陳佐林 苗永旺 朱胥仁 李傳書 彭學(xué)軍

中鐵五局集團(tuán)

1.引言

高地溫隧道因耦合高原缺氧因素，造成施工環(huán)境相較平原地區(qū)更加惡劣，嚴(yán)重威脅到工人的健康和安全，降低了生產(chǎn)率，同時(shí)因高溫缺氧環(huán)境，還導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備故障增多、效率低下。作者根據(jù)參與蒙河鐵路高地溫定額測(cè)定[1]經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高原、高地溫隧道施工增加的各類措施費(fèi)用進(jìn)行了分析、研究。

2.工程概況

拉林鐵路桑珠嶺隧道全長(zhǎng)16.449公里，隧址位于藏南桑加峽谷上游段，海拔3500米左右；隧道埋深1347米，穿越巖層以閃長(zhǎng)巖、花崗巖為主，在穿越沃卡地塹東緣活動(dòng)斷裂時(shí)，活動(dòng)斷裂帶附近有溫泉（最高溫度76℃）出露，存在高巖溫、高溫?zé)崴?。高溫段主要出現(xiàn)在1號(hào)橫洞轉(zhuǎn)正洞大、小里程，揭示的孔內(nèi)最高溫度達(dá)89.9℃，爆破后環(huán)境溫度達(dá)到56℃。

3.高地溫對(duì)高原缺氧環(huán)境下隧道施工的不利影響

主要表現(xiàn)在：施工人員易發(fā)生中暑、脫水、胸悶、反應(yīng)遲鈍、乏力、疲勞等，造成工人辭工、更換頻繁（2、3個(gè)月全部更換一次），工作效率極低，需減少每班作業(yè)時(shí)間等；機(jī)械設(shè)備故障率高、零件易老化、易熄火、司機(jī)受高溫、缺氧影響等，機(jī)械使用功效低；普通火工品無(wú)法滿足高地溫環(huán)境下施工安全，需采用耐高溫火工品及特殊起爆方式；高地溫環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生影響，產(chǎn)生的附加溫度應(yīng)力還可能引起襯砌開裂，對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的安全及耐久性不利，需調(diào)整混凝土施工配合比及襯砌結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)措施；

4.研究目的及主要內(nèi)容

國(guó)內(nèi)對(duì)高地溫隧道定額的研究很少，且?guī)r溫最高只有45℃左右，而桑珠嶺隧道89.9℃，因此對(duì)缺氧、高溫環(huán)境下隧道施工造成人工、機(jī)械降效和措施增加費(fèi)用等，進(jìn)行研究分析，就顯得尤為必要。

根據(jù)相關(guān)研究成果[1]，綜合分析拉林鐵路高地溫隧道情況及施工措施，提出高原隧道高溫分級(jí)方案。

收集施工人員的人工高溫補(bǔ)貼以及施工現(xiàn)場(chǎng)的高地溫隧道降溫工程措施費(fèi)用，包括：加強(qiáng)通風(fēng)、噴霧灑水降溫、冰塊降溫、熱水堵排、空調(diào)休息室等；分析研究經(jīng)濟(jì)合理的降溫措施費(fèi)用。

綜合對(duì)比分析高原隧道高地溫環(huán)境與高原常溫環(huán)境人工工日消耗和機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用，提出高地溫環(huán)境較常溫環(huán)境人工及機(jī)械降效系數(shù)。

5.研究方法

以現(xiàn)行鐵路隧道工程定額為基礎(chǔ)，根據(jù)高原、高地溫環(huán)境隧道工程的實(shí)施性施工組織，建立施工組織模型，對(duì)隧道不同溫度條件各工序作業(yè)時(shí)，降溫措施，工、料、機(jī)等消耗分別進(jìn)行“寫實(shí)”和測(cè)定，同時(shí)測(cè)定高原常溫環(huán)境隧道施工相關(guān)定額子目的工料機(jī)消耗，綜合對(duì)比分析得出施工降效系數(shù)。

6.高溫作業(yè)分級(jí)

《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》和《鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程》都規(guī)定隧道內(nèi)氣溫不得高于28℃。按原國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督局2011年11月發(fā)布的《井下高溫作業(yè)場(chǎng)所危害程度分級(jí)》（征求意見稿）（篇幅所限，不例舉），并參照泛亞鐵路蒙河線高溫隧道的研究總結(jié)[1]，拉林鐵地處高原，空氣濕度比蒙河線低，濕度僅為60%，對(duì)比蒙河的90%，拉林線WBGT值相比蒙河低3度左右，按拉林線環(huán)境溫度等級(jí)劃分與蒙河線采用WBGT值的等級(jí)劃分基本一致，把環(huán)境溫度把高溫分級(jí)為下：

溫度分級(jí)表

7.高原、高地溫隧道施工保證措施

7.1 降溫措施

① 通風(fēng)降溫措施：每個(gè)工作面采用“二進(jìn)一出”三條風(fēng)管24小時(shí)通風(fēng)：配備2組132kw壓入式軸流風(fēng)機(jī)，每間隔150m設(shè)置一個(gè)2*11kw射流風(fēng)機(jī)加速洞內(nèi)空氣向洞外排放，每個(gè)工作平臺(tái)配備9臺(tái)5.6kw的局扇，確保洞內(nèi)風(fēng)速維持在0.5m/s以上，增加舒適感。

② 制冰降溫：建立制冰廠（2組108kw的制冰設(shè)備，24小時(shí)制冰，8h/循環(huán)）、儲(chǔ)冰室，成立9人專職制、運(yùn)冰班。冰塊分層放置作業(yè)人員相對(duì)集中地地段，其他地段每150m設(shè)置一處。每處冰架放置60塊冰，每塊冰12.5kg，不間斷補(bǔ)充冰塊。

③ 灑水降溫：增設(shè)高壓水池和Φ100mm鋼管高壓噴水管路，采用特制噴頭（20m/處），24小時(shí)灑水。掌子面和襯砌作業(yè)面10m/處加密設(shè)置。洞內(nèi)3小時(shí)用灑水車灑水降溫，對(duì)爆破后裸露的巖面、路面、初支面、二襯面進(jìn)行灑水，降低洞內(nèi)環(huán)境溫度。

④ 移動(dòng)休息室

在洞內(nèi)設(shè)置面積約6m2的保溫休息室，安裝2匹空調(diào)。配置防暑降溫應(yīng)急救援箱。保證作業(yè)人員在高溫環(huán)境下，能得到相應(yīng)的休息、及時(shí)恢復(fù)體力，以確保正常工作效率。

⑤高溫?zé)崴榕?/p>

為減少地下熱水在隧道內(nèi)流動(dòng)散熱，采用以下方式進(jìn)行熱水處理：圍巖點(diǎn)滴狀熱水滲出采用注漿封堵；呈股狀滲出的熱水以及炮碴降溫灑水，采用引排方式匯入蓄水池（長(zhǎng)*寬*深）2m*2m*1m，200m/處，采用遮蓋保溫方式，用Φ200mm保溫水管抽排至洞外。

7.2 高原缺氧、高地溫隧道作業(yè)人員、施工機(jī)械降效補(bǔ)救措施

①人工高溫補(bǔ)貼：根據(jù)國(guó)家安監(jiān)總安健[2012]89號(hào)文《關(guān)于印發(fā)防暑降溫措施管理辦法的通知》相關(guān)規(guī)定：勞動(dòng)者從事高溫作業(yè)的，依法享受崗位津貼。按西藏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算人工高溫津貼為：7587/21.75*12%=41.86元/日。

②人工降效費(fèi)用：因缺氧、高地溫環(huán)境導(dǎo)致人、機(jī)效率降低，對(duì)增加作業(yè)人員、減少每班作業(yè)時(shí)間等措施增加的人工費(fèi)進(jìn)行“寫實(shí)”。

③機(jī)械備用臺(tái)班及經(jīng)修費(fèi)用：受高溫、缺氧環(huán)境影響，內(nèi)燃機(jī)械設(shè)備易損壞，機(jī)械設(shè)備經(jīng)修費(fèi)較平原、常溫地區(qū)高出較多；為保證施工需求，現(xiàn)場(chǎng)按雙臺(tái)班配置。

8.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定樣本選取

以單個(gè)循環(huán)為一個(gè)基礎(chǔ)樣本，現(xiàn)場(chǎng)記錄常溫地段不同圍巖級(jí)別（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖）人工、材料及機(jī)械消耗各6組，高溫地段不同圍巖級(jí)別（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖）不同溫度等級(jí)人工、材料及機(jī)械消耗各6組，樣本盡量連續(xù)。因?qū)嶋H施工過程的復(fù)雜性及寫實(shí)記錄的偶然性導(dǎo)致個(gè)別數(shù)據(jù)異常，需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性選取，將高溫各類樣本數(shù)據(jù)加權(quán)平均，與常溫段樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出不同圍巖級(jí)別不同溫度等級(jí)較常溫段同圍巖級(jí)別隧道的人工和機(jī)械降效系數(shù)。

9.匯總計(jì)算分析

9.1 降溫措施費(fèi)

通過對(duì)加強(qiáng)通風(fēng)、制冰、灑水、增加設(shè)備等降溫措施費(fèi)“寫實(shí)”統(tǒng)計(jì)與分析，得出每延米增加措施費(fèi)：通風(fēng)7357元，制冰3057元，灑水1274元，材料128元，機(jī)械設(shè)備542元，合計(jì)12360元。

9.2 火工品增加費(fèi)

普通導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管在孔內(nèi)巖溫達(dá)到50℃時(shí)，出現(xiàn)軟化，性能不穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)多次出現(xiàn)瞎炮。因此不同溫度下采取了不同的爆破方式及爆破材料。

炮孔內(nèi)溫度≦50℃、≦70℃：采用耐80℃的高強(qiáng)導(dǎo)爆管雷管；炮孔內(nèi)溫度低于＞70℃：采用孔內(nèi)耐120℃高溫導(dǎo)爆索，孔外導(dǎo)爆管延時(shí)雷管起爆。

高溫隧道火工品延米增加費(fèi)用匯總表

9.3 人工高溫補(bǔ)貼、機(jī)械設(shè)備備用臺(tái)班及經(jīng)修費(fèi)

本次測(cè)定的人工高溫補(bǔ)貼參考天津市的高溫補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，人工配置、機(jī)械設(shè)備備用臺(tái)班及經(jīng)修費(fèi)根據(jù)樣本隧道的實(shí)際配置，現(xiàn)場(chǎng)采用“寫實(shí)法”統(tǒng)計(jì)、分析。

高溫隧道每延米增加人工高溫補(bǔ)貼、備用機(jī)械設(shè)備、經(jīng)修費(fèi)匯總表

9.4 降效系數(shù)

本文根據(jù)本隧道的定額測(cè)定情況，根據(jù)施工組織模型結(jié)合鐵建設(shè)[2006]113號(hào)文及相應(yīng)的拉林鐵路人工、機(jī)械單價(jià)對(duì)實(shí)際測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。根據(jù)不同工序所占比例最終得出了不同圍巖級(jí)別不同溫度等級(jí)的人工、機(jī)械降效系數(shù)（篇幅所限，此文不例舉）。人工、機(jī)械延米總降效系數(shù)如下：

高溫隧道人工降效系數(shù)匯總表

高溫隧道機(jī)械降效系數(shù)匯總表

1 0.結(jié)束語(yǔ)

高地溫對(duì)隧道施工的影響已經(jīng)很大，而高原缺氧的影響加重了施工風(fēng)險(xiǎn)、降低了工效、增加了工程造價(jià)。通過對(duì)隧道高溫、缺氧溫環(huán)境下施工措施、人機(jī)降效等因素造成的增加投資分析、研究，為后期高原、高地溫隧道的合理定價(jià)供了參考，但高溫、缺氧耦合作用對(duì)作業(yè)人員健康影響有待深入研究。