高原寒冷地区堆石坝施工关键技术研究
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2.1 高原寒冷条件对人工效能的影响及对策

2.1.1 高原寒冷条件对人工效能的影响

南水北调西线工程区平均海拔3500m,随海拔升高,大气压下降,空气密度减小,含氧量降低;平均气温低,低温期长,昼夜温差大;降水量小,蒸发量大,气候干燥;日照辐射强。海拔每升高1000m,大气压力下降9%,空气密度下降6%~10%,含氧量下降10%,年平均气温下降5%~7%;年平均气温为0~6.4℃,极端低温为-24~-36℃;海拔每升高1000m,风压下降9%,风速大,风压小,年大风期长;年平均日照时数超过2000h,达到地面的太阳辐射最强月是5月,辐射量达71~105cal/cm2。海拔每升高1000m,太阳辐射能增加10%,海拔3000.00m以上趋缓。海拔升高,沸点相应降低,平均沸点为85℃。

由于严寒、低压、缺氧,即使不工作人也会感到呼吸急促,头痛,浑身无力。在这样的条件下施工,建设者的生存能力受到了影响。高原气候对人体主要有以下几方面的影响。

(1)由于空气中缺氧,人们的肺活量增大,只有增大吸纳量才能满足身体对氧气的需求。所以人常出现气喘、呼吸加快、血液循环加快,心脏负担增加,人经常出现气短、乏力,思维变慢等。

(2)由于缺氧,人们消化系统功能降低,人们食欲变差,饭量减少1/3以上。从而加剧了人体的不适。

(3)由于缺氧人们的免疫力降低,极易患重感冒,且难以治愈,口服一般感冒药物无法制止病情发展,只有连续输液才能控制病情。一旦病情发展很容易引起肺气肿、脑水肿,直接危及人的生命。

(4)人们长期在高海拔地区工作(1年以上)会引起身体机能的演变,发生“三大三小”,即肺大、脾大、肝大,胃小、肾小、生殖器变小。所以长期在高海拔地区工作的人,回到内地后,有三年的危险期,若调整不好,就可能出现生命危险。

(5)作业人员心、肺功能的影响。通过冷龙岭隧道(海拔3421.00m)40名工人与秦岭隧道117名工人对照,测定心电图、肺功能等多项指标,比较两者差异情况,结果表明,高原隧洞作业工人心电图异常率同秦岭隧道作业人员大致相同,但冷龙岭隧洞工人均是经体检合格后进入高原,且定期换岗,仍有6人心电图异常,主要表现为窦性心动过速,心动过缓和S—T段低平。肺功能测定结果为通气功能性障碍,FVC、FEV1、FEV1/FVC的实测值与预计值的比值均小于1;与秦岭隧道工相比较,经统计学处理,差别有高度显著性。特别是当FEV1/FVC的实测值与预计值的比值低于0.85时,隧洞工出现了明显的高原反应,如头痛、头晕、胸闷等。因此高原对人心肺功能影响较大,应定期检查,发现异常及时保护、撤离。

2.1.2 采取的措施

坚持“以人为本”,保证参建人员健康生活、正常作业、能“上得去,站得稳,干得好”是建设单位的共同目标。为此,在落实“以人为本”的基础上,坚持“兵马未动,保障先行”,遵循高原生理规律,制定相应的合理措施,确保人员身体健康,实现工作效率的目标,可采取的措施有以下几点:

(1)采用由低到高的适应性训练。对所有参加施工的人员应进行严格体检,在低海拔地区“习服”7~10d,适应后逐步“阶梯式”升高,克服因海拔的突然增高对人体产生的不利影响,发放防寒用品和抗缺氧药物。身体确不适应高原环境的人员要送回内地。

(2)限制作业时间和劳动强度。根据工程所在地的条件,采取相应的工作班组安排,增加作业班次,缩短每班工作时间,每班工作不超过6h,增加备用工人,进行轮流换班作业,安排合理的劳动强度,保证人员体力能得到较快的恢复。有组织的聘用高原地区群众参与施工,以减少内地派去人员的数量也是一个明智之举。施工人员实行年度回内地轮休制度。

(3)建立设施齐全的医疗保障体系。在工程所在地应建立救治中心、指挥部医院和工地卫生所的三级医疗保障体系,配置先进适用的常规医疗设备和医用高压氧舱等,确保施工人员能得到及时的救治。

(4)适当修建大型高原医用制氧站。适当修建大型高原医用制氧站,保证职工的生产生活用氧,构建起多道坚固的安全防线。这也是尊重和体现劳动者人权的巨大进步。中铁十二局集团有限公司青藏铁路工地医院为解决高原缺氧问题,与北京科技大学联合研制了3座高原大型医用制氧站,建起了目前世界上海拔最高的制氧站,每台每小时可产氧气24m3/h,保证职工每天可以吸氧2h。同时,每天可以向风火山隧道进行24h弥漫式供氧,并在洞内安装了移动式氧吧车,较好地解决了隧道施工人员的缺氧难题,并保证了职工生活用氧,使施工环境相当于下降了1000m,有效保障了施工人员生命安全。在隧道施工中,洞内作业人员就像是在海拔3600m的拉萨工作。工地医院统计表明,制氧站投入使用后,高原病发病率较以前下降了44%。

青藏铁路二期工程格尔木至拉萨段长约1118km,其中965km的地段处于海拔4000.00m以上的高寒地区,平均海拔4500.00m左右,部分地段为无人区,植被稀少或无植被。而西线工程区平均海拔3500.00m左右,平均海拔比青藏铁路低1000.00m,该地区有人口集中居住的县城和分散居住的游牧民族,植被较好,环境条件比青藏铁路要好。所以,可适当修建大型高原医用制氧站,以便备用。

(5)提高机械化施工程度,尽量减少施工人员数量。南水北调西线工程的施工,机械设备的投入量将是巨大的,因为海拔3500.00m以上空气比较稀薄,内地人员上青藏高原就是普通的行走都觉得吃力,如果干重体力劳动效率是极为低下的。因此,要用机械化施工来代替体力劳动,提高机械化程度。

由于高原缺氧的原因,即使是高原型发动机也存在功率下降的问题,所以机械设备不能按平原上的工作能力进行配置,要适当增加一些功率储备,储备系数可以选1.2~1.4之间,满足施工生产的正常需要。

高水平的机械化作业,不仅加快了施工速度,重要的是大大节省了人力,尽量选用拼装化的工程结构,在低海拔地区预制,高原上仅进行拼装,减少高原工地作业人员和工作时间,从而减少后勤供应量,降低工程成本。

西线工程以土石方工程为主,有利于采用机械化施工,所以施工队伍设备的投入量也应该是空前的,因此更应该加大机械设备的选型、日常管理力度,保障施工生产顺利进行。

(6)适当采取停工措施。由于气温越低,气压就越低,空气中的含氧量也越少,对人体的伤害更大,为降低工程成本,确保人员的身心健康,对工期要求不严的项目,严寒月份可采用停工的措施。