【摘 要】良好的隧道施工環境是保證隧道工程質量、安全、提高施工效率、維護施工人員身心健康、實現工廠化施工的重要條件,關注作業環境已成為隧道工程技術發展的永恒課題。
【關鍵詞】隧道施工 作業環境
隧道作業環境主要指:光亮度、空氣質量、粉塵、噪音、雜散電流、溫度、涌水。如何保證洞內整個作業環境能控制在有效范圍以下,是當前發展和改善施工技術的一個重要出發點。
在現代地下施工中,粉塵已成為惡化洞內環境的重要因素,不可忽視。隧道作業內環境有很大關系的基本因素還有濕度、溫度及風速,如果這些條件不合理,就會降低作業效率,使災害發生率上升,也會危及施工人員身心健康。
在隧道內影響溫度的因素有:隧道埋深、地熱、溫度、各種施工機械釋放的熱量、混凝土的硬化熱以及硫化礦物和碳質物的氧化熱等。通常在氣溫為15~20℃,溫度為40%~50%的環境中,作業是最舒適。但人體對外部的氣溫又相當的調節適應能力,再配合以衣物的調節要到達舒適的溫濕環境,其變化范圍很大。因此,氣溫最好控制在28℃以下。
隧道內的風速是把由機械排放的氣體、粉塵、爆破后氣體、天然瓦斯等稀釋到安全濃度所需風量決定的。國際隧協規定的最小風速為0.17m/s,國外一些國家規定為0.2~0.3m/s,在有可燃性瓦斯時,如果風速不大于0.5m/s,就很難排出停滯的甲烷氣體。
為使洞內形成一個能滿足作業安全,提高功效的舒適環境,最根本的措施是消除和減少發生源。許多技術的開發都是與此有關,如少粉塵、低回彈的噴射混凝土技術;無粉塵、無回彈的濕噴技術;水封爆破技術、集裝箱運輸及管道運輸技術等,這些技術的應用對改善洞內環境都能起到主要的作用。
在發展少污染或無污染技術的同時,目前采用的基本措施是通風和集塵。通風是把隧道內有害氣體、粉塵、污染的空氣排除洞外或者送入新鮮空氣稀釋它,所以要在考慮隧道形態、規模、施工方法等條件,從強制通風方式中選擇最合適的通風方法。
集塵是改善隧道作業環境的重要措施,一定要改變“重通風、輕集塵’的觀念,在隧道中集塵可采用多種方法,如灑水、噴霧等,但最有效的方法是采用集塵機,即在粉塵發生源設置集塵機,在粉塵未擴散前有效地撲集粉塵。但是,隧道中的粉塵有的是局部的,有的是整個隧道內的。因此,有效地撲集粉塵,處理粉塵比較困難。由于這些限制條件在隧道施工中選擇滿足下列條件的集塵機:輕重、小型、對微小粒徑(小于7.07μm)的粉塵機撲集率高(至少在95%以上);高溫下能連續使用、構造簡單、檢查維修方便、設備費用、維修費用較低等。
對粉塵來說,只用通風管通風法來稀釋是不能徹底解決問題的,最好方法是在粉塵未擴散前,把污染空氣直接導入集塵機中加以清除。為了把含有粉塵的空氣誘導到集塵機里,可把小型集塵機裝在風管內,采用通風集塵一體化的系統技術,是目前隧道施工通風技術發展的重要趨勢。
為了改善洞內的作業環境,確保安全和提高作業效率,隧道內施工照明要有確保充足亮度的設備,尤其實為防止勞動災害,確保洞內事先與通風一樣是不可缺少的。除直接進行作業的工作面和通道的最暗處要有足夠的照明。
在有瓦斯危害或缺氧的場合,如何預測和防治瓦斯缺氧等的危害也是極為重要的。
洞內運輸道路的好壞,不管是有軌的還是無軌的,對車輛運行效率維護洞內的良好環境以及提高生產效率都是具有重要的意義。
洞內作業環境惡化的原因主要有:
鉆孔、爆破、裝渣及噴射作業產生的粉塵,有害氣體;內燃機車的廢氣及排煙;有機溶劑產生的有害氣體;天然發生的可燃氣體、有害瓦斯及缺氧空氣;高溫、高濕等。
作為通風對象的主要項目可分為:
可燃性氣體:甲烷(CH4)等;有害氣體:一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx);吸入性粉塵、排煙;缺氧空氣;高溫高濕等。
通風計劃應考考慮以上項目的事前調查結果,隧道段面、延長等的規模,開挖、支護、襯砌等的施工方法,使用機械,進度等,選定通風方法,計算通風量以及選擇通風設備。
作為一位高素質的技術員,應該對隧道內可能發生的各種有害氣體及其性質、來源、發生以及國家對這些有害氣體的控制標準等等,有比較明確的認識。
各種有害氣體的發生量因炸藥及內燃機車排煙的狀態、車輛走形狀態及其它各種條件而異。計算稀釋有害氣體的通風量,并根據通風量,考慮通風方式機械效率等,進而決定通風管直徑、通風機容量。一般來說,因為CO的發生量較多,洞內不要使用材油和LPG機車。
通風差的場合,空氣中的氧消耗或者缺氧空氣的發生,作業人員會發生缺氧癥,因此要采取措施使氧濃度在容許濃度(18%)以上。特別是砂躒層中的隧道,當使用壓縮空氣方法和不能進行通風的坑道中,要充分注意。
為了防止高溫、高濕對健康的影響,要采取通風,空調等適當調節溫濕度的措施。
開挖、裝碴、棄碴、噴射砼等作業時,會產生大量的粉塵,長時間吸入后有可能引起矽肺病。
在隧道施工中的粉塵濃度,因地質條件、施工方法、使用機械、通風方式等因素而變化,為了改善洞內環境,要長期地測定粉塵濃度,切實掌握粉塵的實際情況。
噪音不僅使人感覺不舒適,也會惡化生理功能。長時間在噪音中工作,是造成聽覺疾病的原因之一。聽力下降的程度,聲音越大下降越大,暴露時間越長下降越大。同時即使聲音大小相同、高頻的有害性要大。
我國《工業企業噪音衛生標準》(1979)規定了新建企業的噪音衛生標準為:若工作時間為8h,噪音不超過85dB;若噪音達到88dB(A),工作時只能在4h內聽力才能得到保護。《鐵路工程設計技術手冊•隧道》中規定,噪音不大于90dB。
隧道施工中,由于鉆眼,炸藥爆破、裝碴、噴射砼、內燃機械和運輸汽車的排氣,開挖時地層中放出有害氣體等因素,使洞內狹窄空間的空氣非常污濁,對人體的健康影響較嚴重。因此,必須向洞內供給新鮮空氣、排除有害氣體及降低粉塵濃度,同時也應盡量控制不利于施工的因素如地熱、噪音等。
施工中為了確保安全衛生的作業環境,必須高度重視作業環境;必須將因鉆孔、爆破、裝渣、噴射所產生的粉塵,爆破后產生的有害氣體、機械排放煙塵、廢氣、圍巖中發生的可燃性氣體、有害瓦斯、缺氧空氣等除去,就必須采用必要的措施,給施工創造良好的工作環境。
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