摘要：文章介紹隧道中H2S氣體處理主要采取超前預(yù)報(bào)、結(jié)構(gòu)封閉、H2S氣體監(jiān)測(cè)檢測(cè)、施工安全控制、嚴(yán)用施工設(shè)備、制定應(yīng)急預(yù)案等綜合措施進(jìn)行處理，盡量杜絕人員的傷亡。

　　關(guān)鍵詞：隧道、硫化氫、處理、施工安全

　　Abstract: the article introduces the H2S gas processing main tunnel to advanced prediction, structure closed, H2S gas monitoring detection, construction safety control, and strict with the construction equipment, make emergency plans, and other comprehensive measures to deal with, as far as possible put an end to the personnel casualties.

　　Keywords: tunnel, hydrogen sulfide, processing, construction safety

　　一、硫化氫氣體的危害

　　硫化氫(分子式為H2S)氣體相對(duì)密度為1.19g/L,比空氣重，是含硫有機(jī)物分解或金屬硫化物與酸作用產(chǎn)生的一種無色、具有臭雞蛋味、易揮發(fā)、易溶于水的有毒有害氣體，具有可燃性和爆炸性。

　　硫化氫既是一種刺激性氣體，也是一種窒息性氣體。它主要作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)眼、上呼吸道粘膜有較強(qiáng)的刺激，易引起急性中毒。硫化氫濃度低時(shí)，發(fā)生頭昏、頭痛、惡心、嘔吐、全身虛弱、呼氣有硫化氫味、瞳孔縮小、反應(yīng)遲鈍、有時(shí)會(huì)發(fā)生肺炎、肺氣腫、尿中有蛋白出現(xiàn)。硫化氫濃度高時(shí)，吸入大量可使意識(shí)突然喪失、昏迷、窒息而死亡。

　　表一 不同濃度硫化氫氣體對(duì)人體的影響

　　濃度/(mg/m3 )接觸時(shí)間毒性反應(yīng)

　　1 400立即昏迷并呼吸麻痹而死亡,除非立即進(jìn)行人工呼吸;于此濃度時(shí)嗅覺立即疲勞,其毒性與氰氫酸相似

　　1 000數(shù)秒很快引起急性中毒,出現(xiàn)明顯的全身癥狀;開始呼吸加快,接著呼吸麻痹而死亡

　　76015～60 min可能引起生命危險(xiǎn)———發(fā)生肺水腫、支氣管炎及肺炎,接觸時(shí)間更長(zhǎng)者,可引起頭昏、惡心、興奮、步態(tài)不穩(wěn)、嘔吐、鼻和咽喉發(fā)干及疼痛、咳嗽、排尿困難等

　　3001 h可引起嚴(yán)重反應(yīng)———眼和呼吸道粘膜強(qiáng)烈刺激癥狀,并引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)抑制,6～8 min即出現(xiàn)急性眼刺激癥狀,長(zhǎng)期接觸可引起肺水腫

　　70～1501～2 h出現(xiàn)眼及呼吸道刺激癥狀,長(zhǎng)期接觸可引起亞急性或慢性結(jié)膜炎,呼入2～15 min 即發(fā)生嗅覺疲勞

　　30～40-雖臭味強(qiáng)烈,仍能忍耐,這是可能引起局部刺激及全身性癥狀的濃度

　　4～7-中等強(qiáng)度,難聞臭味

　　二、隧道中硫化氫氣體的賦存特點(diǎn)

　　硫化氫氣體多分布在富含硫酸鹽礦物(石膏)的碳酸鹽層系中，穿越此類地層的隧道，除直接揭露的煤層段含H2S等有害氣體外，在老窯、采空區(qū)、大的溶洞和封閉構(gòu)造裂隙帶均可能聚集H2S等有害氣體。

　　由于H2S氣體易溶于水，H2S氣體易與水一起溢出，所以雨季施工隧道中H2S氣體的溢出濃度會(huì)更大，危害也會(huì)體現(xiàn)的更為明顯。

　　三、硫化氫氣體的綜合處理

　　H2S氣體處理主要采取超前預(yù)報(bào)、結(jié)構(gòu)封閉、H2S氣體監(jiān)測(cè)檢測(cè)、施工安全控制、嚴(yán)用施工設(shè)備、制定應(yīng)急預(yù)案等綜合措施進(jìn)行處理。

　　1、H2S綜合處理措施

　　圖一 硫化氫綜合處理措施

　　(1)超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

　　煤層段、斷層、老窯、采空區(qū)、可溶巖段、大的溶洞和封閉構(gòu)造裂隙帶有可能聚集H2S氣體，成為重點(diǎn)的超前預(yù)報(bào)檢測(cè)區(qū)域。由于H2S氣體易與水一起溢出，利用超前預(yù)報(bào)的100m超前鉆孔及短距離驗(yàn)證孔，在孔口采用探測(cè)儀準(zhǔn)確地測(cè)量出前方H2S氣體的含量。

　　(2)施工通風(fēng)

　　優(yōu)化現(xiàn)有通風(fēng)方式，增加通風(fēng)設(shè)備。采用洞外通風(fēng)稀釋及洞內(nèi)抽排相結(jié)合的方式，將洞內(nèi)硫化氫氣體的含量降至安全濃度范圍內(nèi)。

　　防止H2S聚集的通風(fēng)措施：

　　1)通風(fēng)管出口距開挖面較遠(yuǎn)供風(fēng)不足造成H2S積聚時(shí)，及時(shí)接長(zhǎng)通風(fēng)管。

　　2)通風(fēng)管漏風(fēng)嚴(yán)重供風(fēng)不足造成H2S積聚時(shí)，及時(shí)修補(bǔ)或更換破損的通風(fēng)管，減少漏風(fēng)增加出口風(fēng)量。

　　3)H2S集中涌出而風(fēng)流速度較低容易造成H2S積聚時(shí)，使用空氣引射器加快風(fēng)流速度驅(qū)散H2S，根據(jù)具體H2S涌出情況隨時(shí)調(diào)整引射器出口方向，作到“哪高吹哪”，徹底消除H2S超限。

　　4)為防止車(人)行橫通道及其它預(yù)留通道、預(yù)留洞室、死角、塌腔地段H2S局部聚積，應(yīng)定時(shí)進(jìn)行通風(fēng)處理，可采用如下通風(fēng)措施：

　　a、用高壓風(fēng)管引出高壓風(fēng)驅(qū)散H2S;

　　b、增設(shè)風(fēng)管驅(qū)散H2S;

　　c、用氣動(dòng)局扇驅(qū)散H2S;

　　d、用壓氣引射器驅(qū)散H2S。

　　(3)H2S監(jiān)測(cè)檢測(cè)

　　H2S監(jiān)測(cè)由人工移動(dòng)式檢測(cè)和KJ90NA煤礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)組成，硫化氫主要監(jiān)控部位為隧道底部和離地面約1.5m高的位置。

　　(4)隧道結(jié)構(gòu)封閉

　　1)建筑材料封閉

　　H2S地段初期支護(hù)混凝土采用氣密性混凝土，其透氣系數(shù)不大于10-10cm/s;二次襯砌混凝土采用氣密性混凝土，其透氣系數(shù)不大于10-11cm/s。

　　2)施工縫封閉

　�、侪h(huán)向施工縫采用全環(huán)外貼式橡膠止水帶+全環(huán)中埋式橡膠止水帶+界面劑+襯砌內(nèi)表面水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。

　�、诳v向施工縫采用外貼式橡膠止水帶+中埋式制品型遇水膨脹橡膠止水條+界面劑+襯砌內(nèi)表面水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料抹面。

　�、圻厹蠙z查井設(shè)置密封墊圈、中心溝檢查井設(shè)置水封裝置防止H2S溢出。

　　3)注漿封堵

　　H2S段落先采取Φ89超前鉆孔釋放H2S氣體，再注入一定量的石灰水中和H2S氣體，最后注漿封堵。

　　(5)鉆孔引排

　　1)用超前鉆孔和炮孔引排H2S氣體。

　　圖二 排放孔布置示意圖

　　2)加密H2S段的環(huán)向盲管布設(shè)密度(每3m一道)，使H2S氣體盡快溶于水并通過環(huán)、縱向盲管及橫向?qū)�水管引排至排水溝�?/p>

　　(6)安全控制

　　通過建立H2S檢查管理體系，貫徹執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，抓好安全教育，做好安全管理，落實(shí)安全檢查、嚴(yán)控作業(yè)細(xì)節(jié)等措施確保施工安全。

　　(7)施工設(shè)備

　　1)所有電氣設(shè)備與作業(yè)機(jī)械必須使用防爆型。供電應(yīng)配置兩路電源及雙電源線路，其電源線上不得分接隧道以外的任何負(fù)荷。

　　2)通風(fēng)機(jī)應(yīng)配置備用風(fēng)機(jī)，并引入獨(dú)立雙回路電源。

　　3)隧道使用的機(jī)電設(shè)備，在使用期間除日常檢查外，尚應(yīng)按規(guī)定的周期進(jìn)行檢查。機(jī)電設(shè)備重點(diǎn)檢查專用供電線、專用變壓器、專用開關(guān)、H2S濃度超限與供電的閉鎖情況。供電線路應(yīng)無明接頭，接頭連接應(yīng)牢固、緊密不松散，有漏電保護(hù)及接地裝置，電纜懸掛整齊，防護(hù)裝置齊全等。

　　(8)施工應(yīng)急預(yù)案

　　施工單位應(yīng)建立相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，對(duì)隧道施工可能發(fā)生的H2S事故提前做出安排，明確應(yīng)急職責(zé)，識(shí)別應(yīng)急需求。開展應(yīng)急知識(shí)教育和應(yīng)急演練，防止出現(xiàn)因應(yīng)急行動(dòng)組織不力或現(xiàn)場(chǎng)救援工作的混亂無序而延誤事故的應(yīng)急救援時(shí)機(jī)，從而有效地避免或降低人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

　　1)工程處理措施

　�、偌訌�(qiáng)通風(fēng)

　�、陂_挖面噴混凝土封閉

　�、鄯忾]襯砌采用氣密性混凝土

　　2)安全防護(hù)措施

　　①根據(jù)超前鉆探探測(cè)定的硫化氫的濃度配備相應(yīng)的硫化氫監(jiān)測(cè)儀及防護(hù)裝置，并落實(shí)人員管理，使硫化氫監(jiān)測(cè)儀及防護(hù)裝置處于備用狀態(tài);

　�、谧鳂I(yè)環(huán)境設(shè)立風(fēng)向標(biāo);

　　③硫化氫重點(diǎn)檢測(cè)區(qū)設(shè)置醒目標(biāo)志;

　　④進(jìn)行檢修和搶險(xiǎn)作業(yè)時(shí)，攜帶硫化氫監(jiān)測(cè)儀和正壓式空氣呼吸器;

　　2、H2S段施工流程

　　(1)超前探孔

　　在地質(zhì)法、超前鉆孔及物探等綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，必須對(duì)H2S地段進(jìn)行超前鉆探，以標(biāo)定H2S的準(zhǔn)確位置，掌握其賦存情況。

　　(2)H2S處理

　　1)當(dāng)掌子面H2S濃度<150mg/m3，并滿足下列條件之一時(shí)，應(yīng)采取封堵措施：

　　①探孔揭示H2S隨鉆孔水溢出并符合注漿堵水條件。

　�、谔娇捉沂倦m不符合堵水條件，但掌子面H2S濃度在30~150mg/m3之間，維持正常通風(fēng)，4h后檢查孔口H2S濃度無減小趨勢(shì)。

　　2)探孔揭示不符合堵水條件，同時(shí)掌子面H2S濃度在30~150mg/m3之間，維持正常通風(fēng)，4h后檢查孔口H2S濃度雖有減小但掌子面H2S濃度仍大于10mg/m3時(shí)采取鉆孔排放措施。

　　3) 掌子面H2S濃度小于30mg/m3且不符合堵水條件時(shí)，加強(qiáng)通風(fēng)進(jìn)行自然排放。

　　4)掌子面H2S濃度大于150mg/m3時(shí)，則進(jìn)行變更處理。

　　四、結(jié)束語

　　硫化氫隧道遵循“超前預(yù)報(bào)、加強(qiáng)通風(fēng)、加強(qiáng)探測(cè)、結(jié)構(gòu)外封閉”的設(shè)計(jì)原則。結(jié)合施工安全控制、嚴(yán)用施工設(shè)備、制定應(yīng)急預(yù)案等綜合措施進(jìn)行處理，做到安全施工，安全生產(chǎn)，杜絕人員傷亡;希對(duì)類似工程有一定的借鑒作用。

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