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摘要:近年來，鐵路建設中遇到的瓦斯隧道逐漸增多。相比普通隧道施工，瓦斯的存在對隧道施工的各工序環(huán)節(jié)都有著不同程度的影響，隧道施工成本大幅增加。但勘察設計階不易獲取瓦斯隧道絕對瓦斯涌出量、瓦斯壓力等指標，瓦斯等級很難準確評定，導致前期概算費用不易合理確定和控制。鑒于此，本文以某高瓦斯隧道為例，介紹了瓦斯防范和管控措施，對瓦斯預防和管控措施費用計取提出建議。

關鍵詞:鐵路工程;瓦斯隧道;工程造價;費用計取;分析

0引言

近年來隧道施工瓦斯爆炸事故頻發(fā)，2005年12月22日四川都汶高速公路董家山隧道瓦斯爆炸事故、2017年5月2日成貴高鐵七扇巖隧道瓦斯爆炸事故、2019年4月1日云南宜畢高速扎西隧道瓦斯爆炸事故，工程建設人員、財產(chǎn)安全受到嚴重損失，瓦斯隧道施工受到全社會的高度重視。2019年8月1日，國家鐵路局頒布實施了《鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范》(TB10120－2019)。新規(guī)范貫徹落實了“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)總方針，強化了安全質(zhì)量、風險防范等技術要求，但設計階段瓦斯隧道技術方案仍然需要進一步細化，前期概算費用不易合理確定和控制［1］。鑒于此，本文以某高瓦斯隧道為例，以現(xiàn)場實施情況為依據(jù)，針對瓦斯隧道施工特點，并依據(jù)相關技術規(guī)范，闡述瓦斯對隧道施工和工程造價的影響，對瓦斯預防和管控措施費用計取提出建議。

1工程概況

某鐵路隧道穿越礦區(qū)，隧道沿線兩側(cè)分布5座已知開采的煤礦。洞身穿過長段落高瓦斯煤系地層，有爆炸危險性，按I級風險施工管理。隧道設置3座斜井，其中2號斜井工區(qū)按高瓦斯工區(qū)組織施工，斜井長655m，正洞小里程方向承擔施工任務1200m，其中瓦斯設防段750m。

2高瓦斯工區(qū)施工

2．1主要施工方法

隧道正洞Ⅲ級圍巖段采用臺階法施工，Ⅳ級圍巖段采用三臺階法施工，深埋Ⅴ級圍巖段采用三臺階臨時橫撐法施工，斷層破碎帶、淺埋及偏壓Ⅴ級圍巖段采用三臺階臨時仰拱法施工［2］。

2．2瓦斯等級現(xiàn)場確認情況

按《鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范》(TB10120－2019)相關規(guī)定，根據(jù)施工期監(jiān)測測數(shù)據(jù)分析，判定瓦斯等級、瓦斯段落分布情況:(1)2號斜井工區(qū)正洞小里程方向長750m掌子面附近實測瓦斯絕對涌出量Q值為1．54～4．19m3/min，Q絕≥1．5m3/min，為高瓦斯地段。(2)其余段落施工過程中零星數(shù)次檢測、監(jiān)測回風流中瓦斯含量最大值為0．02%，經(jīng)持續(xù)一段時間通風后，未再檢測出瓦斯，分析判定有害氣體源于圍巖裂隙間的游離態(tài)瓦斯氣體，不具有持續(xù)釋放性。

3瓦斯防范與管控措施

3．1采用瓦斯設防結構體系

高瓦斯區(qū)段隧道結構按設防等級為一級設計，初支完成后增加徑向注漿封堵瓦斯氣體，采用全封閉復合式襯砌，二次襯砌混凝土中摻加氣密劑，設瓦斯隔離層，施工縫進行氣密性處理［3］。瓦斯設防段每道施工縫(變形縫)形成后、瓦斯設防段完工后，逐縫進行瓦斯封閉效果檢測。

3．2采取加強施工通風措施

(1)瓦斯隧道在施工期間，應實施連續(xù)通風。瓦斯工區(qū)洞內(nèi)最低風速不應小于0．25m/s，防止瓦斯局部積聚的風速不宜小于1m/s。洞內(nèi)各處瓦斯?jié)舛认♂尩?．5%以下。(2)瓦斯工區(qū)配備一套同等性能的備用通風機，并保持良好的使用狀態(tài)，且能在10min內(nèi)啟動。洞內(nèi)通風機，均應配備專用變壓器、專用開關、專用線路供電、風電閉鎖、瓦電閉鎖裝置。風機均應采用防爆型［2］［4］［5］。(3)風管采用抗靜電、阻燃的風管，百米平均漏風率不宜大于1%，宜采用大直徑風管。

3．3增加瓦斯檢測和監(jiān)測措施

(1)高瓦斯工區(qū)除采用人工檢測外，應建立瓦斯自動檢測報警系統(tǒng)進行瓦斯監(jiān)測、檢測［2］［5］［6］。(2)瓦斯隧道交付運營前，應持續(xù)對全隧道進行瓦斯檢測。瓦斯隧道竣工驗收時，在拱頂以下25cm處的空氣中瓦斯?jié)舛炔坏么笥?．5%。

3．4采取加強超前地質(zhì)預報措施、增加防突揭煤措施

(1)高瓦斯區(qū)段按先探后掘的原則組織施工，將煤層及瓦斯超前地質(zhì)預報納入施工工序進行嚴格管理，根據(jù)預報成果動態(tài)調(diào)整設計、施工方案。(2)高瓦斯工區(qū)超前地質(zhì)預報物探設備及鉆機均應采用防爆型，鉆孔直徑不宜小于76mm。(3)高瓦斯地段超前探孔應單工序作業(yè);微、低瓦斯地段超前探孔宜采用單工序作業(yè)。(4)隧道通過平均厚度為0．3m及以上的煤層應進行突出危險性評估，評估為無突出危險時，施工中還應進行超前突出危險性預測，經(jīng)最終驗證無突出危險方可開挖。

3．5采取特殊鉆爆作業(yè)技術

(1)瓦斯工區(qū)爆破工由專職爆破工擔任，爆破作業(yè)必須執(zhí)行“一炮三檢”和“三人連鎖爆破”制度［2］［5－7］。(2)使用安全等級不低于三級的煤礦許用炸藥，使用煤礦許用瞬發(fā)電雷管、煤礦許用毫秒延期雷管或者煤礦許用數(shù)碼電雷管［2］。(3)瓦斯區(qū)段炮眼封泥必須使用水炮泥。水炮泥外剩余的炮眼部分應當用黏土炮泥或者不燃性、可塑性松散材料制成的炮泥封實，其長度不應小于0．3m。炮眼深度和炮眼封泥長度，滿足規(guī)范按要求，相對普通隧道爆破封泥長度大幅增加。(4)瓦斯區(qū)段嚴禁反向裝藥起爆［2］［7］。

3．6采用防爆型電氣設備、增加作業(yè)機械防爆改裝措施

(1)高瓦斯工區(qū)的作業(yè)機械、電氣設備使用防爆型。(2)高瓦斯工區(qū)供電應配置兩回路電源。工區(qū)內(nèi)采用雙電源線路，工區(qū)電源線路不得分接隧道以外的任何負荷［2］［7］。(3)高瓦斯工區(qū)內(nèi)電纜采用銅芯，主線芯的截面應滿足供電線路負荷的要求。電纜應帶有供保護接地用的足夠截面的導體。

3．7加強施工安全管理

(1)瓦斯工區(qū)應設置門禁系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)。(2)高瓦斯工區(qū)還應配備救援隊或與附近有資質(zhì)的礦山救援隊簽訂服務協(xié)議。(3)高瓦斯工區(qū)使用的防爆電氣設備和作業(yè)機械，在使用期間，應由專人檢查維護。(4)高瓦斯工區(qū)必須在洞外設置消防水池和消防用砂，水池中應保持不小于200m3儲水量。

4瓦斯隧道施工有關增加費的研究

由于高瓦斯工區(qū)的特殊施工技術要求，使得高瓦斯工區(qū)施工較非瓦斯工區(qū)相應增加了一系列投入。

4．1瓦斯設防結構體系增加費用

瓦斯設防結構體系增加了混凝土氣密劑、瓦斯隔離層、施工用密封膠等材料，增加了徑向注漿等費用［8］。

4．2施工通風增加費用

根據(jù)高瓦斯工區(qū)施工通風專項設計，選擇適宜的風機型號、確定風機數(shù)量。

4．3瓦斯人工檢測、自動檢測增加費用

根據(jù)高瓦斯工區(qū)施工期間瓦斯檢測和監(jiān)測專項設計，增加瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)購置安裝費用，增加專職值班人員和維護人員，根據(jù)設計工期確定臺班數(shù)量;增加人工檢測班組，根據(jù)設計工期確定臺班數(shù)量［1］［5］。

4．4超前地質(zhì)預報與防突揭煤增加費用

根據(jù)高瓦斯工區(qū)超前地質(zhì)預報專項設計，調(diào)整鉆孔(取芯)、地質(zhì)雷達等工程數(shù)量，如果遇到瓦斯突出煤層需要進行瓦斯抽排［1］［9］。4．5鉆爆作業(yè)增加費用高瓦斯工區(qū)鉆爆開挖采用三級煤礦許用乳化炸藥進行爆破作業(yè)，相比普通隧道采用的2號巖石乳化炸藥爆破效能低，完成單位爆破作業(yè)量需增加鉆眼密度、炸藥和雷管數(shù)量［1］［10］。

4．6施工機械防爆改裝增加費用

應根據(jù)高瓦斯工區(qū)機械設備配置方案，增加施工機械防爆改裝費用，根據(jù)設備配置方案確定改裝機械設備數(shù)量［1］［11］。

4．7供電、照明與管線路增加費用

(1)供電系統(tǒng)高瓦斯工區(qū)對內(nèi)配備雙電源線路，應計列備用電源線路的架設、拆除等費用;洞內(nèi)風機配備專用供電線路;供電電纜采用銅芯［1］。(2)電氣設備高瓦斯工區(qū)對電氣防爆要求嚴格，應增加防爆型照明燈、防爆型配電箱等費用，增加襯砌臺車、自動仰拱棧橋、混凝土輸送泵等主要電氣設備防爆改裝費用［1］。

5結語

瓦斯隧道相對于普通隧道風險高、投資大、施工難度大、工效低、安全生產(chǎn)管理要求嚴，在設計階段，針對瓦斯隧道特別是高瓦斯工區(qū)施工，應根據(jù)《鐵路瓦斯隧道技術規(guī)范》及《煤礦安全規(guī)程》的相關要求，深化設計，確保技術可行性、經(jīng)濟合理性。在技術方案設計方面，應結合隧道工點的具體情況，進一步細化設計方案，補充完善高瓦斯工區(qū)施工通風專項設計方案、瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)設計方案、施工機械設備配套設計方案、施工用電設計方案、超前地質(zhì)預報設計方案、揭煤防突專設計方案。在相關費用編制方面，應以技術方案為依據(jù)，按照高瓦斯工區(qū)和非瓦斯工區(qū)分開編制，合理確定高瓦斯施工區(qū)別于非瓦斯施工增加的費用，對于瓦斯工區(qū)要求的特殊設備和材料，可結合市場價格合理確定，對于高瓦斯工區(qū)施工降效等費用核算，可參考類似工程經(jīng)驗。

作者:張丹 單位:中國鐵路設計集團有限公司工經(jīng)院