基于环境因素下的长大隧道沥青施工安全管控

摘 要

通过对长大隧道沥青施工安全管控的研究，创新性的提出环境对长大隧道沥青施工安全的影响因素，并针对长大隧道的特殊环境因素，从温度、湿度、通风、照明、有害气体与污染物等方面提出长大隧道沥青施工安全管控措施，以尽量避免施工过程中安全事故的产生。

关键词

环境因素 | 长大隧道 | 沥青施工 | 安全管控

与一般工程安全管控相比，长大隧道沥青路面的安全施工管理具有其明显的特殊性，使得长大隧道沥青路面施工中的安全管控工作也具有特殊的特点。由于热拌热铺的沥青混合料在施工过程中会释放出大量的热量和有害气体，并受制于特殊的施工环境，严重影响施工的安全进行。长大隧道沥青施工具有较大的特殊性，与一般道路沥青施工不同，受制于特殊的环境，其安全管控难度较大，也较为复杂，当前对长大隧道沥青施工安全的相关研究多数停留在对施工工序的安全管理方面，对环境因素所造成的长大隧道沥青施工安全问题研究较少，故以此为研究对象，以充实该领域研究成果。

长大隧道热拌热铺沥青混合料影响施工安全的环境因素

温度

我国政府出台的《沥青路面施工及验收规范》一文中明确规定:沥青混合料在出厂时的温度的正常温度为120℃，运输到现场沥青混合料温度不能低于120℃，沥青混合料进行摊铺施工时的温度不低于110～130℃，且不能超过165℃，施工碾压温度为110～140℃不低于110℃。可见，在长大隧道内，沥青混合料摊铺后会形成面性热源。如果在没有风和没有对流的环境当中，沥青混合料摊铺后形成的热源会不断的产生热量，并在隧道内部进行空气之间热传导。如果在是隧道外部，摊铺和碾压过后的沥青混合料产生的热量会很快在空气当中散发掉;如果是在隧道外部，高温的沥青混合料产生的大量热量聚集在封闭空间内，使施工环境恶劣，当温度超过一定范围时，会给施工人员产生不良情况，甚至引起病变，危害施工人员的人身安全。

湿度

由于长大隧道近似封闭空间，本身就长期处于一个潮湿的状态当中，无法受阳光和风等因素的影响将热量蒸发掉。同时，在沥青路面的具体施工过程当中，为了保障路面的碾压质量，施工队伍会对摊铺的沥青混合料会予以洒水作业。水洒过后沥青混合料就会产生一定的水蒸气，在封闭的隧道空间内迟迟不散，使得隧道内部的空气湿度指数上升，隧道内的沥青路面施工现场就会一直处于高温、湿热的状态下。

而湿度过大时，人体就会感觉到明显的不适感，进而萎靡不振，影响到工程的施工进度。施工人员如果一直处在这种高温、湿热的环境当中，很容易患上风湿、关节炎等疾病。另外，由于高温、潮湿和低气压的环境下，人体的汗液不容易排泄出来，使得人体内的含水量增多，出汗后的汗液也不容易被蒸发掉，一直黏在人体表面，容易引发人精神上发燥、疲惫、食欲不振的情绪，甚至会诱发施工人员的中暑、晕厥等安全事故的发生。

通风

隧道内部通风的顺畅性能直接影响的隧道结构施工的质量和隧道沥青路面的顺利施工。如果隧道施工内部的通风环境较差、欠缺完善的通风设施，会使得隧道空间近似一个封闭空间。自然，隧道内部的粉尘和有害气体量也会比隧道外的环境更高。并且，随着隧道内部烟尘消散时间的延长，浓度会离地面越低，有毒气体的毒性就会越高，对隧道施工中的施工人员带来危害，甚至影响到机械的正常使用。高温、湿热的环境，加上施工器械排出的一氧化碳、氮氧化合物等有害气体的慢慢积聚，使得施工人员的身体可能遭受的危害变得更大。

照明

照明是影响长大隧道沥青路面施工安全的另一重要因素。由于隧道内的环境近似一个封闭的空间，除隧道距离洞口两端30m的范围内，隧道内部无法进行自然采光。若隧道内沥青路面施工过程中照明不足，低照明环境容易引起人的视力疲劳、降低劳动效率，并且不易发觉不安全因素，因此隧道内沥青路面施工照明强度和范围直接影响着施工效率、人员安全和路面质量。沥青路面施工单位应参照《隧道施工规范》的要求，保证隧道沥青路面施工具有足够的亮度，同时减少眩光和阴影。

有害气体与污染物

在长大隧道内进行沥青路面施工过程中，产生的有害物质主要包括沥青烟尘和粉尘等。

隧道沥青路面施工过程中产生的粉尘，一般指颗粒大小在100μm以下的岩粉、水泥粉尘以及烟尘等。隧道施工中的粉尘主要有两个来源:道路基层存在凹凸不平整的问题，使得运输车辆在行驶过程中会将岩尘卷起，并散落在施工现场予以堆积;另一种是由于隧道内为摊铺的干燥路面在经过风吹之后而引起的扬尘。由于粉尘对人体具有较大的危害，如果人体长时间的暴露在二氧化硅浓度较高的环境当中，会给人带来极大的危害。

基于环境因素下的长大隧道沥青施工安全管控措施

通风管控措施

隧道尤其是长大隧道近似封闭空间，隧道内沥青路面铺筑过程中产生的烟尘、高温等环境因素会使施工人员有中毒的危险，设备也会因高温不能正常工作。因此，通风好坏决定着隧道内沥青路面施工环境和施工效率，也是降低隧道内沥青路面施工温度、湿度的有效措施。

(1)隧道内作业人员需风量

根据同时在隧道内的最多人数计算风量:

式中:k为风量备用系数，取1.150;m为同时工作人员;q为每人每分钟呼吸所需新鲜空气数量，根据相关规范要求上的卫生标准规定，取4m^3/min;

(2)稀释内燃设备废气需风量

使用内燃机动力设备进行施工时，施工人员应保证隧道内的通风量能满足所有设备废弃的全部稀释要求，依次保证设备排除的废弃能得到排除，保证隧道内部施工环境空气的纯洁性，作业地点中的空气有毒含量也应将至到可允许的范围之内。按柴油机额定功率系数法计算。

式中:q1为内燃机每千瓦废气稀释所需风量，取3m^3/min;

K1为内燃机功率使用有效系数，取0.6;K2为内燃机功率工作系数，取0.8;∑N为隧道内内燃机功率之和。

(3)稀释隧道内沥青烟尘所需风量

沥青混合料在装车时产生的沥青烟尘约3.75m^3/t。自卸汽车向摊铺机料斗倾倒沥青混合料产生的沥青烟尘需乘1.5的系数，即为5.6m^3/t，每车沥青混合料质量约为35t，约10min摊铺完成，这样每分钟产生沥青烟尘约为20m^3/t稀释每立方米烟尘保守取值10m，风量，最终Q取200m^3/min。

(4)最低允许风速计算风量

为了能有效排除隧道内的有毒气体和粉尘、粉尘气体等有害物质，施工单位应该合理控制隧道内的风速。这个风速主要是由于有害气体从稀释到安全标准所需要的通风量和断面积来约定的。粉尘浓度和风速的关系，从调查结果看，当风速在0.3m/s以上时，施工段各环境因素指标均能得到保证。

确定最小风速后，通过下式计算风量。

式中:v为隧道断面面积，m/s;s为隧道最大断面积，m^2。

长大隧道沥青路面通风措施，应先通过上述计算之后，选取相应的功率的通风设备，并在洞口两端的侧边安装2台大功率的通风机、3台柴油发动机为通风机进行供电。需要注意的是，通风的方向应该与摊铺机行进的方向保持相反，依次保证隧道内部空气的流动，进而保障隧道内部施工环节的含氧量。依据长大隧道具体的施工环境，在隧道两端的洞口安装2台大功率排风扇引风，摊铺机前1台，从前往后吹，压路机后1台，从前往后抽，以增加洞内空气流动速度，保证现场氧气比例，从而改善隧道沥青路面施工作业面高温、潮湿、高烟环境。

照明管控措施

在长大隧道内，照明是保证沥青路面施工安全进行的重要保障，良好的照明条件有助于及时发现危险源，避免安全事故的产生。

照度即光照强度，是一种物理术语，指单位面积上所接受可见光的能量。一个被光线照射的表面上的照度定义为照射在单位面积上的光通量(单位流明)。在1平方米面积上所得的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。

因此在长达隧道内沥青路面施工过程中，在施工段配备4台带发电机式可降可移动照明灯，用于现场照明，保证所需光源总光通量符合要求。1台安排在摊铺机的施工范围内，依次保证摊铺施工现场的照明，并安排专人进行看管。同时，照明灯还应该跟随着摊铺机进行适当的移动，应该将1台固定安装在摊铺机后部，用于质量检查。在摊铺机与压路机之间，排水沟上部盖板上各安排1台照明灯，保障压路机施工的照明，并安排人员按照碾压区间调整照明方向和移动，使现场施工人员和机械操作人员能看清施工段的每个角落，避免安全事故的发生。

空气质量管控措施

为了能实施监控到隧道沥青路面施工环境中的空气质量，施工单位应采购一些符合行业标准的便携式空气质量检测仪，并在隧道的施工现场配备至少2台以上，避免检测仪故障时空气质量检测数据错漏现象的发生。施工单位还应配备专人对空气质量进行定期检测，并将检测的地点放置在沥青浓度相对大、人员相对集中的位置。

空气检测的标准则应该依据劳动卫生局颁布的标准，对多环芳烃(沥青烟等)、氮氧化合物、SO2等有害气体的排放量予以动态的监测，保证施工作业人员的健康。施工现场还必须配备足量的消防设备和大容量的便携式氧气袋，防止施工出现缺氧时间。另外，施工单位还应加强施工人员的安全消防知识培训，必须保证每位施工人员都能熟悉消防设备的性能和使用方法。

劳动保护管控措施

在长大隧道沥青路面具体施工当中，施工所造成的高温、高湿以及高浓度沥青烟可以给人体造成很大伤害，因此，长大隧道沥青路面项目施工之前，应在上岗前对施工作业人员进行体检，只有体检合格后才能允许施工人员进入隧道施工现场。在施工现场中，施工人员必须统一穿戴耐高温的工作服和鞋具，并配戴符合标准的防毒口罩。防毒口罩作为一种保护人类呼吸系统的特种劳保用品，由滤毒盒/滤毒罐和面罩构成。面罩的主体可有效隔绝空气，发挥出密封的作用;滤毒盒/滤毒罐具有过滤毒气和粉尘的功能。由于防毒口罩能有效隔离毒气和粉尘，能满足长大隧道沥青路面施工作业人员的防护需求，降低施工人员吸入沥青烟等粉尘的概率。

结论

通过上文基于环境因素下的长大隧道沥青施工安全管控研究可知，长大隧道具体相对特殊的环境，在进行沥青面施工时，温度高、环境潮湿、存在有毒有害气体、通风较差，给施工人员造成很大安全隐患，因此，公路隧道内沥青路面施工较隧道外尤其环境上的特殊性，必须针对特殊环境提出措施，改善施工的恶劣环境，满足施工作业人员身体需求，确保施工的安全进行。