有害气体排放方案

杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体排放实施方案浙江省地矿勘察院二○○九年七月五日杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体排放实施方案设计：复核：审定：批准：浙江省地矿勘察院二○○九年七月五日目录一、概述.............................................................................................1二、放气设备、流程、工艺及控制原则........................................12.1放气设备..................................................................................................12.2工艺流程..................................................................................................12.3排放工艺..................................................................................................12.4排放控制原则和标准..............................................................................3三、放气实施方案............................................................................33.1孔位布置..................................................................................................33.2排放顺序..................................................................................................43.3单孔排放时间..........................................................................................43.5放气效果检验..........................................................................................5四、放气施工注意事项....................................................................5五、施工工期....................................................................................6附件一杭州地铁1号线有害气体排放事故应急预案附件二九堡站～九堡东站区间有害气体排放施工记录表附图杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有控放气孔平面布置图杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体排放实施方案1杭州地铁1号线九堡站～九堡东区间有害气体排放实施方案一、概述根据杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体勘察结果：本区间整个范围内分布着有害气体。有害气体压力相对略大的区段为：K27＋700.0～K27＋913.0，该段长度为213.0m。该处的有害气体主要赋存在⑥1淤泥质粉质粘土，埋深约22～31m，理论峰值压力为0.16MPa，最大流量约7m3/h。在竖向分布上，含气层的覆盖深度均处于隧道结构线底部以下，但局部范围的含气层顶板距离隧道结构底线距离较近，最近处不足1m。经过彭埠站～建华站区间有害气体排放试验掌握一定排放规律，同时对九堡站～九堡东站区间选择了两个试验孔再次验证后，现决定对本区间重点部位的地下有害气体进行排放降压。二、放气设备、流程、工艺及控制原则2.1放气设备排放设备是由我院在静力触探设施基础上改进研制的“地下浅层有害气体勘探测试仪”排气设备，专利号200820088090.4。其探杆外径只有42mm，属自然状态下排放，采用静压的施工工艺设备简单轻便、操作方便、快速、经济且不存在塌孔的可能性，此外，设备中安装有各种截止阀、减压阀以及压力表，可以控制放气流量，大大降低了对周围土层的破坏。2.2工艺流程浅层有害气体控制性预排放施工工艺流程如图1所示。2.3排放工艺本次放气施工采用我院自主创新的静压单（双）管排放工法。全站仪放样搭设施工平台静压至预定深度单（双）管排放施工前检验是否合格是盾构施工否图1放气施工工艺流程图杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体排放实施方案2当有害气体的储气层主要为粉（细）砂层时，有害气体聚积的空间大，压力和储量也相对较大，因此采用单管排放工艺便能将有害气体顺利排放。单管排放工艺如下：首先用静压设备将探杆压入至预定深度处，然后逐渐上拔探杆，每上拔探杆1m停留一次以利于该深度处有害气体的充分排放，当该深度处有害气体不再喷出时向探杆内部注入0.7MPa压力的空气以贯通探杆，停止注入后若无有害气体喷出，则继续上拔探杆至下一深度处进行排放。当有害气体的储气层为砂（粉）性土夹淤泥质土层时，有害气体在淤泥质土的影响下流动性较小，压力和流量也较小。若采用单管排放工艺，在探杆上拔的过程中通常会因为孔壁堵塞或压差小而无法达到排放的目的，因此必须采用双管排放工艺。双管排放工艺如下：图2双管排放示意图双管排放工艺由两根排放管组成（以下称主管和附管），首先静压主管至预定深度，然后轻微挪动静压油缸，在间隔5～10cm的位置同样将附管静压至预定深度，接着将附孔上拔至含气层位置进行排放，若排放效果不明显，此时挪动油缸将主管上拔至距离附管管底10～50cm的位置，然后用空气压缩机向主管孔内注入0.7MPa压力的空气，待附管畅通无阻后停止注入压力。在上拔和排放过程中一旦当附管排放量减小，出现堵塞情况时便向主管注入压力以贯通附属孔的孔壁，直至将该深度处的有害气体排放干净。通过有害气体排放试验可知，当有害气体实测压力小于0.1MPa时宜采用双管排放工艺，当有害气体实测压力大于0.1MPa时宜先采用单管排放工艺，视排放效果，必要时可采用双管排放工艺。无论采用何种工艺，最终目的是将放气孔影响半径内的有害气体排放干净。杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体排放实施方案32.4排放控制原则和标准有害气体释放的速率应不产生对放气孔周围地层的显著拢动，进行缓慢均衡放气，以不带出泥砂为控制标准，释放过程注重压力的动态平衡。每个试验孔在不同深度排放过程中应尽可能将该深度处的有害气体排放干净。排放结束标准暂定为：排放后九堡站～九堡东区间里程K27＋700.0～K27＋913.0的有害气体复核实测压力小于0.05MPa，降低因有害气体而导致工程事故的风险。三、放气实施方案3.1孔位布置①排放孔间距的确定：根据有害气体外业勘察资料分析，气体呈囊状起伏分布，因此，排放孔间距不宜过大，否则影响放气效果；但也不宜过小，否则会导致工作量巨大，影响施工工期以及工程造价。从彭埠站～建华站区间的有害气体排放试验可知，当排放孔在排放过程中，距其2m远的观测孔压力也在降低，故单孔排放的影响半径应超过2m。此外，从滨康路站的有害气体排放试验表明，虽然经过孔间距15m充分放气将气压降至低于0.1MPa，在后续的地连墙施工过程中仍有少量的气泡冒出，因此，针对九堡站～九堡东站区间的实际情况，可暂定排放孔间距为15m米，并视现场实际排放效果可增减排放孔的孔间距。②排放孔平面位置的确定：为了气体均匀释放，平面上采用梅花型布置。具体布置方式为：放气一区（见附图）：在Qt14号附近沿隧道结构左线外侧以及两隧道结构线中间各布置一排放气孔，总体上呈梅花型布置，孔间距15m，共布置7个放气孔。放气二区（见附图）：在Qt11号附近共布置3排放气孔。其中，左右线隧道中间布置1排，左线和右线外侧各布置1排，总体上呈梅花型布置，孔间距15m，共布置8个放气孔。注：由于有害气体赋存的复杂性，最终的排放孔数视排放效果由现场实际施工孔数而定。杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体排放实施方案4图3九堡站～九堡东站区间放气孔平面布置图③排放孔深度的确定：此次排放施工的目的是为了尽量减小盾构推进过程中有害气体大量泄漏的可能性，降低隧道结构线范围内有害气体压力和流量。因此，结合有害气体勘察过程中探明的含气层埋藏深度和隧道结构埋藏深度，确定本次排放施工的单孔深度为35m。由排放试验可知，当含气层主要以淤泥质粉质粘土为主时，有害气体排放的连续性较差，故在不同深度的排放过程中应反复压拔探杆，并多次注入0.7MPa压力的空气以贯通有害气体排出通道，尽量将气体排放干净。3.2排放顺序放气施工宜在盾构施工前6个月进行。为了最大限度减小对盾构施工范围内含气土层的挠动，施工顺序显得尤为重要。放气一区：先施工左线隧道外侧一排放气孔，之后再施工两隧道中间的一排放气孔，排放孔号顺序为f1、f2------f7。放气二区：先施工左右线隧道外侧的两排放气孔，最后施工两隧道中间的一排放气孔，排放孔号顺序为f8、f9、f10、f13、f14、f15、f11、f12。3.3单孔排放时间原则上单孔排放应尽可能的将该孔内不同深度处的有害气体排放干净。由放气试验可知，实测峰值压力为0.05MPa（理论压力0.10MPa）的排放孔杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体排放实施方案5其累计排放时间约12个小时。由此推算，对于排放孔实测峰值压力介于0.05（理论压力0.1MPa）与0.1MPa（理论压力0.2MPa）之间的排放时间按24小时预计；实测峰值压力大于0.1MPa的排放时间按48h预计。具体单孔排放时间按实际排放效果而定。3.5放气效果检验为了检验是否降低九堡站～九堡东站区间重点范围内有害气体压力和流量，对各放气区域排放完毕后第5日再次选择两个检验孔进行复测。若检验孔平均实测有害气体压力仍0.05MPa，则应继续加密排放孔放气；若检验孔平均实测有害气体压力小于0.05MPa，方可进行盾构穿越施工。四、放气施工注意事项有害气体排放施工其施工难度较大，安全系数较低，全体管理人员、班组员工必须引起高度警惕，为保证实现无事故，确保施工正常进行，必须时刻绷紧安全这根弦，严防死守，牢记管生产必须管安全，安全为了生产，生产必须安全的原则。为了杜绝不良事故的发生，使全体员工做到心中有数，实现“安全第一，预防为主”的方针。加强安全意识教育和安全知识教育，使管理人员牢固树立起“安全重要泰山、安全就是效益、安全就是一切”的思想，使所有参加施工的人员牢固树立起“不伤害自己，不伤害他人，不被他人伤害”的意识，使所有施工人员掌握基本的安全施工常识和本岗位安全操作规程。未经安全生产教育和培训合格的从业人员，不得上岗作业。具体细节方面可做到以下几点：①施工前，对全体施工人员进行安全教育，强化甲烷等有害气体危害的防范意识，严禁吸烟。②防沼气安全措施必须到位，并配备沼气监控警报仪，发现警报，及时采取防范措施。③施工人员必须佩戴安全帽，必要时应穿防静电服。④在施工地点10m半径范围外设置隔离栏，标上醒目的“禁火”和“危险”标识，杜绝其他无关人员进入施工范围。⑤现场配备灭火器，铁锹及灭火水龙头，并接好水泵，随时准备应急措施。⑥严禁在施工场地内点火吸烟和烧烤其它可燃物，严禁携带火种或易燃物品进入隧道。杭州地铁1号线九堡站～九堡东站区间有害气体排放实施方案6⑦隧道内电焊、气割（焊）等明火作业必须严禁控制，必要时必须提前申请动火证及防范措施到位。五、施工工期本工点有害气体排放预投入一个机组，根据已有害气体排放经验以及单孔排放时间的