守護(hù)城市地下“生命線”，助力地下工程氣體檢測(cè)

城市軌道交通快速發(fā)展，施工安全需要重視
● 2008年4月15日，廣州地鐵6號(hào)線東湖站至黃花崗站施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生爆炸事故。在盾構(gòu)機(jī)開(kāi)艙作業(yè)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度下降，施工人員判斷刀盤刀片磨鈍，因此決定打開(kāi)刀盤室進(jìn)行檢查。一名工人拿水管沖洗盾構(gòu)刀片，另一名工人拿防爆燈照明，此時(shí)發(fā)生爆炸。事故造成2人死亡，5人受傷。
經(jīng)事故調(diào)查顯示，盾構(gòu)機(jī)土艙內(nèi)甲烷、一氧化碳等有害氣體嚴(yán)重超標(biāo)，由于盾構(gòu)機(jī)土艙內(nèi)聚集了大量甲烷等有害氣體，開(kāi)艙過(guò)程中發(fā)生爆燃。
● 2009年５月１６日，廣州地鐵三號(hào)線北延段地下施工現(xiàn)場(chǎng)突遇不明氣體，造成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員中毒，有３人遇險(xiǎn)死亡。
● 2015年1月2日，武漢軌道交通3號(hào)線市民之家站至宏圖大道站盾構(gòu)區(qū)間發(fā)生可燃?xì)怏w爆炸，2名施工人員失聯(lián)。
......
地鐵是城市內(nèi)快速軌道交通中的一部分，具有較大的運(yùn)輸量、快速、準(zhǔn)點(diǎn)、污染少、乘坐舒適等多方面的優(yōu)點(diǎn)，常常稱之為“綠色交通”。目前，我國(guó)已開(kāi)通城市軌道交通的城市共有51個(gè)，其中中國(guó)內(nèi)地45個(gè)、中國(guó)港澳臺(tái)地區(qū)6個(gè)，還有更多城市正在規(guī)劃發(fā)展城市軌道交通。
無(wú)論建設(shè)速度還是建設(shè)規(guī)模，我國(guó)城市軌道交通都正經(jīng)歷著一個(gè)前所未有的快速發(fā)展時(shí)期，很多的大型城市均已經(jīng)建成或者正在建設(shè)多條地鐵路線。
隨著近年國(guó)內(nèi)盾構(gòu)施工技術(shù)水平和盾構(gòu)國(guó)產(chǎn)化率的不斷提高，特別是在地層條件差、地質(zhì)情況復(fù)雜、地下水位高等情況下，地鐵工程盾構(gòu)法隧道施工越來(lái)越受到重視和青睞。 
地鐵盾構(gòu)是城市地鐵施工中一種重要的施工技術(shù)，是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法。它使用地鐵盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，在防止軟基開(kāi)挖面崩塌或保持開(kāi)挖面穩(wěn)定的同時(shí)，在機(jī)內(nèi)安全地進(jìn)行隧洞的開(kāi)挖和襯砌作業(yè)。其施工過(guò)程需先在隧洞某段的一端開(kāi)挖豎井或基坑，將地鐵盾構(gòu)機(jī)吊入安裝，地鐵盾構(gòu)機(jī)從豎井或基坑的墻壁開(kāi)孔處開(kāi)始掘進(jìn)并沿設(shè)計(jì)洞線推進(jìn)直至到達(dá)洞線中的另一豎井或隧洞的端點(diǎn)。
目前，盾構(gòu)法是城市地下隧道特別是地鐵隧道工程最卓有成效的區(qū)間施工方法，在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，受地層條件及刀具耐磨的影響，盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)隧道施工到一定工程量后，刀具將會(huì)磨損，須進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)換刀處理。在人員進(jìn)入換刀作業(yè)的過(guò)程中，就不得不進(jìn)入到土倉(cāng)這個(gè)相對(duì)封閉的空間中作業(yè)。
根據(jù)《密閉空間作業(yè)職業(yè)危害防護(hù)規(guī)范》，密閉空間指與外界相對(duì)隔離，進(jìn)出口受限，自然通風(fēng)不良，足夠容納一人進(jìn)入并從事非常規(guī)、非連續(xù)作業(yè)的有限空間。
密閉空間的環(huán)境，通常有以下的問(wèn)題：
● 工作空間狹窄，有害有毒氣體容易積聚；
● 環(huán)境的突然改變，有害有毒氣體的產(chǎn)生往往使人措手不及；
● 出入通道狹窄，導(dǎo)致逃生及拯救困難；
在密閉空間中作業(yè)，對(duì)作業(yè)人員的最大環(huán)境因素危險(xiǎn)首先來(lái)自于密閉空間內(nèi)產(chǎn)生的有毒有害氣體，常見(jiàn)的如一氧化碳、硫化氫，其次是缺氧環(huán)境。如果不及時(shí)采取有效措施，可能會(huì)引起作業(yè)工人急性中毒，嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致死亡。
地鐵隧道施工中必須高度重視，作業(yè)環(huán)境有害氣體的監(jiān)測(cè)
在地鐵修建過(guò)程中，盾構(gòu)隧道穿越地層地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，特別是有害氣層極易引起施工人員中毒和盾體爆燃！因此，對(duì)盾構(gòu)施工環(huán)境中的有毒有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警非常關(guān)鍵。同時(shí)，盾構(gòu)施工這種密閉、半密閉空間作業(yè)，對(duì)工作環(huán)境氣體（氧氣等）監(jiān)測(cè)同樣需要。
隧道內(nèi)有毒有害氣體會(huì)對(duì)人體機(jī)能造成傷害，主要有刺激性氣體如氯氣，光氣，二氧化硫、氮氧化物、氨氣等，對(duì)皮膚、粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，其中一些還具有腐蝕性。
窒息性氣體有一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)獾?，這些氣體對(duì)人體機(jī)能無(wú)明顯的毒害，但是會(huì)造成細(xì)胞缺氧，產(chǎn)生缺氧性窒息的危險(xiǎn)。
伴隨著一定的地質(zhì)擾動(dòng)，有毒有害氣體也會(huì)以強(qiáng)烈爆發(fā)的形式產(chǎn)生。
國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)管總局、交通運(yùn)輸部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委、國(guó)家鐵路局四部門聯(lián)合印發(fā)了《隧道施工安全九條規(guī)定》，其中第五條明確規(guī)定“必須對(duì)有毒有害氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控，加強(qiáng)通風(fēng)管理，嚴(yán)禁濃度超標(biāo)施工作業(yè)”。
隧道內(nèi)施工環(huán)境應(yīng)符合下列規(guī)定：
● 氧氣含量按體積比不應(yīng)小于20%；
● 有害氣體濃度：
一氧化碳含量不應(yīng)大于30mg/m3；
二氧化碳按體積不應(yīng)大于5%，氮氧化物（換算成NO2）含量不應(yīng)大于5mg/m3；
硫化氫、甲烷氣體為0；
1甲烷氣體
有機(jī)物在無(wú)氧狀態(tài)下，由于細(xì)菌的作用能被分解成甲烷和二氧化碳?xì)怏w。甲烷氣體通常是在有機(jī)質(zhì)的土層中產(chǎn)生，如泥炭、有機(jī)粉砂和有機(jī)體在潮濕環(huán)境下腐爛的地方都會(huì)有甲烷氣體的產(chǎn)生，甲烷的產(chǎn)生量與土中有機(jī)物的含量有關(guān)。甲烷主要存在于砂、砂礫層上方的滲水、透氣性能差的粘性土層中。多數(shù)的游離甲烷被壓縮在這種粘性土層的凹部。
盾構(gòu)施工過(guò)程中，溶于水中的甲烷氣體會(huì)從水中釋放出來(lái)，進(jìn)入隧道空氣中。甲烷是“瓦斯”氣體的主要成分，空氣中的甲烷達(dá)到一定的濃度遇明火就很容易引發(fā)爆燃，即發(fā)生“瓦斯”爆炸，直接威脅著施工人員的生命安全。
2一氧化碳
一氧化碳是無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味的氣體，對(duì)人體的傷害特征主要表現(xiàn)在一下方面：一氧化碳進(jìn)入人體之后會(huì)和血液中的血紅蛋白結(jié)合，產(chǎn)生碳氧血紅蛋白，進(jìn)而使血紅蛋白不能與氧氣結(jié)合，從而引起機(jī)體組織出現(xiàn)缺氧，導(dǎo)致人體窒息死亡，因此，一氧化碳具有毒性，當(dāng)含量達(dá)0.4%時(shí)，人在短時(shí)間內(nèi)就可中毒死亡。
產(chǎn)生一氧化碳的原因主要是：燃料不完全燃燒引起的。盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程，密閉的土倉(cāng)環(huán)境內(nèi)會(huì)聚集大量的一氧化碳。
3硫化氫
硫化氫高濃度時(shí)很快出現(xiàn)急性中毒，呼吸麻痹而死亡。
硫化氫是一種急性劇毒，吸入少量高濃度硫化氫可于短時(shí)間內(nèi)致命，同時(shí)其亦是強(qiáng)烈的神經(jīng)毒素，對(duì)粘膜有強(qiáng)烈刺激作用。
當(dāng)空氣中硫化氫達(dá)0.01—0.05%時(shí)，經(jīng)幾小時(shí)即有輕微中毒癥狀，會(huì)刺激眼、上呼吸道粘膜，濃度達(dá)0.1—0.2%時(shí)短時(shí)即會(huì)中毒致死。
即使是低濃度的硫化氫，也會(huì)損傷人的嗅覺(jué)。濃度高時(shí)反而沒(méi)有氣味（因?yàn)楦邼舛鹊牧蚧瘹淇梢月楸孕嵊X(jué)神經(jīng)）。
與空氣或氧氣以適當(dāng)?shù)谋壤?.3%～46%）混合就會(huì)爆炸。
4氧氣
密閉空間內(nèi)的氧氣不足是經(jīng)常遇到的情況。盾構(gòu)土倉(cāng)內(nèi)氧氣不足的原因主要是土壤中的微生物行為，其次作業(yè)人員進(jìn)倉(cāng)作業(yè)過(guò)程也會(huì)減低土倉(cāng)空間氧氣的含量，如呼吸、燒焊作業(yè)。
在密閉空間中的氧氣濃度檢測(cè)要考慮到兩個(gè)濃度點(diǎn)：氧氣濃度太低會(huì)造成窒息；而超過(guò)常量的氧氣可能會(huì)有強(qiáng)烈爆炸危險(xiǎn)。
預(yù)防窒息和中毒事故的發(fā)生
需要采取的應(yīng)對(duì)措施
針對(duì)地鐵建設(shè)工程，為確保盾構(gòu)施工開(kāi)倉(cāng)環(huán)境作業(yè)的氣體符合相關(guān)衛(wèi)生及安全標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)防窒息和中毒事故的發(fā)生，應(yīng)采取以下安全措施。  
(1)地鐵工程隧道盾構(gòu)法施工，是高風(fēng)險(xiǎn)、高技術(shù)的作業(yè)，針對(duì)缺氧危險(xiǎn)工作環(huán)境發(fā)生缺氧室息和中毒室息的原因，應(yīng)配備氧氣濃度、有害氣體濃度檢測(cè)報(bào)警儀器、呼吸保護(hù)器具、通風(fēng)換氣設(shè)備和搶救器具。
(2)地鐵工程隧道盾構(gòu)法施工過(guò)程中，隧道內(nèi)的通風(fēng)必須選擇合適的通風(fēng)設(shè)備、通風(fēng)方式及通風(fēng)風(fēng)量，保證施工通風(fēng)符合規(guī)范要求。
(3)盾構(gòu)開(kāi)倉(cāng)作業(yè)前，必須做好倉(cāng)內(nèi)氣體檢測(cè)；進(jìn)倉(cāng)作業(yè)過(guò)程中，必須做好連續(xù)的氣體檢測(cè)工作，分析其存在的危害。
● 在做好相關(guān)安全防備措施后，準(zhǔn)備檢測(cè)時(shí)，稍微打開(kāi)預(yù)定的球閥讓土倉(cāng)的氣體少量逸出，使用氣體檢測(cè)儀器初步判斷土倉(cāng)內(nèi)有無(wú)易燃、易爆、有毒氣體。然后再適當(dāng)調(diào)節(jié)閥門，再對(duì)土倉(cāng)內(nèi)空氣進(jìn)行抽氣檢測(cè)。
● 對(duì)于任何進(jìn)入密閉空間作業(yè)的人員要遵循的首要原則是：不要輕易相信自己的感覺(jué)，不要覺(jué)得“沒(méi)事”而盲目進(jìn)入。在進(jìn)入密閉空間作業(yè)前，使用氣體檢測(cè)儀對(duì)土倉(cāng)環(huán)境的空氣進(jìn)行檢測(cè)是必要的程序。
(4)盾構(gòu)機(jī)土倉(cāng)、人倉(cāng)及盾尾附近均可能聚集可燃?xì)怏w、有害氣體的環(huán)境空間，應(yīng)對(duì)該區(qū)域特別防范。對(duì)存在燃燒和缺氧危險(xiǎn)時(shí)，必須禁止明火火源防止火災(zāi)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超過(guò)充許值時(shí)，應(yīng)立即撤出作業(yè)人員，加強(qiáng)通風(fēng)、排風(fēng)，只有當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)后，才能繼續(xù)施工。
(5)做好盾構(gòu)機(jī)特殊部位如注漿孔、管片接縫、盾尾管片與地層間隙的密封處理，防止可燃?xì)怏w、有害氣體的溢出。
(6)盾構(gòu)開(kāi)倉(cāng)后，作業(yè)人員進(jìn)倉(cāng)作業(yè)前以及作業(yè)過(guò)程中應(yīng)對(duì)盾構(gòu)倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行有效地通換氣處理，保持倉(cāng)內(nèi)空氣新鮮，確保施工安全。
(7)做好有關(guān)缺氧、室息的安全管理、教育、搶救等措施和設(shè)施同防毒措施部分，落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)事故應(yīng)急措施。
有害氣體檢測(cè)的關(guān)鍵
氣體檢測(cè)儀器的選擇
為了防止地鐵隧道在施工過(guò)程中，有毒有害氣體超標(biāo)帶來(lái)的危險(xiǎn)。避免因有害氣體含量高，對(duì)施工人員身體健康、隧道工程安全造成毀滅性災(zāi)害，根據(jù)地鐵隧道工程實(shí)際的施工情況，在確保監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確的前提下，可以選擇一些帶有內(nèi)置采樣泵的便捷式氣體檢測(cè)儀（如復(fù)合氣體檢測(cè)儀、SO2、NH3、NOx、O2等氣體檢測(cè)儀）。
理研計(jì)器適時(shí)研發(fā)出適合隧道盾構(gòu)機(jī)的高精度便攜式氣體檢測(cè)儀設(shè)備--GW-3、GX-3R/Pro、04系列，GX-8000等。
理研計(jì)器的氣體檢測(cè)儀具有多項(xiàng)行業(yè)技術(shù)應(yīng)用：如智能校準(zhǔn)/提醒、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、三段報(bào)警等功能，當(dāng)氣體濃度超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲響，排除險(xiǎn)情。
● 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)項(xiàng)目，作業(yè)人員可以攜帶便攜式氣體檢測(cè)器【GW-3,GX-3R/Pro】，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)有毒性氣體，以進(jìn)行安全作業(yè)。
作業(yè)人員佩帶著專業(yè)的、可靠的儀器設(shè)備，如果遇到危險(xiǎn)氣體，儀器就會(huì)立即報(bào)警，完全不用擔(dān)心那些無(wú)色無(wú)味的毒氣。
● 04 系列作為一種單一便攜式氣體檢測(cè)儀，能夠檢測(cè)可燃?xì)怏w、氧氣、硫化氫、一氧化碳、氨氣等多種氣體，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇合適的儀器。
04系列搭配了理研計(jì)器最新研發(fā)的新型R傳感器，拓寬了氣體檢測(cè)種類，更加適應(yīng)廣泛的市場(chǎng)環(huán)境。
GW-3、GX-3R/Pro、04系列氣體檢測(cè)儀設(shè)備，產(chǎn)品外觀小巧，方便攜帶，移動(dòng)靈活性比較強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境走哪里都可以隨檢測(cè)，用戶只需一鍵開(kāi)機(jī)，無(wú)需任何化學(xué)試劑，即可實(shí)時(shí)對(duì)空氣中的氣體濃度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)達(dá)到預(yù)設(shè)的報(bào)警點(diǎn)時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警。并且便攜式復(fù)合氣體檢測(cè)儀設(shè)備采用當(dāng)前理研先進(jìn)的氣體檢測(cè)傳感技術(shù)，能夠快速檢測(cè)出結(jié)果。
● 【GX-8000】通過(guò)泵吸式對(duì)測(cè)試區(qū)域內(nèi)的氣體進(jìn)行采樣，然后將樣氣體送入儀器進(jìn)行測(cè)試。具有檢測(cè)速度快，危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程測(cè)量，人員安全維護(hù)等特點(diǎn)。
在有限空間環(huán)境下，進(jìn)出口較為狹窄有限，自然通風(fēng)不良，易造成有毒有害、易燃易爆物質(zhì)積聚或氧含量不足的環(huán)境，這時(shí)候就需要?dú)怏w檢測(cè)儀對(duì)有限空間進(jìn)行預(yù)檢。
理研計(jì)器型號(hào)“GX-8000”有泵吸功能，可以非接觸、分部位檢測(cè)有限空間中不同部位上、中、下氣體的分布。
結(jié)語(yǔ)
地鐵隧道施工中必須高度重視作業(yè)環(huán)境有害氣體的監(jiān)測(cè)，并采取合理有效的綜合治理手段，才能為地鐵隧道施工創(chuàng)造良好的施工作業(yè)環(huán)境，這是保證地下隧道工程質(zhì)量、安全、提高施工效率、維護(hù)施工人員身心健康的重要工程技術(shù)課題。
安全生產(chǎn)是關(guān)系人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的大事，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展的標(biāo)志。在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)安裝氣體檢測(cè)報(bào)警裝置，時(shí)刻檢測(cè)有毒有害氣體泄漏濃度，將風(fēng)險(xiǎn)隱患控制在源頭。
理研計(jì)器擁有600多種氣體傳感器和100多種氣體探測(cè)器。未來(lái)，我們?nèi)詫⒉粩嚅_(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、研發(fā)各項(xiàng)新功能，使得氣體檢測(cè)儀在應(yīng)用上更先進(jìn)、更適合日新月異的市場(chǎng)環(huán)境，致力于為用戶提供一個(gè)最可靠、最準(zhǔn)確、最安全的氣體檢測(cè)方案。
理研計(jì)器必將在未來(lái)氣體產(chǎn)業(yè)的生命安全畫卷中，添上濃墨重彩的一筆，守護(hù)人們的幸福生活，為生產(chǎn)和生活不斷創(chuàng)造新價(jià)值！為用戶選配適合原理的檢測(cè)儀，用成熟的工藝完善氣體檢測(cè)系統(tǒng)。