安大略百年下水道工程上污水隧道

在自然界中，有機(jī)物的腐爛會(huì)使甲烷和硫化氫等氣體儲(chǔ)存在地層中，其中硫化氫是地層中常見的氣體之一：

■ 加拿大安大略省百年下水道工程上污水隧道長(zhǎng)5.2km，直徑2.4m，施工中不僅遇到地下水，還有大量硫化氫氣體，最高濃度為200ppm，平均體積濃度為40-50ppm。

■ 由于15ppm上述硫化氫氣體會(huì)對(duì)人體造成損害，2.4m隧道通風(fēng)條件有限，工人必須在隧道內(nèi)佩戴全套空氣過濾設(shè)備。

■ 此外，硫化氫氣體具有較強(qiáng)的腐蝕性，使隧道內(nèi)的設(shè)備和設(shè)施失效。在實(shí)際施工中，銅電話線路往往一夜之間失效，必須經(jīng)常更換；TBM零件表面也因腐蝕而變黑。

如果工程預(yù)計(jì)地層有害氣體，必須改進(jìn)隧道設(shè)備，使其具有防爆、防火、防腐等性能，并采用不同的方法安全排放隧道內(nèi)的氣體。

業(yè)內(nèi)規(guī)范

20世紀(jì)70年代廣告頁面Jarva敞開式TBM

過去，在易燃易爆氣體環(huán)境氣體環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)很高；隨著技術(shù)的進(jìn)步，行業(yè)也制定了相關(guān)法律法規(guī)，但如美國(guó)礦山安全與健康管理局（MSHA）制定的相關(guān)規(guī)范有時(shí)會(huì)受到限制TBM在這種情況下，現(xiàn)代煤礦工程在美國(guó)的應(yīng)用幾乎被封殺TBM的可能。

■ 以1970年代由Jarva制造的4.3m敞開式TBM以賓夕法尼亞州礦井中長(zhǎng)745為例m斜坡開挖。

■ TBM完全基于MSHA安全規(guī)范制造：整個(gè)設(shè)備為全封閉一體化結(jié)構(gòu)，電纜覆蓋防火套管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗低，電壓限制在4160 VAC，與現(xiàn)代化TBM功率要求相去甚遠(yuǎn)。

■ 施工中的變壓器只能在斷電時(shí)移動(dòng)，影響TBM運(yùn)作。

目前，隧道工程中有害氣體的規(guī)范因國(guó)家而異。一般來說，規(guī)范要求防火防爆設(shè)備應(yīng)用于工程中；氣體監(jiān)測(cè)和稀釋也是一種常見的手段；挖掘設(shè)備的特殊設(shè)計(jì)也很常見：TBM內(nèi)加裝防爆艙與“排氣加壓系統(tǒng)”，直接將清潔空氣泵入艙內(nèi)，確保有害氣體不會(huì)進(jìn)入艙內(nèi)。

歐洲目前常用Class1 Division 2 防爆標(biāo)準(zhǔn)求防爆標(biāo)準(zhǔn)TBM防爆要求納入設(shè)計(jì)：

■ 合金成分、阻燃防靜電性能設(shè)備表面溫度、工作區(qū)域溫度限制等。

■ 常規(guī)熱加工包括切割、焊接等，包括切割、焊接等；TBM還需要用手工工具固定、折疊和拆卸零件。

工程應(yīng)用

隨著越來越多的隧道工程穿越含有害氣體的復(fù)合地層，這些對(duì)策可能會(huì)逐漸得到推廣和應(yīng)用。隨著這些措施的成功案例的增加，在高濃度氣體和污染物下實(shí)現(xiàn)安全隧道的目標(biāo)似乎觸手可及。