铁路隧道TBM施工职业病危害因素识别与分析

赵 静

（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）

铁路隧道施工过程中主要采用TBM(Tunnel Bor‐ing Machine)和钻爆法，TBM 是指采用敞开式隧道掘进机和护盾式隧道掘进机的施工方法，钻爆法是指采用炸药爆破的方式进行掘进的施工方法。随着科技进步，隧道大型施工设备，如盾构机、铣挖机等投入使用，减少了用工量[1]。TBM 施工方法具有施工快速、高效、安全和环保等优点，较钻爆法更适合于长距离或超长距离隧道(超过4～5 km)施工，大埋深隧道建设，跨流域、跨洋也适合采用此种方法[2]。TBM 施工方法因其自动化程度高且节省衬砌费用，有较好的社会和经济效益，被越来越多的应用于铁路隧道施工。

1 铁路隧道TBM施工工艺

TBM 在常压状态下开挖，开挖后首先安装钢筋，然后喷注混凝土以固定已开挖隧道洞壁。TBM掘进工序包括TBM 操作、出碴、初期支护、管线延伸、二次衬砌等。

（1）TBM操作。主要在控制室内进行，在掘进过程中密切监视各系统压力、电流、方向等参数，根据不同的地质选择合适的参数。

（2）出碴。TBM采用皮带机系统出碴，刀盘破碎的石碴依次经过TBM 皮带、连续皮带、支洞皮带运转至洞口的临时弃渣场，最后经自卸车运至永久弃渣场。

（3）初期支护。初期支护在TBM 掘进时同步施工，以稳定围岩，保证施工安全为目的。

（4）管线延伸。TBM 掘进时需要同步延伸管线，包括轨道、风筒、给排水管、高压电缆、连续皮带、照明通讯电缆等。

（5）二次衬砌。二次衬砌采用模板台车衬砌，台车长度9～12 m，厂制后运至现场拼装。混凝土由洞外自动计量混凝土拌和站生产，混凝土运输车运输混凝土，输送泵灌注混凝土入模。混凝土浇筑需分层灌注、分层捣固，捣固时对时间精度把握较高，捣固后及时去掉砼层表面浮浆，保证砼面光滑度。封顶时砼由内向端模方向灌注，排除空气，保证拱顶灌注密实，实施带模注浆技术，脱模之后应及时洒水养护。

综上，TBM 施工过程中主要涉及的工艺流程如图1所示。

图1 TBM施工工艺流程示意

2 铁路隧道TBM施工职业病危害因素识别

2.1 施工原辅材料

TBM主要采用柴油发电机自发电供电，施工过程需要的原辅材料主要包括喷锚混凝土、钢拱架、钢筋网、钢轨、水管、电缆、通风管、钢枕或仰拱预制块等，采用有轨运输的方式，由洞外装车运至洞内。

2.2 施工职业病危害因素识别

通过对隧道TBM施工现场开展职业卫生学调查，分析其施工工艺流程及原辅材料，岗位设置和工作内容，按照工艺流程划分评价单位，各岗位设置、工作内容和接触的职业病危害因素如表1所示。

表1 关键岗位及接触的主要职业病危害因素

由表1可知，隧道工程TBM组装过程中电焊工接触电焊烟尘、锰及其无机化合物、一氧化碳、氮氧化物、臭氧、电焊弧光、噪声等危害；TBM 出碴巡检工、锚杆安装系统巡检工、网片及钢拱架安装系统巡检工、自动喷射混凝土系统巡检工等接触矽尘/其他粉尘、噪声危害；TBM司机接触矽尘和噪声危害；网片及钢拱架组装焊接工接触矽尘/其他粉尘/电焊烟尘、锰及其无机化合物、一氧化碳、氮氧化物、臭氧、电焊弧光、噪声等危害；机修工接触矽尘/其他粉尘、噪声危害。隧道工程作业现场人员接触粉尘中游离二氧化硅含量大于10%为矽尘，小于10%为其他粉尘。

TBM施工自动化程度较高，主体工程作业人员主要采用设备操作和巡检的作业方式，在进行检维修及附属工程时会进行人工操作。根据职业卫生学现场调查，TBM作业洞身开挖和支护过程中的关键控制岗位主要包括机组安装的电焊工、进行机械维修保养的机修工、TBM出碴巡检工、锚杆安装系统巡检工、网片及钢拱架安装系统巡检工、自动喷射混凝土系统巡检工；二次衬砌及水沟电缆槽施工过程中的混凝土工和附属工程中的电焊工为关键控制岗位。

3 讨论与建议

TBM施工机械化程度较高，多数工艺内容由机械自动化完成，接触的粉尘主要是隧道环境内岩尘(多数为矽尘)、水泥粉尘、隧道内电焊产生的电焊烟尘，受作业面产尘影响，隧道内各环节的作业人员均接触这三类混合尘[3]，施工过程中应保证通风效果，佩戴防尘口罩。施工过程中人员需在操作面随时观察掘进情况，则其接触噪声强度存在超过国家标准限值的可能，所以应在保证施工安全的基础上采取有针对性的防护措施，如佩戴针对高频噪声的主动降噪耳罩或耳塞等。同时，为及时掌握隧道内有害因素浓度和强度，应严格执行定期检测制度并加强职业健康检查，落实卫生保障措施，切实保护好劳动者职业健康。

3.1 个体防护

隧道施工环境复杂，接触有害因素种类较多，应确保作业人员佩戴有效的个体防护用品，根据《个体防护装备配备规范 第1 部分：总则》(GB 39800.1—2020)[4]、《呼吸防护自吸过滤式防毒面具》(GB 2890—2009)[5]、《呼吸防护用品的选择、使用与维护》(GB/T 18664—2002)[6]、《护听器的选择指南》(GB/T 23466—2009)[7]等相关标准和要求，个体防护用品建议配备如表2所示。

表2 个体防护用品配备建议

3.2 健康监护

隧道TBM施工环境复杂，接触职业病危害因素种类较多，应按照《职业健康监护技术规范》(GBZ 188—2014)[8]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。上岗前进行上岗前职业健康体检；对长期从事规定需要进行健康监护的劳动者开展在岗期间的职业健康检查；对准备调离或脱离所从事的职业病危害作业或岗位的人员进行离岗职业健康检查。在岗期间职业健康检查应根据接触有害因素的种类，结合作业场所有害因素监测结果是否符合卫生标准和职业病危害暴露情况，按照《职业健康监护技术规范》(GBZ 188—2014)[8]的要求，分别按照不同接害工种的职业健康检查项目和体检周期规范开展，职业健康检查项目及频次见相关标准。用人单位应建立职业健康监护管理档案，一人一档，每年定期更新，职业健康体检结果应书面告知。

根据现场相关调查检测分析，隧道内施工过程中粉尘浓度和噪声强度较大且作业环境较为复杂，粉尘浓度及噪声强度易超标，故接触粉尘及噪声的工种及作业人员更应重视职业健康体检，预防职业病的发生，切实保障作业人员的职业健康。

3.3 隧道通风

通风是降低粉尘浓度最直接有效的防护措施，TBM施工隧道独头通风长度应控制在15 km以下，若采用独头压入式和隔板式的通风方式，为避免被污染的新风再次进入隧道内进行循环，应在洞外距离洞口30 m外安装设置风机。隧道施工通风应当配置应急电源，风机、风管等重要部件应有一定数量备用，以确保隧道施工中不中断通风。同时，应对通风设施和管道定期进行清洁和维护，提高通风效率，确保通风效果，切实降低隧道内施工过程中粉尘浓度。

3.4 组织管理

施工过程中施工单位应设立职业卫生管理机构或组织，配备相关管理人员，对负责人员和作业人员开展职业卫生相关培训，制定相应的管理制度和考核制度，落实职业病危害评价定期检测制度，加强职业病防治知识宣传，提高组织管理水平，防止职业病发生。

4 结束语

铁路隧道TBM施工作业工序繁多，作业人员接触的职业病危害因素种类较多，由于施工环境复杂，长期在这样的工作环境中作业易对作业人员的健康造成影响，应严格落实各项职业卫生管理措施和制度，防止职业病发生。今后，随着卫生保障体系结构的不断完善，应着重研究在岗职工的轮换周期、健康状况的远程电子监控等，研究新的工程防护措施，改善通风除尘效果，改进个体防护用品的舒适度，进一步落实个体防护用品的配备和使用，切实改善作业环境，从而不断提高卫生保障技术水平、保障作业人员职业健康。