(中国水利水电第五工程局有限公司，成都，610066)

1 工程概况

大巍头山输水隧洞工程位于浙江省台州市，是台州市引水工程9段输水隧洞工程的一部分，输水隧洞主洞长6.62km(大洞0+000～大洞6+651)，马蹄形洞型(3m×4.3m)。在寺前郑村西侧布置一条施工支洞长度为0.64km，城门洞洞型(5.3m×5.2m)，与主洞交汇点桩号为东4+332。寺前郑村施工支洞下游段施工至桩号大洞4+543.5处，进行例行气体检测时发现支洞控制段下游段存在硫化氢、一氧化碳等有毒有害气体。检测仪器显示CO含量为150ppm，H2S含量为80ppm。施工时闻到难闻的气味，施工完成出洞后存在头痛、恶心的身体不适症状。

2 工程地质与水文条件

2.1 工程地质

本处地质为F103断层影响段，该F103断层N53°～70°E，唐山王—岭里断裂的中段与北东端，在北东端局部为第四系掩盖，北东端倾角近于直立，挤压破碎带宽20m左右，于桩号4+600处从大巍头山腹部穿过，断裂两侧侏罗系上统诸暨组a段岩石普遍硅化。根据现场围岩开挖后揭示该处围岩破碎，整体不稳定。有多组交叉节理发育，铁铝质渲染严重，局部夹泥，糜棱化明显，断层泥充填局部存在小型空腔，具备存在H2S气体的可能性。

2.2 水文条件

该洞段岩壁及掌子面有渗滴～股状水出露，通过实地探查，该洞段地表有三条冲沟交汇，均流入该洞段附近的凌云水库内。该区域距离凌云水库水平距离约为140m，两条入库冲沟穿越隧洞轴线。库底高程约为60m，距离隧洞顶部64m。凌云水库正在进行除险加固，水库已放空，库底淤泥出露。

3 硫化氢气体

3.1 硫化氢气体性质

硫化氢是一种无色、微甜、有臭鸡蛋气味的气体，相对密度1.19，比空气稍重，剧毒，酸性气体，易溶于水。人长期暴露在该气体中，轻则出现中枢神经麻痹现象，重则出现电击般的突然死亡，且该气体有可燃性，施工危害性很大。

3.2 硫化氢气体危害

硫化氢浓度与危害程度详见表1。

表1 硫化氢浓度与危害程度对照

3.3 硫化氢气体的来源

现场查勘初步确定该处靠近凌云水库，库底腐殖质等有机物沿F103断层裂隙不断沉积随地下水渗透至地下，聚集在断层两侧岩体运动形成的空腔内，经过高温高压等化学物理作用转化而成，由于该处为凝灰熔岩，硫化氢气体不具备富集条件。隧洞开挖后造成空腔内硫化氢气体溢出。

4 硫化氢气体洞段施工技术

根据硫化氢气体特性，在处治过程中的总思想是遵循“稀、排、封、防、测”的五字方针进行治理。

“稀”就是通过确定合理的通风方案、增加相应的通风设备，增加输送到洞内的新鲜空气量，同时利用硫化氢溶于水的特性达到稀释硫化氢的目的，使其浓度处于安全浓度内。

“排”是防止硫化氢突然释放导致浓度骤增导致人员死亡而采取的预防措施，通过超前探孔和排放孔，预探知和预降低气体浓度。

“封”是为了保证隧洞结构在施工后期和运营期间的安全，通过全封闭措施，将硫化氢气体全部封堵在隧洞支护结构外。

“防”是为了保证进入隧洞内施工人员的安全，通过佩戴防护面罩、防护服以抵制硫化氢气体对人体的伤害。

“测”是在施工和运营过程中通过合理的监测方案进行全天候监测。

4.1 稀释硫化氢的措施

首先在洞外增加通风设备，将洞口原37kW×2风机更换成55kW×2风机，使通风量由原来的820m3/min提高至1260m3/min，并24h进行通风，使洞内出露的硫化氢气体迅速稀释。

其次在掌子面施工部位增加局部通风设备，在钻爆台车顶部安装1台3.5kW的局部抽风机，风量92m3/min；在钻爆台车前1m处再安装1台3.5kW的局部抽风机，风量92m3/min；利用局部风机抽排工人施工部位空气，使气体流动稀释，防止硫化氢气体局部富集造成浓度升高。掌子面局部通风措施详见图1。

再次加强风筒管理，风筒吊挂平直，主支交汇处、弯头采用硬质带阀门三通，消灭大小破口减少通风阻力和漏风，确保风筒出口处风量不小于50m3/min。

通过以上措施，硫化氢浓度仍然不能满足安全施工浓度时，可再利用硫化氢气体融于水的特性，增加雾炮喷淋系统，通过喷雾化水使其与水充分融合。

图1 掌子面局部通风示意

4.2 预排硫化氢气体措施

在掌子面钻设预排放孔，排放孔采用手风钻钻孔，孔长根据实际情况确定，一般排放孔采用5m打设一环、预留2.5m打设下一环。排放孔采用φ42孔，横向间距为1m，竖向间距为1m，上下断面排放孔间距控制在1.5m。钻孔完成后采用便携式检测仪在孔口进行检测。如果探测孔气体浓度超标，需钻设超前预排孔，采用地质钻机钻孔，在掌子面拱部、腰部及底部打设，孔深30m、预留10m打设下一环探孔，超前探孔及排放孔布置详见图2。将蕴含在前方围岩中的有毒气体超前排放，防止有毒气体突然涌出导致人员伤亡。

图2 超前探孔及排放孔布置

4.3 封闭硫化氢气体措施

硫化氢气体溢出段，由于为Ⅴ类围岩，围岩破碎。钻爆施工需严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的原则。首先严格控制爆破进尺，每排炮的钻爆距离不超过1m。严格设置周边孔间距，减少装药量，尽量减少爆破施工对隧洞围岩裂隙拉裂造成气体外泄。其次每排炮开挖完成后先对掌子面及边墙进行喷锚封闭，掌子面与边墙喷锚厚度为5cm。通过喷锚封闭完成后再进行钢拱架及小导管超前支护。小导管超前支护时需保证注浆质量，起到对隧洞顶部及周边裂隙封闭的作用。

4.4 防护硫化氢气体措施

首先硫化氢气体浓度未降至允许的6.6ppm以内，任何人员严禁进入隧道，如有必要进入，必须按要求配备防护服及防护面罩后方可进入；其次需组织隧洞施工人员进行安全教育，特别是对硫化氢气体的危害及有关防护知识分工区、班组进行教育，必须保证让工班每个操作人员认识到硫化氢气体的危害及熟知相关的防护知识；再次制定硫化氢气体施工的安全预案，并组织全体隧洞施工人员进行演练。

若发生紧急事件必须进行应急处理时，进入人员需戴唐丰(TF)防毒面具全面罩配4号罐，穿防毒服，从支洞口手持便携式检测仪检测洞口回风流中的硫化氢含量，含量在允许值作业时逐步进入施工区域，工作完毕，淋浴、换洗工作服。作业人员应学会自救互救。进入施工现场须有人监护。

4.5 监测硫化氢气体措施

采用固定式与移动式相结合的方式24h连续不间断地进行监测。将便携式检测仪固定在硫化氢气体溢出段两侧边墙距底板1.5m处，距离掌子面施工区域100m，并指定专人进行巡查记录，每小时记录一次。配备便携式检测仪6台，由带班人员、专职监测人员、质检员配戴，24h跟班作业。检测员须将检测值记录在检测记录簿上，且要标明检测时间与检测地点等，并且提出报告。同时也应记录当时的大气压、温度、气候等。

在洞内通风设备调整时需加强检测，当硫化氢气体浓度达到燃烧浓度时，严禁人员进入。若洞内硫化氢气体含量超标时调整通风系统和增加通风设备时，施工人员必须按要求配戴防护设备，戴防毒面罩、着防护服，且杜绝一切火源进入。

5 结语

隧洞施工过程中出现有毒有害气体时需对气体的来源及成因深入分析，并采取针对性的处理措施。在长距离小断面硫化氢气体出露隧洞段，本工程在施工过程中采取了“稀、排、封、防、测”等措施，回风流中硫化氢气体含量检测远低于6.6ppm的安全值，实现了含硫化氢气体洞段的安全施工，取得了良好效果，可作为类似工程参考。