某铁路隧道大型机械养维护作业尘毒危害分析

王晓斌，王 祺，卢晓东

（中国铁道科学研究院集团有限公司 节能环保劳卫研究所，北京 100081）

近年来，在铁路基础设施日常运营维护过程中，大量以柴油机为动力装置的工程机械投入使用，排放对人体健康有危害的尘毒类化学污染物，主要包括粉尘、氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物等[1-2]。由于长大隧道环境中工程机械排放的污染物不易扩散，随着作业时间的增加，污染物累积，易对隧道养护人员身体健康造成伤害。随着我国大量铁路长大隧道的建设和投入运营，铁路长大隧道养护作业空气环境污染问题日渐凸显。为此，通过对某铁路隧道大型机械养维护作业的职业卫生学调查及工作场所危害因素检测，总结分析目前我国铁路隧道内大型机械养维护作业尘毒危害的种类、浓度，为铁路长大隧道养维护作业空气环境综合治理技术研究提供依据。

1 基本情况

（1）隧道基本情况。该隧道为普速铁路曲线隧道、长度约为4 km，有砟轨道，主要通行电力机车。

（2）主要工作内容。隧道内大型机械养维护作业主要包括线路捣固、线路清筛、钢轨打磨等。本次调查主要作业内容为采用捣固车进行线路捣固及线路综合整修施工，捣固车有效作业时间为50 min左右。

（3）主要工作流程及设备。大型养路机械捣固时，采用成对高频振动的捣镐在轨枕两侧同时插入道砟，在规定深度位置作相对夹持动作将道砟捣密，一次性将道床整理平顺。捣固车后部有工务人员为捣固后的道床整形，使用小型捣固镐和耙子等工具。大型捣固车换长27.5 m，捣固车作业速度为800～1 000 m/h。

（4）作业范围及布局。作业分成2 个编组，每个编组1 辆捣固车及车前车后各1 组工务人员。车前、车后工务人员距捣固车10 m左右。每个捣固车编组1个天窗时间内完成500 m线路捣固整形作业，持续50 min左右。2个编组距离为500 m，当天作业完成后共捣固线路1 000 m。作业开始前2辆捣固车连挂，到作业里程时2 辆车解体，分别到达各自位置，作业结束后2辆捣固车重新连挂驶出隧道。

（5）作业人员。捣固车配有工务机械段人员，每辆6～8人，包括车下指挥、安全看护等人员。捣固车车前、车后为工务段人员，车前约10人，车后约10人。

2 尘毒危害分析及检测

大型机械养护线路捣固及综合整修施工过程中产生的主要职业病危害因素有粉尘、一氧化碳、氮氧化物、噪声等。一氧化碳、氮氧化物来源于大型捣固车尾气，排放口位于车辆顶部中间位置；粉尘主要来自捣固车捣镐处，粉尘发生源位于地面。捣固车前后工务人员使用的小型机械也是粉尘、一氧化碳、氮氧化物的产生源。该隧道未设置机械运营通风设施，大型捣固车未设置尾气净化装置；部分作业人员佩戴了防尘口罩，部分作业人员未采取有效的个体防护措施。

本次调查对隧道内粉尘(总尘、呼尘、粉尘中游离二氧化硅含量)、一氧化碳、氮氧化物进行了现场检测。粉尘中游离二氧化硅含量采用落尘法采样，红外分光光度法测定，样品采集点设在捣固车旁(车下)。总尘和呼尘采用空气采样器与测尘滤膜采样，称重法进行测定，分别在司机室、司机室外(车上)和捣固车旁(车下)设采样点，定点采样，每个测点采样2 次，每次采样15 min。粉尘检测结果如表1和表2所示。

表1 游离二氧化硅检测结果

表2 粉尘现场检测结果

一氧化碳、氮氧化物采用直读仪快速检测，测定在捣固车司机室及司机室外(车上)，每2～3 min 记录1 次数据直至作业结束。参照《工作场所有害因素职业接触限值第1 部分：化学有害因素》(GBZ 2.1—2019)[3]进行评价。经检测，捣固车作业时司机室内CO 浓度范围在0～0.5 mg/m3之间，NOx浓度范围在0～0.9 mg/m3之间；司机室外化学因素检测结果如图1所示。

图1 化学因素现场检测结果(司机室外)

检测结果表明，在密闭司机室内检测的总尘、呼尘、CO、NOx 均达标；捣固车车上司机室外检测的总尘、呼尘、CO、NOx 存在超过国家卫生标准限值的现象，随着作业时间的增加，CO、NOx 浓度逐渐增加；捣固车车下检测的总尘、呼尘也超过国家卫生标准限值。

3 结论与建议

3.1 调查结论

本次调查显示，该铁路隧道内大型机械养维护作业产生的粉尘、一氧化碳、氮氧化物存在超标情况，并且随着作业时间的增加，污染物不断累积。该铁路隧道大型机械养维护作业未设置有效的尘毒危害防护设施，一方面是因为现阶段铁路大型养路机械未设尾气净化设施，排放的有害物质浓度偏高；另一方面，部分隧道在建设时未设计运营通风，按照《铁路隧道设计规范》(TB 10003—2016)[4]，如无特殊要求，通常情况下对于电力机车牵引的电气化铁路隧道，长度大于20 km 的高速铁路、客运专线铁路和长度大于15 km 的货运专线、客货共线铁路隧道设置机械通风，而对于内燃机车牵引的铁路隧道，长度大于2 km考虑设置机械通风。虽然电力机车牵引没有尾气排放，日常运营时不会对隧道空气环境质量产生较大影响，但对于采用内燃动力的大型机械养维护作业，隧道过长且没有机械通风的情况下，作业车辆产生的有毒有害物质很难快速扩散，造成有害物质超标。同时，承担该隧道养维护作业的相关单位在职业卫生管理方面需进一步加强。

3.2 改进建议

一是按照《工作场所职业卫生管理规定》(国家卫生健康委员会令第5 号)[5]的相关要求完善相关职业卫生管理制度和操作规程并有效落实；重视职业卫生培训，使劳动者充分掌握尘毒危害预防和控制的基本知识，并正确使用职业病防护设施和个人防护用品等；落实工作场所职业病危害因素定期检测和日常检测，及时掌握工作场所和操作岗位职业病危害因素的浓度或强度，发现异常及时查明原因并整改。履行职业病危害告知义务，在相关场所设置公告栏和警示标识等。

二是加强个体防护用品的发放、使用和管理，确保作业人员严格佩戴有效的个体防护用品；为大型养路机械司机及辅助人员、工务系统线路工等配备防尘口罩或防尘半面罩，防尘效率应至少满足GB 2626规定的KN90级别。

三是加强职业病危害事故应急救援能力建设，为隧道内作业负责现场安全监控的人员配备必要的便携式一氧化碳气体检测报警仪和氧含量检测仪，并保证正常使用，在大型养路机械司机室配备空气呼吸器等应急救援设施，同时建立健全职业病危害事故应急救援预案并进行逃生、救护等应急演练。

四是做好作业人员的健康监护工作并健全职业卫生档案。按照《职业健康监护技术规范》(GBZ 188—2014)[6]的要求选择具有职业健康体检能力的机构开展职业健康监护工作。职业健康监护管理档案应一人一档，每年定期更新，职业健康体检结果应书面告知劳动者。

此外，在用人单位加强个体防护、健康监护和做好职业卫生管理工作的同时，相关科研机构开展科学治理技术的研究以减少作业环境有害物质浓度也十分重要。目前，重型柴油车等相关尾气后处理技术已相对成熟，而铁路内燃机车及大型养路机械尾气后处理应用案例较少，尾气末端治理技术可作为今后研究方向之一，同时有必要研究适合铁路隧道的空气净化装置。

4 结束语

目前铁路长大隧道养护作业仍存在工作场所尘毒污染的情况，调查某铁路隧道内大型机械养维护作业并开展危害因素检测，以捣固作业为例，隧道内存在的粉尘、氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物等主要来源于设备尾气排放和扰动道床产生的扬尘。现阶段铁路大型养路机械大多未设尾气净化设施，且部分隧道特别是电气化铁路隧道在建设时未设置运营通风，随着作业时间的逐渐增加，隧道内有毒有害物质不断累积，难以快速扩散，易导致作业场所存在不同程度的超标情况。因此，相关单位应做好职业卫生管理、个体防护、应急救援、健康监护等工作，减少尘毒职业危害，避免职业病的发生。同时，开展科学治理技术研究，尾气后处理技术在铁路内燃机车及大型养路机械的应用、适合铁路隧道的空气净化装置是重点研究方向。