高海拔隧道施工供氧技术现状分析

路晨雨，黄菲雨

(长安大学，陕西 西安 710064)

0 前 言

随着我国内陆高原地区经济的不断发展建设，高海拔地区隧道的施工案例也逐渐增多。在高海拔地区修建隧道有助于改善高原地区的交通、提高通行能力。但是高海拔地区隧道的施工存在较为严重的低温、低氧、低气压的问题，在氧气含量低的环境中施工，不仅生产效率极其低下、施工质量和进度无法得到保证，而且施工人员的身体健康甚至生命安全都会受到严重威胁。因此，缺氧问题是高海拔地区隧道施工首先要面对的一个难题。现有的高海拔隧道供氧的主要技术有：个人携氧法、氧吧车供氧法、隧道内全富氧及弥散式供氧法等供氧方法，本文对此进行综合评述。

1 高海拔地区隧道施工供氧的必要性

需氧是高海拔地区隧道施工工程过程中需要解决的关键技术问题，尤其是高海拔严寒地区大气中的氧气含量仅是平原地区氧气含量的50%～60%，在缺乏一定氧气的环境中，人们会由于缺氧而产生不适的感觉，再加上长时间艰苦的隧道施工作业，施工人员如果反应严重，可能会丧失劳动能力或遇到生命危险。在高原地区，尤其是青藏高原地区是我国很大部分高海拔隧道的修建地，我国在西部大开发过程中连续修建了鹧鸪山隧道、昆仑山隧道、风火山隧道、羊八井隧道等隧道。它们的成功修建，代表着我国高海拔地区隧道施工技术达到了一个新的高度，在隧道施工过程中研制适当的隧道施工供氧方案体系，为广大的施工人员提供有效及时的吸氧条件，能够确保施工高效和顺利地完工。

2 现有的高海拔地区隧道施工供氧技术

2.1 个人背负氧气瓶式携氧法

隧道及矿山施工主要采用的补氧方法即施工人员个体背负氧气瓶法。此方法为施工人员采用瓶装氧进行补氧的，通常需要背负1.5 kg重的氧气瓶，例如在青昆仑山隧道的施工中就采用了这种方法。它的主要优点是耗氧的氧气量小，施工人员吸入的氧气密度较高，并且设备简单，在紧急情况下便于使用。它的缺点是不能长时间地连续供氧，每隔一定时间需要及时补充，否则会影响施工作业的连续进行，再加上每个施工工人还要背负的氧气瓶的重量，对施工人员和施工都极为不利。

2.2 隧道掌子面弥散式供氧法

隧道施工的大部分的工作区即为掌子面，施工人员需要集中在此工作区进行隧道开挖。但掌子面处与隧道较深处通风能力很差，并且由于人员、爆破和设备十分的耗氧，会造成该区域的氧气含量较低甚至极低。所以问题的关键是只有将氧气输送到掌子面，才能解决施工人员的缺氧问题。

弥散式供氧法的主要过程是通过一定的方法将氧气以弥散的方式分布在隧道的掌子面区附近，以提高工作区的氧气浓度。弥散式供氧装置、输氧管道、阀门等部分是掌子面弥散供氧方式的主要组成。弥散式供氧装置包含两组对称的氧气分布器和连接软管，氧气分布器旁边均匀分布几个小孔，氧气以液态雾化的方式从中喷出，氧气雾互相扰动，形成氧气帘。这样，两组或几组氧帘一起组成了氧气浓度相对较高的局部富氧区域。由于掌子面施工高度会随施工不断变化，所以我们的氧气分布器的高度也可以调节变化，它们之间的距离也能调整，保证在不同的施工高度下施工人员的吸氧问题。

2.3 隧道移动氧吧车供氧方法

移动式氧吧车常常安置在靠近隧道内输氧管道的一侧，距开挖面150 m左右的地方。氧吧车的主要结构为：房体、流量计、调节阀、输氧管道和输氧管嘴等。其优点是它轻巧、搬运方便。输氧管道与氧气输送管道相互连接，将氧气传输到氧吧车内，通过调节阀来调节氧气含量，工作人员可以根据流量计调节，吸氧管嘴是用于施工人员吸氧。当工作人员感觉到缺氧时，可以到氧吧车内吸氧，对于恢复体力，提高工作效率十分有效。

2.4 隧道外辅助设施供氧法

隧道外辅助设施法比如：在隧道洞口设吸氧室，施工人员可以在吸氧室进行定期氧疗，避免因为长时间在高原工作而发生高原病，给施工人员或有高原反应的人员提供吸氧需要。也有工程施工时采用隧道内专用输氧管道供氧，并将送氧管路设置在了隧道内，将高浓度的氧气输送到掌子面的后方，这也是其供氧和制氧方面与通风管路供氧方式所不同的地方。

3 高海拔地区隧道施工供氧技术的方案综合

通过以上分析可知，供氧技术可结合不同作业阶段采用不同的供氧方法。例如在喷浆作业阶段，为避免吸入烟灰粉尘，施工人员必须戴防尘口罩。或在施工人员钻孔时由于施工空间狭隘可采用局部弥散式供氧。注意要首先进行隧道通风、排尘(在爆破及喷浆作业后)，然后用氧帘在工作区一定范围内形成较封闭的空间。在二衬作业阶段，则可采用移动氧吧车供氧，这是因为掌子面距施工作业面较远，而弥散式供氧方案作用范围较狭隘，不可全面覆盖该区域，施工人员可以在移动氧吧车中临时吸氧，以缓解高原反应。

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