周瑋，吳曉明，王林，夏金龍，邊立新，徐瑩

(1.上海建筑科學(xué)研究院，上海 200032;2.吉林鐵路疾病預(yù)防控制所，吉林 吉林 132001)

1 項(xiàng)目來(lái)源和目的

受鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司吉林分公司的委托，為確保東北東部鐵路通道運(yùn)輸生產(chǎn)安全順利進(jìn)行，保障鐵路職工身體健康，避免能源浪費(fèi)，確定合理的通風(fēng)時(shí)間，吉林鐵路疾病預(yù)防控制所于2009年2月20日至23日對(duì)東北東部鐵路通道白河至和龍線荒溝隧道和南山隧道通風(fēng)裝置排煙除塵效果進(jìn)行了測(cè)試，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下:

2 測(cè)試內(nèi)容與方法

2.1 測(cè)試指標(biāo)

微小氣候(溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速和氣壓)、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、總塵、可吸入顆粒物。

2.2 測(cè)試儀器

北京英安科技有限公司生產(chǎn)的 SC—100單口真空采樣器，美國(guó)TSI公司生產(chǎn)的Q－TRAKTMPLUS IAQ檢測(cè)儀和IAQ－CTMALC室內(nèi)空氣質(zhì)量?jī)x、北京寶云興業(yè)科貿(mào)有限公司生產(chǎn)的BYWF－2001數(shù)字微風(fēng)速儀和BY—2003P數(shù)字大氣壓力表、江蘇建湖電子儀器二廠生產(chǎn)的呼吸性粉塵采樣器、北京賓達(dá)綠創(chuàng)科技有限公司生產(chǎn)的LD－3C微電腦激光粉塵儀、常熟市礦山機(jī)電器材有限公司生產(chǎn)的AKFC－92A礦用粉塵采樣器，所用儀器均在有效檢定期內(nèi)。

2.3 采樣布點(diǎn)

荒溝隧道內(nèi)選距兩側(cè)洞口中間 DK61 km+ 285 m處和距出洞口100 m(DK64 km+590 m)處各設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn);南山隧道內(nèi)距出口DK69 km+ 30 m處和距兩側(cè)洞口中間DK73 km+400 m處各設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)，采樣高度為1.5 m。

2.4 采樣時(shí)間

列車進(jìn)入隧道前10 min測(cè)定一次洞內(nèi)本底值;列車通過采樣點(diǎn)后立即測(cè)定一次;氮氧化物和一氧化碳濃度為列車通過采樣點(diǎn)后1min、2 min、3 min、5 min、7 min、10 min、14 min各測(cè)定1次，共測(cè)9次;余各項(xiàng)指標(biāo)為列車通過后5 min、10 min、15 min、20 min、25 min各測(cè)定1次，共測(cè)7次。

2.5 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

TB10068—2000、J71—2001《鐵路隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和TB/T1912－2005《鐵路運(yùn)營(yíng)隧道空氣中機(jī)車廢氣允許濃度和測(cè)試方法》。

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 兩個(gè)隧道及通風(fēng)裝置基本概況

東北東部鐵路通道白河至和龍線路等級(jí)為Ⅱ級(jí)，正線數(shù)目為單線，限制坡度為1.45%，牽引種類為內(nèi)燃，預(yù)留電話條件，牽引質(zhì)量近期1500 t，遠(yuǎn)期雙機(jī)3000 t。

荒溝隧道和南山隧道位于白河至和龍線路中(DK57+980—DK64+590)和(DK70+169—DK77+725)處，海拔為 854.19—831m 和821.72—749.84 m，坡度為0.35%和0.95%，隧道長(zhǎng)分別為6 610 m和7 566 m，均為有坡度內(nèi)燃機(jī)牽引單線長(zhǎng)大隧道，隧道斷面按電氣化限界。

通風(fēng)設(shè)計(jì)為上坡單方向進(jìn)行通風(fēng)控制，由簾幕(10臺(tái)15 kW/h射流風(fēng)機(jī))、4臺(tái)132 kW/h通風(fēng)機(jī)組成的三級(jí)控制(手動(dòng)控制級(jí)別、PLC自動(dòng)控制級(jí)別和智能控制級(jí)別)的通風(fēng)系統(tǒng)(見圖1)?；臏纤淼谰噙M(jìn)洞口70 m和143 m處有53 m和107 m長(zhǎng)2個(gè)通風(fēng)洞，通風(fēng)洞斷面14.6 m2;南山隧道距進(jìn)洞口70 m和140 m處有65 m和117 m長(zhǎng)2個(gè)通風(fēng)洞，通風(fēng)洞斷面14.6 m2，每個(gè)通風(fēng)洞內(nèi)分別安裝2臺(tái)通風(fēng)機(jī)。本次測(cè)試為手動(dòng)控制，列車尾部進(jìn)洞后20 s分別開啟每個(gè)通風(fēng)洞內(nèi)的1臺(tái)通風(fēng)機(jī)。

圖1 隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)示意圖

3.2 測(cè)試結(jié)果

3.2.1 隧道內(nèi)各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)本底值和列車通過時(shí)變化情況

兩個(gè)隧道內(nèi)各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)本底值都很低，氮氧化物未檢出，空氣質(zhì)量較好，對(duì)側(cè)洞口清晰可見。列車通過后，洞內(nèi)微小氣候變化很大，溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)速均快速升高;兩個(gè)隧道中間氮氧化物濃度列車通過后即刻均無(wú)明顯變化，隧道出口端均快速升高，最高達(dá)5 mg/m3;CO、可吸入顆粒物和總粉塵濃度飆升，高達(dá)10.75 mg/m3、11.5 mg/m3和 8 mg/m3，與本底值相比，升高 5.46、8.67—1150倍和4.08—6.15倍之間，南山隧道升高幅度偏大，測(cè)試當(dāng)天南山隧道洞內(nèi)漏水，路面積冰，列車限速(45 km/h)行駛，可能受一定影響;CO2指標(biāo)升高幅度不大;洞內(nèi)煙塵彌漫，能見度在30 m以內(nèi)，兩個(gè)隧道內(nèi)中間均看不見兩側(cè)洞口，測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 隧道內(nèi)各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)本底值和列車通過時(shí)變化情況

3.2.2 通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后隧道內(nèi)各項(xiàng)測(cè)定指標(biāo)值隨時(shí)間變化

荒溝隧道長(zhǎng)6 610 m，兩次測(cè)試結(jié)果:隧道中間采樣點(diǎn)列車通過后，1 min氮氧化物濃度達(dá)最高5 mg/m3，5 min(開風(fēng)機(jī)12 min)降到本底值; CO和可吸入顆粒物濃度10 min(開風(fēng)機(jī)16 min)降低到本底值，總塵濃度為 15 min(開風(fēng)機(jī) 21 min)降低到本底值;隧道出口采樣點(diǎn)列車通過后，氮氧化物濃度14 min(開風(fēng)機(jī)25 min)降到本底值;CO、可吸入顆粒物和總粉塵濃度均在20 min(開風(fēng)機(jī)25 min)基本降低到本底值，見圖2～4。

南山隧道長(zhǎng)7 566 m，測(cè)試結(jié)果:隧道中間采樣點(diǎn)列車通過后，氮氧化物濃度無(wú)明顯變化，1 min氮氧化物濃度快速升高，達(dá)最高5 mg/m3，5 min(開風(fēng)機(jī)11 min)降到本底值;CO和可吸入顆粒物濃度15 min(開風(fēng)機(jī)20 min)降低到本底值;總塵濃度為10 min(開風(fēng)機(jī)15 min)降低到本底值;隧道出口采樣點(diǎn)列車通過后，氮氧化物濃度在14 min(開風(fēng)機(jī)24 min)降到本底值;CO、可吸入顆粒物和總粉塵濃度均在 20 min(開風(fēng)機(jī) 33 min)基本降低到本底值，見圖2～4。

圖2 列車通過后隧道內(nèi)一氧化碳濃度隨時(shí)間變化情況

4 衛(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià)

圖3 列車通過后隧道內(nèi)總粉塵濃度隨時(shí)間變化情況

圖4 列車通過后隧道內(nèi)可吸入顆粒物濃度隨時(shí)間變化情況

為確保職工身體健康，保障鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)安全順利進(jìn)行，又避免能源浪費(fèi)，根據(jù)對(duì)東北東部鐵路通道南山隧道和荒溝隧道通風(fēng)裝置排煙除塵效果測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)職業(yè)衛(wèi)生學(xué)調(diào)查情況，對(duì)測(cè)試的濃度遞減梯度進(jìn)行衛(wèi)生學(xué)分析，荒溝隧道達(dá)到排煙除塵效果的最佳通風(fēng)時(shí)間為25 min，所測(cè)定的各項(xiàng)衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)可降低到本底值或接近本底值;由于南山隧道坡度大、隧道長(zhǎng)，達(dá)到排煙除塵效果的最佳通風(fēng)時(shí)間為33 min，所測(cè)定的各項(xiàng)衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)可降低到本底值或接近本底值。