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1、公路隧道硫化氢防治技术摘要：硫化氢是一种毒性较大的腐蚀性气体，具有强烈的神经毒性，对粘膜有 强烈刺激作用。低浓度的硫化氢气体对呼吸道及眼的局部刺激作用明显；短期内 吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽 喉部灼热感、咳嗽、胸闷、头痛、头晕、乏力、意识模糊等，浓度越高，全身性 作用越明显，表现为中枢神经系统症状和窒息状。高浓度的硫化氢气体可直接抑 制呼吸中枢，引起窒息而死亡。硫化氢气体通常存在于岩层裂隙或溶洞中，硫化 氢气体在地层压力作用下已形成为压缩性气体，一旦释放出来硫化氢气体浓度超 过容许浓度会造成职业危害。关键词：公路隧道；硫化氢；防治；措施1、工程概况米
2、仓山特长隧道开工建设又开辟一条成都至汉中的连接通道，缩短了陕西与 川东北地区巴中、南充等的距离，并可进一步加强四川与西北、华中地区的经济 联系。米仓山隧道主洞施工里程为右线K39+734K45+800段、左线ZK39+699 ZK45+800段，线路全长右线6.066km，左线6.101km。2015年3月6日米仓山隧道右洞在施工至K40+851时，洞内立架班组及喷浆 班组施工人员出现眼睛红肿、疼痛、视力模糊、皮肤瘙痒蜕皮等症状，经汉中市 医院确诊为有害气体伤害。3月 9日汉中市环境监测中心站监测硫化氢含量为206 mg/m 3 ，超出最高容 许浓度10mg/m3约20倍（汉市环监（2015）
3、第36号）报告。继续停工，购买 压缩氧自救器及防毒面具、购买自动探测和人工检测仪。3月12日汉中市环境监测中心站监测硫化氢含量为704mg/m3，超出最高容 许浓度 10mg/m3 约 70 倍（汉市环监（2015）第 55 号）报告。进洞人员配备压 缩自救器及防毒面具，左右洞掌子面洒碳酸钠溶液并各增加一台11KW局扇。2. 硫化氢气体基本知识2.1 硫化氢气体知识硫化氢是一种无机化合物，有特殊的臭蛋气味，这种气味的感觉阈值因人而 异，相当程度上取决于个体的敏感性。极易溶解于水，标准状况下水中溶解度为 2.6.标准状况下的密度是1.5392g/L，是空气的1.19倍。硫化氢化学性质不稳定， 在
4、空气中可氧化二氧化碳，在空气中燃烧产生淡蓝色的火焰，与空气混合时会发 生爆炸，其爆炸极限的体积比是4%44%。由于现行隧道设计与施工规范缺乏硫 化氢有害气体最高允许浓度标准，一般建议最高允许浓度为 6.6ppm。2.2 硫化氢气体常见的化学反应（1）硫化氢燃烧与爆炸在空气中点燃硫化氢生成二氧化硫和水：2H2S + 3O2 =2SO2 + 2H2O。若空气 不足或温度较低时则生成单质硫和水。硫化氢气体在空气中的体积分数为4%44%时点燃会发生爆炸。当硫化氢在 空气中的体积分数为20%时，即硫化氢与氧气体积比约为5： 4反应式： 2H2S + O2 T 2S + 2H2O和S+O2 TSO2，所以
5、反应会产生硫，水和二氧化硫。当硫化氢在 空气中占到 40%，氧气充分的话可充分燃烧，爆炸威力最强。然而空气中氧气只 占到 21%，所以一般硫化氢气体不会充分燃烧，遇热反应生成硫，硫在氧气补充 充足的情况下会发生二次燃烧生成二氧化硫。3. 硫化氢气体的检测仪器 工程施工中硫化氢气体的检测仪器主要有以便携式、泵吸式硫化氢检测仪和 在线式硫化氢检测报警器。工程中常用便携式CD4多参数气体测定器，该检测仪 主要对一氧化碳（CO）、氧气（02）、硫化氢（H2S）及甲烷（CH4）气体浓度的 测定和报警。检测现场中所测气体浓度超标，仪器可进行声光报警。4. 硫化氢气体危害与防治标准 由于现行隧道设计与施工规
6、范缺失硫化氢有害气体最高允许浓度标准和防治 措施相关方面内容，查阅相关文献资料，根据工作场所有害因素职业接触限值 第 1 部分 化学有害因素 （GBZ 2.1-2007）和煤矿安全规程（2011） 要求， 硫化氢最高容许浓度为 6.66PPM（ 10mg/m3）。5 有害气体综合治理5.1 成立硫化氢管理领导小组加强本标段硫化氢安全施工管理，根据目前硫化氢气体情况编制了硫化氢气 体施工专项方案和应急预案，成立了硫化氢气体管理领导小组，全面负责本标段 硫化氢防治工作安排。5.2 加强硫化氢气体监测根据对隧道内硫化氢气体浓度检测结果来分析，安排专人用硫化氢气体检测 仪器，对洞内硫化氢气体进行了时时
7、监测，随时掌握洞内硫化氢气体浓度的变化。 经检测。人工检测实行三班倒 24 小时连续检测，每班三人，确保掌子面、模板台车 随时有一名专职硫化氢检测员，另一名硫化氢检测员巡回在横通道、断面变化处 检测。带班作业人员及工班长进洞必须随身携带便携式瓦检仪，做到对作业工作 面瓦斯浓度即时监测。人工检测频率：正常工序工作地段各作业面每小时检测一 次，特殊工序如电焊作业、防水板焊接、塌方处理等重点部位，必须保证全过程 检测。对各种通风死角每班进洞检测一次。对硫化氢浓度超过6.6ppm地段，必 须加强检测，增加检测的频率为每20分钟一次，如检测发现硫化氢浓度超 15ppm （30mg/m3）时，应立即报警，
8、停止超标区所有工作，组织超标区域人员 撤出，切断电源，加强通风，待该区域硫化氢浓度降低到 6.6ppm 以下时，方可 恢复正常施工。米仓山隧道自动监控系统选用重庆研发的隧道施工无线视频、语音及综合参 数监控系统。建立隧道无线施工安全管理监控系统包含视频、人员管理、语音对 讲及火灾报警、综合参数监测项目。自动监测最主要的三个目的：一是有毒有害 气体报警，及时发现警情，提示值班人员按预案进行及时处理；二是取证，提供 发生异常事故后视频图像数据分析的依据并备案；三是及时发现并阻止人为的破 坏活动。5.3 加大施工通风能力和通风管理通过巷道式通风、大功率压入通风机和硫化氢气体涌出段巷道中增设射流风 机
9、等方式，加速巷道内风速，加强通风措施，所有风机必须处在不间断的高速运 转状态下，保证风量满足，确保洞内空气循环速度。用通风稀释的方法将硫化氢 气体浓度。5.4采用注浆进行封堵 根据硫化氢气体易溶于水、易挥发的物理性质，及隧道内硫化氢气体来源于 岩体裂隙中和地下水的特点，且地下水作为硫化氢的载体，采用5m深的径向注 浆和超前预注浆封堵岩层裂隙及地下水，主要对隧道轮廓线外侧 3mm 范围进行 封堵，减少硫化氢气体的溢出量，注浆封堵材料采用水泥水玻璃浆液。5.5 超前钻孔探测及预排放硫化氢气体对地质资料提供有水或断层、裂隙多预计有硫化氢气体积聚的地段，采用施 作超前长探孔，探测及预排放硫化氢气体，防
10、止硫化氢气体大量突出，以保证爆 破时的安全。同时沿隧道掌子面打设加深炮孔，每隔1.5m钻56m长的深孔， 孔径70mm，预排放岩体中局部裂隙中硫化氢气体，保证开挖施工安全。5.6 在掌子面打钻施工用水中掺入碳酸钠隧道掘进施工采用的是钻爆法，钻孔时为了排碴、抑制粉尘和冷却钻具，在 钻进过程中要通过中空钻杆持续向钻孔区持续注水。为了减少排放到掌子面的硫 化氢气体量，就要增加硫化氢气体在液体中的溶解度，溶解度增大了硫化氢气体 在液体溶解量，这样就可以有效减少在钻孔作业时排放到掌子面的硫化氢气体。 采用钻机在隧道掌子面上钻取炮孔时，将通过中空钻杆向钻孔区注水改成注低腐 蚀性的pH值在911之间且呈强碱
11、弱酸性的碳酸钠(Na2CO3)水溶液。这样钻孔 过程中，溶解于碳酸钠(Na2CO3)水溶液中的硫化氢(H2S)与溶液中的碳酸钠 (Na2CO3)发生化学反应。这样能明显增加钻孔过程中排出的硫化氢气体在水中的 溶解量，从而能有效减少在钻孔过程中排放到掌子面作业区的硫化氢气体量。6. 结语米仓山特长隧道洞内施工人员、机械设备较多，隧道既有瓦斯又有硫化氢、 且浓度较高。利用硫化氢气体比空气重，易溶于水的特点，采用化学和物理措施 有效减少隧道施工掌子面区域的硫化氢气体排出量，确保安全生产。参考文献1 陈伯宪.小间距隧道施工技术浅析J.中国港湾建设.2006(06)2 霍东发，许国泰.浅析公路路基拓宽工程中的施工J.科技资讯.2011(08)
