瓦斯通风技术在高速公路隧道建设中的应用

摘要：社会经济的发展推动着我国高速公路建设进程，这也对高速公路隧道建设质量提高了要求。在不断实践与研究中，当遇有瓦斯情况时，采用瓦斯通风技术能在很大程度上保证隧道施工安全性，保障工作人员人身安全，在该技术作用下还能提升施工速度，为隧道施工质量提供保障。文章以银汞山隧道工程为例，分析了实施瓦斯通风技术的必要性，并结合具体工程情况详细分析了应用瓦斯通风技术的措施，希望能为业内人士提供参考。

关键词：高速公路;隧道建设;瓦斯通风;

城市化建设进程的加快，使得城市逐步向外扩建，高速公路作为城市交通运输的重要支撑，其建设质量受到了高度重视。从我国大部分土地环境看，由于地势较为复杂，在建设高速公路过程中对部分路段会采用隧道的方式。由于隧道工程一般建设在山脚下或地下，具有较强的隐蔽性，对施工技术的选择提出较高要求。再加上隧道建设位置多在山脊区域，煤炭、天然气等矿物质进一步增加施工难度[1]。对此，本文侧重分析高速公路隧道工程建设中瓦斯通风技术的应用，进一步提升施工质量，保证施工安全。

2 银汞山隧道工程基本情况

银汞山隧道位于昆明市富民县散旦镇关家营村，采用双向四车道设计，采用分离式隧道形式通过该路段。单洞隧道净空10.75×5.0m，左线起讫桩号为ZK22+088～ZK23+210，长1122m;右线起讫桩号为K22+088～K23+182，长1094m;隧道最大埋深约230m，属长隧道;隧道左右幅均位于曲线上，隧道所在路段纵坡为-2.2%;隧道内设2处人行横通道、1处车行横通道。根据区域资料、工程地质测绘及钻探资料，隧道区地层岩性较复杂。

3 实施瓦斯通风技术的必要性

在高速公路隧道工程施工过程中会出现瓦斯气体，其主要特点是无色、无味，属于一种混合气体。瓦斯气体主要出现在隧道顶层区域，如果达到一定浓度未及时处理，一旦遇到明火将会发生爆炸，对施工作业人员以及工程本身造成非常严重的后果。

从银汞山隧道工程实际情况看，隧道洞身属构造剥蚀、溶蚀低中山地貌，地形较陡，隧道区地层岩性较复杂，因此加强施工通风显得尤为重要。由于瓦斯气体本身主要通过岩体向外扩散，并保存部分在岩体内部，所以施工监管人员需要在隧道施工前到实地勘察，掌握隧道地质情况。如果在隧道内部存在瓦斯气体则进行施工风险识别和风险评估，制定出相应的预防方案，将瓦斯爆炸风险降到最低。

在银汞山隧道工程施工建设中，如果在煤系地层施工中瓦斯压力较高，会非常容易导致瓦斯爆炸，进而危害到隧道施工安全。因此，必须采用瓦斯通风技术，做好隧道通风工作，为安全施工提供保障。结合银汞山隧道工程实际情况，制定相应的通风方案，明确通风量，合理控制好风向、风量，从而有效避免瓦斯灾害，确保银汞山隧道工程安全质量。

4 高速公路隧道建设施工中瓦斯通风技术的实际应用

4.1 合理设计隧道施工通风标准

在银汞山隧道工程施工过程中，确保实际施工作业环境达到国家规定的安全通风标准：其中氧气含量至少为20%(计量单位：体积);利用瓦斯隧道装药实施爆破，明确隧道工程作业现场的风流瓦斯浓度在1.0%以内，隧道总回风流中的瓦斯浓度不能超出0.75%;如果隧道工程施工现场的开挖面瓦斯浓度超出1.5%，立即撤离施工现场所有人，确保人员处于安全环境中，同时对隧道实施通风处理。在实际施工中，工程管理人员应注意监测工程隧道内的温度，确保控制在28℃以下，针对隧道施工通风应满足最小风量每人4m3/min，呼吸到新鲜空气，同时控制施工噪声在90d B以内，通风风速大于lm/s，从而有效避免银汞山隧道工程施工中瓦斯集聚，增加爆炸风险。

4.2 制定施工瓦斯风险预防方案

针对银汞山隧道工程施工情况，施工人员对隧道施工瓦斯风险事故实施量化处理，并结合实际数据计算出通风量、风向、风速等情况，在此基础上确定合理的工程施工所需设备，如风机、风管，避免因为设备问题造成瓦斯堆积，超出标准后增加爆炸风险。在银汞山隧道施工中，由于工作面运用的是局扇通风，如果发生供电故障或者风扇本身问题会导致局扇停风，针对此种情况，应在恢复局扇通风前全面监测、检查隧道施工区域的瓦斯浓度情况，做好瓦斯通风工作，避免再次开始施工出现瓦斯风险。如果正在施工时突发瓦斯喷出情况，应当第一时间断电，并及时对隧道施工区域实施通风，让现场作业人员快速撤离现场[2]。施工管理人员需要全面加强对瓦斯隧道通风的管理，做好维护保养工作，定期检查、维修通风机械设备、通风管路等，如图1所示，从而使得通风系统正常发挥作用，降低故障率，为工程提供相应的保障[3]。

4.3 加强隧道通风安全监测

在银汞山隧道工程施工中，在运用瓦斯通风技术时，首要任务是测定隧道内风速，在具体操作中将风表指针归到0位，然后让风表顺着风流方向成垂直关系，当翼轮转动后记录表内读数(格/分钟);在对该工程的断面测风时，应保证测风次数至少为3次，误差控制在5%以内，进而得出更加准确的测风处隧道断面积。为了进一步监测隧道工程施工作业区域瓦斯情况，工作人员可以充分利用监测监控联网系统，借助该系统实施通信测试，并合理发挥出断点仪、监测瓦斯管道、风电瓦斯闭锁等功能。此外，利用井下数据传输网络的作用实现远程检测、跟踪，发挥出超限报警功能性，有利于提升隧道工程瓦斯检测效率。

结合风速测定结果，参考通风管理规定、具体操作步骤实施施工。根据银汞山隧道工程施工情况，本次研究主要利用压入式通风方法，借助主风机的作用将其安装到隧道洞门，使得新鲜空气压入其中，通过新鲜空气的压入挤出洞内污浊空气，在此种循环作用下排出瓦斯气体。在此隧道工程的正洞进口，利用巷道通风，借助风筒压入方式对施工作业面实施通风，为保证通风达到需求，选用大功率通风机向外抽风，促使隧道洞内形成负压，将污浊空气抽出。具体使用哪种方法需工作人员从实际情况出发，合理制定瓦斯通风技术应用方案，选用合适的通风机并通过瓦斯监测器监测，如图2所示，保证隧道施工安全。

4.4 制定瓦斯通风技术实施方案

银汞山隧道工程施工中瓦斯通风技术的应用，通过实施全断面的超前探测方式提前掌握岩层瓦斯含量，如果掌子面与探孔底处于10m时，需要实施二次探孔施工，保持每次30m的深度。隧道内的瓦斯浓度测定使用甲烷检测仪器，该仪器能够得到较为准确的量测结果。根据银汞山隧道工程施工情况，本次研究主要利用3V电压、50m A电流的KG9701型瓦斯传感器，该传感器在检测隧道施工环境以及瓦斯浓度基础上还能够实现动态调节功能。为保证瓦斯通风技术发挥作用，利用计算机图形系统构建银汞山隧道工程施工三维通风网络模型，通过分析、评估、计算出该隧道工程的通风系数，并确定通风较为困难的工作面，借助该系统实现高效管理，为隧道施工管理人员提供准确的数据信息，从而进一步明确施工方案，保障安全性。总的来说，施工管理人员应当提高对隧道施工通风工作的重视度，提升一线作业人员的安全意识，完善瓦斯通风安全监测制度并落到实处[4]。此外，在施工中指派专人巡检、监测隧道施工现场瓦斯浓度，切实保证银汞山隧道工程施工安全性。

采用空气引射器等设备，实施局部通风的方法消除瓦斯积聚。成立通风班组，专门负责对隧道中风机的维护、通风检测、通风风管的维护检修等工作，并要求通风班组人员严格按照预订通风方案实施工作。在具体施工过程中，施工单位要多配置一组备用通风设备，然后通过2组风机轮换通风的方式实现隧道内24h不间断通风。为避免通风设备断电问题，还要为通风机准备备用发电机，并定时对发电机实施试运行与检修工作。同时，将通风设备的运行用电与其他隧道用电实施线路分离，保障通风机有稳定持续的电力供应。除此之外，若后期隧道内有动火或者实施防水板焊接等特殊工艺环节，该施工区域还应增设局部通风扇[5]。

4.5 爆破施工管理

在低瓦斯隧道施工过程中，爆破施工将极易引发瓦斯爆炸或者瓦斯燃烧等问题，因此，施工单位必须制定应急预案，有效预防该情况，严格按照瓦斯隧道施工规范施工，绝不能疏忽大意。另外，针对爆破器材，施工单位也要采用矿区专用的爆破器材，再结合诸如湿式钻孔等瓦斯隧道爆破工艺实施光面爆破，降低因隧道爆破施工所引发的瓦斯安全事故。

5 结束语

总而言之，通过本文对瓦斯通风技术在高速公路隧道建设中的应用分析，不难发现，为保证施工安全性，在实施隧道施工建设前，施工人员应当加强分析、评估瓦斯风险。从实际情况出发，制定有效地防范和控制风险方案，确保高速公路隧道瓦斯通风技术发挥作用，保证隧道工程建设安全。

参考文献

[1]牛月峰.公路瓦斯隧道施工通风技术研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2020(2):60~64.

[2]孙林.公路高瓦斯隧道施工风险及其控制措施[J].四川建材,2019(7):220~221.

[3]王应魁.高速公路低瓦斯隧道施工技术及控制要点[J].工程建设与设计,2020(4):184~186.

[4]孟春龙.高瓦斯隧道通风安全技术[J].工程技术研究,2019(11):22~25.

[5]谭蓬勇.瓦斯公路隧道施工通风技术探讨[J].绿色环保建材,2019(1):115+117.