隧道施工安全及瓦斯管理培训经典版.ppt

隧道施工安全管控重点及安全措施 困惑1 隧道开挖主要包括哪几类 困惑2 什么是掌子面 仰拱 二衬 困惑3 什么是突泥 突水 岩爆等 解惑 隧道开挖主要包括有全断面法 台阶法 中隔壁法 CD 交叉中隔壁法 CRD 等 全断面开挖法是指将整个隧道开挖断面一次钻孔 一次爆破成型 一次初期支护到位的隧道开挖方法 全断面法主要适用于 级硬岩地层和 级软岩地层 对于 级硬岩地层 在采取超前锚杆 超前小管棚 超前预注浆等辅助施工措施加固后 也可采用全断面法施工 但应根据具体围岩情况适当缩短开挖进尺 浅埋段 偏压段和洞口段不宜采用全断面法开挖 台阶法开挖是将设计断面分成上 下断面 或上 中 下断面 分次开挖的成形的开挖方法 该方法适用于 级较软和节理发育的围岩 台阶法按上台阶超前长度分为长台阶 台阶长度50m以上 短台阶 台长5 50m 超短台阶三种 交叉中隔壁法 CRD 一般是 V级围岩 有偏压 浅埋段设计施工 中隔壁法 CD 一般是 V级围岩 无偏压 深埋段设计施工 两种施工工法最大的区别就是开挖顺序不同 掌子面 仰拱 二衬 掌子面 即隧道开挖不断向前推进的工作面 仰拱 为改善上部支护结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构 是隧道结构的主要组成部分之一 二次衬砌 是隧道工程施工在初期支护内侧施作的模筑混凝土或钢筋混凝土衬砌 与初期支护共同组成复合式衬砌 掌子面 仰拱 二衬 掌子面 仰拱 二衬 突泥 突水 岩爆 突水突泥 地下水的力学作用有静水压作用和劲水压作用 这两种作用都能使岩体发生水力劈裂 使裂隙连锁增加张开度增大 从而增加渗透力 使局部隔水屏障作用被突破 地下水位高出 从而形成突水突泥 突水 突泥 岩爆 岩爆 岩爆是指地下开采的深部或构造应力很高的区域 在临空岩体中发生突发式破坏的现象 这种现象也称为岩爆 发生的原因是临空岩体积聚的应变能突然而猛烈地全部释放 致使岩体发生像爆炸一样的脆性断裂 冲击地压造成大量岩石崩落 并产生巨大声响和气浪冲击 不但可将矿井破坏 而且震动波可危及地面建筑物 岩爆 第二部分超前地质预报 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 第三部分监控量测管理 第四部分瓦斯监测与管控 第五部分瓦斯隧道灯具及电气装置 第六部分瓦斯隧道门禁管理 第七部分隧道常见安全措施 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 隧道开挖要求 铁建设 2010 120号关于 进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知 规定 软弱围岩隧道采用台阶法开挖时 级围岩中上台阶每循环开挖进尺不应大于1榀钢架间距 级围岩中不应大于2榀钢架间距 级围岩边墙每循环开挖进尺不得大于2榀钢架间距 仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆 管 每循环开挖进尺不得大于3m 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 隧道安全步距要求 隧道开挖后 初期支护应及时施作并封闭成环 级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m 级围岩二次衬砌距离掌子面不得大于90m 级围岩二次衬砌距离掌子面不得大于70m 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 民用爆炸物品管理卡控要点 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 第一部分隧道开挖及火工品安全管理 第二部分超前地质预报 第二部分超前地质预报 极高 高风险隧道超前地质预报责任主体单位为设计单位 由设计单位组织实施 其他隧道的超前地质预报责任主体单位为施工单位 由施工单位组织实施 第二部分超前地质预报 地层岩性预测预报 特别是对软弱夹层 破碎地层 煤层及特殊岩土的预测预报 地质构造预测预报 特别是对断层 节理密集带 褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况的预测预报 不良地质预测预报 特别是对岩溶 人为坑洞 瓦斯等发育情况的预测预报 地下水预测预报 特别是对岩溶管道水及富水断层 富水褶皱轴 富水地层中的裂隙水等发育情况的预测预报 超前地质预报的内容 第二部分超前地质预报 隧道超前地质预报工作的必要性 由于隧道深埋于地下 工程地质条件和水文地质条件复杂多变 而目前地质勘察工作又受技术 地形和工期所限 期望在施工前查明隧道围岩的状态 特性 特别是要准确地预测隧道施工中可能发生的地质灾害的位置 规模和性质是十分困难的 由于地质灾害体的存在 仅依靠施工揭露再行处理的办法 带有很大的盲目性 常常发生各种突发事故 造成投资增加 人员和施工设备伤害 工期延误等诸多问题 第二部分超前地质预报 按照 铁路隧道超前地质预报技术指南 铁建设 2008 105号中的规定 隧道超前地质预报应采用地质调查与勘探相结合 物探与钻探相结合 长距离预报与短距离预报相结合 地面与地下相结合 超前导坑与主洞相结合的指导思想 通过对各种方法的预报结果综合分析解释 相互印证 有利于提高预报的准确率 积极为隧道的安全施工提供必要的技术支撑 根据上述规定可以看出 物探方法在隧道超前地质预报中占有非常重要的地位 再加上物探方法具有施测快捷 预报结果提供及时 费用低 相对超前钻探而言 等特点 物探方法在隧道超前地质预报中得到了广泛应用 第二部分超前地质预报 隧道超前地质预报的物探方法一 弹性波反射法 TSP 二 电磁波反射的法三 红外探测法 第二部分超前地质预报 在隧道的左边墙或右边墙位置按约1 5 2m的间距分别布置24个激发孔 激发孔布置在左边墙还是右边墙取决于岩层的主导走向 如果定义靠近掌子面的第一个炮孔为1号孔 则在离第24个激发孔15 20m的左边墙和右边墙的位置分别布置一个地震波信息接收孔 激发孔和接收孔基本保持在同一高度上 通过在各个激发孔内分别用小药量乳化炸药爆破的方式激发地震波 所产生的地震波以球面波的形式在围岩中传播 反射回来的地震波由高精度的接收器所接收并传递到主机形成地震波记录 弹性波反射法 TSP 第二部分超前地质预报 弹性波反射法 TSP 第二部分超前地质预报 电磁波反射法电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达法探测 第二部分超前地质预报 红外探测法地质体 如含水体 每时每刻都在向外部发射红外能量 并形成红外辐射场 地质体由内向外发射红外辐射时 必然会把地质体内部的信息以红外电磁场的形式传递出来 红外探测法就是通过接收和分析红外辐射信号进行超前地质预报的一种物探方法 检查方法 在掌子面后方60米处 朝掌子面方向每隔5m对隧道周边探测一次 每次探测顺序依次为左边墙 左拱腰 拱顶 右拱腰 右边墙和隧底中线 共探测12个断面 这样沿隧道轴线方向共形成6条探测曲线 分别为左边墙探测曲线 左拱腰探测曲线 拱顶探测曲线 右拱腰探测曲线 右边墙探测曲线和隧底中线探测曲线 第二部分超前地质预报 红外探测法 第二部分超前地质预报 根据 铁路隧道超前地质预报技术指南 的规定 由于各预报方法均有优缺点 隧道超前地质预报应采用超前地质钻孔法 加深炮眼探测法辅助进行 超前地质预报辅助方法 第二部分超前地质预报 超前地质预报辅助方法 超前钻孔 加深炮孔 第三部分监控量测管理 第三部分监控量测管理 1 通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化 把握施工过程中结构所处的安全状态 判断围岩稳定性 支护 衬砌可靠性 2 用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足 并把监测结果反馈设计 指导施工 为修改施工方法 调整围岩级别 变更支护设计参数提供依据 3 通过监控量测对施工可能产生的环境影响进行全面监控 4 通过监控量测进行隧道日常的施工管理 确保施工安全和施工质量 5 通过施工现场的监控量测 确定二次衬砌合理施作时间 6 通过监控量测了解该工程条件下所表现 反映出来的一些地下工程规律和特点 为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴 依据和指导作用 隧道监控量测 监控量测检测频率 第三部分监控量测管理 根据 铁路隧道监控量测技术规程 TB10121 2007 规范要求 监控量测频率如下 监控量测点及时埋设 开挖2小时内读取初始数据 级围岩隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距不得大于10m 级围岩不得大于5m 级围岩不得大于30m 当拱顶下沉 水平收敛速率达5mm d或位移累计达100mm时 应暂停掘进 撤出人员 并及时分析原因 采取处理措施 监控量测方法 第三部分监控量测管理 监控量测方法 第三部分监控量测管理 监控量测点布设 第三部分监控量测管理 第四部分瓦斯瓦斯监测与管控 第四部分瓦斯瓦斯监测与管控 瓦斯隧道的分类 第四部分瓦斯监测与管控 第四部分瓦斯监测与管控 第四部分瓦斯监测与管控 瓦斯的爆炸过程就是可燃气体与助燃气体 氧气 之间在遇到火源后的快速扩散的过程 实际上也是所有可燃气体爆炸的一个特性 但是可燃气体的化学性爆炸是需要氧气量 空气量 与可燃气体浓度达到一定条件后才会爆炸 瓦斯爆炸必须同时具备三个基本条件 一是瓦斯浓度在爆炸界限内 一般为5 16 二是混合气体中氧的浓度不底于12 三是足够能量的火源 低瓦斯隧道管理 第四部分瓦斯监测与管控 通过爆炸条件我们可以知道瓦斯并不可怕 只要我们从上述三个条件入手 防止瓦斯爆炸并不难 一是从可燃物方面入手 勤测瓦斯含量 减少施工扰动 避免瓦斯涌出 早封闭 气密性良好的混凝土 以减少气体的渗漏 二是从火源上入手 杜绝打火机 火柴等点火源入洞 不得穿着易产生静电的衣物 所有电力设施要密闭性良好 采用防爆型 施工上尽可能采用湿式作业 避免施工过程产生火花 施工机械采用防爆型装置 三是从助燃物上入手 主要措施就是加强通风 提高洞内空气的流动性 这样也是稀释瓦斯的主要手段 四是从人员自身防护上入手 要备齐防毒自救的相关物品 并做好瓦斯预警措施 第四部分瓦斯监测与管控 瓦斯浓度管理标准 1 工区内任何地点 任何时刻的瓦斯浓度不大于0 3 2 任何地点瓦斯浓度达到0 4 时 应即刻报警 找出原因 及时处理 3 任何地点瓦斯浓度超过0 5 应在前后20m范围内立即停工 切断电气设备电源 查找原因并加强通风 观测浓度变化 4 开挖面瓦斯涌出 且浓度超过0 5 时 掌子面至二次模筑衬砌起点之间立即断电 停工撤人 如加强通风后浓度仍降不下来 则全工区停电撤人立即研究处理办法 两个方案 a 如瓦斯涌出强度超过0 5m3 min 改按高瓦斯工区处理 设备换装 b 增加通风设备 加强通风 等待瓦斯涌出衰减 第四部分瓦斯监测与管控 隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施 第四部分瓦斯监测与管控 洞内易引起瓦斯爆炸的危险地点 1 煤层附近的掌子面 2 拱顶坍穴 3 拱顶以下30 40cm范围 4 巷道转角 5 避人洞 避车洞 横通道 6 停留的大型设备背风处 第四部分瓦斯监测与管控 检测设备瓦斯自动断电报警器 如 AWJ 6型 便携式瓦检仪 光干涉如 SWJ A型 催化型如AZJ 91型 凡重要地点 如开挖面 煤层附近 衬砌台车前方等 人员难于攀登地点 如坍穴顶部 均应设置自动断电报警器的探头 第四部分瓦斯监测与管控 检测设备 AZJ 2000型便携式瓦检仪 固定式甲烷传感器 第四部分瓦斯监测与管控 检测地点 开挖工作面风流中 未成洞段及已成洞段的拱顶下沿 衬砌台车前方 塌方 凹陷 裂隙 风流死角 地质破碎 地层变化 溶洞 进洞汽车 装碴机车头上 机头上固定设置瓦测仪 AZJ 2000型便携式瓦检仪 停放的大型设备后方风流死角 洞内电焊地点 洞电通风机 电机及开关附近 避人车洞 横通道内 其它通风不良处 第四部分瓦斯监测与管控 检测频率1 开挖面在打眼后 放炮前 放炮后各检测一次 即 一炮三检测 2 其余时间及地点每班至少2次 3 有异常现象时每小时1次 4 特殊情况时应旁站不间断量测 第四部分瓦斯监测与管控 关于 瓦电闭锁 和 风电闭锁 为了确保隧道开挖时即使突然出现大量瓦斯 仍不会发生爆炸事故 在隧道中安装 两闭频 是非常必要的 所谓 两闭频 即 瓦电闭锁 和 风电闭锁 瓦电闭锁 和 风电闭锁 都是一种联动系统 瓦电闭锁 洞内重要位置均应布置探头 长期不间断监测瓦斯 当探头测得风流中瓦斯浓度超标时 可立即自动启动断电报警器 切断规定范围的电器设备电源 并产生声光报警 风电闭锁 当隧道内通风机由于某种原因不能运转供风时 自动切断停风区全部电气设备电源 第四部分瓦斯监测与管控 风电瓦斯电闭锁模拟演示装置 第四部分瓦斯监测与管控 隧道内过煤层前的超前探测定义 20m范围内瓦斯涌出强度大于0 5m3 min的地段为高瓦斯区为防止隧道掘进时误穿高瓦斯区 在距煤层设计位置20m 垂距 时 打超前钻孔三个 并取岩芯 钻孔直径不小于 76 通过开挖面的超前钻孔 可以了解 煤层位置 煤样的吨煤含瓦斯量 瓦斯溢出速度 瓦斯压力 瓦斯动力现象 顶钻 夹钻 喷孔等 判断将要揭露的煤层是否与设计资料一致 如一致 可正常掘进 如不一致 应向设计 监理 业主方提出研究处理办法 第四部分瓦斯监测与管控 隧道钻爆作业 第四部分瓦斯监测与管控 钻爆作业 瓦斯隧道钻孔作业应符合下列规定 开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度必须小于1 5 必须采用湿式钻孔 炮眼深度不应小于0 6m 炮眼内煤 岩粉应清除干净 炮眼封泥不足或不严不应进行爆破 第四部分瓦斯监测与管控 钻爆作业 民爆物品 按照规范 低瓦斯工区民爆物品有以下特殊要求 炸药 全工区采用煤矿许用炸药 瓦斯工区的爆破作业必须采用煤矿许用炸药 有瓦斯突出地段安全等级不低于三级的煤矿许用的含水炸药 雷管 瓦斯工区必须采用电力起爆 并使用煤矿许用电雷管 全工区采用煤矿许用瞬发或毫秒电雷管 最后一段延时不大于130ms 第四部分瓦斯监测与管控 钻爆作业 钻孔要求 除遵守非瓦斯隧道的一般规定外 还有如下特殊要求 开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度必须小于1 5 必须采用湿式钻孔 炮眼深度不应小于0 6m 装药 瓦斯工区采用电雷管起爆时 严禁反向装药 采用正向连续装药结构时 雷管以外不得装药卷 在岩层内爆破 炮眼深度不足0 9m时 装药长度不得大于炮眼深度的1 2 炮眼深度为0 9m以上时 装药长度不得大于炮眼深度的2 3 在煤层中爆破 装药长度不得大于炮眼深度的1 2 封堵 所有炮眼的剩余部分应用炮泥封堵 炮泥应用水炮泥和黏土泡泥 水炮泥外剩余的炮眼部分应用黏土炮泥填满封实 严禁用煤粉 块状材料或其他可燃性材料作炮泥 第四部分瓦斯监测与管控 钻爆作业 爆破网路和连线 必须采用串联连接方式 线路所有连结接头应相互扭紧 明线部分应包覆绝缘层并悬空 母线与电缆 电线 信号线应分别挂在巷道的两侧 若必须在同一侧时 母线必须挂在电缆下方 并应保持0 3m以上间距 母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆 并随用随挂 严禁将其固定 母线的长度必须大于规定的爆破安全距离 必须采用绝缘母线单回路爆破 严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用 第四部分瓦斯监测与管控 钻爆作业 第四部分瓦斯监测与管控 钻爆作业 爆破特殊规定 爆破地点20m内 风流中瓦斯浓度必须小于1 爆破地点20m内 矿车 碎石 煤碴等物体阻塞开挖断面不得大于1 3 通风应风量足 风向稳 局扇无循环风 炮眼内煤 岩粉应清除干净 炮眼封泥不足或不严不应进行爆破 第四部分瓦斯监测与管控 钻爆作业 爆破特殊规定 爆破地点20m内 风流中瓦斯浓度必须小于1 爆破地点20m内 矿车 碎石 煤碴等物体阻塞开挖断面不得大于1 3 通风应风量足 风向稳 局扇无循环风 炮眼内煤 岩粉应清除干净 炮眼封泥不足或不严不应进行爆破 爆破后检查的特殊规定 爆破30min后应巡视爆破地点 检查通风 瓦斯 煤尘 瞎炮 残炮等情况 遇有危险必须立即处理 解除警戒条件 在瓦斯浓度小于1 二氧化碳浓度小于1 5 解除警戒后 工作人员方可进入开挖工作面工作 第五部分瓦斯隧道灯具及电气装置 第五部分瓦斯隧道灯具及电气装置 灯具 已衬砌地段的固定照明灯具 可采用EXd 型防爆照明灯 开挖工作面附近的固定照明灯具 必须采用EXd 型防爆照明灯 移动照明 必须使用矿灯或者防爆应急灯 电气接地保护隧道内36V以上的和忧郁绝缘损坏可能带有危险电压的电器设备的金属外壳 构架等 都必须有保护接地 其接地电阻值应满足下列要求 接地网 接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得大于2 接地线 每一移动式或者手持式电器设备与接地网间的保护接地用的电缆芯线的电阻值不得大于1 防爆应急灯 隔爆型防爆灯EXd BT4型 EXd 型防爆照明灯 第五部分瓦斯隧道灯具及电气装置 要求具体见 公路隧道施工技术规范 JTJ024 94 公路隧道施工技术规范 JTJ042 94及 铁路瓦斯隧道技术规范 TB10120 2002 电缆的敷设 第五部分瓦斯隧道灯具及电气装置 监视型屏蔽橡套电缆 1主芯线2相绝缘层3填料4绝缘层5铅包层6衬垫7保护层8铠装 煤矿本质安全电路用聚乙烯绝缘钢丝编织铠装聚氯乙烯护套电缆 第五部分瓦斯隧道灯具及电气装置 第五部分瓦斯隧道灯具及电气装置 机电设备防爆 瓦斯工区使用的光电测距仪及其他有电源的设备 应采用防爆型 当采用非防爆型时 在仪器设备20m范围内瓦斯浓度必须小于1 安装后的机电设备 必须经过外观 防爆性能 操作性能的检查 合格后方可投入使用 机电设备应重点检查专用供电线路 专用变压器 专用开关 瓦斯浓度超限与供电的闭锁 局扇与供电的闭锁情况 供电线路应无明接头 无接头连接不紧密或散接头 有漏电保护装置 有接地装置 电缆悬挂整齐 防护装置齐全等 第五部分瓦斯隧道灯具及电气装置 第六部分瓦斯隧道门禁管理 第六部分瓦斯隧道门禁管理 人员进洞管理 进洞登记 进入瓦斯隧道的人员必须在洞口进行登记 衣着 严禁穿着易于产生静电的服装进入瓦斯工区 常见易产生静电面料 化学纤维面料都比较容易产生静电 天然纤维面料则不会 纯棉 麻等的是天然纤维 锦纶 涤纶 腈纶等是化纤 容易摩擦起电是化纤的特性 自带物品要求 打火机 火柴 手机禁止带入洞内 在洞外设置存放点 人员进洞前必须将上述物品存放在洞外 自救设备 进入瓦斯突出工区的作业人员必须携带个人自救器 自动升降栏杆和入场人员专用通道 第六部分瓦斯隧道门禁管理 进洞人员指纹登记 人员车辆进出监控系统 第六部分瓦斯隧道门禁管理 应急逃生灯视引导系统 安全预警指示系统系统 第六部分瓦斯隧道门禁管理 视频监控系统 第七部分隧道常见安全措施 第七部分隧道常见安全措施 开挖时粉尘的防止 钻孔作业安全注意事项 第七部分隧道常见安全措施 隧道通风 第七部分隧道常见安全措施 炮孔装药 第七部分隧道常见安全措施 爆破作业 第七部分隧道常见安全措施 找顶作业 第七部分隧道常见安全措施 锚杆安装 第七部分隧道常见安全措施 钢拱架安装 第七部分隧道常见安全措施 喷射砼施工 第七部分隧道常见安全措施 运输与人行通道 第七部分隧道常见安全措施 第七部分隧道常见安全措施 应急设备 第七部分隧道常见安全措施 个人安全设备 第七部分隧道常见安全措施 案例一 中铁十九局 10 29 兰渝线载人运输车辆溜逸事故 10月29日7时30分 由中铁十九局施工的黑山隧道 运输施工人员车辆因刹车失灵导致车辆翻车事故 事故造成24人死亡 4人重伤 严格遵守行车制度 杜绝类似事故的发生 第七部分隧道常见安全措施 案例二 董家山隧道瓦斯爆炸事故 将来穿行在这条隧道中去旅行的人们也许不会想到 这里曾经埋藏着44个开路工人兄弟的尸骨 2005年12月22日下午2时许 随着山体深处的两声巨响 44条生命随即消逝在四川省都江堰市境内的董家山隧道工程施工现场 集团 公司施工的隧道发生瓦斯爆炸事故 事故警示 每一起事故都流淌着血和泪 每一件事故都渗透着悔恨和痛楚 每一件事故背后都有一个惨痛的故事 安全事故警示 肺腑之言发生事故的诸多原因中 安全意识的淡薄是最致命的 最朴实的语言忠告 工作为了生活好 安全为了活到老 警示 安全 从自我做起 从点滴做起 从杜绝违章 从遵章守纪开始 关注安全 关爱生命 最后 感谢大家的聆听 不当之处欢迎交流