高海拔隧道施工供氧技術現狀分析

路晨雨，黃菲雨

(長安大學，陜西 西安 710064)

0 前 言

隨著我國內陸高原地區經濟的不斷發展建設，高海拔地區隧道的施工案例也逐漸增多。在高海拔地區修建隧道有助于改善高原地區的交通、提高通行能力。但是高海拔地區隧道的施工存在較為嚴重的低溫、低氧、低氣壓的問題，在氧氣含量低的環境中施工，不僅生產效率極其低下、施工質量和進度無法得到保證，而且施工人員的身體健康甚至生命安全都會受到嚴重威脅。因此，缺氧問題是高海拔地區隧道施工首先要面對的一個難題。現有的高海拔隧道供氧的主要技術有：個人攜氧法、氧吧車供氧法、隧道內全富氧及彌散式供氧法等供氧方法，本文對此進行綜合評述。

1 高海拔地區隧道施工供氧的必要性

需氧是高海拔地區隧道施工工程過程中需要解決的關鍵技術問題，尤其是高海拔嚴寒地區大氣中的氧氣含量僅是平原地區氧氣含量的50%～60%，在缺乏一定氧氣的環境中，人們會由于缺氧而產生不適的感覺，再加上長時間艱苦的隧道施工作業，施工人員如果反應嚴重，可能會喪失勞動能力或遇到生命危險。在高原地區，尤其是青藏高原地區是我國很大部分高海拔隧道的修建地，我國在西部大開發過程中連續修建了鷓鴣山隧道、昆侖山隧道、風火山隧道、羊八井隧道等隧道。它們的成功修建，代表著我國高海拔地區隧道施工技術達到了一個新的高度，在隧道施工過程中研制適當的隧道施工供氧方案體系，為廣大的施工人員提供有效及時的吸氧條件，能夠確保施工高效和順利地完工。

2 現有的高海拔地區隧道施工供氧技術

2.1 個人背負氧氣瓶式攜氧法

隧道及礦山施工主要采用的補氧方法即施工人員個體背負氧氣瓶法。此方法為施工人員采用瓶裝氧進行補氧的，通常需要背負1.5 kg重的氧氣瓶，例如在青昆侖山隧道的施工中就采用了這種方法。它的主要優點是耗氧的氧氣量小，施工人員吸入的氧氣密度較高，并且設備簡單，在緊急情況下便于使用。它的缺點是不能長時間地連續供氧，每隔一定時間需要及時補充，否則會影響施工作業的連續進行，再加上每個施工工人還要背負的氧氣瓶的重量，對施工人員和施工都極為不利。

2.2 隧道掌子面彌散式供氧法

隧道施工的大部分的工作區即為掌子面，施工人員需要集中在此工作區進行隧道開挖。但掌子面處與隧道較深處通風能力很差，并且由于人員、爆破和設備十分的耗氧，會造成該區域的氧氣含量較低甚至極低。所以問題的關鍵是只有將氧氣輸送到掌子面，才能解決施工人員的缺氧問題。

彌散式供氧法的主要過程是通過一定的方法將氧氣以彌散的方式分布在隧道的掌子面區附近，以提高工作區的氧氣濃度。彌散式供氧裝置、輸氧管道、閥門等部分是掌子面彌散供氧方式的主要組成。彌散式供氧裝置包含兩組對稱的氧氣分布器和連接軟管，氧氣分布器旁邊均勻分布幾個小孔，氧氣以液態霧化的方式從中噴出，氧氣霧互相擾動，形成氧氣簾。這樣，兩組或幾組氧簾一起組成了氧氣濃度相對較高的局部富氧區域。由于掌子面施工高度會隨施工不斷變化，所以我們的氧氣分布器的高度也可以調節變化，它們之間的距離也能調整，保證在不同的施工高度下施工人員的吸氧問題。

2.3 隧道移動氧吧車供氧方法

移動式氧吧車常常安置在靠近隧道內輸氧管道的一側，距開挖面150 m左右的地方。氧吧車的主要結構為：房體、流量計、調節閥、輸氧管道和輸氧管嘴等。其優點是它輕巧、搬運方便。輸氧管道與氧氣輸送管道相互連接，將氧氣傳輸到氧吧車內，通過調節閥來調節氧氣含量，工作人員可以根據流量計調節，吸氧管嘴是用于施工人員吸氧。當工作人員感覺到缺氧時，可以到氧吧車內吸氧，對于恢復體力，提高工作效率十分有效。

2.4 隧道外輔助設施供氧法

隧道外輔助設施法比如：在隧道洞口設吸氧室，施工人員可以在吸氧室進行定期氧療，避免因為長時間在高原工作而發生高原病，給施工人員或有高原反應的人員提供吸氧需要。也有工程施工時采用隧道內專用輸氧管道供氧，并將送氧管路設置在了隧道內，將高濃度的氧氣輸送到掌子面的后方，這也是其供氧和制氧方面與通風管路供氧方式所不同的地方。

3 高海拔地區隧道施工供氧技術的方案綜合

通過以上分析可知，供氧技術可結合不同作業階段采用不同的供氧方法。例如在噴漿作業階段，為避免吸入煙灰粉塵，施工人員必須戴防塵口罩。或在施工人員鉆孔時由于施工空間狹隘可采用局部彌散式供氧。注意要首先進行隧道通風、排塵(在爆破及噴漿作業后)，然后用氧簾在工作區一定范圍內形成較封閉的空間。在二襯作業階段，則可采用移動氧吧車供氧，這是因為掌子面距施工作業面較遠，而彌散式供氧方案作用范圍較狹隘，不可全面覆蓋該區域，施工人員可以在移動氧吧車中臨時吸氧，以緩解高原反應。

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