山嶺隧道施工作業(yè)環(huán)境影響因素及改善方法

(重慶交通大學(xué) 重慶 414000)

一、施工作業(yè)環(huán)境主要影響因素

(一)空氣環(huán)境的影響因素

(1)有害氣體來源：隧道爆破后炸藥分解、洞內(nèi)施工機(jī)械排出的尾氣和開挖后地層下溢出的氣體都會(huì)形成CO、NOX、H2S、SO2等對(duì)人體有害的氣體；CO2這種對(duì)人體產(chǎn)生窒息作用的氣體；甚至有可能產(chǎn)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(duì)巖體鉆孔、爆破，爆破后洞內(nèi)的棄渣運(yùn)輸、模噴混凝土作業(yè)中由于巖石破碎，棄渣運(yùn)輸中車輛搖晃，噴射過程中吹出的水泥、細(xì)砂都會(huì)形成粉塵聚集在洞內(nèi)難以排出。[1-2]

(二)物理環(huán)境的影響因素

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

二、施工作業(yè)環(huán)境改善方法

(一)空氣環(huán)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(jīng)風(fēng)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(nèi)污濁空氣經(jīng)通風(fēng)機(jī)風(fēng)管排出洞外，新鮮空氣經(jīng)洞外流入洞內(nèi)。該方法僅適用于獨(dú)頭掘進(jìn)距離較短且斷面較小的隧道。(3)混合式：送風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)聯(lián)合作用將洞內(nèi)污染氣體排出，洞外新鮮空氣送入洞內(nèi)。該方法適合于獨(dú)頭掘進(jìn)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(shè)置輔助坑道作為洞內(nèi)外空氣流通的通道保證洞內(nèi)與外界進(jìn)行空氣交換[3]。

2.粉塵的清除

(1)濕式鑿巖：在鉆孔設(shè)備中設(shè)置注水設(shè)備，當(dāng)空心鉆桿對(duì)巖石鉆孔時(shí)同時(shí)向鉆桿內(nèi)注水，這樣使鉆孔鑿巖中崩出的粉塵不會(huì)揚(yáng)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(shí)產(chǎn)生的高溫高壓破壞水袋，形成水霧，捕捉巖石爆破時(shí)生成的粉塵，使其降落到地面。(3)水幕降塵：利用氣動(dòng)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(dá)到降塵目的。(4)通風(fēng)除塵：通過架設(shè)并開啟通風(fēng)機(jī)，排出洞內(nèi)的粉塵、煙塵并將洞外新鮮空氣送入洞內(nèi)使洞內(nèi)外空氣對(duì)流。(5)濕噴混凝土：將水、骨料與水泥按對(duì)應(yīng)比例均勻混合，將混合物裝入濕噴機(jī)并從添加了速凝劑的噴嘴里噴射至巖面，降低噴射混凝土?xí)r的產(chǎn)塵量[4]。

(二)物理環(huán)境改善方法

1.噪聲的控制與改善

(1)施工工藝改良：施工機(jī)械盡量選取液壓設(shè)備；焊接時(shí)盡量采用相對(duì)噪聲較低的人工焊接作業(yè)代替高噪聲的砂輪切割；錨噴時(shí)選用液壓注漿機(jī)、濕噴機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)錨噴設(shè)備，不僅降低噪聲，亦可降低粉塵濃度。(2)合理安放作業(yè)設(shè)備：混凝土攪拌站、泵站、空壓機(jī)站、機(jī)修站、發(fā)電站及生活區(qū)盡量相互隔離布置；條件允許時(shí)將大型設(shè)備安置在偏僻處；通過設(shè)置單獨(dú)工作機(jī)房、隔音墻將各設(shè)備隔離開，使噪聲無法聯(lián)合。(3)施工操作時(shí)的控制：施工機(jī)械和車輛不得鳴笛、剎車、超載和超負(fù)荷作業(yè)；車輛裝渣時(shí)開啟小油門或停機(jī)；隧道車安裝減震器和消音器；加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，定時(shí)潤(rùn)滑保養(yǎng)，減少開啟時(shí)因零件松動(dòng)摩擦引起的振動(dòng)[5]。

2.高溫高熱的控制與改善

(1)通風(fēng)降溫：通過架設(shè)通風(fēng)機(jī)的方法，以適宜的風(fēng)量與風(fēng)速向隧道內(nèi)吹入新鮮冷空氣，降低洞內(nèi)溫度，改善作業(yè)環(huán)境。(2)設(shè)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(nèi)部形成不連續(xù)的封閉氣泡，降低導(dǎo)熱系數(shù)，從而降低熱量擴(kuò)散程度；在初支前加入隔熱層，可選取具備隔熱性能好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、耐酸堿環(huán)境、便于施工等特點(diǎn)的硅酸鹽復(fù)合隔熱材料和硬質(zhì)聚氨酯材料。(3)引水降溫：當(dāng)條件允許時(shí)，可通過引入水流的方式向圍巖和掌子面進(jìn)行噴霧灑水作業(yè)，降低溫度；二襯時(shí)由于混凝土水化放熱產(chǎn)生溫度應(yīng)力引起襯砌結(jié)構(gòu)開裂，可預(yù)埋冷卻管，利用管道中的水循環(huán)吸收混凝土釋放的熱量，減輕開裂程度，保證襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[6]。

三、結(jié)語(yǔ)

良好的施工作業(yè)環(huán)境是保證施工人員身心健康且施工作業(yè)能夠穩(wěn)步開展的一個(gè)重要前提。隧道施工作業(yè)環(huán)境因地質(zhì)條件的不同而復(fù)雜多變，其處理方式也會(huì)有相應(yīng)變化。建立一個(gè)對(duì)隧道施工作業(yè)環(huán)境整體評(píng)估體系，從整體上分析各施工環(huán)境相互影響作用，即可制定出更系統(tǒng)全面的隧道施工作業(yè)環(huán)境改善措施。