【文章內(nèi)容簡介】 編錄是對引水洞設(shè)計地質(zhì)資料的有效補(bǔ)充和完善，同時可充分利用開挖揭示的地質(zhì)情況提高地質(zhì)預(yù)報準(zhǔn)確率。地質(zhì)編錄是超前地質(zhì)預(yù)報最基本的工作方法，也是地質(zhì)綜合分析取得第一手資料的重要手段，既反映開挖段的地質(zhì)變化特征，又預(yù)示著未開挖段一定范圍的地質(zhì)問題。為確保施工安全，成立超前地質(zhì)預(yù)報小組，配備相關(guān)專業(yè)人員和設(shè)備，超前水平鉆探方法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報工作，根據(jù)所獲得的信息調(diào)整隧道施工方案。地質(zhì)預(yù)報實(shí)施計劃安排施工時，我分部將把超前地質(zhì)預(yù)報納入施工工序，做到先探測、后施工，不探測，不施工。實(shí)施計劃總的思路是：采用超前水平鉆短距離鉆探，在設(shè)計高瓦斯地段布置5個孔進(jìn)行鉆探，每次鉆探50m，探明低瓦斯段布置1個孔長鉆探配合5個5m深短探孔進(jìn)行探測；同時加強(qiáng)常規(guī)地質(zhì)分析。 預(yù)報方法表地質(zhì)預(yù)報方法預(yù)報內(nèi)容長距離預(yù)報陸地聲納探測斷層破碎帶及不良地質(zhì)構(gòu)造短距離預(yù)報地表調(diào)查巖層產(chǎn)狀及其變化；構(gòu)造在隧道地表的表現(xiàn)；節(jié)理發(fā)育規(guī)律。地質(zhì)素描掌子面地質(zhì)素描及預(yù)報。超前水平地質(zhì)探孔為避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，廣泛采用超前水平探孔。紅外探水探測開挖面前方地下水情況（輔助預(yù)報手段）地質(zhì)雷達(dá)探測地下水、斷層及其影響帶（輔助預(yù)報手段）（1）地質(zhì)預(yù)報信息反饋地質(zhì)預(yù)報方法就是建立一個地質(zhì)信息系統(tǒng)，通過各種方法收集地質(zhì)信息，輸入信息處理系統(tǒng)，進(jìn)行綜合分析、判斷，并將處理結(jié)果反饋給施工現(xiàn)場，及時調(diào)整施工方法和參數(shù)。然后從施工過程中獲取新的地質(zhì)信息，更新地質(zhì)信息系統(tǒng)，經(jīng)處理后，再一次反饋給施工現(xiàn)場，如此往復(fù)。通過地質(zhì)信息系統(tǒng)的及時、準(zhǔn)確預(yù)報，為信息化施工提供決策依據(jù)。（2）地質(zhì)預(yù)報保證措施建立各種規(guī)章制度：為保證地質(zhì)預(yù)報工作的順利進(jìn)行，根據(jù)本工程的特點(diǎn)，制定《地質(zhì)超前預(yù)報組規(guī)章制度》、《預(yù)報組崗位職責(zé)》、《地質(zhì)超前預(yù)報組安全措施》、《預(yù)報組日常工作臺帳》，使預(yù)報組從始至終規(guī)范化、系統(tǒng)化、程序化，并根據(jù)施工情況和工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件加強(qiáng)預(yù)報工作，實(shí)施動態(tài)管理。建立嚴(yán)格的崗位責(zé)任制：隧道施工中的地質(zhì)超前預(yù)報關(guān)系到工程的安全、質(zhì)量和進(jìn)度。地質(zhì)預(yù)報作為一項工序納入施工過程中。預(yù)報組負(fù)責(zé)人是地質(zhì)預(yù)報的直接責(zé)任人，對預(yù)報工作負(fù)全責(zé)。嚴(yán)格崗位培訓(xùn)和持證上崗制度，及時整理預(yù)測資料，按規(guī)定時間將預(yù)測報告及時報上級部門。定期分析預(yù)報的準(zhǔn)確度，及時總結(jié)預(yù)報過程中不利因素，采取有力措施，消除影響，不斷提高工作水平。地質(zhì)預(yù)報工作管理：地質(zhì)預(yù)報由地質(zhì)專業(yè)工程師負(fù)責(zé)，施工、引水洞質(zhì)檢人員配合，進(jìn)行資料收集、統(tǒng)計、分析和編制信息預(yù)報成果，由技術(shù)負(fù)責(zé)人復(fù)核，并報設(shè)計，監(jiān)理。為修正支護(hù)參數(shù)，修改施工方法提供依據(jù)。不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對已披露的實(shí)際地質(zhì)情況與前期地質(zhì)預(yù)報內(nèi)容相比較，評估預(yù)報的準(zhǔn)確性，為以后的超前預(yù)報工作積累經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)分析、整理的地質(zhì)資料作為施工技術(shù)資料存檔。（3）地質(zhì)預(yù)報與施工的關(guān)系地質(zhì)超前預(yù)報施工的協(xié)調(diào)問題：實(shí)踐證明，地質(zhì)超前預(yù)報在隧道施工中發(fā)揮著十分重要的作用，為隧道施工安全、確保工程質(zhì)量和進(jìn)度提供可靠保障。與業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理等單位協(xié)調(diào)問題：施工地質(zhì)預(yù)報工作需各方面密切配合、協(xié)作，及時反饋和分析，為信息化施工提供有力支撐和保障。地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報小組將各項預(yù)報資料和數(shù)據(jù)及時反饋給設(shè)計單位，并大力協(xié)助設(shè)計單位做好設(shè)計變更所要求的全部配合工作。十五、瓦斯隧道管理與措施制度瓦斯概況瓦斯等有害氣體可能順著巖層構(gòu)造裂隙上逸，并在隧道洞身范圍基巖裂隙或縫隙中局部游散富集，形成氣囊，并具有隨機(jī)性和不均勻性，危及隧道施工。瓦斯性質(zhì)及危害瓦斯通常指甲烷，它是一種無色、無味的氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（氣溫為0℃，105 Pa ) ， kg， kg，因此，瓦斯比空氣輕，瓦斯有很強(qiáng)的擴(kuò)散性。隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛鹊姆植既Q于其涌出源的分布和涌出強(qiáng)度。當(dāng)無瓦斯涌出源時，瓦斯在洞內(nèi)斷面內(nèi)的分布是均勻的；當(dāng)有瓦斯涌出源時，在其涌出的側(cè)壁附近會出現(xiàn)瓦斯?jié)舛仍龈?，隧道頂板、冒落區(qū)頂部往往積聚高濃度瓦斯。施工中處理不當(dāng)將造成以下危害。⑴ 瓦斯窒息甲烷本身雖然無毒，但空氣中甲烷濃度較高時，就會相對降低空氣中氧氣，在壓力不變的情況下，當(dāng)甲烷濃度達(dá)到43％時，氧氣濃度就會被沖淡12%，人就會感到呼吸困難；當(dāng)甲烷濃度達(dá)到57%時，氧氣濃度就會降到9%，這時人若誤入其中，短時間內(nèi)就會因缺氧窒息而死亡。因此在隧道停通風(fēng)時，都必須及時封閉或設(shè)置柵欄，并懸掛“禁止入內(nèi)”的警標(biāo)，嚴(yán)禁人員入內(nèi)。⑵ 瓦斯的燃燒和爆炸當(dāng)瓦斯與空氣混合達(dá)到一定濃度時，遇到高溫火源就能燃燒或發(fā)生爆炸，一旦形成災(zāi)害事故，會造成大量作業(yè)人員的傷亡，嚴(yán)重影響和威脅安全生產(chǎn)，會給國家財產(chǎn)和職工生命造成巨大損失。瓦斯爆炸事故是瓦斯隧道五大自然災(zāi)害之首。瓦斯爆炸是一種熱一鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（也叫鏈鎖反應(yīng)）。當(dāng)爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源給予的熱能）后，反應(yīng)分子的鏈即行斷裂，離解成兩個或兩個以上的游離基（也叫自由基）。這類游離基具有很大的化學(xué)活性，成為反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行的活化中心。在適合的條件下，每一個游離基又可以進(jìn)一步分解，再產(chǎn)生兩個或兩上以上的游離基。這樣循環(huán)不已，游離基越來越多，化學(xué)反應(yīng)速度也越來越快，最后就可以發(fā)展為燃燒或爆炸式的氧化反應(yīng)。所以，瓦斯爆炸就其本質(zhì)來說，是一定濃度的甲烷和空氣中度作用下產(chǎn)生的激烈氧化反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)式為：從上式中看出：瓦斯在高溫火源作用下，與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二氧化碳和水蒸氣，并放出大量的熱，這些熱量能夠使反應(yīng)過程中生成的二氧化碳和水蒸氣迅速膨脹，形成高溫、高壓并以極高的速度向外沖出而產(chǎn)生動力現(xiàn)象，這就是瓦斯爆炸。（3）瓦斯爆炸必須具備下面3個基本條件。①一定的瓦斯?jié)舛韧咚贡ń缦蕖Ｍ咚贡ň哂幸欢ǖ臐舛确秶?，只有在這個濃度范圍內(nèi)，瓦斯才能夠爆炸，這個范圍稱為瓦斯爆炸的界限。最低爆炸濃度叫爆炸下限；最高爆炸濃度叫爆炸上限，在新鮮空氣中，瓦斯爆炸的界限一艇認(rèn)為是5%～16%。瓦斯在不同濃度時的燃爆特性。當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?％時，由于參加化學(xué)反應(yīng)的瓦斯較少，不能形成熱量積聚，因此，不能爆炸，只能燃燒。燃燒時，在火焰周圍形成比較穩(wěn)定的，呈現(xiàn)藍(lán)色或淡青色的燃燒層。當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到5%（下限），瓦斯就能爆炸州；濃度在5%～%時，爆炸威力逐漸增強(qiáng)；％時，因?yàn)榭諝庵械娜客咚购脱鯕舛寄軈⒓臃磻?yīng)，所以，這時的爆炸威力最強(qiáng)（這是地面條件下的理論計算。在隧道中，通過實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場測定，％左右。這是因?yàn)樗淼乐锌諝庋鯘舛葴p少，濕度較大，含有較多的水蒸氣，氧化反應(yīng)不可能進(jìn)行得十分充分的緣故）；％～16%（上限）時，爆炸威力呈逐漸減弱的趨勢；當(dāng)濃度高于16％時，由于空氣中的氧氣不足，滿足不了氧化反應(yīng)的全部需要，只能有部分瓦斯與氧氣發(fā)生反應(yīng)，所生成的熱量被多余的瓦斯和周圍介質(zhì)吸收而降溫，所以也就不能發(fā)生爆炸。②一定的引火溫度瓦斯爆炸的第二個基本條件是高溫火源的存在。點(diǎn)燃瓦斯所需的最低溫度，稱為引火溫度。瓦斯的引火溫度一般認(rèn)為是650～750℃。明火、煤炭自燃、電氣火花、赤熱的金屬表面、吸煙、放炮、安全燈網(wǎng)罩、架線火花、甚至撞擊和摩擦產(chǎn)生的火花等都足以引燃瓦斯。因此，采取一切措施消滅隧道存在火源是防止瓦斯爆炸的重要措施之一。③充足的氧氣含量實(shí)驗(yàn)表明，瓦期爆炸界限隨著混合氣體中氧氣濃度的降低而縮小，氧氣濃度降低時，瓦斯爆炸下限緩緩地提高，而瓦斯爆炸的上限則迅速下降，當(dāng)氧氣濃度降到12％，混合氣體中的瓦斯就失去了爆炸性，遇火也不會爆炸。由于氧氣含量低于12％時，短時間內(nèi)就能導(dǎo)致人窒息死亡，因此在正常生產(chǎn)的隧道中，采用降低空氣中的氧氣含量來防止瓦斯爆炸是沒有實(shí)際意義的。但是，對于已封閉的火區(qū)，采取降低氧氣含量的措施，卻有著十分重要的意義，因?yàn)榛饏^(qū)內(nèi)往往積存有大量瓦斯，且有火源存在，如果不按規(guī)定封閉火區(qū)或火區(qū)封閉不嚴(yán)造成大量漏風(fēng)，一旦氧氣濃度達(dá)到12％以上時，就有發(fā)生爆炸的可能。（4）瓦斯預(yù)報結(jié)合本隧道的特點(diǎn)及現(xiàn)在常用預(yù)報方法，本隧道的預(yù)報方法采用鉆孔方法。（5） 瓦斯排放a、加強(qiáng)通風(fēng)排放瓦斯通風(fēng)設(shè)計及通風(fēng)管理詳見“九”施工通風(fēng)。b、 瓦斯局部積聚處理在有瓦斯施工中可有如下防止瓦斯積聚的主要措施：①提高光面爆破效果，使隧道壁面盡量平整，既可減少瓦斯積聚空間，又可減小通風(fēng)阻力，達(dá)到通風(fēng)氣流順暢；②及時噴混凝土封堵巖壁的裂隙和殘存的炮眼，減少瓦斯?jié)B入隧道；③增大風(fēng)速，減少瓦斯積聚可能；④向瓦斯積聚部位送風(fēng)驅(qū)散瓦斯。在施工過程中，可采用以下方法向瓦斯積聚部位送風(fēng)驅(qū)散瓦斯：c．壓風(fēng)排除法在高壓風(fēng)管上接出分支，并在支管上設(shè)若干個噴嘴，利用壓風(fēng)將積聚的瓦斯排除，如下圖所示，當(dāng)掌子面發(fā)生塌方或涌水造成坍腔時，也可采用此方法防止瓦斯積聚。 壓風(fēng)排除瓦斯安裝示意圖d．采用引射器進(jìn)行排放引射器的基本原理是“孔達(dá)效應(yīng)”，以壓縮空氣作為能源，壓縮空氣進(jìn)入一個徑向的環(huán)形空間，在環(huán)形空間內(nèi)壓縮空氣得到膨脹，同時使流速提高。在此作用下可產(chǎn)生低壓和負(fù)壓而進(jìn)入設(shè)備的空腔。這樣，可使壓縮空氣在增壓管內(nèi)擴(kuò)散，然后以高速噴射出去驅(qū)散瓦斯。誘導(dǎo)進(jìn)入的氣體可以達(dá)到18～20倍的壓縮空氣體積。由負(fù)壓而產(chǎn)生的高速氣流軌跡是以紊流狀態(tài)流動，如下圖。環(huán)縫空氣引射器作用原理F、瓦斯監(jiān)測管理項目經(jīng)理部成立以項目經(jīng)理為組長的瓦斯檢測領(lǐng)導(dǎo)小組。檢測手段方面設(shè)置KJ101N型安全監(jiān)控系統(tǒng)和人工檢測相結(jié)合的雙保險方法。、 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)及性能介紹根據(jù)國內(nèi)煤礦系統(tǒng)和隧道工程的運(yùn)用情況,我們選定KJ101N型安全監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)接口、電源避雷器、信號避雷器、監(jiān)控分站、各類傳感器（如瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器、開停傳感器、硫化氫傳感器等）、饋電斷電器、電纜、接線盒等設(shè)備組成。如下圖所示：J101NJ安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖、 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計整個引水洞配備一套完整的安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備，模擬總線傳輸方式的KJ101N型安全監(jiān)控系統(tǒng)。在引水洞主洞的掌子面分別設(shè)計一臺瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器和一臺硫化氫傳感器，設(shè)計一臺風(fēng)速傳感器，防爆開關(guān)處設(shè)計斷電儀，在洞口（或值班室）設(shè)計一臺聲光報警器。隨著巷道的延伸，低瓦斯段每400米增加一臺瓦斯傳感器和一臺一氧化碳傳感器（含硫?qū)釉僭黾右慌_硫化氫傳感器），高瓦斯層段每400米增加一臺瓦斯傳感器和一臺一氧化碳傳感器（含硫?qū)釉僭黾右慌_硫化氫傳感器）。、設(shè)備布置根據(jù)上述設(shè)計方案，KJ101N型安全監(jiān)控系統(tǒng)自動感應(yīng)裝置在洞內(nèi)布置如下表所示： 引水洞內(nèi)關(guān)鍵部位傳感器布設(shè)一覽表（上、下游斷面分別一套）布設(shè)地點(diǎn)監(jiān)控內(nèi)容傳感器型號數(shù)量（臺）作用開挖工作面CH4GJG40H（A）1檢測工作面瓦斯?jié)舛菴OGTH500(B)1檢測一氧化碳濃度H2SGTH500(B)1檢測硫化氫濃度倒車洞CH4GJG40H（A）1檢測瓦斯?jié)舛然仫L(fēng)CH4GJG40H（A）1檢測瓦斯?jié)舛榷赐怙L(fēng)機(jī)開停1檢測風(fēng)機(jī)開停狀況、設(shè)備配置隨著引水洞掌子面的不斷延伸，該設(shè)計方案的設(shè)備配置如下： 設(shè)備配置表（單個掌子面）序號產(chǎn)品名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1工控機(jī)IPC810臺12監(jiān)控軟件KJ101套13分站KJ101F8臺34數(shù)據(jù)傳輸接口KJJ46臺25紅外瓦斯傳感器GJG40H（A）臺96一氧化碳傳感器GTH500(B)臺47硫化氫傳感器GTL(A)臺48風(fēng)速傳感器KGF15臺29洞內(nèi)遠(yuǎn)程饋電斷電器KDG3K臺210信號避雷器KHX90臺211電源避雷器KHD90臺112兩通接線盒JHH2個2513三通接線盒JHH3個1514信號電纜MHYV1*4*7/KM15屏蔽通訊電纜MHYVP1*2*7/KM516地面聲光報警器臺117UPS備用電源STK1000/2h臺人工檢查地點(diǎn)與檢查次數(shù)的規(guī)定.1隧道瓦斯檢查的主要地點(diǎn)。隧道所有開挖工作面、局部塌方地點(diǎn)、倒車洞室，使用中的機(jī)械電氣設(shè)備的設(shè)置地點(diǎn)，有人員作業(yè)的地點(diǎn)，瓦斯?jié)舛瓤赡艹藁蚍e聚的地點(diǎn)都應(yīng)納入檢查范圍。具體地點(diǎn)有：引水洞總回風(fēng)、一翼回風(fēng)、水平回風(fēng)、塌方區(qū)回風(fēng)；開挖工作面，倒車洞、局部通風(fēng)機(jī)及其開關(guān)附近，回風(fēng)中機(jī)械電氣設(shè)備附近；其他有人員作業(yè)的地點(diǎn)等。.2瓦斯及二氧化碳檢查次數(shù)%以下時每小時檢查1次，%以上時每30分鐘檢查1次。有煤（巖）與瓦斯突出危險的采掘工作面，有瓦斯噴出危險的采掘工作面和瓦斯涌出量較大、變化異常的工作面必須有專人經(jīng)常檢查，并安設(shè)甲烷斷電儀。開挖工作面，二氧化碳濃度應(yīng)每班至少檢查2次；有煤（巖）與瓦斯突出危險的開挖工作面，二氧化碳涌出量較大、變化異常的開挖工作面必須有專人經(jīng)常檢查二氧化碳濃度。、3各地點(diǎn)瓦斯?jié)舛鹊囊?guī)定A．隧道任一地點(diǎn)回風(fēng)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^ ％或二氧化碳濃度超過 1。0 ％時，必須停止工作，撤出人員，采取措施，進(jìn)行處理。B．在局部通風(fēng)機(jī)及其開關(guān)附近20m以內(nèi)風(fēng)流中，％時，方可人工開啟局部通風(fēng)機(jī)。C．對因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被切斷電源的電氣設(shè)備，％以下，方可通電開動。D．停工區(qū)內(nèi)瓦斯或二氧化碳濃度達(dá)到 ％而不能立即處理時，必須24h內(nèi)封閉完。.4控制火源方案⑴ 防止明火方案①禁止在洞口、通風(fēng)機(jī)房周圍20 m以內(nèi)使用明火、吸煙或用火爐取曖。②嚴(yán)禁攜帶煙草、點(diǎn)火物品和穿化纖衣服進(jìn)洞；嚴(yán)禁攜帶易燃品進(jìn)隧道。③隧道內(nèi)禁止使用電爐或燈炮取暖。④不得在引水洞內(nèi)和洞口洞內(nèi)從事施焊作業(yè)。如必須在隧道內(nèi)從事電焊、氣焊和使用噴燈焊接時，每次都必須制