安大略百年下水道工程上污水隧道

在自然界中，有機物的腐爛會使甲烷和硫化氫等氣體儲存在地層中，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上述硫化氫氣體會對人體造成損害，2.4m隧道通風條件有限，工人必須在隧道內佩戴全套空氣過濾設備。

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

如果工程預計地層有害氣體，必須改進隧道設備，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的氣體。

業(yè)內規(guī)范

20世紀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)境中的風險很高；隨著技術的進步，行業(yè)也制定了相關法律法規(guī)，但如美國礦山安全與健康管理局（MSHA）制定的相關規(guī)范有時會受到限制TBM在這種情況下，現(xiàn)代煤礦工程在美國的應用幾乎被封殺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745為例m斜坡開挖。

■ TBM完全基于MSHA安全規(guī)范制造：整個設備為全封閉一體化結構，電纜覆蓋防火套管，結構簡單，功耗低，電壓限制在4160 VAC，與現(xiàn)代化TBM功率要求相去甚遠。

■ 施工中的變壓器只能在斷電時移動，影響TBM運作。

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

歐洲目前常用Class1 Division 2 防爆標準求防爆標準TBM防爆要求納入設計：

■ 合金成分、阻燃防靜電性能設備表面溫度、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。

工程應用

隨著越來越多的隧道工程穿越含有害氣體的復合地層，這些對策可能會逐漸得到推廣和應用。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現(xiàn)安全隧道的目標似乎觸手可及。