高海拔高寒隧道低工效原因及改进措施
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（1）工程地质。隧道所在区域地貌类型为高山山岭。 隧道北侧为地势低洼的尼洋河流域，南侧为墨竹曲流域 地貌。根据工程地质测绘及钻探揭露，隧道穿越两条断 裂破碎带，由钻孔岩芯测试及岩体、岩石弹性波速对隧 道围岩进行划分，主要为Ⅲ～Ⅴ级围岩。（2）水文地质。 隧道所在区域水文地质条件与地质构造、地层岩性及裂 隙发育程度密切相关。隧址区主要地下水为基岩分化裂 隙水，在地表、地下分水岭及侵蚀基面挟持下形成独立 的地下水补给、赋存、运移、排泄体系，成为当地区域 性水文地质条件的重要规律，区域地质构造相对单一， 地下水赋存运移主要受裂隙控制。 1.3 米拉山隧道工程主要地质问题
关键词：米拉山公路隧道；人工效率；施工作业工序；统计分析
中图分类号：U455
文献标志码：A
文章编号：2096-2789（2019）13-0001-03
1 米拉山隧道工程概况 1.1 米拉山隧道工程概况
米拉山隧道位于西藏自治区工布江达县境内，与拉 萨市墨竹工卡县相邻，隧道南北向横穿米拉山。米拉山 隧道全长 5720m，左线长 5727m，最大埋深约 375m； 右线长 5720m，最大埋深约为 391m。隧道按山岭区一 级公路分离式断面设计，双向四车道，隧道全线海拔均 在 4700m 以上，属于高海拔高寒特长公路隧道，是目前 世界海拔最高的公路隧道。 1.2 米拉山隧道工程地质及水文地质条件
人体动脉血氧饱和度为正常人的 80% 左右，人工效率已 丧失 75% 左右；除海拔高度，高原地区的低温也是降低 劳动效率的一个重要因素 。 [1-4] 一般情况下，海拔高程 每升高 100m，气温下降 0.6℃。根据相关测定，海拔高 度与大气压、氧分压及气温的关系如表 1 所示。
表 1 海拔高度与大气压、氧分压及温度、湿度的关系
2019 年第 13 期
Research Findings | 研究成果 |
·1·
高海拔高寒隧道低工效原因及改进措施 *
魏明鹏 1，黄志军 1，2，张 力 3，梁永忠 4
（1. 兰州交通大学土木工程学院，甘肃 兰州 730070；2. 兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室，甘肃 兰州 730070；3. 中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730000；4. 中铁十二局集团有限公司，山西 太原 030024）
米拉山隧道施工作业线包括开挖作业线、出渣作业 线、支护作业线。在高海拔高寒区作业会受到环境因素 影响，引起施工作业线工效普遍下降，且任何一条作业 线受阻都会影响总体施工作业线效率。 2.3 高 海 拔、 低 气 压、 低 温 地 区 隧 道 施 工 机 械 配 套 方 案不合理
在高海拔高寒地区进行施工作业，机械设备的选型 与配套直接影响隧道施工的工期、质量、安全、成本和环 保要求等 [5]。设备配置不良极易产生施工问题，即便采用 高效的施工组织，都很难取得到较为满意的施工效果。
海拔高度
大气压
氧分压
温度（℃）
（m） （mmHg） （kPa） （mmHg） （kPa） 湿度（%）
0
760 101.29 159.00 21.00
100
15
1000
680 90.63 142.26 18.79
89
8.5
2000
600 79.97 125.53 16.58
79
-2.0
百度文库
3000
530 70.64 110.88 14.64
摘 要： 文章通过对米拉山公路隧道施工作业人员在不同作业状态下的血氧饱和度、心率等的现场测试、分析，在保障 现场作业人员安全的前提下，提出了提高人工效率的措施；同时研究了主要施工作业线的耗时组成和特点，针对耗时最 多的关键工序优化改进，达到提高功效目的。研究成果对今后高海拔高寒地区公路隧道施工阶段作业人员健康保障和施 工效率提高具有重要的参考价值。
基于肺泡氧分压理论对高海拔地区作业人员在不同 作业状态下的心率、血氧饱和度进行现场测试，分析该 区域人体机能、劳动效率实际情况。米拉山隧道现场实 测隧址区域内平均氧分压为 13.67VOL/%，隧道进口段
·2·
| 研究成果 | Research Findings
2019 年第 13 期
左洞现场测试数据汇总如表 2、表 3 所示（作业状态三： 作业人员在掌子面作业）。
70
-4.5
4000
460 61.31 96.24 12.71
61
-11.0
5000
405 53.98 84.73 11.19
53
-17.5
6000
355 47.31 74.27 9.81
47
-24.0
7000
310 41.32 64.86 8.57
41
-30.5
2.2 高 海 拔、 低 气 压、 低 温 引 起 的 施 工 作 业 线 系 统 工 效降低
3 米拉山隧道施工功效降低原因及改进措施 3.1 高寒、高海拔降低身体机能、工效原因及改进措施
米拉山隧道隧址海拔均在 4700m 以上，含氧量只有 海平面空气含氧量的 51% ～ 55%，气温低，昼夜温差 极大，高海拔地区干燥、蒸发量大等诸多因素，造成该 处环境对人体机能的影响比一般地区大，作业人员的施 工效率下降明显。
通过对隧址区水文地质条件及工程地质条件综合分 析，隧道施工中存在的主要地质问题：（1）隧址区岩 土层渗透系数、分化差异较大，隧道经过区域存在涌水、 突泥等水文地质灾害。（2）隧道开挖过程中，可能引 起地表水疏干所引发的地表水漏失等环境问题。 1.4 米拉山隧道工程主要气候环境问题
米拉山隧道地处高寒高海拔、低气压、缺氧、低温、 植被稀疏、人烟稀少、自然环境极其恶劣且建设过程环 保要求高的青藏高原区，隧址区平均海拔 4700m，建设 难度大，施工过程中面临着氧含量低、涌水、突泥、施 工通风等诸多技术难题。
2 影响米拉山隧道施工工效的主要因素 2.1 高海拔、低气压、低温引起作业人员劳动效率下降
海拔在 4000 ～ 5000m 的大气氧分压为 56.9% 左右，
* 基金项目：西藏自治区重点科研项目（2016XZ01G31）；甘 肃省自然基金（148RJZA042） 作者简介：魏明鹏（1993—），男，硕士，研究方向：岩土工程， 地基处理。
关键词：米拉山公路隧道；人工效率；施工作业工序；统计分析
中图分类号：U455
文献标志码：A
文章编号：2096-2789（2019）13-0001-03
1 米拉山隧道工程概况 1.1 米拉山隧道工程概况
米拉山隧道位于西藏自治区工布江达县境内，与拉 萨市墨竹工卡县相邻，隧道南北向横穿米拉山。米拉山 隧道全长 5720m，左线长 5727m，最大埋深约 375m； 右线长 5720m，最大埋深约为 391m。隧道按山岭区一 级公路分离式断面设计，双向四车道，隧道全线海拔均 在 4700m 以上，属于高海拔高寒特长公路隧道，是目前 世界海拔最高的公路隧道。 1.2 米拉山隧道工程地质及水文地质条件
人体动脉血氧饱和度为正常人的 80% 左右，人工效率已 丧失 75% 左右；除海拔高度，高原地区的低温也是降低 劳动效率的一个重要因素 。 [1-4] 一般情况下，海拔高程 每升高 100m，气温下降 0.6℃。根据相关测定，海拔高 度与大气压、氧分压及气温的关系如表 1 所示。
表 1 海拔高度与大气压、氧分压及温度、湿度的关系
2019 年第 13 期
Research Findings | 研究成果 |
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高海拔高寒隧道低工效原因及改进措施 *
魏明鹏 1，黄志军 1，2，张 力 3，梁永忠 4
（1. 兰州交通大学土木工程学院，甘肃 兰州 730070；2. 兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室，甘肃 兰州 730070；3. 中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730000；4. 中铁十二局集团有限公司，山西 太原 030024）
米拉山隧道施工作业线包括开挖作业线、出渣作业 线、支护作业线。在高海拔高寒区作业会受到环境因素 影响，引起施工作业线工效普遍下降，且任何一条作业 线受阻都会影响总体施工作业线效率。 2.3 高 海 拔、 低 气 压、 低 温 地 区 隧 道 施 工 机 械 配 套 方 案不合理
在高海拔高寒地区进行施工作业，机械设备的选型 与配套直接影响隧道施工的工期、质量、安全、成本和环 保要求等 [5]。设备配置不良极易产生施工问题，即便采用 高效的施工组织，都很难取得到较为满意的施工效果。
海拔高度
大气压
氧分压
温度（℃）
（m） （mmHg） （kPa） （mmHg） （kPa） 湿度（%）
0
760 101.29 159.00 21.00
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680 90.63 142.26 18.79
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600 79.97 125.53 16.58
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百度文库
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530 70.64 110.88 14.64
摘 要： 文章通过对米拉山公路隧道施工作业人员在不同作业状态下的血氧饱和度、心率等的现场测试、分析，在保障 现场作业人员安全的前提下，提出了提高人工效率的措施；同时研究了主要施工作业线的耗时组成和特点，针对耗时最 多的关键工序优化改进，达到提高功效目的。研究成果对今后高海拔高寒地区公路隧道施工阶段作业人员健康保障和施 工效率提高具有重要的参考价值。
基于肺泡氧分压理论对高海拔地区作业人员在不同 作业状态下的心率、血氧饱和度进行现场测试，分析该 区域人体机能、劳动效率实际情况。米拉山隧道现场实 测隧址区域内平均氧分压为 13.67VOL/%，隧道进口段
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| 研究成果 | Research Findings
2019 年第 13 期
左洞现场测试数据汇总如表 2、表 3 所示（作业状态三： 作业人员在掌子面作业）。
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460 61.31 96.24 12.71
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310 41.32 64.86 8.57
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2.2 高 海 拔、 低 气 压、 低 温 引 起 的 施 工 作 业 线 系 统 工 效降低
3 米拉山隧道施工功效降低原因及改进措施 3.1 高寒、高海拔降低身体机能、工效原因及改进措施
米拉山隧道隧址海拔均在 4700m 以上，含氧量只有 海平面空气含氧量的 51% ～ 55%，气温低，昼夜温差 极大，高海拔地区干燥、蒸发量大等诸多因素，造成该 处环境对人体机能的影响比一般地区大，作业人员的施 工效率下降明显。
通过对隧址区水文地质条件及工程地质条件综合分 析，隧道施工中存在的主要地质问题：（1）隧址区岩 土层渗透系数、分化差异较大，隧道经过区域存在涌水、 突泥等水文地质灾害。（2）隧道开挖过程中，可能引 起地表水疏干所引发的地表水漏失等环境问题。 1.4 米拉山隧道工程主要气候环境问题
米拉山隧道地处高寒高海拔、低气压、缺氧、低温、 植被稀疏、人烟稀少、自然环境极其恶劣且建设过程环 保要求高的青藏高原区，隧址区平均海拔 4700m，建设 难度大，施工过程中面临着氧含量低、涌水、突泥、施 工通风等诸多技术难题。
2 影响米拉山隧道施工工效的主要因素 2.1 高海拔、低气压、低温引起作业人员劳动效率下降
海拔在 4000 ～ 5000m 的大气氧分压为 56.9% 左右，
* 基金项目：西藏自治区重点科研项目（2016XZ01G31）；甘 肃省自然基金（148RJZA042） 作者简介：魏明鹏（1993—），男，硕士，研究方向：岩土工程， 地基处理。