關(guān)于高瓦斯隧道施工用電管理技術(shù)研究

褚雄偉

（中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司 山西太原 030012）

關(guān)于高瓦斯隧道施工用電管理技術(shù)研究

褚雄偉

（中鐵十二局集團(tuán)第二工程有限公司 山西太原 030012）

在隧道施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到瓦斯地層，如果沒有妥善的處理，很有可能引發(fā)一些安全事故，由于瓦斯這種氣體的特殊性質(zhì)，一旦爆炸其后果難以估量，不僅會(huì)影響施工的進(jìn)度和質(zhì)量，同時(shí)也威脅了施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文主要分析高瓦斯隧道施工用電管理技術(shù)。

危險(xiǎn)性；高瓦斯隧道；措施；用電管理

在瓦斯隧道施工過(guò)程中，如何管理和防止瓦斯成為了重頭戲，近些年來(lái)頻發(fā)的安全事故，大多數(shù)都發(fā)生在瓦斯隧道施工當(dāng)中，為此許多人都失去了寶貴的生命，這既阻礙了經(jīng)濟(jì)效益的提高，同時(shí)也不利于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，不利于維持社會(huì)的穩(wěn)定。因此，我國(guó)需要在有限的時(shí)間內(nèi)，找到管理和防止瓦斯的有效措施，既達(dá)到解除安全威脅的目的，同時(shí)有提高了瓦斯隧道施工的進(jìn)度，保證瓦斯隧道施工的質(zhì)量。

1 隧道瓦斯產(chǎn)生的形式與危害性

在地下隧道工程，瓦斯是一個(gè)比較重要的地質(zhì)災(zāi)害，甲烷是其最主要的成分，這種輕于空氣的氣體往往在高空洞中和隧洞頂部通風(fēng)不良的地方聚積，從而形成不易稀釋或者擴(kuò)散的沼氣帶，或者以氣團(tuán)的形式在隧道頂部緩慢移動(dòng)。

1.1 瓦斯產(chǎn)生的形式

瓦斯產(chǎn)生的數(shù)量會(huì)隨著隧道穿越巖層煤化程度的提高而增多，不同的煤層的含瓦斯量也不盡相同，其中含量最高的要數(shù)無(wú)煙煤。隨著煤化程度大大超過(guò)無(wú)煙煤的時(shí)候，瓦斯的含量也會(huì)驟減，直至達(dá)到石墨階段。這些氣體主要是由煤的變質(zhì)過(guò)程產(chǎn)生的，并且在巖層和煤層中得以保存，當(dāng)開挖隧道的過(guò)程中，會(huì)或多或少的對(duì)巖層和煤層造成孔洞、裂縫等影響，這就給瓦斯的泄露造成了“可乘之機(jī)”，這也是吸附瓦斯轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x瓦斯的主要過(guò)程。隧道工程中瓦斯的產(chǎn)生形式主要有四種：

（1）非受壓狀態(tài)下緩慢滲，瓦斯會(huì)從掌子面涌出，或者在油水的地方以水泡的形式涌出，隨著掘進(jìn)速度的加快，瓦斯的總量會(huì)逐漸增大，隨著大氣壓的不斷增加，瓦斯的總量會(huì)逐漸減少，隨著時(shí)間的不斷推移，瓦斯會(huì)逐漸減少其逸出量。

（2）受壓狀態(tài)下的噴出，大量的瓦斯聚集在斷層中或者是地層中，在隧道掘進(jìn)或鉆孔的過(guò)程中，這些蓄積的瓦斯會(huì)由噴出狀態(tài)代替原來(lái)的持續(xù)涌出狀態(tài)，盡管這種噴出狀態(tài)維持的時(shí)間比較短，但是會(huì)在瞬間增加隧道瓦斯的濃度。此外，有的巖層滲出含有大量的瓦斯，其噴出的時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)。

（3）受壓狀態(tài)下突然沖破巖石大量涌出狀態(tài)稱為突出。當(dāng)出現(xiàn)涌出征兆的時(shí)候，巖層會(huì)受到大量高壓瓦斯的壓迫，突然破石而出。

（4）溶于地下水中的甲烷，瓦斯會(huì)隨著施工開挖或者隧道涌水從水中釋放。

1.2 瓦斯的主要危害

（1）瓦斯窒息。盡管瓦斯是無(wú)毒的，但是空氣中的瓦斯含量高于43%的時(shí)候，人們就會(huì)因?yàn)檠鯕獾慕档投_始窒息；當(dāng)空氣中瓦斯含量高于57%的時(shí)候，氧氣的含量就大大降低，僅僅只有9%，在這種情況下已經(jīng)無(wú)法滿足人們的呼吸求，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)在造成人員窒息死亡。

（2）瓦斯燃燒。當(dāng)洞內(nèi)瓦斯?jié)舛却笥?%，低于爆炸底線5%的時(shí)候，這種混合氣體當(dāng)中，較大的氧氣濃度在遇到火的時(shí)候很容易燃燒，誘發(fā)火災(zāi)事故。

（3）瓦斯爆炸。瓦斯爆炸的后果不可估量，瞬間會(huì)產(chǎn)生非常高的溫度，其范圍在1900～2650℃，如果是在相對(duì)封閉的空間發(fā)生瓦斯爆炸，其產(chǎn)生的溫度會(huì)更高，伴隨著高溫而來(lái)的勢(shì)必就是巨大的壓力，在隧洞內(nèi)形成強(qiáng)大的沖擊波并反復(fù)傳播。此外，瓦斯爆炸還會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和有害氣體，凡是在瓦斯爆炸波及范圍內(nèi)的工作人員都會(huì)受到不同程度的撞傷和燒傷，情節(jié)嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致死亡。

2 高瓦斯隧道用電潛在危險(xiǎn)性

在高瓦斯隧道中，時(shí)常發(fā)生安全事故，其中用電安全是最主要的誘因。在施工運(yùn)行的過(guò)程中，如果電線線路超出了負(fù)荷，在關(guān)閉啟動(dòng)設(shè)備的瞬間就會(huì)產(chǎn)生火花。當(dāng)瓦斯達(dá)到一定的濃度，遇到明火，極有可能誘發(fā)瓦斯爆炸。現(xiàn)階段，在部分施工過(guò)程中，金絲雀常常被帶進(jìn)隧道中，其目的就是充分利用金絲雀對(duì)瓦斯的敏感度，在人類的感官還無(wú)法檢測(cè)瓦斯?jié)舛鹊臅r(shí)候，金絲雀能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)瓦斯，并被致暈死，在這種情況下及時(shí)的撤退施工人員可以有效的減少損失。此外，有效防止瓦斯事故離不開對(duì)有效的用電管理。在高瓦斯隧道施工當(dāng)中，嚴(yán)格要求進(jìn)洞的電氣設(shè)備，只有符合相關(guān)的條件和要求才準(zhǔn)許進(jìn)洞施工。

3 高瓦斯隧道施工用電管理措施

3.1 保證電源穩(wěn)定性

減少明火，即電火花出現(xiàn)的頻率，可以通過(guò)減少關(guān)閉、啟動(dòng)設(shè)備的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。在高瓦斯隧道施工中所使用的機(jī)械通常有較高的功率，較大的耗電量，很有可能由于高頻率的施工而導(dǎo)致主線路突然斷電，這樣既影響施工進(jìn)度，同時(shí)也帶來(lái)一定的安全隱患。因此，一般情況下，雙電源供電是高瓦斯隧道常用的一種供電方式，在自備電源和公共電網(wǎng)用電當(dāng)中安裝自動(dòng)切換裝置，其目的就是確保切換電源的及時(shí)性。這里需要格外注意的是，自備電源供電對(duì)象是有特殊要求的，僅僅適用于照明設(shè)備、瓦斯監(jiān)測(cè)儀器以及供風(fēng)機(jī)等等，在遇到停電的情況下，施工人員必須及時(shí)撤離。

3.2 保證電線線路穩(wěn)定性

供電工作只要在保證線路穩(wěn)定的前提下才能夠保持持續(xù)的工作狀態(tài)，在高瓦斯隧道施工中對(duì)電線路有特殊的要求。在選擇交流電壓在450～750V及以下的各種移動(dòng)電氣設(shè)備的電纜要選擇不延燃橡套電纜。這種橡套表面可以承受較大的機(jī)械外力，因此，在各種大型施工現(xiàn)場(chǎng)中被廣泛的應(yīng)用。同時(shí)具備一定保護(hù)性和抗腐蝕性的橡套，即便是在惡劣的環(huán)境下依然可以持續(xù)使用，但是這種橡套并不是完美無(wú)缺的，其對(duì)溫度有非常高的敏感性，要嚴(yán)格控制電纜工作環(huán)境的溫度，最高溫度為65℃，一般情況下最好不要超過(guò)60℃。

3.3 保證檢漏繼電器正確安裝并運(yùn)行

在用電過(guò)程中，檢漏繼電器可以在發(fā)現(xiàn)用電違規(guī)現(xiàn)象的時(shí)候及時(shí)的切斷電源，為用電安全提供良好的保證。因此，安裝檢漏繼電器是非常必要的：①將兩個(gè)級(jí)別不同的檢漏繼電器設(shè)置在分路隔爆開關(guān)和總隔爆開關(guān)之間，根據(jù)具體的要求來(lái)設(shè)置不同檢漏繼電器額定漏電動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間和額定漏電動(dòng)作電流。②在負(fù)荷側(cè)裝置檢漏繼電器。③嚴(yán)格把控檢漏繼電器的質(zhì)量。

3.4 定期檢查

確保用電安全離不開定期檢查，在檢修的過(guò)程中，必須暫停所有用電設(shè)備，其目的就是為了防止在檢修的過(guò)程中出現(xiàn)明火。專業(yè)的檢修保修包括防止引燃瓦斯的措施，嚴(yán)格把控所有檢測(cè)人員的素質(zhì)和技能，做到持證上崗，對(duì)所檢修的設(shè)備負(fù)責(zé)到底。如果在這一過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了故障設(shè)備，應(yīng)該及時(shí)的更換或處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

高瓦斯隧道施工相較于其他工程項(xiàng)目施工而言，具有比較高的危險(xiǎn)性，施工中最重要的工作內(nèi)容就是保證施工人員的人身安全。因此，有效的控制洞內(nèi)施工用電管理就顯得尤為必要了，嚴(yán)格遵守國(guó)家法律法規(guī)和操作規(guī)范，確保用電管理技術(shù)的貫徹落實(shí)，提高工作效率和工作質(zhì)量，為安全施工提供保障。

[1]雷建中，陳培軍.高瓦斯隧道施工用電管理技術(shù)[J].四川水力發(fā)電，2010，29（z1）：17～19.

[2]王磊.高瓦斯隧道施工臨時(shí)用電管理技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（33）：193.

[3]郝俊鎖，王會(huì)軍，王廣宏，等.鐵路高瓦斯隧道施工臨時(shí)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與可靠性探討[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2014（1）：27～30.

U445.1

A

1004-7344（2016）15-0139-02

2016-5-10

褚雄偉（1985-），男，湖北云夢(mèng)人，助理工程師，本科，研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化，從事機(jī)電設(shè)備管理工作。