关于盾构隧道人员进仓作业危险性分析与评价

Ｄ 目标值最高的水下隧道。 Ｓ Ⅲ 标段位于狮子洋隧道 的东莞侧， 该工程盾构段左线长 ４４ ５ ０ｍ ， 右线长 ４７ ５ ０ ｍ ， 采用 ２台 １ １ ． １ ８ｍ的气垫式泥水盾构掘进。 盾构段隧道洞身经过淤泥层、 淤泥质土层、 冲积形 成的黏性土层及砂层、 岩石弱风化层等复杂地层； 局部 地段存在软硬不均工作面， 岩石强度变化较大。复杂 的地质条件加上大直径、 长距离掘进使刀盘和刀具磨 损异常严重。
３ ］ １ ０ ６ － １ ０ ７ 业与紧急情况下的维修作业 ［ ， 其基本原理是盾
带压进仓技术的主要作业流程： 前期准备、 检查工 作—人员进入主仓—主仓升压—进入泥水仓作业—人 员撤出泥水仓—主仓降压—后期处理工作。 ２ ． ６ ． ２ 带压作业的危险性 带压进仓作业时， 人员处于高压、 高温、 高湿的特 殊环境， 在这种环境下， 对作业人员的身体素质有了更 高的要 求； 同 时， 对人仓管理员操作的准确性以及 Ｓ Ａ Ｍ Ｓ Ｏ Ｎ保压系统的可靠性、 灵敏度要求更严格。在 这种条件下， 可能对作业人员造成的伤害有： １ ） 主仓 升压速度过快， 造成人员身体不适； ２ ） 作业过程中， 由 于仓内照明不足， 作业人员体力不支、 高压下注意力不 ３ ） 作业期间， 仓内出现缺氧现 集中等引起碰伤、 流血； 象或存在有毒有害气体， 引发身体不适； ４ ） 作业过程 中， 由于突发性停电或者保压系统故障导致仓内压力 ５ ） 主仓减压期间未严格执 泄漏， 造成的一系列事故； 行减压方案， 从压力状态到常压状态转变周期过短而 造成的压缩空气病（ 也称减压病、 沉箱病） 。减压病是 由于压力降低太快， 体内气体无法随血液循环排出体 外造成气泡充塞于人体组织内形成气体栓塞而引发的 身体不适应或急性障碍， 其症状表现为： 轻者皮肤发 痒、 红疹、 关节肌肉疼痛， 重者言语障碍、 视觉模糊、 四
３ 最小割集与最小径集
最小割集是引起顶上事件发生所必须的最低限度 基本事件的集合。每个最小割集都是顶上事件发生的 一种可能， 最小割集越多， 系统越危险。从最小割集能 比较直观、 概略地看出， 哪些基本事件发生最危险， 哪 些是次要的， 以及如何采取措施， 降低顶上事件发生的 概率。某些基本事件不发生时， 顶上事件就不发生， 这 些使顶上事件不发生的最低限度基本事件的集合就是 最小径集。求出最小径集， 就可以知道顶上事件不发 生的各种可能方案， 从而为控制事故提供依据， 事故树 中最小径集越多， 系统越安全。 通过布尔代数运算可得出图 １事故树中的最小径 集 ｛ Ｘ １ ， Ｘ ２ ， Ｘ ３ ｝ ， ｛ Ｘ ４ ， Ｘ ５ ， Ｘ ６ ｝ ， ｛ Ｘ １ ２ ， Ｘ １ ３ ， …， Ｘ ２ ２ ｝ ， ｛ Ｘ ７ ， …， Ｘ １ ０ ， Ｘ １ １ ｝ 。
Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄＥ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｎＲ ｉ ｓ ｋ ｓ ｏ ｆ Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｂ ａ ｒ ｉ ｃＯ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎＳ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄＴ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ
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（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａＲ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙＴ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｓ ｔ ｏ ｃ ｋＣ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ４ ５ ０ ０ ０ ３ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｒ ｅｍ ａ ｄ ｅｏ ｎｔ ｈ ｅｒ ｉ ｓ ｋ ｓ ｏ ｆ ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｂ ａ ｒ ｉ ｃｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｉ ｎｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇｂ ｙｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｆ ｕ ｚ ｚ ｙｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄｓ ｏ ａ ｓ ｔ ｏ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｊ ｏ ｒ ｈ ａ ｚ ａ ｒ ｄ ｓ ｉ ｎｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄｍ ｉ ｎ ｉ ｍ ｉ ｚ ｅ ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅｄ ｅ ｍ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄｃ ａ ｎｓ ｏ ｌ ｖ ｅｔ ｈ ｅｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｓｉ ｎｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓｏ ｎｔ ｈ ｅｒ ｉ ｓ ｋ ｓａ ｎ ｄｈ ａ ｓ ｇ ｏ ｏ ｄｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ． Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ； ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｂ ａ ｒ ｉ ｃ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｒ ｉ ｓ ｋｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； Ｆ Ｔ Ａ（ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｔ ｒ ｅ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ） ； ｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅｆ ｕ ｚ ｚ ｙｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
４ ０ ４
隧道建设 Baidu Nhomakorabea 第 ３ ０卷
２ 进仓作业危险性分析
进仓作业的危险、 有害因素基本可归结为人与物 质或物体（ 包括人暴露于有害作业环境中） 接触造成 Ｂ 的， 这些因素通常是引发事故的直接原因。根据 Ｇ
［ １ ］ ６ ４ ４ １ —１ ９ ８ ６ 《 企 业 职 工 伤 亡 事 故 分 类》 和 Ｇ Ｂ ／ Ｔ
１ ３ ８ ６ １ —２ ０ ０ ９ 《 生产过程危险和有害因素分类与代
３ ］ １ ０ ７ － １ ０ ９ 肢麻木、 胸闷胸痛、 失明、 休克甚至死亡 ［ 。 ２ ． ７ 高处坠落
在该项目中， 盾构机气垫仓与泥水仓相连的方形 压力门距泥水仓底部 ８ｍ左右， 换刀及维修刀盘等作 业一般处于方形门这一水平区域附近； 因此进仓作业 属于特殊环境下的高空作业。高空作业易发生坠落事 故， 这通常是进仓作业最为常见的事故。采用事故树 分析法（ Ｆ Ｔ Ａ ） 进行分析， 如图 １所示。
隧道建设 第３ ０卷 第 ４期 ｏ ｌ ． ３ ０ Ｎ ｏ ． ４ Ｖ ２ ０ １ ０年 ８月 Ａ ｕ ｇ ． ２ ０ １ ０ Ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
关于盾构隧道人员进仓作业危险性分析与评价
王 勇
（ 中铁隧道股份有限公司，郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ３ ）
摘要：为有效控制隧道施工中存在的重大危险源， 预防、 减少生产安全事故， 以盾构隧道人员进仓作业为例， 采用模糊综合评价法 对其主要危险性进行分析研究和评价。结果表明： 该法能较好地解决实践中难以对评价对象进行量化评价的矛盾， 并具有较强的 可操作性。 关键词：盾构施工；进仓作业；危险性因素分析；Ｆ Ｔ Ａ ；模糊综合评价法 中图分类号：Ｕ４ ５ ８ 文献标志码：Ａ 文章编号： １ ６ ７ ２－ ７ ４ １ Ｘ （ ２ ０ １ ０ ） ０ ４－ ０ ４ ０ ２－ ０ ５
构在气垫模式下， 借助压缩空气的压力来平衡一定的 地下水压和土压， 以控制掌子面地下水的渗入量， 维持 掌子面的稳定， 为作业人员安全进入泥水仓作业提供 条件。特殊环境主要是指常压下不能实现长时间自 稳， 坍塌可能性较大的地层， 如全断面的淤泥质土层、 黏性土层、 软硬不均地层等， 以及掌子面裂隙发育、 常 压下仓里液位不容易控制的情况。 该项目盾构机配备的是并列式双室人仓， 由应急 仓（ 也称准备仓） 和主仓组成， 两仓横向连接， 之间由 压力门隔开， 主仓通过压力门与气垫仓相连。
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故， 容易在换刀作业和刀盘维修过程中发生， 包括砸 伤、 割伤、 刺伤及人体与工具、 加工件等物体不正常接 触所造成的其他伤害。导致此类事故主要原因有 ３ 点： 一是在搬运刀具过程中， 刀体滑落、 刀体与吊耳连 接不牢固等导致砸伤、 压伤； 二是在更换刀具时， 刀具 松动掉落或安装位置选择不当引起砸伤、 碰伤； 三是在 刀盘维修过程中， 各种 加 工 件 （ 耐 磨 板、 搅拌臂面板 等） 导致割伤、 划伤害。 ２ ． ２ 触电 触电通常是发生于作业人员对仓内焊接等作业用 电使用不当、 作业过程中缺乏必要的防护及漏电的情 况下。 ２ ． ３ 烫伤、 灼伤 这类伤害包括火焰的烧伤、 灼伤， 高温物体烫伤 等。在更换刀具过程中， 部分滚刀因刀架严重变形难 以取出， 通常要用氧炔焰割才能取出。在气割或焊接 过程中， 作业人员作业方法不当、 自我防护意识不够等 都容易引发烫伤、 灼伤。 ２ ． ４ 高温、 高湿等不良作业环境引起的伤害 泥水盾构掘进时通过泥水仓里加压的泥浆来平衡 掌子面的土压和水压， 开仓后仓内的湿度、 温度都要明 显高于仓外， 对换刀这样高强度的作业非常不利， 严重 影响了作业人员连续作业时间和作业效率； 此外， 长时 间处于这种环境下对作业人员身体也有一定程度的危 害。主要受地层、 隧道埋深和通风情况的影响。 ２ ． ５ 中毒和窒息 对于泥水仓和气垫仓这样相对密闭的空间来说， 由于缺氧和有毒有害物质的存在， 易造成作业人员中 毒、 窒息。仓 里 的 有 毒 有 害 物 质 包 括 有 毒 有 害 气 体 （ Ｃ Ｈ 、 Ｃ Ｏ 、 Ｃ Ｏ 、 Ｈ Ｓ 、 Ｓ Ｏ 、 腐蚀性物质等。在仓内 ４ ２ ２ ２ 等） 通风不畅以及气体检测工作不到位等情况下， 作业人 员贸然进仓作业易造成此类事故。 ２ ． ６ 带压进仓作业的危险性 ２ ． ６ ． １ 盾构带压进仓技术介绍 带压进仓技术常用于盾构在特殊环境下的换刀作
收稿日期： ２ ０ １ ０－ ０ １－ ２ ８ ；修回日期： ２ ０ １ ０－ ０ ３－ ０ ７
作者简介：王勇（ １ ９ ８ ６ —） ， 男， 江西赣州人， ２ ０ ０ ９年毕业于中南大学安全工程专业， 本科， 助理工程师， 从事泥水盾构施工技术研究、 施工安全技术及 安全管理工作。
第 ４期 王 勇 ： 关于盾构隧道人员进仓作业危险性分析与评价
［ ２ ］ 列出作业过程中可能发生的各类事故， 分析导 码》
致事故的危险、 有害因素， 最后结合工程特点详细分析 造成高处坠落伤亡事故的原因及带压进仓的危险性。 ２ ． １ 机械伤害 机械伤害是进仓作业过程中比较常见的一类事
１ 工程概况
狮子洋隧道位于广深港铁路客运专线东涌站—虎 门站区间， 全长 １ ０ ． ８ｋ ｍ 。该隧道是目前世界上速度
０ 引言
在隧道、 地铁建设蓬勃发展的今天， 盾构法以施工 速度快、 工程质量高以及施工安全等优点成为主要施 工方法之一。在盾构隧道工程中， 由于刀盘、 刀具磨损 严重等问 题， 通 常 需 组 织 人 员 进 仓 作 业。进 仓 作 业 （ 包括带压作业） 在生产实践中已积累不少经验， 前人 针对各种不同地质条件、 不同设备状况如何实现快速 作业方面已作了较深的研究， 但这些研究基本是从工 程技术角度进行分析研究的， 对作业中存在的严重影 响作业进度的重大安全问题涉及较少或者分析不全 面。随着政府对安全生产问题的重视以及人们对作业 安全要求的日益提高， 进仓作业作为盾构隧道施工中 危险性很高的一项作业， 对其存在的危险有害因素进 行具体全面的分析研究具有十分重大的意义。以广深 港客专狮子洋隧道 Ｓ Ｄ 引入模糊综合 Ⅲ标工程为依托， 评价法对进仓作业的危险性进行分析与评价。