家竹箐隧道是國(guó)鐵集團(tuán)瓦斯含量最高的長(zhǎng)大隧道之一，位于南昆鐵路威（舍）紅（果）段的魯番站與上西鋪站之間。隧道全長(zhǎng)4990米，穿越煤礦系地層長(zhǎng)達(dá)1157米，包含26層厚度大于0.5米的煤層，煤層厚度通常在1.0至4.0米之間，最厚可達(dá)10.7米。這些煤層具有較高的瓦斯含量，最高可達(dá)27立方米/噸，且瓦斯壓力較大，最大達(dá)到1.585兆帕。由于隧道的高瓦斯特性，運(yùn)營(yíng)期間采用電力牽引，這給隧道的安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了極大挑戰(zhàn)。
建設(shè)背景
家竹箐隧道是國(guó)鐵集團(tuán)瓦斯含量最高的長(zhǎng)大隧道，位于南昆鐵路威（舍）紅（果）段的魯番站與上西鋪站之間。隧道全長(zhǎng)4975米。隧道洞身有1085米是煤系地層，主要煤層共14層，各煤層瓦斯壓力測(cè)算值大多超過(guò)0.6Mpa，最高的達(dá)到1.34Mpa。煤炭部門(mén)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》指出，當(dāng)煤層瓦斯壓力超過(guò)0.6Mpa時(shí)，已存在煤與瓦斯發(fā)生“突出”的危險(xiǎn)。據(jù)測(cè)算，隧道施工通過(guò)煤層時(shí)，瓦斯涌出量最多達(dá)到每小時(shí)349立方米。因此，家竹箐隧道屬高瓦斯有突出危險(xiǎn)的隧道，其施工難度和危險(xiǎn)性，在我國(guó)鐵路隧道建設(shè)史中還沒(méi)有先例。
設(shè)計(jì)特點(diǎn)
家竹箐隧道在設(shè)計(jì)中，采取了預(yù)抽預(yù)排、封閉坑壁、加強(qiáng)通風(fēng)、杜絕火源、噴灑清掃、降低煤塵等一系列安全防范措施。為降低通風(fēng)阻力，使盡可能多的新鮮空氣進(jìn)入洞內(nèi)，以降低瓦斯?jié)舛龋淼赖倪M(jìn)口工區(qū)和斜井工區(qū)設(shè)置一個(gè)平行導(dǎo)坑和兩座斜井，通過(guò)大型通風(fēng)機(jī)抽吸作用形成強(qiáng)大的巷道式通風(fēng)。使施工中掘進(jìn)工作面的瓦斯?jié)舛仍谕L(fēng)以后不大于1%，回風(fēng)道（平行導(dǎo)坑）瓦斯?jié)舛炔淮笥?.75%，洞內(nèi)任何地點(diǎn)風(fēng)速不小于0.5m/s。為防止瓦斯在坑道角隅聚集停留，掘進(jìn)工作面配置風(fēng)水噴霧器，驅(qū)散瓦斯并降低煤塵。家竹箐隧道在施工中，采用了“一探二測(cè)三排四驗(yàn)，震動(dòng)放炮，安全避難。”的防突措施。
運(yùn)營(yíng)管理
家竹箐隧道設(shè)有瓦斯通風(fēng)機(jī)房，瓦斯通風(fēng)機(jī)房藏在隧道上方無(wú)人知曉的大山深處，這里有全路唯一的特殊崗位 —— 隧道通風(fēng)工。這是一個(gè)看不見(jiàn)鐵路與火車的崗位，卻關(guān)系千萬(wàn)旅客的生命安全，容不得半點(diǎn)馬虎。工人時(shí)刻需要對(duì)配電室內(nèi)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行全面檢查，觀察通風(fēng)機(jī)電壓電流數(shù)值變化情況。有時(shí)候，一天需要啟動(dòng)7至8次通風(fēng)按鈕。47歲的陳德芬和她的丈夫朗懿參與修建了該隧道后，又在這里已經(jīng)堅(jiān)守了19年，每天負(fù)責(zé)給家竹菁隧道通風(fēng)，為一列列火車提供安全的運(yùn)行環(huán)境。
通車及影響
南昆鐵路采用電力機(jī)車牽引，機(jī)車受電弓與接觸網(wǎng)之間經(jīng)常產(chǎn)生高壓電弧火花，另外列車制動(dòng)閘瓦產(chǎn)生摩擦火花、客車餐車所產(chǎn)生的明火，對(duì)瓦斯而言都是危險(xiǎn)的火源。對(duì)于家竹箐這樣的高瓦斯隧道，盡管在襯砌結(jié)構(gòu)上巳采取了一系列的封閉措施，但考慮到設(shè)計(jì)施工很可能存在一些不完善之處，仍然會(huì)有一些瓦斯氣體滲漏到隧道中來(lái)，并逐步積累。又由于家竹箐隧道長(zhǎng)度近5公里，自然通風(fēng)作用不足以沖淡和帶出洞內(nèi)瓦斯，天長(zhǎng)日久，積累的瓦斯?jié)舛热绯^(guò)0.5%，對(duì)行車安全將構(gòu)成威脅。因此，利用隧道中部的斜井進(jìn)行抽出式機(jī)械通風(fēng)，隧道內(nèi)每隔一定距離，拱頂部位設(shè)置瓦斯探頭，當(dāng)中央控制室發(fā)現(xiàn)洞內(nèi)瓦斯?jié)舛壬仙轿ｋU(xiǎn)數(shù)值時(shí)，開(kāi)動(dòng)斜井風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。隧道1993年開(kāi)工，1996年5月11日鋪軌通過(guò)。
相關(guān)術(shù)語(yǔ)
- 瓦斯：地層中的瓦斯，是古代地下有機(jī)化合物分解而產(chǎn)生的氣體。瓦斯的主要成分是甲烷，它是一種無(wú)色無(wú)味無(wú)嗅的可燃?xì)怏w。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1立方米瓦斯重0.716公斤，由于比空氣輕，常聚集于坑道頂部。一般情況下，空氣中的瓦斯?jié)舛仍?～16%時(shí)，如遇明火，即可引起爆炸。瓦斯?jié)舛仍?.5%時(shí)，爆炸威力最大，濃度超過(guò)16%時(shí)，反而失去爆炸性，但遇火仍可燃燒。值得注意的是，空氣中含有煤塵時(shí)，瓦斯?jié)舛?%即可爆炸。
參考資料 >