隧道有毒有害气体检测设备功能与监测专项方案

迪庆州维西(塔城)至德钦公路改建工程茨中隧道工程

隧道有害气体检测设备及监测

专项方案

编制：

复核：

审核：

施工单位：核工业华东建设工程集团公司迪庆州维西(塔城)

至德钦公路改建工程茨中隧道工程

项目经理部

二0一五年五月十二日

目录

一、工程概述................................................................................ - 2 -

二、编制依据................................................................................ - 2 -

三、监测目的及内容 ...................................................................... - 3 -

四、生产过程中常见的有毒、有害气体.............................................. - 4 -

五、隧道中的有毒、有害气体极限浓度参数........................................ - 6 -

六、仪器的功能及使用说明............................................................. - 7 -

五、有害气体监测管理 ................................................................. - 24 -

六、监测及数据整理分析 .............................................................. - 24 -

七、有害气体综合治理 ................................................................. - 27 -

八、具体要求.............................................................................. - 29 -

隧道有害气体检测设备及监测专项方案

一、工程概述

茨中隧道设计为单洞双向双车道隧道，起讫桩号：K192+195～K194+615，长2420m，属长隧道。隧道最大埋深567.83m。隧道区域地处青藏高原南延部分的横断山脉中。经过多期次的地质构造运动地层岩性受到挤压褶皱、断裂破碎、变质等作用。特别受到东边F1大石头断裂带和西边F2茨中断裂带的强烈影响，隧道围岩节理裂隙、小断裂、褶皱发育岩体破碎，多以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主，只有埋深较大，风化较弱处有少量的Ⅲ级围岩。隧道处于澜沧江左岸的陡坡中，滑坡段海拔高度在1865～2280m间，为构造剥蚀、江水侵蚀的高山地形地貌。坡度很陡，最大可达65°,地形变化极大。设计为无瓦斯隧道，为预防有害气体突出，避免灾害性事故发生,加强对有害气体的监测,用监测信息指导隧道施工,同时对有害气体进行综合治理。

二、编制依据

1.《公路隧道施工技术规范》（JTJ042—94）

2.《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076—95）

3.《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)

4.《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）

5.《作业场所空气中粉尘浓度测定方法》GB5748 - 85

6.《公路水运工程安全生产监督管理办法》(交通部2007年第1号)

7.《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》建质[2009]87号

8.《建设工程安全生产管理条例》国务院令（第393号）

9.《煤矿安全规程》

10.《防治煤与瓦斯突出细则》

11.《项目工程施工组织设计》

12.项目施工设计图纸及实际情况

三、监测目的及内容

（一）监测目的

1、防止在隧道施工过程中,有害气体超限带来危险,确保人身、机械和工程安全。

2、根据有害气体的含量高低、浓度多少,采取相应的技术措施。

3、检验技术措施效果,正确指导隧道施工。

4、为瓦斯隧道施工积累经验。

（二）监测内容

瓦斯是煤矿井巷和隧道施工中，从煤层、岩层和隧道围岩中逸出的各种有害气体（其中主要成份是俗称沼气的甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氮、重烃及其化合物，包括乙烷、丙烷、丁烷等气体）的总称。是大量植物沉积埋藏在地下深处，在缺氧情况下经地层高温高压的作用下在进入煤的变质碳化过程中产生的气体。

瓦斯通常在碳质岩内或者附近发现，尤其在煤层、页岩和含油层以及其他产生瓦斯的岩石上的多孔地层，另外在泥炭、有机粉砂和有机体在潮湿环境下腐烂的地方也会有瓦斯存在。瓦斯可以沿断层、节理或者多孔岩石横向通过相当一段距离。如果被覆盖的不渗水地层限制，瓦斯会在湖和水下累积。

瓦斯通常以气压袋形式存在，当气压袋被刺破(如钻眼）后，由于稳定的渗入、严重散发或者突然涌入，在开挖区域将有瓦斯出现：伴随一定煤层中的地质扰动，瓦斯也会以强烈爆发的形式（通常含有大量煤尘）产生。溶在地下水中的瓦斯气体进入隧道后，气体会从水中释放出来，进入隧道空气中。

根据茨中隧道有害气体的实际情况,瓦斯(CH4) 、一氧化碳(CO) 、二氧化碳(CO2) 作为主要监测对象,而把一些含量低、浓度小的有害气体作为辅助监控对象。

四、生产过程中常见的有毒、有害气体

在生产过程中对财产与人的健康、生命造成危害的因素大体上可以分为物理、化学与生物三方面。其中化学因素的影响危害性最大。而有毒有害气体又是化学因素中最普遍、最常见的部分。

有毒有害气体分为可燃气体与有毒气体两大类。有毒气体又根据他们对人体不同的作用机理分为刺激性气体、窒息性气体和急性中毒的有机气体三大类。

其中刺激性气体包括氯气、光气、双光气、二氧化硫、氮氧化物、甲醛、氨气、臭氧等气体。刺激性气体对机体作用的特点是对皮肤、黏膜有强烈的刺激作用，其中一些同时具有强烈的腐蚀作用。刺激性气体对机体的损伤程度与其在水中的溶解度与作用部位有关。一般来说，水溶性大的化学物，如氯气、氨气、二氧化硫等对眼和上呼吸道迅速产生刺激作用，很快出现眼和上呼吸道的刺激症状；水溶性较小的化学物，如光气、二氧化氮等，对下呼吸道及肺泡的作用较明显。刺激性气体造成的病变的严重程度除化学物本身的性质外，最重要的是与接触化学物的浓度和时间密切相关。短期接触高浓度刺激性气体，可引起严重急性中毒，而长期接触低浓度则可造成慢性损伤。急性刺激性气体中毒通常先出现眼及上呼吸道刺激症状，如眼结膜充血、流泪、流涕、咽干、咳嗽、胸闷等症状，随后这些症状可减轻或消失，经过几小时至3天不等的潜伏期后症状突然重现，很快加重，严重者可发生化学性支气管肺炎、肺水肿，表现为剧烈咳嗽、咯白色或粉红色泡沫痰、呼吸困难、发绀等，可因肺水肿或并发急性呼吸窘迫症等导致残废。

窒息性气体包括一氧化碳、硫化氢、氰氢酸、二氧化碳等气体。这些化合物进入机体后导致的组织细胞缺氧各不相同。一氧化碳进入体内后主要与红细胞的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，以致使红细胞失去携氧能力，从而组织细胞得不到足够的氧气。氰化氢进入机体后，氰离子直接作用于细胞色素氧化酶，使其失去传递电子能力，结果导致细胞不能摄取和利用氧，引起细胞内

窒息。甲烷本身对机体无明显的毒害，其造成的组织细胞缺氧，实际是由于吸入气中氧浓度降低所致的缺氧性窒息。硫化氢进入机体后的作用是多方面的。硫化氢与氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁结合，抑制细胞呼吸酶的活性，导致组织细胞缺氧硫化氢可与谷胱甘肽的巯基结合，使谷胱甘肽失活，加重了组织细胞的缺氧另外，高浓度硫化氢通过对嗅神经、呼吸道黏膜神经及颈动脉窦和主动脉体的化学感受器的强烈刺激，导致呼吸麻痹，甚至猝死。

急性中毒的有机溶剂有正己烷、二氯甲烷等。上述有机挥发性化合物同以上无机有毒气体一样，也会对人体的呼吸系统与神经系统造成危害，有的致癌，比如苯。由于有机化合物大多为可燃的物质，所以对于有机化合物的检测以前大多检测他的爆炸性，但有机化合物的最低爆炸极限远远大于它的MAC（空间最大允许浓度）的值。也就是说，对有机化合物的毒性进行检测是必要的，也是必须的。

可燃性气体的危害主要是气体燃烧引起爆炸，从而对财产与人的生命造成危害。但可燃气体发生爆炸必须具备一定的条件。一定量的可燃气体、足够的氧气与点燃的火源。以上三个条件缺一不可。通常将可燃气体发生爆炸的气体浓度称为最低爆炸极限，一般用LEL表示。不同的可燃气体具有不同的LEL。

五、隧道中的有毒、有害气体极限浓度参数

隧道中的常见有毒、有害气体极限浓度参数如下表所示：

六、仪器的功能及使用说明

我国有害气体监测技术发展较快,目前部分煤矿已采用全自动电脑监控,但其成本较高。根据茨中隧道实际情况和经济比较等,在确保监测准确的前提下,选用四合一便携式气体检测报警仪。