯工区。当全工区的瓦斯涌出量小于 0． 5 m3 / min 时为低瓦斯工区，大于或等于 0． 5 m3 / min 时为高瓦斯工区。瓦斯与氧气适当混合具有燃烧 3 和爆炸性，当空气中的瓦斯浓度达到 5% ～ 16% 时，即达到爆炸浓度，遇高温( 650 ℃ ～ 750 ℃ ) 能 发生爆炸。因此，瓦斯爆炸应同时具备三个条件: 一定的瓦斯浓度( ＞ 5% ) ; 一定的引火温度( 650 ℃ ～ 750 ℃ ) ; 一定的氧气浓度( ＞ 12% ) 。氧气 是助燃剂，隧洞施工时正常通风风流中氧气的浓 度通常大于 20% ，因此，氧气浓度条件一般均能 满足。据此，瓦斯隧洞施工过程中预防瓦斯爆炸 事故的最根本的两点就是设法降低瓦斯浓度，使 之不超过安全浓度 ( ＜ 0． 5% ) ; 阻断火源，如明 火、爆破、电焊、气割、电器火花等。 4 瓦斯基础参数的测定 当恩甲隧洞出口工作面开挖至 E3 + 868 时， 检测出瓦斯最大浓度达到 4． 15% ，非常接近 5% 的爆炸浓度。监理机构根据《建设工程安全生产 收稿日期: 2011-08-04 24 Sichuan Water Power 沈树华: 含有瓦斯的水工隧洞开挖施工监理2011 年第 5 期2002 中的规定，恩甲隧洞瓦斯工区瓦斯涌出量达到 0． 57 m3 / min，超过规范规定的 0． 5 m3 / min 的 沈树华: 含有瓦斯的水工隧洞开挖施工监理 2011 年第 5 期 2002 中的规定，恩甲隧洞瓦斯工区瓦斯涌出量达 到 0． 57 m3 / min，超过规范规定的 0． 5 m3 / min 的 标准，故可判定恩甲隧洞出口工区为高瓦斯工区。 恩甲隧洞所检测的瓦斯压力 P = 0． 07 MPa，瓦斯