隧道內若有有害氣體，如不重視，不僅影響施工人員的身體健康，還可能給隧道工程造成毀滅性的傷害。因此有害氣體的防治是隧道施工的重點，而監測則是采取防治措施的依據。

一、隧道有害氣體的綜合治理
目前對隧道內有害氣體的綜合治理,主要是采用前探測、排放、通風、防護、注漿止氣及氣密性混凝土封閉等方法。
（1）前探測、排放
利用地質前預報對開挖面至前方范圍進行前探測,了解其地層構造、含氣狀況,
（2）通風
通風是降低有害氣體濃度、防止有害氣體積聚的有效手段;通風可以不斷向洞內送入新鮮空氣,排出有害氣體和降低粉塵濃度,從而改善洞內施工環境,確保洞內施工安全和人體健康,提高生產效率。
（3）防護
如隧道瓦斯等有害氣體含量高，應做好以下防護措施：
隧道內機電設備均采用防爆型,在有害氣體含量高的地段施工，作業人員必須攜帶個體自救器；
因公路隧道斷面大,在有害氣體含量高的地段,洞內任何一處瓦斯濃度過1%時,則洞內必須停止施工,人員撤出；
洞內不能停止通風,必須有備用電源；
采取注漿止氣法，對有害氣體含量高的地段,為施工及營運安全,采用小導管注漿封閉周邊圍巖裂隙,防止有害氣體滲漏。

二、隧道有害氣體監測系統概述

隧道有害氣體的監測以《隧道安全規程》、《公路隧道施工規范》為主要依據，并根據上述“規程、規范”要求進行有害氣體監測、控制，按照《作業場所空氣中粉塵濃度測定方法》及常規有害氣體測定方法執行。

三、監測目的
防止在隧道施工過程中，有害氣體限帶來危險，確保人身、機具和工程的安全。
根據有害氣體的含量高低、濃度大小，采取相應的技術措施。
檢驗技術措施效果，正確指導隧道施工。

四、系統功能
根據隧道有害氣體的復雜性，把困擾施工的瓦斯、硫化氫、一氧化碳和二氧化碳作為主要的監測對象，而把一些含量低、濃度小的有害氣體作為輔助監控對象。
隧道有害氣體監測設備實時監測隧道掌子面硫化氫，一氧化碳，二氧化碳數據，在值班室電腦上顯示，并對異常情況自動報警。防范因隧道有害氣體濃度過高，導致安全隱患。
五、系統工作原理
本系統主要是采集隧道的瓦斯濃度、一氧化碳濃度及風機運行等參數，在地面機房進行24小時不間斷監測；并在以上參數異常的情況下自動報警，并切斷工作電源，達到隧道安全生產的目的。系統工作原理如下圖：

六、系統組成

系統主要由三部分組成：

（1）地面中心站

地面中心站是整個系統的大腦，只要用于設置、實時顯示并存儲隧道的環境參數。地面中心站主要由監控主機、系統軟件、數據傳輸接口和其它計算機周邊設備組成，并包含防雷設備。

（2）隧道分站

分站主要是為傳感器提供電源和接收傳感器數據，并把數據通過通訊線路傳輸到地面主機。分站由大、中、小三種類型，方便用戶根據需要進行選擇。

（3）傳感器及控制器

傳感器主要是采集隧道的環境參數，傳感器的種類比較多，如：瓦斯、一氧化碳、風速、煙霧、粉塵、開停、饋電等。

控制器是系統斷電的執行器，在異常情況下接收分站發來的斷電信號，切斷隧道的工作電源，防止意外事故的發生。

系統結構如下圖：

一、檢測常見氣體
 

空氣	空氣是一種有顏色，有氣味的氣體。它是一種混合物。
有機氣體	各種易揮發或者氣態的烷烴、芳烴及其衍生物。
制冷劑	氨、氟利昂-12、氟利昂-22、R-134a、R-404A制冷劑、R-410A制冷劑、混合共沸制冷劑、碳氫制冷劑、二氧化碳等。
天然氣	液化天然氣、壓縮天然氣、液化石油氣、液化煤層氣等。
惰性氣體	氦（He）、氖（Ne）、氬（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和具放射性的氡（Rn）。
工業廢氣	排氣流量、煙氣溫度、煙氣壓力、二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、氯化氫、鉻酸霧、硫酸霧、氟化物、氯氣、金屬、苯系物、酚類、乙醛 、丙烯醛、苯并[a]芘、硝基苯、光氣、石棉、二噁英、林格曼黑度、 甲醛 、甲烷等。
活潑氣體	氧氣、氟氣、氯氣、氫氣、溴氣、一氧化碳、氰化氫、碘蒸汽(氣態碘)、酒精蒸汽(氣態乙醇)等。
液化石油氣	丙烷、丁烷等。
液化天然氣	甲烷。
有毒有害氣體	二氧化硫、氟比氫、氨、三氧化硫、 氯、一氧化碳、硫化氫、氯化氫、臭氧、硫醇、有機鹵化物、甲醛、二氧化氮、碳氫化合物、揮發酚、一氧化氮、苯、汞蒸汽等。

二、氣體檢測項目

純度	過氧化物	烴	發熱量
水分	二氧化碳	甲烷	沃泊指數
成分含量	密度	未知氣體	硫化物

三、氣體檢測方法

【氣相色譜法】
氣相色譜法適用于氫氣、氧氣、氮氣、氬氣、氦氣、一氧化碳、二氧化碳等無機氣體，甲烷、乙烷、丙烯及C3以上的絕大部分有機氣體的分析。氣相色譜儀主要由氣路系統、進樣系統、柱恒溫箱、色譜柱、檢測器和數據處理系統等組成。 用氣相色譜法分析標準氣體，要想獲得準確可靠的分析結果，首先必須建立分析方法，選擇合適的操作條件和操作技術。

【化學發光法】
化學發光法是利用某些化學反應所產生的發光現象對組分進行分析的方法，具有靈敏度高，選擇性好，使用簡單方法、快速等特點。適用硫化物、氮氧化物、氨等標準氣體的分析。

【 非色散紅外分析法】
非色散紅外氣體分析器是利用不同的氣室和檢測器測量混合氣體中的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氨、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙炔等組分的含量。非色散紅外氣體分析器主要由紅外光源、試樣室、濾波器、斬波器、檢測器、放大器及數據顯示裝置組成。

【微量氧分析儀】
微量氧分析儀：在高純氣體的分析中，幾乎所有的高純氣體中都要求準確測定其中微量氧的含量。由于大氣中含有大量的（21%）氧，準確測定高純氣體中微量氧乃至痕量氧，是氣體分析中的難點。

【微量水分析儀】
微量水分也是評價高純氣體質量的主要指標。幾乎所有的高純氣體都對水分有嚴格的要求，準確測量和嚴格控制高純氣體中水分含量，才能保證高純氣體的質量。


四、氣體檢測標準

GB/T 3634.2-2011	GB/T 16942-2009	GB/T 16943-2009
GB/T 5832.2-2008	GB/T 14604-2008	GB/T 14599-2008
GB/T 8979-2008	GB/T 4844-2011	ASTM D 2622-2011
ASTD 5197-2009	GB/T 15909-2007	······

一、系統介紹

圖3     隧道環境在線監測系統 —— 有害氣體允許濃度