山嶺隧道施工作業環境影響因素及改善方法

(重慶交通大學 重慶 414000)

一、施工作業環境主要影響因素

(一)空氣環境的影響因素

(1)有害氣體來源：隧道爆破后炸藥分解、洞內施工機械排出的尾氣和開挖后地層下溢出的氣體都會形成CO、NOX、H2S、SO2等對人體有害的氣體；CO2這種對人體產生窒息作用的氣體；甚至有可能產生如瓦斯這樣的可燃易爆氣體危及施工人員的生命安全[1]。(2)粉塵、煙塵來源：對巖體鉆孔、爆破，爆破后洞內的棄渣運輸、模噴混凝土作業中由于巖石破碎，棄渣運輸中車輛搖晃，噴射過程中吹出的水泥、細砂都會形成粉塵聚集在洞內難以排出。[1-2]

(二)物理環境的影響因素

(1)噪聲來源：鉆孔爆破、柴油機、鑿巖機等施工過程中產生的振動或與巖石碰撞、摩擦產生噪聲。(2)高溫高熱來源：高地溫、施工機械排出高熱有害氣體和自身長時間工作發熱、混凝土硬化過程中放熱使環境溫度升高。

二、施工作業環境改善方法

(一)空氣環境改善方法

1.有毒有害氣體的排出

(1)壓入式：將新鮮空氣經風筒壓入工作面，污濁空氣隨之流出洞外。該方法適合于開挖斷面較大的隧道。(2)抽出式：將洞內污濁空氣經通風機風管排出洞外，新鮮空氣經洞外流入洞內。該方法僅適用于獨頭掘進距離較短且斷面較小的隧道。(3)混合式：送風機與排風機聯合作用將洞內污染氣體排出，洞外新鮮空氣送入洞內。該方法適合于獨頭掘進距離大、開挖斷面大且施工工序多的隧道。(4)巷道式：在隧道邊設置輔助坑道作為洞內外空氣流通的通道保證洞內與外界進行空氣交換[3]。

2.粉塵的清除

(1)濕式鑿巖：在鉆孔設備中設置注水設備，當空心鉆桿對巖石鉆孔時同時向鉆桿內注水，這樣使鉆孔鑿巖中崩出的粉塵不會揚起，而是隨著鉆孔中的水流出。(2)水封爆破：用不燃的塑料薄膜制成的水袋，將其稱作水泥炮。爆破前將水泥炮堵塞炮孔且將其置于炸藥后方，爆炸時產生的高溫高壓破壞水袋，形成水霧，捕捉巖石爆破時生成的粉塵，使其降落到地面。(3)水幕降塵：利用氣動霧化噴嘴向漂浮于空氣中的粉塵和煙塵噴射水霧以捕捉塵粒，增加其重量掉落地面，以此達到降塵目的。(4)通風除塵：通過架設并開啟通風機，排出洞內的粉塵、煙塵并將洞外新鮮空氣送入洞內使洞內外空氣對流。(5)濕噴混凝土：將水、骨料與水泥按對應比例均勻混合，將混合物裝入濕噴機并從添加了速凝劑的噴嘴里噴射至巖面，降低噴射混凝土時的產塵量[4]。

(二)物理環境改善方法

1.噪聲的控制與改善

(1)施工工藝改良：施工機械盡量選取液壓設備；焊接時盡量采用相對噪聲較低的人工焊接作業代替高噪聲的砂輪切割；錨噴時選用液壓注漿機、濕噴機代替傳統錨噴設備，不僅降低噪聲，亦可降低粉塵濃度。(2)合理安放作業設備：混凝土攪拌站、泵站、空壓機站、機修站、發電站及生活區盡量相互隔離布置；條件允許時將大型設備安置在偏僻處；通過設置單獨工作機房、隔音墻將各設備隔離開，使噪聲無法聯合。(3)施工操作時的控制：施工機械和車輛不得鳴笛、剎車、超載和超負荷作業；車輛裝渣時開啟小油門或停機；隧道車安裝減震器和消音器；加強設備維護，定時潤滑保養，減少開啟時因零件松動摩擦引起的振動[5]。

2.高溫高熱的控制與改善

(1)通風降溫：通過架設通風機的方法，以適宜的風量與風速向隧道內吹入新鮮冷空氣，降低洞內溫度，改善作業環境。(2)設置隔熱材料：高溫圍巖隧道中，將用于隧道初支噴射的混凝土中加入0.05%的引氣劑，使噴射的混凝土內部形成不連續的封閉氣泡，降低導熱系數，從而降低熱量擴散程度；在初支前加入隔熱層，可選取具備隔熱性能好、結構強度高、耐酸堿環境、便于施工等特點的硅酸鹽復合隔熱材料和硬質聚氨酯材料。(3)引水降溫：當條件允許時，可通過引入水流的方式向圍巖和掌子面進行噴霧灑水作業，降低溫度；二襯時由于混凝土水化放熱產生溫度應力引起襯砌結構開裂，可預埋冷卻管，利用管道中的水循環吸收混凝土釋放的熱量，減輕開裂程度，保證襯砌結構穩定[6]。

三、結語

良好的施工作業環境是保證施工人員身心健康且施工作業能夠穩步開展的一個重要前提。隧道施工作業環境因地質條件的不同而復雜多變，其處理方式也會有相應變化。建立一個對隧道施工作業環境整體評估體系，從整體上分析各施工環境相互影響作用，即可制定出更系統全面的隧道施工作業環境改善措施。