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1、新建铁路武汉至广州客运专线乌龙泉至花都段第标段瓦 斯 隧 道 施 工作业指导书编 制 人： 审 核 人：技术负责人：单位负责人：中铁五局武广客运专线XXTJIV标工程经理部工程部二00六年十月 湖南郴州目 录1.适用条件、范围22.施工工艺32.1.施工原那么32.2.施工方案53.主要机具设备(见主要施工机械设备表)54.劳动力组织75.平安、环保措施85.1.瓦斯浓度及风速平安要求85.2.施工技术瓦斯防治措施95.3.瓦斯预测预报监测措施95.4.施工通风措施105.5.照明及电气设施、机械设备的防爆措施125.6.揭煤施工中瓦斯排放措施125.7.其他瓦斯防治措施13瓦斯隧道施工作业指
2、导书1.适用条件、范围隧道穿过煤层或有瓦斯逸出的隧道。2.施工工艺2.1.施工原那么隧道通过瓦斯段施工的原那么：短进尺,弱爆破、强支护，勤监测，加强通风，快喷锚。2.1.1.短进尺：隧道通过煤层地区,因煤层有瓦斯溢出,围岩软弱,应力较大。每次开挖进尺控制在2m以内，采用正台阶开挖方案或长台阶开挖。保持每次开挖面积小，瓦斯溢量不大，开挖轮廓能够迅速得到支护。2.1.2.强支护：采用超前支护。开挖后采用初期支护，提高模注砼衬砌刚度。仰拱与拱墙一致，形成“加固围岩，改善变形，先柔后刚，先放后抗，变形留够，底部加强的支护原那么。2.1.3.勤监测：采用“双保险监测措施。即建立遥控自动化监测系统与人工现
3、场监测相结合。遥控自动化系统由洞口监测中心配置主控计算机和洞内的控制分站以及在洞内各工作面，各巷道，巷道转角等处瓦斯浓度设探头，风速探头，自动报警器，远程断电仪组组成。通过各探头，洞口和监测中心随时了解洞内各处瓦斯浓度和风速情况，如有超标立即报警并通过断电器关闭洞内电器电源。各工作面和瓦斯情况可及时地被监控人员掌握，提高对事故的应变能力，特别是揭煤放炮期间，监测人员能立即观察到炮后瓦斯浓度变化曲线和涌出量，节省施工间隙。但设置自动监测系统的探头须离开挖面有一定的距离，还要人工配合检查，实行装药前，放炮前，爆破后人工进行瓦斯检查即一炮三检查。使得开挖过程中监测瓦斯浓度做到不间断，其布置见进口区互
4、自动化监测系统布置图。2.1.4.弱爆破：采用低爆力的矿用平安炸药目前大量生产和使用的2号和3号煤矿许用炸药以及相应的抗水型，其对瓦斯的平安性随号数递增，威力那么随号数递减与平安雷管煤矿许用毫秒电雷管最后一段延期小于130ms，装药系数与普通掘进爆破相同，只在岩石段装药，煤段不装药，在揭开煤层前的平安岩柱开始，进入煤巷及半煤半岩巷，直到进入全岩巷2m时的全过程，均须采取以下平安措施：A、预探(通过煤层之前先通过打探孔探测煤层位置);B、预测(施钻预测孔,取样试验确定是否有突出危险);C、预排(对有突出危险的煤层预先排放瓦斯);D、检验(打孔取样检验预排效果);E、震动放炮揭石门(用震动放炮把煤
5、层之前的岩柱揭开);F、超前支护下掘进煤巷及半煤巷;G、设置加强的初期支护;通过以上措施防止软岩巷道出现坍方等失稳。2.1.5.加强通风：采用压入式通风方案，通风管采用防静电阻燃型风管。瓦斯隧道施工期间设置合理的机械通风系统，其需要的风量应根据以下要求分别计算，并取其最大值作为设计风量。A、按隧道内同时工作最多人数以每人每分钟供应新鲜空气量4m3计算风量;B、按隧道内同时放炮使用的最多炸药量计算风量;C、按隧道内同时各工作面瓦斯涌出量计算风量;D、按瓦斯隧道所需的最小风速(防止瓦斯积聚的最小风速)计算风量;取以上四种计算中的最大者作为设计风量。瓦斯隧道在施工期间，设专门的通风管理机构，负责通风
6、系统各种设备的管理和检修，定期测试洞内风速、风量、气温、气压、瓦斯浓度等并作出详细记录，计算有效风量。施工期间，保证连续通风，在特殊情况下停风时，应同时停止工作，撤出人员，切断一切电源，恢复通风前首先检查瓦斯浓度。2.1.6.快锚喷:由于煤层软弱松散,爆破后往往不等支护产生坍塌冒顶,因此必须设置超前支护。2.2.施工方案根据?铁路瓦斯隧道技术标准?TB10120-2002 J160-2002的要求，在隧道施工中,可分别采取了瓦斯浓度限值防爆和分段防爆两种施工模式组织施工。综合因素考虑，拟采用限值防暴模式组织施工。瓦斯浓度限值防爆有四种不同的施工状态,即:2.2.1. 瓦斯浓度0.25%为正常作
7、业状态,在此限值内宜采用通用设备;2.2.2.瓦斯浓度在0.25%0.50%时为防爆作业状态,在此限值内宜采用“矿用一般型设备;2.2.3.瓦斯浓度在0.5%1.0%时为警戒防爆作业状态,在此限值内应选用“矿用防爆型设备;2.2.4.当瓦斯浓度在1.0%1.5%时为警戒防爆监视作业状态,在此限值内应选用“矿用防爆型设备,指挥员和瓦斯检测平安员必须在现场随时进行检(监) 测,以掌握瓦斯变化状态,及时报警并进行处理。综合施工本钱、工期等因素，建议采用第一种施工模式组织施工，即采取措施控制瓦斯浓度 0.25%。隧道施工采取常规施工机械设备进行施工，但应注意加强监测瓦斯浓度，如瓦斯浓度到达0.25%时
8、应停止按常规设备施工。对于隧道含瓦斯地段，机械采用通用型，照明及电气设备采用防爆型，设置防爆和隔爆装置。但施工过程中应特别注意作好掌子面和机械附近20m范围内的瓦斯监测警报工作，当瓦斯浓度到达0.25%时应及时停止作业，加强通风，降低瓦斯浓度到平安浓度以下时机械方可继续作业。全隧采用无轨运输方式组织隧道弃碴运输。3.主要机具设备(见主要施工机械设备表)按照全隧施工所需施工机械进行配置进出口同时掘进，加强施工通风和瓦斯监测工作，使瓦斯浓度到达保证常规施工机械作业的平安标准；照明及电气设置均安装防爆或隔爆装置；施工作业采用防爆防治措施。到达保证瓦斯段施工平安和机械配备配置本钱低的目的。主要施工机械
9、设备表序号机械设备名称规格型号单位配置数量一、施工机械1湿式电动凿岩机YDT31A型台602装载机ZL50C台43自卸汽车15T台124挖掘机PC200台25混凝土输送泵SANY台26混凝土输送车6m3台47液压模板台车10m长台28水泵台89水平钻机TXV75A台210混凝土湿喷机台211轴流通风机2*110Kw台212防静电、阻燃型风管1.5mm171013水枪台2二、防爆电气设备1矿用高压阻燃电缆LH120BMm17102矿用阻燃电缆3*70+1*16m17103防爆照明变压器综合装置380/133台24检漏断电器TYB2-3380V台25隔爆馈电开关PW80-350台46隔爆磁力起动器
10、QC83-225380V台27矿用隔爆白炽灯KB6-60127V套2008矿灯及充电设备套509防爆四通接线盒EDKB30-200/4套810防爆三通接线盒KBJ-45/12套5011高压阻燃电缆接线盒LS1-46KV套412高压防爆配电装置10KV，50-300A套213低损耗矿用电力变压器10/0.690.40KV个2三、防爆监测设备1瓦斯测控室15m2间22光干预瓦斯监测仪AQG-1台63瓦斯检定仪GP-236台24瓦斯遥测报警断电仪AWBY2台25防爆矿灯个606自救器AZH-40台207氧气呼吸器AHG-2台208 洞外洞内直通台44.劳动力组织4.1.1.瓦斯施工段原那么上分上、下
11、部开挖组织劳动力。每个班比普通隧道施工人员增加23人通风监测人员。4.1.2.瓦斯隧道，围岩类别为、类，且工序多，岩石地段按常规安排进度，煤层地段开挖可根据煤层的厚薄，安排为4560m/月，衬砌与普通隧道相同。5.平安、环保措施在瓦斯地段施工前应制订瓦斯隧道施工作业制度，加强对施工作业人员的施工前瓦斯隧道施工技术和平安知识的培训。施工过程中采用超前钻孔预探和瓦斯自动检测仪及报警仪相结合准确对瓦斯压力、瓦斯涌出量和施工坑道内瓦斯浓度进行监测，从而准确对瓦斯情况进行预报。加强施工通风，使瓦斯浓度到达保证施工人员和施工机械的平安标准以内；照明及电气设置均安装了防爆设备；使用防爆开挖作业方法施工。制订
12、瓦斯隧道施工应急预案，成立紧急救援小组，随时应对突发事故。5.1.瓦斯浓度及风速平安要求5.1.1.瓦斯隧道施工的关键和重点是控制空气的瓦斯含量,隧道的各部允许浓度指标。各部位瓦斯容许浓度见下表为：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施工机械20m附近0.25局扇及开关地点10m附近0.55.1.2.严格监测瓦斯隧道的风速，正常通风巷道或采煤工作面，煤壁涌出的瓦斯与风流的瓦斯浓度将近，将会因风量(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。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
13、平导、正洞开挖工作面1.05.2.施工技术瓦斯防治措施5.2.1.采用湿式凿岩机械钻孔，电力起爆必须使用防爆型起爆器作为起爆电源，一个工作面不得使用两台或两台以上的起爆器进行起爆。雷管采用煤矿许用电雷管，炸药采用矿用平安炸药。5.2.2.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,揭煤前预探、预测、预钻,排放瓦斯，检验开挖支护，平安防护均进行严格控制。5.2.3.隧道通过的煤系地层,围岩等级都较低,一般为类或类，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。5.3.瓦斯预测预报监测措施5.3.1.在
14、含瓦斯地层的掘进中，接近突出煤层前，应在距设计煤层位置1520m年的开挖工作面打超前探孔1个进行初探，距初探煤层位置10m处的开挖工作面前方上部及左右部位共打3个超前探孔，探孔用大于7.6cm的大钻头钻孔，探孔应穿透煤层并进入顶底不小于0.5m。隧道通过煤系地层时根据设计资料，结合现场实际情况，对煤层长度、厚度，瓦斯含量、压力、涌出速度等指标通过上述超前预探方法进行测量和分析及早查明煤层的位置和突出性，利用弹性波判断前方煤层的具体位置，采用洞内钻孔测瓦斯的含量及压力。根据瓦斯含量大小、压力、涌出速度三个指标，进行低、中、高瓦斯隧道的分级，以确定采取不同的技术措施。5.3.2.安装瓦斯自动检测仪
15、及报警仪对施工坑道内瓦斯浓度进行监测报警。A.瓦斯遥测断电：主机置于人行通道，探头挂放于掘进工作面的回风流中，声光报警箱置于洞口检查岗内，选定平安报警点，当瓦斯浓度超限仪表发出报警信号后，即自行切断除风机以外的其它电源，同时暂停施工，人员撤出洞外。B.报警仪定点悬挂监测：在掌子面瓦斯涌出点，通风机及机电设备和开关处，以便随时掌握瓦斯变化情况。C.手持仪表洞内巡回检测：由施工、救护人员组成的瓦斯检测组手持光涉仪或报警仪，在打钻前、装药前、放炮前后以及其它任何时间，对掘进工作面、超挖空间、总回风流、机电设备及开关附近、溶洞与溶隙、裂隙和采空区、大小断面交汇处的上部、衬砌台车内部、各类洞室和通道、局
16、部通风不良地段等易积聚瓦斯的地方进行检测，发现异常现象及时处理和报告。D.风量、氧气和有害气体的检测：根据施工实际情况，在放炮后，应对风量氧气、CO2、CO、NO2等有害气体进行检测。5.4.施工通风措施施工通风是关键，通过煤系地层施工，通风的重要性尤为突出，必须进行专门的计算和设计。加强通风主要是合理选择风机的功率大小及通风方式，加强通风管理，保证有足够的风量及风速，以便稀释及加速瓦斯的排出，使洞内瓦斯含量不超限。通风加强通风按下述原那么：5.4.1.当测定和分析属于低瓦斯时，按照正常情况下的通风设计及能力，适当延长通风时间，风管尽量靠近工作面。5.4.2.当测定和分析瓦斯严重时要作专门的通
17、风设计，采用以压入式为主的混合式通风。由于瓦斯浓度较高的地方都在开挖面顶部附近，故吹出风管尽量靠近开挖作业队，瓦斯稀释后排出洞外。5.4.3.当测定和分析具有瓦斯突出的危险时，进行专门的通风设计，洞内风速到达1m/s以上。本隧道施工通风方式采用压入式，采用射流通风技术及低噪、节能、变极多速风机及多功能空气引射器等设备，用两台2*110KW的轴流通风机，并将其安装在洞口外，对瓦斯地段施工时通风不得中断，必须保持连续通风，通风机设置两路电源，并应装设风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路应在15min内接通保证风机正常运转。风管应选用防静电、阻燃型风管。风管口到开挖工作面的距离应小于5m，风管
18、百米漏风率不应大于2%。通风机功率计算：A、风量计算按最小风速1m/s计算：Q=VS60=110060=6000 (m3/min)B、通风阻力根据通风阻力摩擦阻力和局部阻力引起的压力损失，选择适当功率的风机设备，以保证将所需新鲜空气送到工作面。压力损失可用下式表示：隧道总风压h总=h摩总+h局总+h其它 (Pa)；A管道摩擦阻力h摩总h摩总=6.5LQ2/d5=6.50.00013860*1002/1.55=956 (Pa) B局部阻力局部性的压力损失，是由于影响风流的各种局部原因所引起的，风道缩小、扩大、转弯等。局部阻力h局可用下式计算：h局=h=2/2g=0.62/19.621.2=0.0
19、37100/(1.5/2)22=118 Pa3其它局部阻力h其它使用风管通风时，h其它一般可考虑增加5%10%。h其它 =(h摩总+h局总)8%故：隧道总风压h总=h摩总+h局总+h其它=(956+118)1.08=1160 PaC漏风计算：按10%考虑，Q需=PQ=1.16000=6600 (m3/min)D通风机选择1选用电动机容量NN=Qh/(100012)B (kW) =6600/601160/(10000.90.95)1.2 =179 (kW)选用2*110KW轴流风机共两台，一台布置在进口，一台布置在出口。5.5.照明及电气设施、机械设备的防爆措施5.5.1照明灯具全部采用防瓦斯灯
20、具。洞内设置双回路线路及完善的检漏装置，变配电设备、照明灯具均为防隔爆型。5.5.2采用变压器中性点不直接接地的运行方式，使用漏电保护、过电流保护和接地保护以及使用屏蔽电缆等，以防止因电气事故而产生电火花。5.5.3隧道中不得带电检修和搬迁电气设备等。按规程要求使用各种防爆电器。5.5.4隧道内所有开关采用防爆开关。洞内配置双回路电源：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，洞外配250KW的内燃发电机为另一回路电源，以满足通风、照明、排水的需要。5.5.5机械应具有防爆装置。各种设备均采取防爆隔爆措施，防爆机电设备到达国
21、家规定的标准，并委托指定的检测单位完成检测和鉴定。机电设备和电缆的检查符合周期的规定，发现问题及时处理。防爆性能受到损坏的机电设备立即处理，不符合防爆技术性能要求的不得继续使用。5.5.6开挖面的电缆必须采用铜芯。各种铲镐等用具不得使用铁制工具，应采用铜或其他合金工具。5.6.揭煤施工中瓦斯排放措施在距掌子面不小于3m的煤层按?铁路瓦斯隧道技术标准?进行钻孔将瓦斯进行排放出来以防止作业时瓦斯突出。钻孔应穿透煤层。由于煤系地层离隧底较近，加上围岩裂隙发育，瓦斯压力变化无常等原因，很可能有瓦斯渗出危险，采取措施，一是预测预报；二是加强通风；三是衬砌紧跟。揭煤施工工流程图见揭煤施工工艺框图。5.7.
22、其他瓦斯防治措施5.7.1.瓦斯隧道施工管理,要坚决贯彻“平安第一，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根底上做到科学、简便、严密、系统。严格按?铁路瓦斯隧道技术标准?TB10120-2002 J160-2002和?铁路隧道施工标准?TB10206-2002J163-2002中的要求进行施工作业。有效无突出危险补救措施无效防突效果检验超前钻孔煤与瓦斯危险性预测探测孔实施性防突设计排放瓦斯揭煤施作钢架和超前支护有突出危险5.7.2.建立平安管理网络，对瓦斯监测工作的管理实行二级管理制：A、成立以总队长为组长的瓦斯监测领导小组，总工、副总队长为组长，工程部、隧道施
23、工队相关技术人员为组员。负责对瓦斯隧道施工监测瓦斯体系和瓦斯隧道施工特殊作业制度的制定瓦斯、煤尘检测及监测报警制度，通风监测制度，爆破、装碴、运输、机电等各项平安操作细那么，洞口检身制度,严防火种进洞，成立救灾防护队,实行防灾自救体系，保证监测及救援工作所需设备的购置和费用的投入，直接领导和指挥各项瓦斯监测工作的进行，并定期检查监督瓦斯监测情况，对检查不合格项及时提出整改意见。B、 建立由工地通风防爆室，负责检查监督瓦斯检测,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，设专人日夜实施瓦斯检测和通风防爆工作，收集整理通风、瓦斯浓度等监测资料,填写?瓦斯检测记录表?和?瓦斯日报表
24、?，并将瓦斯测定情况及时向瓦斯监测领导小组汇报。 C、进行职工平安教育及上岗培训: A凡从事瓦斯隧道工作的干部、工人都必须进行瓦斯的平安技术培训，并经考试合格后发给?平安工作合格证?。未经培训未取得合格证人员，干部不许指挥生产，工人不准上岗作业；B电工、爆破工、瓦斯检测人员，电器设备防爆检查员及仪器、仪表校正人员和突出措施效果检查人员等特别作业人员，必须经地方劳动局、煤矿矿务局等有关部门培训，取得特种作业操作合格证后，方准上岗。C调换工种人员及参与技术革新的有关人员，必须重新进行平安技术培训。瓦斯检测人员应配备固定的专门人员。 D结合揭煤施工和平安教育，每揭一道突出煤层前，必须对干部工人进行防
25、突防爆教育，工程队每周平安检查进行周平安教育，组织学习事故案例，分析事故发生原因及预防措施，提高防止事故的能力。D、所有洞内机电设备,不管移动式或固定式都必须采用平安防爆类型.在工作面和洞内照明采用矿用防爆型照明灯。禁止洞内电气设备接零，检修和迁移电气设备必须停电进行，不准带电作业。普通型携带测量仪表只准在瓦斯劳动保护浓度1%以下地点使用。E、瓦斯隧道供电,须采用双回路直供电源线路。经由地成架空线路引入隧道中心的供电线路，须在隧道洞口外安设避雷装置。由于地面直接铺入隧道的轨道，露天架空引入出的管理，都必须在隧道附近将金属不小于两处的良好的集中接地。每月必须测定一次接地电阻值。F、洞内使用的各种
26、机电设备，必须安设自动检测报警断电装置。G、工作人员进入隧道前,必须进行登记和接受洞口值班人员进入隧道前,必须进行登记和接受洞口值班人员的检查,不准将火柴、打火机、损坏的烊灯及其它易燃物品带入洞内。严禁穿化纤衣服进洞。H、设置专职瓦斯检测人员对洞内有害气体和瓦斯浓度进行监测，对爆破作业，实行“一炮三检制，即装药前、放炮前和放炮后对爆破工作面检测。作业中，测得瓦斯含量超限时，应及时按规定停止作业立即撤出洞外。进洞作业前超过平安值作业人员严禁进洞作业。I、施工作业时如发现围岩内出现异常的响声、钻孔作业中围岩强度由正常突然变软、钻出时出现抗水抗钻等预兆现象时应立即停止作业，马上通知其他作业人员撤出。J、如测得瓦斯浓度到达高瓦斯浓度和瓦斯突出时，常规通用施工机械应马上停止作业。K、洞内设置避难所，安装直通洞外 ，建立瓦斯预告牌，进洞实习或参观人员,应先进行有关防治瓦斯劳动保护平安常识的学习,并遵守有关防爆知识。L、建立平安施工的各项作管理制度，细化到每个工序，每一作业程序，做到全标准化。使之作业人员有章可循，不给违章者留下一点空隙。M、制订应急预案，组织特别救护队和急救、抢救设备，配备防毒口罩或空气呼吸器等用品。