西渝高鐵隧道一氧化碳泄漏事故的技術(shù)反思與預(yù)防策略

chinaboy

近日，西渝高鐵重慶段中梁山隧道施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的一氧化碳（CO）泄漏事故，導(dǎo)致7名作業(yè)人員被困，雖已成功救出4人，但仍有3人失聯(lián)，事故原因仍在調(diào)查中。該事件凸顯了復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道施工中氣體安全管理的重要性。

西渝高鐵作為國(guó)家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分，其建設(shè)過(guò)程中不可避免地要穿越如中梁山這樣的復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域。隧道施工環(huán)境密閉、空間狹長(zhǎng)、通風(fēng)條件受限，加之作業(yè)過(guò)程中可能產(chǎn)生的廢氣、地層釋放的氣體以及機(jī)械設(shè)備排放等，使得有害氣體積聚風(fēng)險(xiǎn)顯著增高。此次CO泄漏事故，不僅是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急響應(yīng)能力的考驗(yàn)，更是一次深刻的技術(shù)警示，暴露了現(xiàn)有安全管理措施中可能存在的薄弱環(huán)節(jié)。
隧道內(nèi)典型有害氣體及其危害分析
隧道施工環(huán)境中可能存在的有害氣體種類繁多，其危害機(jī)制各異，對(duì)作業(yè)人員的生命安全構(gòu)成直接威脅：
一氧化碳（CO）： 無(wú)色無(wú)味，難溶于水，是燃燒不完全的典型產(chǎn)物。CO極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，導(dǎo)致血紅蛋白失去攜氧能力，引發(fā)組織缺氧。低濃度暴露可致頭痛、眩暈、**；高濃度或長(zhǎng)時(shí)間暴露可導(dǎo)致意識(shí)喪失、呼吸衰竭甚至死亡。
甲烷（CH4）： 主要成分為天然氣，無(wú)色無(wú)味，易燃易爆。當(dāng)其在空氣中的濃度達(dá)到5%-15%時(shí)，遇明火、靜電或高溫表面即可引發(fā)爆炸，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全和人員生命構(gòu)成雙重威脅。
硫化氫（H2S）： 具有臭雞蛋氣味（高濃度時(shí)嗅覺(jué)神經(jīng)麻痹而失嗅），劇毒，易溶于水。H2S可通過(guò)呼吸道迅速進(jìn)入人體，高濃度暴露可迅速麻痹呼吸中樞，導(dǎo)致“閃電式”死亡；低濃度長(zhǎng)期暴露則可引起眼、呼吸道刺激及神經(jīng)系統(tǒng)損害。
二氧化氮（NO2）： 紅棕色氣體，有刺激性氣味。主要損害深部呼吸道和肺泡，可引起化學(xué)性肺炎或肺水腫，長(zhǎng)期接觸或高濃度暴露可致慢性支氣管炎等職業(yè)病。
上述氣體在隧道施工環(huán)境中可能單獨(dú)或混合存在，其濃度受通風(fēng)狀況、作業(yè)活動(dòng)、地質(zhì)條件等多種因素影響，具有動(dòng)態(tài)變化和突發(fā)性特點(diǎn)。
事故預(yù)防的技術(shù)路徑：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警
鑒于隧道施工環(huán)境中氣體危害的隱蔽性和致命性，傳統(tǒng)的定時(shí)巡檢或依賴人員主觀判斷的方式已難以滿足現(xiàn)代工程安全管理的需求。必須將氣體監(jiān)測(cè)納入標(biāo)準(zhǔn)化、常態(tài)化的施工流程，并引入先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)“人防”與“技防”的深度融合。
核心措施：密閉空間氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的部署與應(yīng)用
預(yù)防密閉空間氣體泄漏，需在密閉空間內(nèi)及周邊關(guān)鍵位置安裝氣體檢測(cè)報(bào)警裝置，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)有害氣體濃度。當(dāng)有害氣體濃度達(dá)到設(shè)定的預(yù)警值時(shí)，裝置立即發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒現(xiàn)場(chǎng)人員采取措施。
氣體檢測(cè)報(bào)警裝置中有毒有害氣體傳感器，可以對(duì)環(huán)境中的氣體進(jìn)行區(qū)分以及濃度監(jiān)測(cè)，從而檢測(cè)出有毒有害氣體，及時(shí)監(jiān)測(cè)、提前預(yù)警隧道內(nèi)的氣體環(huán)境，可以消除隧道施工安全隱患，為隧道施工安全提供保障。
針對(duì)在隧道施工的環(huán)境檢測(cè)有毒有害氣體，ISweek工采網(wǎng)推薦以下有毒有害氣體傳感器用于有毒有害氣體的檢測(cè)。
英國(guó)Alphasense 一氧化碳傳感器 - CO-AF

電化學(xué)一氧化碳傳感器CO-AF具有靈敏度高，選擇性好，擁有過(guò)濾膜，抗煙氣，低濃度輸出線性好等優(yōu)點(diǎn)，量程為0~5000ppm,工作環(huán)境為-30~50℃，15~90%RH,分辨率為0.5ppm，主要用在石油化工，環(huán)保，煤礦，汽車等領(lǐng)域。

搭載英國(guó)Alphasense CH-A3 催化燃燒型甲烷傳感器模塊（CH4）-AG-3-CHx-CHA3 ：AG-3-CHx-CHA3 傳感器模塊由催化燃燒型傳感器和數(shù)據(jù)采集處理板組成，可對(duì)環(huán)境中的CH4、C3H8、H2 等可燃性氣體濃度進(jìn)行檢測(cè)。模塊以 Alphasense 科技 CH-A3 催化燃燒型感器為敏感元件，在采樣電路控制下實(shí)現(xiàn)氣體濃度的檢測(cè)，具有良好的急定性和抗中毒性，本模塊與接收終端采用數(shù)字通信方式，將氣體濃度信號(hào)通過(guò) UART 總線輸出，方便用戶在不同場(chǎng)合下以簡(jiǎn)潔的方式快速組成系統(tǒng)，適用于民用和工業(yè)領(lǐng)域的氣體檢測(cè)。
英國(guó)Alphasense 二氧化氮傳感器 - NO2-B1

電化學(xué)二氧化氮傳感器NO2-B1具有靈敏度高，選擇性好，可以過(guò)濾灰塵和小水滴，低濃度輸出線性好，穩(wěn)定性好，抗CO、CO2、H2的干擾等優(yōu)點(diǎn)，量程為0~20ppm,工作環(huán)境為-20~50℃，15~90%RH,分辨率為0.02ppm，主要用在NO2氣體報(bào)警器，檢測(cè)大氣中二氧化氮?dú)怏w濃度，石油，化工等工業(yè)領(lǐng)域。
英國(guó)Alphasense 硫化氫傳感器 - H2S-B1

電化學(xué)硫化氫傳感器H2S-B1具有靈敏度高，選擇性好，可以過(guò)濾灰塵和小水滴，低濃度輸出線性好，穩(wěn)定性好，抗H2、NH3、CO的干擾等優(yōu)點(diǎn)，量程為0~200ppm,工作環(huán)境為-30~50℃，15~90%RH,分辨率為0.05ppm，主要用在檢測(cè)大氣中硫化氫氣體濃度，固定式H2S報(bào)警器，石油，化工等工業(yè)領(lǐng)域。