浅析隧道施工过程中有害气体产生的原因及防范措施

北京波恩仪器公司致力于隧道能见度、一氧化碳、氮氧化物等气体检测仪器的研制。

隧道内若有有害气体，如不重视，不仅影响施工人员的身体健康，还可能给隧道工程造成毁灭性的伤害。因此有害气体的防治是隧道施工的重点，而监测则是采取防治措施的依据。

一、隧道有害气体的综合治理

目前对隧道内有害气体的综合治理,主要是采用超前探测、排放、通风、防护、注浆止气及气密性混凝土封闭等方法。

（1）超前探测、排放

利用地质超前预报对开挖面至前方范围进行超前探测,了解其地层构造、含气状况,

（2）通风

通风是降低有害气体浓度、防止有害气体积聚的有效手段;通风可以不断向洞内送入新鲜空气,排出有害气体和降低粉尘浓度,从而改善洞内施工环境,确保洞内施工安全和人体健康,提高生产效率。

（3）防护

如隧道瓦斯等有害气体含量高，应做好以下防护措施：

隧道内机电设备均采用防爆型,在有害气体含量高的地段施工，作业人员必须携带个体自救器；

因公路隧道断面大,在有害气体含量高的地段,洞内任何一处瓦斯浓度超过1%时,则洞内必须停止施工,人员撤出；

洞内不能停止通风,必须有备用电源；

采取注浆止气法，对有害气体含量高的地段,为施工及营运安全,采用小导管注浆封闭周边围岩裂隙,防止有害气体渗漏。

二、隧道有害气体监测系统概述

隧道有害气体的监测以《隧道安全规程》、《公路隧道施工规范》为主要依据，并根据上述“规程、规范”要求进行有害气体监测、控制，按照《作业场所空气中粉尘浓度测定方法》及常规有害气体测定方法执行。

三、监测目的

防止在隧道施工过程中，有害气体超限带来危险，确保人身、机具和工程的安全。

根据有害气体的含量高低、浓度大小，采取相应的技术措施。

检验技术措施效果，正确指导隧道施工。

四、系统功能

根据隧道有害气体的复杂性，把困扰施工的瓦斯、硫化氢、一氧化碳和二氧化碳作为主要的监测对象，而把一些含量低、浓度小的有害气体作为辅助监控对象。

隧道有害气体监测设备实时监测隧道掌子面硫化氢，一氧化碳，二氧化碳数据，在值班室电脑上显示，并对异常情况自动报警。防范因隧道有害气体浓度过高，导致安全隐患。

五、系统工作原理

本系统主要是采集隧道的瓦斯浓度、一氧化碳浓度及风机运行等参数，在地面机房进行24小时不间断监测；并在以上参数异常的情况下自动报警，并切断工作电源，达到隧道安全生产的目的。系统工作原理如下图：

六、系统组成

系统主要由三部分组成：

（1）地面中心站

地面中心站是整个系统的大脑，只要用于设置、实时显示并存储隧道的环境参数。地面中心站主要由监控主机、系统软件、数据传输接口和其它计算机周边设备组成，并包含防雷设备。

（2）隧道分站

分站主要是为传感器提供电源和接收传感器数据，并把数据通过通讯线路传输到地面主机。分站由大、中、小三种类型，方便用户根据需要进行选择。

（3）传感器及控制器

传感器主要是采集隧道的环境参数，传感器的种类比较多，如：瓦斯、一氧化碳、风速、烟雾、粉尘、开停、馈电等。

控制器是系统断电的执行器，在异常情况下接收分站发来的断电信号，切断隧道的工作电源，防止意外事故的发生。

系统结构如下图：