柴倉寶

（中國鐵路蘭州局集團有限公司 安全監(jiān)察室，甘肅 蘭州 730000）

隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，隧道占線路長度比可達10%以上[1]，運營隧道中存在著危害人體健康的有害氣體、粉塵、垃圾、放射性污染等，對隧道施工、維修作業(yè)人員健康產(chǎn)生不良影響。為此，研究人員從粉塵控制技術(shù)、隧道施工和維修危害因素等方面進行了調(diào)查分析，提出了防治、控制措施[1-6]。某鐵路隧道是蘭州鐵路樞紐北環(huán)線隧道，位于蘭州市安寧區(qū)大砂坪與仁壽山之間，每月工務(wù)、電務(wù)、供電、通信系統(tǒng)人員進入隧道內(nèi)進行維修、施工作業(yè)900多人次，停留時間在20 min ～ 2 h，目前存在隧道內(nèi)粉塵和有害氣體無法有效排出的情況，影響隧道內(nèi)作業(yè)人員及乘坐通勤列車職工的安全與健康。為降低隧道內(nèi)粉塵和有害氣體含量、改善隧道內(nèi)空氣質(zhì)量，對隧道內(nèi)空氣污染物及其來源進行調(diào)查分析，以提出針對性的治理措施建議。

1 鐵路隧道有害因素調(diào)查分析

1.1 隧道概況

蘭州鐵路樞紐北環(huán)線原設(shè)計為貨運線，為了解決蘭州北站區(qū)各單位人員通勤問題，開行了通勤列車，牽引機車類型為HXD1、SS7E型電力機車。2012年12月1日開通運營以來，北環(huán)線車流密度逐年增大，目前每天約開行94對列車，其中貨物列車90對、通勤列車4對。

鐵路隧道為12 526 m的雙線隧道，縱斷面坡度依次為4‰/880 m、3‰/3 568.01 m、11‰/5 650 m、3‰/2 426 m。其中，左線進口單線174 m，右線進口單線173 m，左線出口單線238 m，右線出口單線337 m，共計單線922 m和雙線12 112 m。該隧道屬于雙向特長隧道，隧道未裝設(shè)機械通風(fēng)裝置。

1.2 有害因素檢測及分布情況

1.2.1 主要有害因素檢測情況

為了解隧道內(nèi)空氣污染物及其來源，分別于2016年11月、2018年4月對隧道內(nèi)主要有害物質(zhì)進行檢測，結(jié)果如表1所示。

表1 隧道內(nèi)有害物質(zhì)檢測結(jié)果

對比分析2次的檢測數(shù)據(jù)，該鐵路隧道內(nèi)的污染物呈增加趨勢，部分時間段污染物濃度超過國家標準。上述數(shù)據(jù)是在對隧道清理之后測得，如果未及時清理或遇隧道內(nèi)集中修作業(yè)、大型機械作業(yè)，空氣污染程度會有所增加。

1.2.2 分布情況

經(jīng)調(diào)查，該鐵路隧道內(nèi)的污染物來源主要包括：①列車上裝載貨物產(chǎn)生的煤粉塵、水泥塵等；②通過隧道的列車機車、施工作業(yè)車輛撒砂產(chǎn)生的矽塵；③內(nèi)燃機車、施工作業(yè)車輛、大型養(yǎng)路機械、通勤列車產(chǎn)生的CO、CO2、氮化物；④拋棄物產(chǎn)生的有害氣體；⑤隧道內(nèi)線路施工作業(yè)產(chǎn)生的粉塵，附著在隧道內(nèi)壁上。

1.3 原因分析

（1）該鐵路隧道進出口端均為碎石道床，沙土、塵土易堆積附著在道砟上；進出口端均為喇叭口，而且隧道內(nèi)行車速度緩慢，不利于隧道自然通風(fēng)。

（2）該鐵路隧道為特長隧道，列車經(jīng)過隧道時容易形成瞬間強大的擾動氣流，隧道底部道床、排水溝、兩側(cè)人行步道、各類電纜溝槽內(nèi)部、避車洞和斜井洞口洞室等部位的沙土和積塵在列車運行擾動下起塵，由于列車對數(shù)較多，形成擾動—起塵—沉降不斷重復(fù)的二次揚塵過程。

（3）該鐵路隧道為雙線隧道，列車進入隧道時形成的活塞風(fēng)作用較單線隧道弱?；钊L(fēng)作用在隧道進出口段較為明顯，并呈現(xiàn)向隧道中心逐漸減弱的態(tài)勢，隧道進出端的揚塵和有害氣體能夠通過活塞風(fēng)帶出一部分，但隧道中間段活塞風(fēng)效應(yīng)變?nèi)?，在沒有通風(fēng)的情況下該段污染加重。上下行線活塞風(fēng)相互阻抗、干擾，加劇了隧道內(nèi)污染物的滯留，導(dǎo)致污染物更加難以排出。

（4）該鐵路隧道運行的機車上下坡道撒砂產(chǎn)生的粉塵，隧道內(nèi)施工擾動帶來的粉塵，未及時清理引起隧道內(nèi)污染。

2 污染治理建議

（1）根據(jù)《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》(TB 10003—2016)11.3.3“運營通風(fēng)設(shè)計應(yīng)根據(jù)牽引種類、隧道長度、線路平面與縱斷面、道床類型、行車速度和密度、氣象條件及兩端洞口地形條件等因素綜合確定：電力機車牽引，長度大于20 km的高速鐵路隧道及長度大于15 km的貨運專線、客貨共線鐵路隧道應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)；有特殊要求的鐵路隧道應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)”[7]等規(guī)定，結(jié)合該鐵路隧道為雙線特長隧道，進出口均為喇叭口形式等實際情況，隧道內(nèi)粉塵、有害氣體無法利用列車在隧道內(nèi)的活塞作用和自然風(fēng)帶出，應(yīng)考慮在隧道預(yù)留風(fēng)機段內(nèi)加裝機械通風(fēng)，或采取通風(fēng)豎井加裝風(fēng)機、車載風(fēng)機、車載除塵器等治理方案。

（2）采用除塵車、高壓水槍沖洗和人工清掃的方式，對隧道底部道床、排水溝、兩側(cè)人行步道、各類電纜溝槽內(nèi)部、避車洞和斜井洞口洞室等部位的沙土和積塵進行徹底的清掃、鏟除，將這些污染物排出隧道，并做好維護保養(yǎng)

（3）優(yōu)化生產(chǎn)流程，調(diào)整維修作業(yè)模式，減少內(nèi)燃機車、軌道車、大型養(yǎng)路機械進入隧道內(nèi)作業(yè)的頻次，減少煙塵、CO、CO2等廢氣在隧道內(nèi)的排放。

（4）提高隧道內(nèi)工務(wù)、電務(wù)、供電、通信設(shè)備質(zhì)量，減少施工慢行處所；提高列車通過隧道運行速度，減少撒砂，降低矽塵含量。

（5）加強個人防護，給隧道內(nèi)巡檢人員、施工維護人員、機車乘務(wù)人員、通勤車乘務(wù)人員配發(fā)防塵口罩，并嚴格按要求使用。同時，對患有職業(yè)禁忌癥的職工應(yīng)按規(guī)定及時調(diào)離，保護作業(yè)人員身心健康。

3 結(jié)束語

鐵路特長隧道增多、防塵防毒措施不到位帶來隧道內(nèi)空氣污染問題已經(jīng)引起高度重視。各相關(guān)部門應(yīng)樹立“超前防范，綜合治理”的思想，綜合考慮隧道長度、行車速度和密度、兩端洞口地形條件等因素，合理設(shè)計運營通風(fēng)方案，落實鐵路建設(shè)項目“三同時”規(guī)定，保證隧道等運營場所防塵、防毒措施與主體工程同步投入使用，確保作業(yè)人員安全與健康。