高原长大隧道制氧供氧技术

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101095972A[43]公开日2008年1月2日[21]申请号200710118442.6[22]申请日2007.07.05[21]申请号200710118442.6[71]申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号[72]发明人刘应书 丁守全 况成明 冯俊小 乐恺侯庆文 张辉 武志文 刘文海[74]专利代理机构北京科大华谊专利代理事务所代理人吕中强[51]Int.CI.A62B 11/00 (2006.01)E21F 11/00 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页[54]发明名称一种高海拔地区隧道掌子面弥散供氧系统及供氧方式[57]摘要一种用于提高隧道掌子面氧分压的弥散式连续供氧系统及供氧方式，属于制氧供氧技术领域。

本发明建立由氧气分布器1、连接软管2、氧气源3、控制器4、压力传感器5、调节阀6、滑轨7、输氧管8以及截至阀9组成的隧道掌子面弥散供氧系统。

利用滑轨将隧道两侧的氧气分布器调整到需要供氧的工作面，隧道两侧的氧气分布器的间距控制在隧道宽度的70％-95％范围内；经过氧气分布器进行射流雾化喷氧，能在掌子面形成弥散式供氧的氧帘，从而获得局部富氧区域；随着隧道施工的推进，通过连接软管，使氧气分布器和滑轨向前跟进，实现施工现场的连续就地供氧；通过稳压装置，能随施工进度、持续将不断推进的隧道掌子面施工区域的氧分压提高2～3kPa，有效解决高海拔隧道施工的缺氧问题。

200710118442.6权 利 要 求 书第1/1页 1.一种高海拔地区隧道掌子面弥散供氧系统，其特征是供氧系统由氧气分布器(1)、连接软管(2)、氧气源(3)、控制器(4)、压力传感器(5)、调节阀(6)、滑轨(7)、输氧管(8)以及截止阀(9)组成；氧气源(3)通过输氧管(8)连接稳压装置，稳压装置由压力传感器(5)、控制器(4)、调节阀(6)构成，控制隧道掌子面的供氧压力；截止阀(9)连接压力传感器(5)和连接软管(2)，连接软管(2)接通氧气分布器(1)，通过滑轨(7)调整氧气分布器(1)在隧道掌子面的位置，随着隧道施工的推进，通过连接软管(2)，使氧气分布器(1)和滑轨(7)向前跟进。

我国高原隧道制氧供氧技术现状与思考
王青松
【期刊名称】《隧道建设(中英文)》
【年(卷),期】2021(41)S02
【摘要】为进一步提高我国高原隧道建设水平,结合已建典型高原隧道工程案例,对近年来我国高原隧道制氧、供氧技术相关研究成果进行总结分析,并对其存在的不足及发展方向进行讨论。

已有研究成果主要体现在:1)变压吸附制氧工艺方法的改进完善、吸附剂的改良及小型便携式制氧装备的研发;2)整体上形成了优化隧道施工通风方案+洞外变压吸附制氧+洞内弥散式供氧+个人携带氧气瓶供氧的通风制氧方案;3)根据劳动等级,建立了针对隧道不同施工阶段的供氧量方案。

目前仍存在的不足及发展方向主要包括:1)开发新型高效吸附剂仍是高原隧道供氧技术发展的最重要的途径;2)加强高原地区真实环境下工艺参数对制氧效率的影响及数学关系模型的研究;3)关注隧道掌子面空气质量及氧气实际体积分数,进一步完善不同施工阶段人员氧气需求标准,加强隧道通风方案阶段化的科学设计;4)进一步研发、推广高效电动型隧道施工装备。

【总页数】7页(P36-42)
【作者】王青松
【作者单位】中铁二十局集团有限公司;中国铁建高原隧道施工技术及装备研发中心
【正文语种】中文
【中图分类】U45
【相关文献】
1.雀儿山隧道施工制氧供氧方案技术研究
2.高海拔隧道施工制氧供氧方案研究
3.高原隧道施工通风排烟及供氧技术
4.高原铁路某隧道长斜井施工智能通风供氧技术
5.西藏高原制供氧发展现状存在问题及未来发展思考
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高海拔隧道施工供氧技术研究高海拔隧道施工过程中不仅含氧量低，而且粉尘和有害气体增多，施工人员要在这样的条件下承担繁重工作，其健康保障和生命安全会受到威胁，施工机械设备在缺氧条件下施工效率也会降低。

针对高海拔隧道施工缺氧问题，学者对高海拔隧道施工供氧方案可行性及其优化做了许多研究。

刘应书、叶朝良等以青藏铁路风火山隧道工程为依托，提出了掌子面弥散式供氧和氧吧车供氧，效果证明掌子面弥散式供氧和氧吧车供氧适用于高原隧道施工供氧。

张博等以雀儿山隧道工程为依托，分析海拔高度与氧分压的关系，对比研究了洞内施工环境监控方案和供氧方案。

孙志涛]推导出氧含量随海拔高度变化的一般方程，得到了氧气的质量含量随海拔高度的理论方程及解，并对比研究了高海拔地区隧道施工供氧方案。

蔚艳庆等通过调查雀儿山、巴朗山等高海拔隧道的制氧供氧方式，并现场测试个体式供氧和弥散式供氧效率，提出采用局部弥散式供氧、个体式供氧和氧吧车相结合的供氧方案。

陈四来对雀儿山隧道原供氧方案进行优化，提出隧道施工时掌子面钻孔工况采用局部弥散式供氧，其余工况采用氧吧车供氧方案。

本文根据大气压与海拔高度的关系，采用理论公式计算得到隧道需求供氧量，通过Fluent有限元软件对比分析掌子面弥散式供氧与通风供氧特点，论证掌子面弥散式供氧方法的可行性，得到了隧道内氧气质量分数分布规律。

1 高海拔隧道施工供氧量理论分析空气中的含氧量一般指体积百分比，可以理解为体积浓度，适合人类生存的氧气含量为20.96%(标准状况下)。

《缺氧危险作业安全规程》(GB 8958)中“缺氧”指作业场所空气中的氧气含量低于19.5%的状态。

高原地区即使氧气含量达到20.96%，仍然会出现缺氧的症状，原因在于氧分压是影响人体功能的主要因素。

大气压等于氧分压与其他所有气体分压的总和，随海拔升高大气压降低即为氧分压降低，氧气浓度也随之降低。

总而言之，海拔升高和氧气含量减少具有同等效果。

假定所需氧气质量与氧气体积浓度为定值且其他条件相同，考虑到平原与高原的空气密度不同，氧气含量也不相同，通过分析可建立关系式(1)：(1)式中：ρ0为0 m海拔处氧气密度(1.429 kg/m3)；ρZ为Z m海拔处氧气密度(kg/m3)；ω0为0 m海拔处氧气含量(20.96%)；ωZ为Z m海拔处氧气含量(%)。

高原地区隧道施工关键性技术分析及应用黄敬峰中国水利水电第十六工程局有限公司，福建福州 350001摘要：在快速发展的社会当中，不仅仅发展平原地区的道路施工，而且还要重视高原地区的隧道施工。

尤其是在高原地区隧道施工，这不仅能够促进与高原地区的交流，而且加速了高原文化的传播。

本文针对该隧道海拔高，缺氧、严寒、冻土、地质破碎等特点，研究在施工过程中的关键性技术，为有效解决我国高海拔高寒地区隧道施工。

关键词：高原地区；隧道施工；关键技术；分析中图分类号：U452.11；P631.325 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)24-0123-02由于对高原地区的不断建设，出现了众多的高海拔特长高原隧道，海拔超过 3 500 m 且里程长度超过 5 km 的代表性隧道有雀儿山隧道、剪子弯山隧道、脱落拉卡山隧道、高尔寺隧道、巴朗山隧道等。

高海拔长大隧道施工的一个主要难点就是施工缺氧。

比如依托工程———巴朗山隧道进出口掘进 800 m 处就已经出现由于缺氧导致施工人员昏倒的状况，严重制约了工程进度且对施工人员生命财产安全造成了威胁。

因此，解决高海拔特长隧道施工供氧问题已经刻不容缓。

不少学者针对高海拔隧道施工供氧进行了一定的研究。

对青藏铁路风火山隧道和昆仑山隧道高原缺氧问题进行了研究，研制并使用制氧与供氧设备，解决了洞内缺氧制约施工的问题，为顺利施工提供了技术保证。

通过对青藏铁路风火山隧道高原缺氧问题进行研究，提出了采用洞内掌子面弥散式供氧加氧吧车供氧的联合供氧方式，解决了施工人员的用氧需要，保证了工程的顺利进行。

从风火山隧道实际施工出发，通过对高原制氧供氧系统进行研发及运用，介绍了高原冻土施工新技术。

针对青藏铁路昆仑山隧道高原缺氧技术难点，从加强通风、供氧及健康监测等方面进行了研究，取得了一些成果。

通过对青藏铁路羊八井 1 号隧道通风方案及供氧措施的研究，加快了施工的进度，为类似工程施工通风及供氧提供了借鉴经验。

高海拔特长公路隧道施工通风关键技术研究摘要：高海拔地区的隧道施工有着自身的特殊性，它和一般的隧道施工有明显的差别。

在隧道施工过程中，要做好施工通风，尤其是涉及到高海拔隧道施工时，一定要高度重视通风，通风能给隧道内提供新鲜的空气，排出隧道内有毒气体，保障人员的安全，维护机器的正常运行。

在高海拔特长公路隧道施工中，通风技术被称作是整个工程安全建设的生命线。

本文围绕着现阶段跑马山1#隧道设计、施工等相关的技术规范进行研究，针对高海拔地区特长隧道施工通风关键技术展开研究，以求推动高海拔特长公路隧道施工通风关键技术的完善。

关键词：高海拔；特长公路隧道；施工通风；关键技术伴随着国家对经济的关注，交通也得到了极大的发展，要先富先修路已经成为了人们的共识，高速公路的干线已经深入到了我国的西北地区，例如新疆和西藏，但这些地区在进行施工的过程中，因为受到特殊地质条件的影响，尤其是在川藏高海拔地区修建较长的公路时涉及到了隧道，隧道内的低压缺氧，施工条件恶劣，需要应用通风技术。

通风技术的应用能够保证隧道施工的安全性，但是受到主客观因素影响，造成施工通风过程中存在着一些问题。

例如快速的排除爆破开挖施工中产生的粉尘和炮烟，快速排除喷浆支护后产生的粉尘。

在通风线路较长和管道曲折的情况下，提升通风效率，保障洞内的新鲜空气供应，保障施工人员的安全，这些都是需要高海拔特长公路隧道施工中，围绕着通风关键技术展开详细研究。

隧洞施工通风方式主要有管道式通风（即独头通风）和巷道式通风两大类，超过2km的隧洞较多采用巷道式通风，凡长隧道用管道式通风比较困难的都可以采用巷道通风。

1高海拔隧道施工通风的基本理论1.1理论结合现行的公路隧道施工技术规范规定，隧道施工作业环境一定要结合相关的卫生标准。

如图一所示，在公路隧道施工过程中，有毒有害气体的容许浓度一定要达到相关的标准，一旦超过这个标准，可能会给施工人员带来伤害[1]。

图一：公路隧道施工过程中有毒有害气体容许浓度示意图除此之外，要求隧道内空气中含氧量应当始终大于19.5%，严禁使用纯氧、通风换气。

3的量来表示。

对于气态污染物通常采用mg/m 表示0　引　言6其浓度，但还有一种常用的单位，即体积比10（体6中国铁路及公路交通事业正处于蓬勃发展时积分数），10（体积分数）为无量纲量，也用期，随着青藏铁路作为当今世界高原最具挑战、最ppm 表示。

由于空气体积受温度、压力的影响很6富探索的伟大工程，首次开启了在高海拔地区大规大，采用10（体积分数）的优点是可直接进行数据模工程建设先例，近年来修建在高海拔地区的长大比较，而无需考虑气体的状态。

在标准状态下即0℃隧道也越来越多。

同时，高海拔隧道的施工也面临及标准大气压下，理想气体摩尔体积为22.4L/mol ，着“两低一高”的严峻气候挑战，即“气温低、气对于25℃，一个大气压（101.325kPa ）为标准气体压低、海拔高”，高海拔隧道施工中伴随着出现人状态时，理想气体的摩尔体积为24.45L/mol 。

员高原反应、机械劳动效率降低等问题。

高海拔隧对于理想气体的状态方程即Clausius-Clapeyron 方道施工氧环境研究对于施工人员的安全及施工效率程：的保证具有重要意义，目前针对高海拔隧道施工的PV = nRT （1）缺氧研究也越来越引起重视。

式中：P 为气体压强，单位（Pa ）；V 为气体国道317线雀儿山隧道位于四川省甘孜州北部3体积，单位（m ）；n 为气体的物质的量，单位德格县境内，全长7079m ，洞口高程达4373m ，隧（mol ）；T 为体系温度，单位（K ）；R 为理想气道采用钻爆法两边对打的方式施工，是目前在建的体常数，单位（J/mol·K ）。

对任意理想气体而言，海拔最高的特长公路隧道，隧址区属于典型的高寒R 是一定值，约为8.31441±0.00026（J/mol·K ）计算气候，气候寒冷，气象条件恶劣，隧道施工中的缺中可以取8.31441（J/mol·K ）。

氧问题严重制约着隧道建设的安全和效率。

高原高寒长距离隧道通风、增氧及降尘方案1通风1.1施工安排原则（1）施工通风设计的基本方针是“以人为本、环境达标、安全至上”，保障长大隧道的施工环境满足要求。

（2）对于长大隧道通风设计应分阶段进行，节能降耗，动态调整。

（3）采用技术先进、高效实用、配套完善、匹配合理的机械装备，科学组织，充分发挥机械设备性能。

1.2高原高寒长大隧道通风难点（1）隧道单头掘进距离长，洞内属有限空间作业，施工过程中产生扬尘及灰尘大，噪音大，作业环境复杂且恶劣，作业人员身心健康难以保证。

（2）高原氧气含量少，人员与机械作业降效严重。

作业在0～4000米范围内，海拔每升高1000米，大气压降低10％，空气动力设备功效相对于平原指标下降10％～13％。

压力损失造成设备功率损失加大，油耗增加，废气排放污染严重。

（3）长大隧道单洞掘进距离大，洞内含氧量比洞外低，威胁洞内施工人员身心健康，隧道通风需考虑增氧措施。

（4）随着海拔升高，温度下降，为保证洞内作业环境温度满足要求，隧道通风需考虑加热措施。

1.3隧道通风计算根据新建川藏铁路项目特点及隧道施工组织设计，通风设计统计为压入式、风渠式及巷道式通风分别专项计算风量及风压。

（1）通风风量计算供给每人的新鲜空气量按高原地区取值m=4m³/min 计；正洞开挖爆破一次最大用药量A=140×3×0.8=336kg（按全断面循环进尺3m计算）；放炮后通风时间按t=30min计；风管百米漏风率β=1％，风管内摩擦阻力系数为λ，风筒直径D，空气密度ρ=1.2kg/m3。

通风量的计算主要是计算各种情况下所需的通风量，主要有洞内人员呼吸、爆破烟尘排出、稀释内燃机废气、允许最低风速、涌出瓦斯稀释五个方面，分别对五种情况计算，取其中最大者，并根据通风方式和长度考虑漏风增加值，确定风机配置参数。

1）按作业人员所需的通风量计算公式：Q=K·m·q式中：Q—通风量，m³/min；m—同时在洞内工作的最多人数，按60人考虑（考虑管理、检查人员）；q—每人所需的通风量，一般取值3m³/min，考虑高原空气稀薄，计算取值4m³/min；K—风量备用系数，取1.2；2）按允许最低风速计算供风量公式：Q=V·A·60式中：Q—最小风速通风量，m³/min；v—允许最低风速，隧道施工规范规定，风速在全断面开挖时不小于0.15m/s，坑道内不小于0.25m/s，但均不应大于6m/s。

例析高原地区长大隧道施工通风技术应用前言：隧道施工一定会产生废气，这是不能避免的，尽管多数物质浓度合乎规定，但其中不乏存在有害性气体，如果不能其及时排除，就会使施工人员身体健康受到威胁。

隧道通风工作在此时就显得尤为重要，它主要是将隧道外的空气引入到隧道中，将隧道中的有害气体与物质排放出去，保证施工环境健康，促进施工作业正常进行。

一、高原地区隧道通风应坚持的基本原则在设计高原隧道施工通风时，应将以人为本作为基本原则，重视节能、环保要求，用最少的投入换取最好的施工设计，同时注重一次性成本的投入，确保通风系统长久实现。

由于高原地区氧气较为稀薄，大气气压较低，严重影响通风系统的建设，因此，在设计通风系统时应注重重率修正系数的调整，提升供风指标与相应设施的配备能力，同时还应做好风量计算，在选择参数时，应将促进风量增长放在第一位。

在选择通风机时，应主要应用双级调速轴流式设备，注重其节能性，这样就能减少能耗，使其能够根据风量的要求实际运转速度发生变化。

此外，还应坚持方便维护与管理原则，各个工区所使用的设备无论是在型号上还是在规格上都应一致[1]。

在实际使用中应合理安排工作流程，不仅要满足施工要求，还应避免出现爆破等情况，并控制好通风系统风门是实际施工运输之间的关系。

二、高原地区隧道施工中常用的通风方法（一）压入式通风高原地区气压较低，空气流通性差，而隧道施工污染有会严重，因此，通常使用压入式通风，这种通风方式的施工组织在管理上较为简单，方便操作使用，但却需要风机能够为其提供较大风量，这就要求通风机具有较大功率，综合能耗也会增多，并且压入式通风的漏风率会很高，能源浪费情况也很严重，如果其斜井断面出现净空情况，就不能在各个工作面中安装大直径通风管，再加上这种通风的可靠性很差，风管保养难以实现都是其主要缺点[2]。

（二）斜井中隔法通风为做好高原地区长大隧道施工通风工作，应注重斜井净空设计的应用，并将其分成两部分，一部分呈半圆形，另一部分为矩形。

高海拔隧道施工氧气含量及有害气体浓度分析及防治措施作者：孙天顺吕义生刘杰来源：《建筑工程技术与设计》2014年第19期【摘要】以青海某隧道施工为例，对施工过程各工序的氧气含量及有害气体浓度进行分析，得出作业循环中CO2浓度变化规律、出渣和钻爆过程施工环境质量最差、CO和NO2 超出浓度限值，其中CO浓度超标最严重。

根据分析结果提出防治措施。

【关键词】高海拔；隧道；氧气；有害气体；浓度1 前言高原缺氧一直是困扰我国高海拔隧道建设的绊脚石，隧道施工过程中产生的主要有害气体（CO2、SO2、CO和NO2）在通风不利的条件下，这些气体经常在隧道施工作业面聚集，造成施工环境恶劣。

在氧气及有害气体对隧道施工影响方面：梅稚平等[1]研究了地下硐室有害气体检测方法及可能的成因，提出有害气体的防范应尽量避开有毒气体地区，或采取封堵、引排、加强通风、选择合适的炸药及合理的钻孔爆破工艺等措施。

邵俊江等研究了公路隧道施工有害气体特征及来源，并提出了防治措施，李玉兰[3]研究了高原缺氧对人体生理的影响。

高海拔隧道施工过程缺氧及有害气体的毒性对施工人员的健康的威胁和对施工进度的延误，应引起高度重视。

因此，研究施工过程中氧含量和有害气体浓度进行测试分析对指导通风设计和改善施工作业环境有重要意义。

2 高原环境缺氧程度及有害气体浓度限值修正2.1缺氧的定义适合人类生存的氧气浓度为20.96%（标准状况下）。

人们通常把氧气浓度低于18%的状况定义为缺氧状态，但在氧气浓度高于18%时施工作业依然存在危险。

因此，《缺氧危险作业安全规程》对“缺氧”定义重新进行了调整，将缺氧危险作业氧气浓度由18%提高到19.5%。

在高原，即使O2的含量达到20.96%，仍然会出现缺氧的症状。

原因在于，氧分压是影响人体的主要因素，氧分压的降低主要是由于氧浓度或大气压力的降低，从而使人体缺氧状态。

在高海拔地区，大气压力的降低使得同等氧气浓度的大气氧分压也随之降低，对人体而言，海拔升高的和氧气浓度减少具有同等效果。

白茫雪山3#隧道供氧技术措施（魏格洛，郝春风）摘要：本文依照白茫雪山3#隧道的特殊地理条件，简要介绍在高海拔地区隧道施工中保证供氧的技术措施。

可为同行提供参考。

关键词：白茫雪山3#隧道高海拔供氧一、工程概况白茫雪山3#隧道全长3951m，由龙建路桥股份有限公司承建。

隧址区处于构造剥蚀中高山地貌，路线横穿山脊，沿线地形地势特点纵向为中间高，两侧低，横向为两侧高，中间低。

隧址区海拨为4008.44～4323.63，最大埋深为294.39m，地表植被发育一般，大部分为灌木，整体地形起伏较大，地形坡度15～40°。

隧道进口里程为K132+789，洞口地板标高4008.54，坡度+1%；隧道出口里程为K136+740，洞口地板标高4015.54，坡度-1%。

导洞与主动平行，中心距为40m，每隔500m设置一条横通道与主洞相连，全长3980m。

隧址区自然气候较为特殊，“立体气候”明显，属于寒温带山地季风气候，气温随海拔高度增加而降低，年内最高气温在金沙江及河谷地区，每年6月可达30℃以上，最低气温在一般高山区，每年1～2月份可达-16℃。

海拔5000以上地区终年积雪，现代山岳冰川发育。

每年6～10月为暖季，其中7～9月为主要降雨期，海拔4000m以下雨量相对充沛；4000m以上则常年降雪，气候多变，11月至次年5月为寒冬季，其中12月至次年2月属主要降雪期。

多年平均降水量分别为663.7～1000mm。

5～9月为雨季，4、10、11三个月为平水期，其余四个月为旱季。

多年平均气温分别为15.19～15.44℃。

二、缺氧对施工人员的危害自然环境中氧气在大气中的含量比例为21%，但海拔每升高100m，大气压就下降7.5mm汞柱（约1千帕），氧分压亦随之下降1.2mm汞柱左右（0.16千帕）。

隧址区平均海拔4000m以上，高海拔导致了低大气压、低氧分压的形成。

当海拔高度4000m时，地表大气中的含氧量只相当于平原地区的60%左右，当海拔高度在5000m时，地表大气中的含氧量只相当于平原地区的53%左右。

高海拔公路隧道施工通风供氧技术摘要：针对高海拔地区低压、缺氧特征，分析了高海拔地区隧道施工通风与低海拔地区常规隧道的异同及具体特点，并依托临沧至清水河高速公路马家寨隧道双洞平行掘进约2.5km的实际案例，从施工通风方案设计、通风技术、供氧技术、设备选型及设备与方案的平衡匹配等方面进行了全方位研究，提出了高海拔地区隧道施工通风、供氧新技术。

关键词：隧道；高海拔；施工通风；供氧随着我国基础建设的飞速发展，在高海拔的云贵青藏等地的长大隧道建设日益增多。

但国内公、铁路、水电等行业的施工规范中，对高海拔地区的通风、供氧参数均没有确切的计算方法，造成施工技术人员的困惑，极大阻碍了通风技术的发展。

准确进行高海拔地区隧道施工通风设计，不仅可以保障施工人员的身体健康和设备的正常运转，还可给我国的重点工程——川藏铁路积累施工经验，具有极高的现实意义。

鉴于此，依托马家寨隧道，对高海拔隧道的通风及供氧技术展开研究。

1 背景案例1.1工程概况云南临沧至清水河高速公路马家寨隧道为双向四车道分离式结构，全长5143m（5067m），起讫里程K50+360～K55+503（ZK50+370～ZK55+437）。

其中2标施工区间（隧道）右幅里程K50+360～K52+900，长度2540m；左幅里程ZK50+370～ZK52+894，长度2524m。

合同工期3年。

路线轴线海拔1474.2～1959.97m，相对最大高差483.77m，隧道路面平均海拔1542m。

隧道施工采用台阶法钻爆开挖，无轨运输，洞内设多处车行和人行通道可供利用。

1.2工程特点（1）该隧道位于高海拔地区，与长距离掘进的隧道相比，其掌子面对风量的需求与低海拔地区相比区别不显著，但无轨运输时稀释内燃设备一氧化碳的需求风量远高于低海拔地区。

（2）该隧道虽位于高海拔地区，但排尘风量主要与粉尘浓度有关，而与空气重率无关，因此海拔高度对排尘风量（洞内最低风速）无影响。

（3）在高海拔地区，由于空气密度降低，自然状态下大气中的氧气含量已不能满足人体不缺氧状态的需氧量，而隧道内部的氧气体积分数由于施工人员、设备等的消耗，将持续低于自然状态时的氧气体积分数。

高原缺氧环境长隧洞小断面通风排烟技术研究魏青;郭俊波【摘要】水利水电工程中引水隧洞比较常见,通风排烟对工程进度和人员职业健康至关重要,尤其超长引水隧洞随着进深加大,通风排烟效果不理想.西藏拉洛水利枢纽德罗引水隧洞根据该地域特殊性和实际情况进行周密考虑,通过分期规划,采取改善措施,解决了缺氧环境下长隧洞小断面通风排烟问题,对类似地区类似工程的设计和施工具有一定经验借鉴意义.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2016(000)020【总页数】4页(P62-65)【关键词】高原;长隧洞;小断面;通风排烟;拉洛水利枢纽【作者】魏青;郭俊波【作者单位】四川兴东禹建设工程有限公司,610000,成都;中国人民武装警察部队水电第三总队,610036,成都【正文语种】中文【中图分类】TV;TB4951.工程概况德罗引水隧洞紧接进水口布置，采用无压引水方式，标准断面为马蹄形，断面腰线宽度4.03 m，高4.05 m，衬砌厚度40 cm。

进口高程4 283.50 m，出口高程 4 280.00 m，隧洞洞长7 520.76m，纵坡0.466，隧洞出口接压力前池。

隧洞由三部分组成。

第一部分长39.6 m，为消力池段，采用城门洞型，宽度4.0 m，高5.5 m，池深1.5 m，长25 m，池后接长15 m渐变段，渐变为马蹄形标准段。

第二部分为引水隧洞标准段，断面为马蹄形，最大尺寸4.3 m×4.05 m。

第三部分分两部分，一为引水隧洞加高段，断面为城门洞型，尺寸4.0 m×5.35 m；二为引水隧洞加强段，断面为城门洞型，尺寸4.0 m×5.35 m，同时在德罗隧洞桩号Y7+ 456.6布置一条交通洞，洞身断面为城门洞型，尺寸为4.0 m×4.1 m，洞长127.27 m。

德罗引水隧洞设置三条施工支洞，其中#1施工支洞布置在进口段，与主洞交点桩号为 Y0+060 m，长158.2 m，承担进口段钻爆开挖和衬砌施工任务。

高海拔隧道施工供氧技术现状分析路晨雨，黄菲雨（长安大学，陕西西安710064）摘要：高海拔隧道的施工经常存在低温、低氧、低气压的情况，在低氧环境中施工，不仅生产效率很低、施工的质量和进度无法得到保证，而且施工人员的身体健康乃至生命安全都会受到严重的威胁，因此，缺氧是高海拔地区隧道施工过程中面对的一个关键性难题。

本文介绍现有的高海拔隧道供氧的主要技术有:个人携氧法、氧吧车供氧法、隧道内全富氧及弥散式供氧法等供氧方法，综合比选出最优供氧方案。

关键词：高海拔隧道;供氧方案；掌子面弥散;移动氧吧车中图分类号:U456文献标志码:A文章编号：1672-4011（2020）11-0110-02D01：10.3969/j.issn.1672-4011.2020.11.0550前言随着我国内陆高原地区经济的不断发展建设,高海拔地区隧道的施工案例也逐渐增多。

在高海拔地区修建隧道有助于改善高原地区的交通、提高通行能力。

但是高海拔地区隧道的施工存在较为严重的低温、低氧、低气压的问题，在氧气含量低的环境中施工，不仅生产效率极其低下、施工质量和进度无法得到保证，而且施工人员的身体健康甚至生命安全都会受到严重威胁。

因此，缺氧问题是高海拔地区隧道施工首先要面对的一个难题。

现有的高海拔隧道供氧的主要技术有:个人携氧法、氧吧车供氧法、隧道内全富氧及弥散式供氧法等供氧方法,本文对此进行综合评述。

1高海拔地区隧道施工供氧的必要性需氧是高海拔地区隧道施工工程过程中需要解决的关键技术问题，尤其是高海拔严寒地区大气中的氧气含量仅是平原地区氧气含量的50%〜60%,在缺乏一定氧气的环境中,人们会由于缺氧而产生不适的感觉，再加上长时间艰苦的隧道施工作业，施工人员如果反应严重，可能会丧失劳动能力或遇到生命危险。

在高原地区，尤其是青藏高原地区是我国很大部分高海拔隧道的修建地,我国在西部大开发过程中连续修建了鹅古鸟山隧道、昆仑山隧道、风火山隧道、羊八井隧道等隧道。

高原隧道供氧技术青藏高原地区缺氧严重、生态环境脆弱，在长大隧道施工过程中为改善洞内工作环境，确保作业人员身心健康，需在隧道洞口附近设置高原变压吸附制氧站。

该制氧供氧系统采用变压吸附法，依靠固体吸附剂对空气各组分吸附能力的差异以及吸附量随压力变化的特性分离空气，产出并收集氧气。

制氧机生产的氧气采用灌充氧气钢瓶；隧道氧吧车集中供氧。

必要时可直接对隧道掌子面实施弥漫式供氧。

一、制氧供氧设备制氧机由空气压缩机、过冷器、吸附器、储气罐、仪表、切换阀门等组成。

设置两台吸附器，内装气流均流陶瓷球和制氧分子筛，以保证制氧机连续供氧。

整个制氧过程的吸附、放压、放空、清洗和均压等步骤采用PLC全自动化控制。

原料空气经过过滤器去除空气中的机械杂质后进入压缩机，原料空气在压缩机中压缩到300kPa后，进入过冷器冷却。

经过冷却的压缩空气进入吸附器。

为了保证制氧机连续供氧，本装置设置了两台吸附器，内装气流均流陶瓷球和制氧分子筛。

一台吸附器从下部进原料空气，从上部得到氧气产品，产品气流入氧气缓冲罐。

另一台吸附器处于再生工况,解吸的氮气排入大气，恢复了分子筛吸附的能力。

两台吸附器交替进行吸附和解吸。

每台吸附器每个周期都必须完成吸附、均压、逆向清洗和解吸等工作步骤。

二、制氧供氧系统的工艺流程隧道制氧供氧系统由空气预处理、空气压缩系统、吸附分离系统、压- 1-氧系统、隧道弥散供氧装置及隧道氧吧车等部分组成。

工艺流程见下图。

空气经过过滤器净化后进入空气压缩机压缩，冷器冷却后进入变压吸附制氧机，将空气中的氧气和氮气分离，氮气排除到室外，高浓度的氧气直接进入氧气压缩机或进入储气罐。

三、氧气充灌操作系统制氧机所生产的氧气经过氧气压缩机压缩到10Mpa后输送到灌充台，氧气灌充台的主要任务是将氧气压缩机生产的高压氧气灌充到医用氧气瓶内，分别可以灌充2L、3L、4 L、10L、40L等不同规格的氧气瓶，供隧道施工人员随身携带使用，或充入医用氧气瓶配置给个人使用。

巴朗山高海拔公路隧道个体供氧实测及方案设计
袁泉
【期刊名称】《北方交通》
【年(卷),期】2015(000)006
【摘要】巴朗山高海拔公路隧道“低气压、低氧含量”的特点,严寒影响着隧道施工人员的身体健康,也严重制约着隧道建设的工期.为获得高海拔公路隧道较好的施工供氧方案,结合巴朗山公路隧道,对个体供氧方案进行了比选,选取了25 ～ 30岁的青年男子分别携带2L、3L、4L的氧气瓶情况下的人体动脉血氧饱和度、心率和血压3项生理指标以及Borg呼吸困难的观察指标,结合各单一供氧设备的使用时间、更换的间隔时间等,确定了隧道施工个体式供氧的推荐方案,可为类似工程提供参考.
【总页数】4页(P117-120)
【作者】袁泉
【作者单位】四川兴蜀公路建设发展有限责任公司成都市610000
【正文语种】中文
【中图分类】U453.8
【相关文献】
1.高海拔特长公路隧道弥散式供氧关键技术研究 [J], 严涛;王明年;郭春;陈汉波;谢文强
2.巴朗山川滇高山栎群落水平结构的海拔梯度特征 [J], 刘兴良;刘向东;何飞;周世
强;杨启东;黄光忠;薛樵
3.特长高海拔公路隧道施工供氧方案 [J], 孙志涛;
4.特长高海拔公路隧道施工供氧方案 [J], 孙志涛;
5.重走威尔逊之路寻找巴朗山高山花卉 [J], 郑东黎;
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。