高海拔隧道冬季施工應急預案研究

何韻，李江華，張立軍，曹飛龍，劉元雪

（1陸軍勤務學院 軍事設施系，重慶 401331；2中鐵十四局集團第一工程發展有限公司，山東日照 276800）

0 引言

因國民經濟發展和國防需要，我國在西南、西北地區規劃了不少的隧道工程。高海拔區域冬季天氣寒冷，空氣稀薄，但由于建設工期緊，不少隧道工程需要在冬天施工。冬季作業環境很惡劣，容易導致人員傷亡和工程事故。高海拔區域冬季施工問題受到了學術與工程界的重視。青海省高速公路西寧過境公路就涉及了冬季混凝土施工[1]。三岔河大橋是青藏鐵路第一高橋，也是青藏鐵路重點控制工程之一，高原寒冷地區高橋墩冬季施工必須采取嚴密的冬季施工措施，以確保工程質量和施工安全[2]。

高原地區特殊環境應急救援也是一個重要研究方向。有學者基于組織沖突角度的協同思想，研究了高原地震應急方法，提高了應對高原地震部門間的協同聯動能力[3]。隧道地質災害一直是國內外隧道施工的重大難題，減少事故的人員傷亡、財產損失的有效方法之一就是應急救援。也有研究結合陜西省包家山隧道具體工程情況，探討了隧道地質災害應急救援預案制定的方法、過程和具體內容[4]。

本文首先介紹了冬季施工期限的劃分，然后結合高海拔區域冬季特殊氣候特征，分析了高海拔隧道冬季施工風險，提出了高海拔隧道冬季施工應急措施，以期對高海拔隧道冬季施工風險控制產生一定的參考價值。

1 冬季施工時間劃分

室外日平均氣溫連續5天穩定低于5℃或最低氣溫低于-3℃時的施工過程被稱為冬季施工。冬季來臨，高海拔區域溫度低于零度，混凝土等建筑材料中的水分凍結，導致材料開裂，易出現工程質量問題。冬季施工需要采用保溫措施來保證工程質量，這將提高工程費用。對于場地處理、高空混凝土灌注等室外建筑項目，盡可能在氣候溫和的季節施工。必須冬季作業的項目，采取針對性的冬季施工措施。

2 項目組高海拔隧道冬季施工應急救援體系

依據《中華人民共和國安全生產法》《生產安全事故報告和調查處理條例》《生產經營單位安全生產事故應急預案編制導則》等法律法規、標準和有關規定，建立了項目組高海拔隧道冬季施工應急救援體系。

2.1 施工隊伍應急組織機構

（1）成立高海拔隧道冬季施工應急救援領導小組。組長由項目經理擔任，副組長由項目書記、總工程師、項目副經理擔任，工程部部長、安全部部長、物資設備部部長、財務部部長、綜合辦公室主任、拌和站站長為組員。

（2）領導小組下設辦公室，辦公室設在安全環保部。應急小組分別有搶險組、救護組、警戒疏導組、保障組、善后組和調查組。

2.2 應急崗位職責

（1）組長的職責：執行安全應急管理相關的法律法規、標準和應急預案；及時把握事故現場進展；實時依據事故實況，啟動現場處置預案，向工程應急指揮中心報告；隨時保證應急物資準備充分，定期實施應急演練，落實應急行動。

（2）副組長的職責：協助組長應急指揮，組長有事離崗，履行組長工作；組織編寫應急預案，落實應急演練，主責現場應急行動，及時依據災害演化，制定相應對策。

（3）搶救組職責：將事故現場的人員和裝備撤離風險點，依據受傷人員情況，合理調配救助人員、裝備和物資。

（4）救援組職責：根據現場傷員程度，開展現場醫療搶救和轉移。

（5）疏導組職責：對危險點進行合理隔離，轉移獲救人員，為救援行動提供方便。

（6）保障組職責：保證應急救援的通訊、物資、裝備和資金需求。

（7）調查組職責：提交事故發生全過程材料，協助分析災害影響和損失，給出事故預防措施。

2.3 事故應急處置程序

事故應急處置程序如圖1所示。

圖1 事故應急處置程序圖

3 高海拔隧道冬季施工風險分析

考慮高海拔區域的冬季惡劣天氣和該區域隧道作業環境，確定高海拔隧道冬季施工風險。

3.1 氣象風險

冬季高海拔地區惡劣天氣災難有雪災、強風以及道路溜滑。高海拔區域山區冬天容易積雪，有些甚至常年積雪，雪災不時發生。2011年3月24日，西藏自治區林芝地區縣道嘎隆拉山處發生雪崩，導致100多人被困。經過兩天救援，除10余人失蹤外，其他被困人員被轉移到安全區域。

3.2 事故災害

（1）混凝土質量事故。冬季施工工程質量事故以混凝土問題為主。冬季施工的混凝土質量問題具有隱蔽性、滯后性，給后期處理帶來了很大麻煩，會縮短工程壽命。甚至可能要推倒重來，損失巨大。

（2）管線事故。要像保護血管一樣，保護工地上的“三管兩線”，一個小的疏忽，可能導致幾百米水管一處凍結，使整條管道失去作用。

（3）機械事故。低溫下機械容易出現發動機著火困難、效率降低、油耗增加、冷卻系統凍脹破壞和壽命降低等問題。

（4）人員高反事故。工作人員從平原進入海拔3000m以上高海拔區域，會出現頭痛、心慌、氣促、惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀。如果勞動強度或工作時間偏長，易引起人體意識障礙、暈倒、抽搐、昏迷甚至死亡。

4 高海拔隧道冬季施工應急預案

事故一旦發生，應急領導小組應馬上實施應急處置方案。通信聯絡組立即聯絡應急救援小組成員與現場施工隊伍負責人，了解災害實際情況，清查人員、裝備和應急救援準備狀況，及時匯報給應急救援小組。

技術支持組根據實際情況實時調整應對措施。現場保衛組依據救援需要，開展現場安全保衛、安全警戒、交通安全、封閉現場和解除封閉工作。搶險搶修組積極實施救援作業。醫療救護組評估作業人員健康情況，根據受傷程度，及時開展傷員現場醫療處置和轉移。后勤保障組及時提供各項救援物資。

針對性的災害應急處置措施有：

4.1 防雪災應急措施

在可能雪崩區域，密切關注氣象預報，做好雪崩的預測與救援準備，及時開展雪崩圍困人員的救援工作。對于材料加工棚和臨時住房頂部積雪，適時開展積雪清除，防止建筑物被積雪壓垮。注意救援人員安全，防滑倒、防凍傷以及其他意外受傷。

4.2 施工便道除雪防滑應急措施

冰雪天氣時，全體人員應堅守崗位，抓住降雪初期松散時機，積極投入除雪工作。根據道路積雪情況，實時安排裝載機鏟除道路積雪，人員及時跟進進行精細清理和積雪搬運。監控人員及時發布可變情報板——“注意安全、減速慢行”字樣及限速顯示，提示駕駛人員在安全速度內行駛。

4.3 防強風應急措施

定期開展宿舍、倉庫、辦公室、機械設備、電氣箱、架空電纜和過路電纜等安全檢查工作，對存在隱患的地方及時處理，確保抗風能力。一旦發布特大風暴警報，應急領導小組全體進入應急狀態；各施工班組做好“防風”準備，如拌和站加固纜繩等；切斷所有電源，將人員和物資疏散到安全區域。一旦有人員傷亡，及時救治并向上級匯報。

4.4 混凝土施工應急措施

（1）攪拌站控溫

料場及拌和站建于全封閉的板房內，房屋長、寬、高需合理控制，并在板房內壁貼塑料薄膜，以增強保溫效果。采用熱水拌和混凝土，水溫控制在60℃以內。第一盤混凝土拌和完后，測試混凝土溫度，確保混凝土的溫度在10℃以上，若達不到此溫度，則進行后場加溫工作，直到拌和后混凝土溫度在10℃以上。

（2）運輸過程保溫措施

將混凝土運輸車混凝土罐用厚度為5cm的棉氈包裹，使混凝土在最短時間內入模。

（3）混凝土施工保溫措施

隧道洞口設置兩道相距10m的保溫門簾，在兩層門簾間采用電熱風幕、火爐等升溫器具，使隧道內氣溫高于5℃。

混凝土入模后，不間斷測試其溫度，確保混凝土溫度在5℃以上，否則棄之不用。

（4）混凝土養護工作

在拆模前襯砌范圍內保溫措施不變，確保襯砌臺車范圍內混凝土溫度在5℃以上，拆模時混凝土強度在5MPa以上。在澆筑混凝土時，現場留三組試件并在同等條件下養護，一組測試3天強度，以確定拆模時間，二組測試7天強度是否達到設計強度的80%以上，三組測28天強度是否達到設計強度100%以上。混凝土養護時間不少于7天，并根據7天強度確定是否繼續采用保溫措施。

4.5 管線防護

隧道施工所需管線（含臨時電線）全部包裹保溫材料并深埋地下，洞口處管線埋入砌體中。

氣溫低于零下10℃后，隧道施工進水和廢水排出都成問題，可以通過循環用水解決。在隧道中間留出近1m寬的水溝，將水溝分段沉淀的隧道滲水抽至水箱，供鉆爆風鉆使用，實現洞內水循環利用。

4.6 機械防凍

（1）采用洞口兩道門簾和其他加溫措施，可使洞內溫度保持在5℃以上。在隧道內設置單側停車帶，可實現機械的正常啟動，對隧道正常工作也沒有影響。

（2）采用抗低溫防凍液和柴油，保證機械正常工作。

（3）每天進行機組不定時檢查。放掉不常用機組的冷卻水，預防凍結開裂。

（4）將修車棚的氣溫保持在10℃以上，設置現場維修點，實時保證裝備效能。

4.7 人員高反的應急處置

（1）一般高原缺氧反應，可現場吸氧以緩解癥狀，同時適當服用藥物，如紅景天等。仍不能適應者，回到低海拔區域就可恢復正常。

（2）出現高原肺水腫癥狀，馬上進行充分吸氧，靜脈注射呋塞米。嚴格臥床休息并進行保暖。煩躁不安的，注射鎮靜劑。盡快送到當地醫院，病情控制后，送到低海拔醫院處置。

（3）若發現高原昏迷，則非常危險，要及時連續供氧。清醒后仍應間斷給氧，并立即送當地醫院救治。病情控制后轉至低海拔醫院繼續治療。

（4）高原缺氧引起的其他突發性疾病，如高原心臟病、高原血壓異常、高原紅細胞增多癥者，不能立即轉移到低海拔地區治療，應在當地醫院及時治療，待病情穩定后轉移至低海拔處治療。

（5）施工人員每天在野外工作最多不超過6h，在隧道內不超過4h。施工手段應盡量機械化，使勞動強度降至中等以下。此外，營養專家為工人合理安排膳食搭配，每天購進新鮮的肉、菜和水果，保證每個人攝入足夠的營養和熱量。

5 結論

為了提高高海拔區域隧道冬季施工時施工隊伍的應急響應能力和協同救援效率，結合我國高海拔隧道冬季施工特點，本文對高海拔隧道冬季施工應急預案開展了研究。主要結論有：

（1）依據國家相關法律法規、標準和有關規定，建立了項目組高海拔隧道冬季施工應急救援體系；

（2）充分考慮到天氣帶來的不利條件和高海拔隧道冬季施工環境，分析了高海拔隧道冬季施工風險；

（3）提出了防雪災、施工便道除雪防滑、防強風、混凝土低溫施工、管線防護、機械防凍和人員高原反應的針對性應急處置措施。