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1、瓦斯隧道安全技术培训瓦斯隧道安全技术培训目录目录n n隧道内空气的组成隧道内空气的组成n n一起瓦斯事故一起瓦斯事故n n瓦斯的基本性质瓦斯的基本性质n n瓦斯隧道施工安全技术措施瓦斯隧道施工安全技术措施隧道内空气的组成隧道内空气的组成围绕地球表面的空气层统称为大气，它是由干空气和水蒸汽组成。地面空气中除水蒸气的比例变化较大外，其它气体成分相对比较稳定，即使时间地点和海拔高度发生变化，对其影响也不明显。它由氧气（O2），氮气（N2），二氧化碳（CO2）3种主要气体组成。按体积百分比计算，这3种气体比例为：20.96%（O2）；79.00%（N2）；0.04%（CO2），此外地面空气中还含有数量
2、不等的微生物和尘埃等，但因其对空气成分影响极小，通常忽略不计。二、隧道内的空气大气进入隧道后，其组成成分变化不大时称为新鲜空气。当经历了物理、化学变化后，空气成分种类增多，组分比例发生变化，其质量也发生较大变化，此时称其为污浊空气。隧道内空气主要成分除氧气(O2)、氮气(N2)、 二氧化碳(C02)、水蒸汽 (H20)以外，还混入各种有害气体：如沼气(CH4) 一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、二氧化硫(S02)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)和粉尘等。1 1、氧气、氧气氧气是无色、无臭、无味、无毒和无害的气体。易与其 他物质氧化，并能助燃产生C02和CO。氧气是人赖以生存的 必需物质，
3、当空气中的氧气的体积浓度降到15时，人呼 吸急促，脉搏加快；当降到10时，就可能使人因缺氧而 休克。隧道中氧气含量按体积计不得小于20%。2二氧化碳(CO2)二氧化碳对人的呼吸道有刺激作用。当肺泡中二氧化 碳增多时，能刺激人的呼吸神经中枢，引起呼吸频繁，呼 吸量增加。但空气中二氧化碳浓度过高时，会相对地减少 氧的浓度，使人中毒或窒息。二氧化碳对人体的影响与其 浓度有关。浓度为1时，呼吸感到急促；浓度增加到5 时，呼吸感到困难，同时有耳鸣和血液流动很快的感觉； 浓度达1020时，呼吸将处于停顿状态和失去知觉；当 浓度高达2025时，人将中毒死亡。隧道内空气中二氧化碳最高允许浓度为0.5%。3一氧
4、化碳(CO)CO是一种对血液、神经有害的气体。CO随空气吸入体 后，通过肺泡进入血液，并与血液中的血红蛋白结合。CO与 血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200300倍。 一氧化碳与血红蛋白结合成碳氧血红蛋白，不仅减少了血球 携氧能力，而且抑制、减缓氧和血红蛋白的解析与氧的释放 。CO对人的危害主要取决空气中CO的浓度和与人的接触时间 （见表1 空气中C0浓度与人体反应的关系）。CO还可导致心 肌损伤，对中枢神经系统特别是锥体外系统也有损害。隧道内空气中，一氧化碳最高允许浓度为 0.0024%(24ppm)。表1 空气中C0浓度与人体反应的关系空气中空气中COCO的浓度的浓度 (ppm)
5、(ppm)接触时间接触时间 (min)(min)人体反应人体反应5050150150国际通用标准100100120120中度头痛，眩晕250250120120严重头痛，眩晕5005009090恶心、呕吐、虚脱100010006060昏迷10000100005 5死亡4硫化氢(H2S)硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋味的有毒气体，易溶于水 。隧道内的H2S主要是由硫化矿物水化和有机物腐烂所产生 的，有些岩石中也能释放硫化氢。硫化氢的毒性，即使吸入微量时也会引起头疼、目眩， 中毒的进一步扩展会诱发支气管炎。此气体对眼睛剌激强烈 ，会引起结膜炎和角膜炎。此外，即使微量时，也会立即感 觉到臭味，在空气中停留
6、一会就会使嗅觉麻痹，即使达到危 险浓度也不会感觉出来，这一点要特别注意。隧道内空气中硫化氢最高允许浓度0.00066%(6.6ppm)。5 5二氧化硫二氧化硫(S02) (S02) 二氧化硫为无色气体，具有强烈的硫磺气味及酸味，比二氧化硫为无色气体，具有强烈的硫磺气味及酸味，比 空气的相对密度大，易积聚在隧道底部，易溶于水。隧道内空气的相对密度大，易积聚在隧道底部，易溶于水。隧道内 含硫矿物氧化、燃烧及在含硫矿物中爆破都会产生含硫矿物氧化、燃烧及在含硫矿物中爆破都会产生SO2SO2，含，含 硫岩层也会涌出硫岩层也会涌出SO2SO2。SO2 SO2能被眼结膜和上呼吸道粘膜的富水粘液吸收，刺激能被
7、眼结膜和上呼吸道粘膜的富水粘液吸收，刺激 眼粘膜和鼻咽等粘膜；在潮湿的矿内，能与空气中水分结合眼粘膜和鼻咽等粘膜；在潮湿的矿内，能与空气中水分结合 缓慢地形成硫酸缓慢地形成硫酸H2SO4H2SO4，使其刺激作用更强。当空气中浓度，使其刺激作用更强。当空气中浓度 为为0.30.31ppm1ppm时，健康人可由嗅觉感知，使呼吸道轻度收缩时，健康人可由嗅觉感知，使呼吸道轻度收缩 。隧道内空气中二氧化硫最高允许浓度为隧道内空气中二氧化硫最高允许浓度为0.0005%(5ppm)0.0005%(5ppm)。6 6氨气氨气(NH3) (NH3) 氨气为无色和有剧毒的气体，易溶于水，对人体有毒氨气为无色和有剧
8、毒的气体，易溶于水，对人体有毒 害作用。氨气的来源主要有：炸药爆破，隧道内发生火灾害作用。氨气的来源主要有：炸药爆破，隧道内发生火灾 或爆炸，有机物的氧化腐烂，部分岩层中涌出等。或爆炸，有机物的氧化腐烂，部分岩层中涌出等。氨气剧毒，它能刺激皮肤及上呼吸道，而引起咳嗽、氨气剧毒，它能刺激皮肤及上呼吸道，而引起咳嗽、 头晕，严重时失去知觉，以致死亡。头晕，严重时失去知觉，以致死亡。隧道内空气中氨气最大容许浓度为隧道内空气中氨气最大容许浓度为0.004%(40ppm)0.004%(40ppm)。7 7二氧化氮二氧化氮(NO2)(NO2)隧道内空气中氮的氧化物主要是隧道内空气中氮的氧化物主要是NO2N
9、O2，在高温下呈红褐，在高温下呈红褐 色，有刺激性，易溶于水生成色，有刺激性，易溶于水生成HNO3HNO3。洞内进行爆破作业时。洞内进行爆破作业时 产生一系列氮的氧化物，在空气中被氧化为产生一系列氮的氧化物，在空气中被氧化为NO2NO2，此外内燃 机械、焊接、隧道内火灾也产生氮氧化物。由于由于NO2NO2易溶于水生成易溶于水生成HNO3HNO3，所以对眼、鼻腔、呼吸道，所以对眼、鼻腔、呼吸道 有强烈的刺激作用，对肺组织起破坏作用，含量有强烈的刺激作用，对肺组织起破坏作用，含量0.006%0.006%时，时， 短时间内咳嗽，胸部发痛；含量短时间内咳嗽，胸部发痛；含量0.01%0.01%时，剧烈咳
10、嗽、呕吐时，剧烈咳嗽、呕吐 、神经系统麻木；含量、神经系统麻木；含量0.025%0.025%时，短时间内即可死亡。时，短时间内即可死亡。隧道内空气中二氧化氮最高允许浓度为隧道内空气中二氧化氮最高允许浓度为 0.00025%(2.5ppm)0.00025%(2.5ppm)。8沼气(CH4) 沼气是一种无色、无味、无臭的气体，比空气的相对沼气是一种无色、无味、无臭的气体，比空气的相对 密度轻，难溶于水，扩散性较空气高密度轻，难溶于水，扩散性较空气高1.61.6倍。虽然无毒，但倍。虽然无毒，但 当浓度较高时，会引起窒息。不助燃，但在空气中具有一当浓度较高时，会引起窒息。不助燃，但在空气中具有一 定浓
11、度并遇到高温定浓度并遇到高温(650(650750750) )时能引起爆炸。时能引起爆炸。 9其它有害物质隧道内空气中除上述有害气体外，还含有其它一些有隧道内空气中除上述有害气体外，还含有其它一些有 害物质，如粉尘、柴油烟等。粉尘对人体的危害不能忽视害物质，如粉尘、柴油烟等。粉尘对人体的危害不能忽视 ，可以引起尘肺病。，可以引起尘肺病。一、隧道工程特别重大瓦斯爆炸事故一、隧道工程特别重大瓦斯爆炸事故n2005年12月22日14日40分，四川省都江堰 至汶川高速公路董家山隧道工程发生特别 重大瓦斯爆炸事故，造成44人死亡，11人 受伤，直接经济损失2035万元。四川都汶高速公路董家山隧道工程四川
12、都汶高速公路董家山隧道工程 “12.22“12.22“特别重大瓦斯爆炸事故特别重大瓦斯爆炸事故n1.工程及灾区概况该项目建设单位为四川都汶公路有限责任公司，由四川 省交通厅公路规划勘察设计研究院设计，铁科院（北京）工 程咨询有限公司监理，中铁一局集团有限公司承建。施工都 汶路c合同段的中铁一局集团第四工程有限责任公司，是中 铁一局集团有限公司的控股子公司。317国道都汶公路都江堰至映秀段高速公路工程项目位于 都江堰市玉堂镇和紫坪铺镇境内，其主要工程是董家山隧道 。该隧道为平行双洞隧道，左线全长4090m，右线4060m， 由中铁一局集团第四工程有限责任公司施工隧道进口端左线 2550m，右线2
13、515m。左洞于2004年3月1日开工，右洞于 2004年4月1日开工，计划竣工日期为2007年3月底。合同总 造价2.15亿元，其中隧道部分造价1.5亿元。 灾区概况截至2005年12月22日，发生事故的董家山隧道右洞进口 端累计完成开挖1487m（上半段开挖至k14+872，下半段开挖 至k14+860）衬砌1419m（k14+804）。2005年10月12日，右 洞开挖至k14+872处时，发现k14+790-k14+872段初期支护变 形超限，当即停工直到22日。从10月17日开始，施工单位按 照四方（建设、设计、监理、施工）会勘纪要对变形地段初 期支护进行拆换，12月19日变形地段初
14、期的拆换处理到距掌 子面5m处。由于该处初期支护前上方出现漏斗状空腔并伴有 股状水流出（水流直径约为5cm），12月19日、20日四方再 次对现场进行了会勘，研究制订了塌方处理方案并形成会勘 纪要。20日-21日，施工单位按照四方会勘纪要对塌腔内进行 了喷射混凝土支护，但空腔继续扩大，22日零点班已与掌子 面连通，至少形成了5米深的空腔，空腔内并伴有掉块现象 。 事故经过2005年12月22日白班共有43人陆续进入右洞作业。其中 ，喷射混凝土施工5人，施做锚杆前的准备工作8人，浇筑 二次衬砌混凝土11人，2号横洞出渣1人（救护队到达之前 企业施救出洞），瓦检员2人，洞内运输6人，技术员1人，
15、以上人员（34人）均已死亡。另风筒工陈思贵10：00至11 ：00停风接好风筒，11：00时恢复供风，至事故发生时仍 处于供风状态（现场勘察风筒被撕成碎片，即是事故发生 时正处于供风状态的表征），陈思贵于11：20时出洞口； 架设拱架工4人14：20下班出洞；右洞工区主任杜福杰、施 工队长林传生、监理鲁建辉、技术员周立涛也到现场检查 ，检查后先后出洞。14：40右洞发生瓦斯爆炸事故。事故发生地点 事故地点（爆源点）：右线隧道模板台车附近。 爆源点距洞口420.5m(k14+805.5)，离地面高度0.45m， 距左侧洞壁2.1、右侧洞壁8.Om. 事故类别事故类别：经现场勘察、询问事故有关当事
16、人，并 对事故原因进行技术分析和论证，认定四川都江堰-汶川 高速公路董家山隧道工程右线隧道特大伤亡事故为一起 瓦斯爆炸事故。瓦斯涌出目前隧道工程施工地段正处于煤系地层，瓦斯涌出量 增大。据调查在掌子面进行拱架连接筋焊接施工时，多次 出现局部轻微燃烧情况。在进行二次衬砌浇筑作业时，防 水板内瓦斯浓度较高。爆炸事故当天22：30，救护队探险 侦察到达右洞掌子面，检测此处气体浓度为：一氧化碳 3000ppm、顶部瓦斯浓度97、温度22。 冲击现象在洞内模板台车附近的遇难工人有被高温火焰严重灼 伤痕迹；经对遇难人员进行尸检鉴定，所有遇难人员都是 受爆炸和爆炸冲击致死；其中右洞口外1名工人被冲击波抛 至160m远。右线隧道洞内多台不同用途车辆受高压冲击波冲击严重 变形；洞口外一台重约70吨的模板台车被高压冲击波移位 47m，且严重变形。引爆火源经现场勘察、技术分析和论证，认定右线隧道内模板 台车使用普通电器设备，电器产生火花引爆瓦斯，导致事 故发生。在模板台车内1.5m处，离地1.6m高的位置
