粟家湾隧道施工安全专项方案20130408.doc
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1、中交二航局南充化工园区铁路专用线项目粟家湾隧道高瓦斯隧道施工安全专项方案北京中矿基业安全防范技术有限公司2013年3月目录1、编制依据52、编制原则52.1 高效、适用原则52.2 安全原则63、适用范围64、工程概况64.1 工程简介64.2 地形地貌74.3地层岩性74.4地质构造及地震动参数84.5水文地质特征84.6工程地质条件94.7工程建设条件104.8施工总平面布置115、危险有害因素辨识与分析115.1 危险有害因素辨识115.1.1 危险、有害因素的识别原则115.1.2 危险、有害因素识别的方法125.1.3 危险、有害因素类别、产生原因和可能后果135.2 主要危险有害因
2、素危险性分析155.2.1瓦斯事故155.2.2 粉尘危害175.2.3 隧道火灾172.2.4 水灾185.2.5 冒顶片帮事故195.2.6 火药(炸药、雷管)爆炸及放炮事故195.2.7 运输事故205.2.8 隧道电气事故215.2.9 其它主要危险、有害因素235.3 主要危险、有害因素的存在场所245.4 事故隐患及其存在场所245.5 重大危险源辨识266、高瓦斯隧道施工安全专项方案276.1 瓦斯监测监控276.1.1 有毒有害气体监测276.1.2 通风系统监测296.1.3 系统建设306.1.4 监测监控系统的设备清单306.2 隧道监控量测316.3 超前地质预报316
3、.4 瓦斯隧道通风方案356.4.1通风要求356.4.2方案概述366.4.3通风计算376.4.4风机及风管配置386.4.5瓦斯浓度396.4.6通风管理396.5 供电、通讯、防雷406.6 机械的防爆性能改装426.7 防突方案437、施工安全管理措施477.1 瓦斯监控组织机构477.2 建立健全各种安全管理制度、岗位责任制,并确保有效实施487.2.1 总体要求487.2.2 部分瓦斯管理制度中应特别注意事项487.3 瓦斯监测施工管理措施647.4 应急救援预案697.4.1 应急预案适应范围697.4.2 应急救援组织机构697.4.3 项目应急救援人员组成707.4.4应急
4、救援组织管理职责717.4.5高瓦斯隧道瓦斯灾害的预测及特点747.4.6灾害的预防和应急措施767.4.7报警、监控系统和报告程序847.4.8 保护措施程序857.4.9信息发布867.4.10培训和宣传、演练867.4.11应急结束877.4.12后期处置877.5 其他安全管理措施888、瓦斯隧道施工安全技术措施898.1 瓦斯隧道施工工艺安全技术措施898.2 瓦斯隧道施工通风安全技术措施918.3 瓦斯检测安全技术措施938.4 瓦斯隧道机电设备(电气设备)安全技术措施:958.5 瓦斯隧道消防安全技术措施:978.6 瓦斯隧道施工人员安全技术措施:988.7 瓦斯隧道施工人员避险
5、系统988.8 瓦斯隧道煤与瓦斯突出安全技术措施991、编制依据1)铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002);2)铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008);3)铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009,J947-2009);4)铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设【2008】105号);5)防治煤矿瓦斯突出规定(煤炭工业出版社 2009);6)煤矿安全规程(煤炭工业出版社 2006);7)煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2007);8)煤矿安全监控系统通用技术要求(AQ6201-2006);9)关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见(安监管
6、协调字200456号);10)重大危险源辨识(GB18218-2009);11)粟家湾高瓦斯隧道施工组织设计中交二航局南充化工园区铁路专用线项目经理部12)设计文件资料以及其他国家有关安全技术操作规程、规范、标准、文件。2、编制原则2.1 高效、适用原则本方案能高效运行,适合本项目,能有效降低瓦斯隧道施工风险及指导施工;2.2 安全原则本方案的实施要安全,并能安全指导施工;3、适用范围本方案适用于中交二航局南充化工园区铁路专用线项目粟家湾隧道施工过程中的瓦斯的防治。4、工程概况根据新建南充化学工业园铁路专用线粟家湾隧道初步施工方案,粟家湾隧道工程概况如下:4.1 工程简介粟家湾隧道是南充化学工
7、业园区铁路专用线中次长隧道,是线路控制性工程,设计为单洞单线铁路专线隧道。隧道东起DK0+726,西至DK3+255,全长2529m。共设大避车洞兼电缆余长腔16个,小避车洞64个,绝缘梯车洞5个。隧道最大开挖宽度8.54m,开挖高度8.68m,最大开挖断面69.12m2;设计坡度为双向坡;最大埋深约200m。隧道进出口采用压入式通风,无轨运输;隧道明洞段采用明挖法施工,暗挖段采用锚喷构筑法施工,光面爆破法,台阶法开挖,仰拱超前拱墙施作,拱墙一次衬砌;级围岩地段设全环格栅钢架和拱部89管棚或42超前小导管加强支护。级围岩地段设全环格栅钢架和拱部22超前锚杆加强支护;级围岩局部岩层破碎段采用拱部
8、格栅钢架和拱部22超前锚杆加强支护。4.2 地形地貌本隧道位于南充市万家镇及老君镇境内,进口在南充市老君镇,出口位于粟家村村委会。隧道属侵蚀低山区,水平状岩层迭岭地貌。进口坡面平缓,地面坡度2535,局部有小陡坎。洞身穿越被枝状沟谷切割的长条状、桌状山梁,山顶平缓,地面横坡1020,沟壁达4560,局部为陡崖,多村落及耕地,地表多为柏树林及灌木荆藤。地面高程300540m,相对高差约240m。出口位于粟家村村委会,地势陡峻。年日平均气温17.1,年平均降雨量1200mm。进出口附近虽有便道相同,但路况差。4.3地层岩性隧道范围内覆盖层主要为第四系全新统坡洪积层(Q4dl+pl)、坡残积层(Q4
9、dl+el)、坡崩积(Q4dl+col)层松软土、粉质粘土、块石土,下伏基岩为侏罗系上统遂宁(J3s)泥岩、砂岩,各岩性由新到老由细到粗描述如下:松软土(Q4dl+pl):褐灰色、黄褐色、软塑,土质较均匀,黏性较强,成分为粉质黏土,厚1012m,层状分布于隧道进口弃渣场沟槽内,属级普通土。粉质黏土(Q4dl+el):褐黄色、硬塑状,含砂泥岩质角砾。主要分布于山坡缓坡及平台,一般厚02m,局部较厚。粉质黏土(Q4dl+col);褐黄色,硬塑状,含约20%的砂岩质块石,表层12m为耕植土;分布于隧道出口弃碴场斜坡上,厚815m。块石土(Q4dl+col);褐红色、紫红色,中密,潮湿,成分多为泥岩,
10、直径一般大于2m,含约10%左右的碎石及粉质粘土;分布于隧道出口,厚610m,属级软石料。泥岩夹砂岩(J3s):紫红、暗紫红色夹灰绿色条带、斑点,以泥岩为主,间夹中厚层砂岩,局部地段含少量的石膏。泥岩泥质结构,泥质胶结,厚层构造,节理不甚发育,表层岩体抗风化能力差,易风化剥落,遇水易软化;砂岩以紫红色为主,少量灰色,细粒结构,泥质胶结为主,少量钙质胶结,厚层巨厚层状,节理较发育。强风化带(W3)厚28m,局部较厚,节理发育,质较软,属级软石;弱风化带(W2),属级软石。4.4地质构造及地震动参数隧区位于西山向斜北西翼的单斜构造中,岩层产状稳定,地层近水平状,岩层倾角一般25,局部79,未见断层
11、构造。泥岩中节理发育,一般有两组,“X”状,多为闭合状,浅表有泥质充填。根据中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2001),地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。4.5水文地质特征1)地表水范围内无大的地表水系,主要为进出口地段的沟水,受大气降雨补给。2)地下水地下水主要有第四系空隙潜水和基岩裂隙水。 第四系孔隙水由于隧道范围内基岩普遍出露,覆盖层薄,故第四系土层孔隙水贫乏。 基岩裂隙水基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中,其中泥岩隔水性好,水量较小,多发育于浅层风化裂隙中;砂岩裂隙较发育,地下水相对较丰富,主要接受地表水及土壤中水下渗补给。3)地下水水质类型及侵
12、蚀性地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀,侵蚀等级为H1。4)隧道涌水量预算隧道平常涌水量Q平常=1500m3/d,雨季涌水量Q雨季=3000m3/d。4.6工程地质条件1)不良地质与特殊岩土本隧无特殊岩土,不良地质为有毒有害气体。根据西南石油大学提供的兰渝线浅层天然气分布特征咨询研究,隧道位于川东北油气田产区,油气层一般埋深20002800m。深层天然气等有害气体可能顺着岩层构造裂隙上逸,并在洞身范围基岩裂隙或缝隙中局部游散富集,形成气囊,具有随机性和不均匀性,危及隧道施工。紧邻本隧道的兰渝线广安支线图山寺隧道为高瓦斯隧道,施工阶段揭示最大瓦斯浓度为5.61%;对瓦斯监测数据分析,瓦斯超过铁路规范
13、规定的高瓦斯工区界限值(0.5m3/min)的时段,均集中在掌子面爆破后30分钟内,经过通风后,浓度逐渐降至安全范围内。根据隧道围堰情况分析,瓦斯存在于围堰裂隙、孔隙中,只在掌子面爆破后涌出,且涌出后浓度在较短时间通风后迅速降低,目前揭示的瓦斯涌出均不具有持续性和稳定的补给源,通过增加通风能力能够比较好的解决瓦斯浓度超标问题。鉴于此,本隧道推荐位高瓦斯隧道。2)工程地质条件评价隧道进出口地段基岩多裸露;隧道范围地表水不发育,地下水水位埋设较浅,水量较小,地下水对砼具有硫酸盐侵蚀性,环境作用等级为H1。隧道范围地层单斜、平缓,地质构造简单,但拱顶易坍塌、掉块。有毒有害气体是本隧道主要工程地质问题
14、。总体上工程地质条件较差。3)可能的瓦斯事故如果施工过程中瓦斯防治不到位,可能会引起瓦斯燃烧、爆炸、窒息等事故。4) 应对措施(1) 严格施工程序,加强过程控制;(2) 加强瓦斯监测,落实安全方案;(3) 成立瓦斯防治机构,配备相应人员,完善安全管理制度;(4) 制定防治措施并严格落实。(5) 对于该条件下相关要求的特殊工种,要持证上岗。4.7工程建设条件1)交通条件隧道进口位于南充市高坪区老君镇,紧邻兰渝广安支线,部分道路可利用原有道路该扩建,其余新建便道约2KM。2)施工用电粟家湾隧道进口DK0+726处线路右侧设置一台1000KVA变压器,出口DK3+255处线路左侧设置一台1000KV
15、A变压器,高压线分别由老君镇和万家乡支线引入。3)通讯条件隧道进口移动通讯信号较好,出口预设临时信号发射塔,可满足现场施工通讯条件。4)施工用水隧道进出口均有河流,长年流水,水质较好,施工用水可就近利用。隧道供水采用在进出口洞顶各设100m3高压水池1座,采用高压泵从河流抽入。供水管路采用100钢管,管节采用法兰连接。为防止河流干涸,隧道进出口搅拌站蓄水池作为备用水源。5)主要材料供应情况根据实际调查,砂石料主要从南充市嘉陵江河道购买,其中进口运距为27km,出口运距为33km。水泥、钢材等材料主要从外采购。6)施工场地粟家湾隧道进出口场地狭小,进口拌合站、生活区均设置在线路右侧小里程方向距进
16、口约500M处,出口生活区、拌合站设置在线路右侧大里程方向约200处。4.8施工总平面布置施工总平面布置详见粟家湾高瓦斯隧道施工组织设计。5、危险有害因素辨识与分析5.1 危险有害因素辨识5.1.1 危险、有害因素的识别原则 危险、有害因素的辨识原则是科学性、系统性、全面性和预测性。1)科学性危险、有害因素的识别是分辨、识别、分析确定系统中存在的危险,而并非研究防止事故发生或控制事故发生的实际措施。它是预测安全状态和事故发生途径的一种手段,这就要求进行危险、有害因素识别时,必须以安全科学理论作指导,使之能真正揭示系统危险、有害因素存在的部位、存在的方式、事故发生的途径及其变化的规律,并予以准确
17、的描述,以定性、定量的概念清楚地表示出来,用合乎逻辑的理论予以解释。2)系统性危险、有害因素存在于生产活动的各个方面。因此要对系统进行全面、详细的剖析,研究系统和系统及子系统之间的相互关系,分清主要危险、有害因素及其相关的危险、有害性。3)全面性识别危险、有害因素时不得发生遗漏,以免留下隐患。要从厂址、自然条件、总图运输、建构筑物、工艺过程、生产设备装置、特种设备、公用工程、设施、安全管理制度等各方面进行分析、识别;不仅要分析正常生产、操作中存在的危险、有害因素,还应分析、识别开车、停车、检修及装置受到破坏及操作失误情况下的危险、有害后果。4)预测性对于危险、有害因素,还要分析其触发事件,亦即
18、分析危险、有害因素出现的条件或可能的事故模式。5.1.2 危险、有害因素识别的方法1)为了有序、方便地进行分析,防止遗漏,宜按厂址、建筑物、物质、生产工艺及设备、辅助生产设施(包括公用工程)、作业环境等几个方面,分别分析其存在的危险、有害因素,列表登记,综合归纳。2)对导致事故发生的直接原因、诱导原因进行重点分析。3)对重大危险、有害因素,不仅要分析正常生产、运输、操作时的危险、有害因素,更重要的是要分析设备、装置破坏及操作失误可能产生严重后果的危险、有害因素。5.1.3 危险、有害因素类别、产生原因和可能后果由于高瓦斯隧道危险、有害因素复杂,在进行危险、有害因素识别时,一般以危险物质为主线,
19、并结合工艺过程及具体的作业条件、作业方式、使用的设备、设施及周围环境、水文地质等情况进行综合考虑。一般认为,高瓦斯隧道在生产过程中可能存在的危险、有害因素类别、产生原因及可能造成的后果,见表5-1。表 5-1 危险、有害因素识别表序号危险有害因素类别产 生 原 因可 能 后 果1瓦斯1)瓦斯爆炸配风不足;局扇供风不足;瓦斯异常涌出;防止瓦斯积聚措施不当;电器失爆;电气设备漏电、接地、过流保护失效;静电火花、机械摩擦火花、冲击产生火花;放炮未填充炮泥或炮泥长度不够;未使用煤矿安全炸药或毫秒雷管。形成二次火源,引起火灾、爆炸,爆炸冲击波造成人员创伤、死亡;设备毁坏、支架破坏,顶板冒落;通风系统破坏
20、;氧气浓度低,人员窒息,有毒有害气体增加,人员中毒死亡,群死群伤。2)瓦斯突出突出煤层未采取“四位一体”的防突措施或措施不当。巷道堵塞、人员和设备掩埋,通风系统破坏,瓦斯大量涌出,人员窒息死亡。3)瓦斯窒息、CO中毒开采容易自燃或自燃倾向性的煤层未采取防火措施或措施不当引起发火,产生CO;瓦斯监控系统故障或传感器故障,瓦斯积聚;孔洞等未通风或没有栅栏、禁入标志等。瓦斯大量存在,氧气浓度降低,呼吸困难、窒息,直至死亡。CO使人员中毒。2粉尘无防降尘措施或措施未发挥作用;采掘机械无喷雾降尘装置,转载点无喷雾洒水装置,回风巷无风流净化装置;干打眼,放炮未使用水炮泥或炮泥填充不符合要求;人员未戴防尘口
21、罩。长期吸入10m的呼吸性粉尘,进入肺泡,使肺组织发生病理学改变,引起尘矽肺病、矽肺病,丧失正常肺功能,带来疾病痛苦,缩短寿命。3爆破伤害爆破后过早进入工作面,盲炮处理不当或打残眼;装药或起爆工艺不合理或违章作业,炸药运输过程中强烈振动、摩擦;发爆器防爆性能差,失效;放炮未严格执行“一炮三检”制度,避炮距离不够;炸药、雷管库管不严。拒爆、早爆、自爆、迟爆引起飞石、冲击波对人体的伤害;或引起瓦斯爆炸,造成人员伤亡。4中毒窒息瓦斯异常涌出,瓦斯积聚;爆破后产生的炮烟和其它有毒气体;通风不畅;风量不足;放炮警戒标志不合理或没有标志;人员误入高瓦斯积聚区。人员中毒、窒息死亡。5顶底板灾害顶板岩石破碎,
22、底板岩层遇水膨胀;支护设计不合理,支护强度不够,没有及时支护;爆破参数设计不合理,爆破施工违章作业顶板大面积垮落、陷落和冒顶,无法正常生产,造成人员伤亡,财产损失。6火灾电气火灾、撞击火灾、静电火花、雷电等。无火灾防治措施或措施不当。烧坏生产设备和安全设施,燃烧产生大量CO,引起瓦斯爆炸,人员中毒窒息死亡。7水灾没有掌握水文地质资料;对原岩溶洞、裂隙等构造水体不清;排水设施、设备设计不符合规程要求;发现突水征兆时没有及时采取有效的探放水、防水措施;地面降雨量突然加大造成涌水量突然增大。设备损失,人员伤亡。8电气设备或设施伤害电气设备由于现场使用、维修不当,失爆,接地不良;电缆未采用阻燃材料,使
23、阻燃、防爆性能下降,会引起火灾或爆炸;配电线路、开关、熔断器、插销座、照明器具、电动机等安装、使用、维护、防雷不当。触电伤害,直接、间接烧伤,电流灼伤,甚至死亡。9施工作业伤害钻杆、钻机伤人;干打眼产生大量岩尘;爆破冲击波、飞石、拒爆、早爆、迟爆,爆炸火焰外泄,引起瓦斯爆炸;装载作业碰伤,岩石砸伤;作业飞石、挤伤、压伤;支护作业顶板、片帮垮落砸伤,支架垮落喷浆伤人。爆破火焰引起瓦斯爆炸;钻、爆、装、运、支机械伤人。10运输伤害运输车辆撞车、压行人;产生运输车辆撞压伤人事故,主要是行人在洞内精神不集中,没及时躲避,与车辆抢道或跳车,无人行道、躲避硐室和有设备器材堆积,司机操作失误等;疲劳失误、拌
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