基于肺泡氧分压的高海拔隧道施工供氧技术研究

发布时间：2017-06-09 17:08

  本文关键词：基于肺泡氧分压的高海拔隧道施工供氧技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着“西部大开发”、“一带一路”等一系列造福西部区域的政策的提出,中国西部基础设施建设迎来了前所未有的机遇。水利、交通等重点基础设施领域的工程建设项目正在如火如荼般进行。西部基础设施建设涉及的省份共有12个,面积约6850000km2,其中青藏高原面积约2570000km2,占比37.5%,因此,惠及西部的基础设施建设不可避免的要在高海拔地区进行。其中,缺氧问题严重制约着高海拔特长隧道的建设,正亟待解决。论文以世界海拔第一的特长公路隧道,雀儿山公路隧道为依托工程,以与缺氧相关的人体重要生理指标即肺泡氧分压为基础,对高海拔隧道施工的缺氧状态评价,高海拔隧道施工环境的氧气浓度控制标准,高海拔隧道施工实际缺氧情况,高海拔隧道施工缺氧规律,保障高海拔隧道施工的综合供氧方案等问题进行了探讨和研究,研究的主要工作、结论如下：(1)通过对人体缺氧机理的调研,本文对高海拔隧道施工的缺氧状态进行了分级；以人体缺氧生理指标为依据,结合缺氧分级,本文得到了高海拔隧道施工环境的缺氧评价方法、氧气浓度的控制标准。(2)本文对高海拔隧道施工进行了现场实测,包括隧道环境测试、隧道施工人员缺氧测试,依据实测数据对隧道内环境缺氧等级、人体缺氧等级进行了评价。进一步验证了高海拔隧道施工缺氧评价方法的正确性,说明了高海拔隧道在施工过程中采取供氧措施的重要性。(3)通过对雀儿山高海拔特长隧道通风情况下的隧道内氧含量分布的数值模拟,分析了风速、风管出口端与工作面的距离对隧道内氧气含量分布的重要影响,确定雀儿山隧道风管与掌子面的适宜距离,探明了隧道的重点缺氧区域。(4)对隧道内的供氧方式进行了对比分析,通过数值模拟得出集中式供氧方式对于高海拔隧道施工供氧是不可行的,掌子面弥散式供氧的供氧方式具有耗氧量少、大大降低供氧量、提高环境含氧量效果明显的优点。最后建议,高海拔隧道施工宜采取综合供氧方案,即隧道工作面施工台架区域采用弥散式供氧,其他区域采用移动氧吧车、便携式氧气瓶供氧；隧道外采用以人员宿舍供氧为主的供氧方案,以充分保障施工人员的安全。
【关键词】：高海拔特长隧道 隧道施工 缺氧 肺泡氧分压 通风 氧含量标准 供氧
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 依托工程特点分析12-16
• 1.2.1 依托工程基本情况12-14
• 1.2.2 依托工程施工缺氧情况14-16
• 1.3 国内外研究现状16-18
• 1.3.1 高海拔隧道施工对人的影响16-17
• 1.3.2 高海拔隧道供氧研究现状17-18
• 1.4 本文的主要研究内容及技术路线18-20
• 1.4.1 主要研究内容18-19
• 1.4.2 研究技术路线19-20
• 第2章 基于肺泡氧分压的缺氧状态及氧含量标准研究20-32
• 2.1 人体缺氧状态生理学指标与海拔的关系20-23
• 2.1.1 缺氧状态直接指标血氧饱和度介绍20
• 2.1.2 血氧饱和度与肺泡氧分压的联系20-23
• 2.1.3 肺泡氧分压与海拔高度的关系分析23
• 2.2 基于肺泡氧分压的高海拔隧道施工缺氧评价及氧含量控制标准23-29
• 2.2.1 高海拔隧道施工环境缺氧程度评价方法23-28
• 2.2.2 高海拔隧道施工氧含量的控制标准28-29
• 2.3 高海拔隧道施工环境缺氧状态评价及氧含量控制标准的应用29-30
• 2.4 小结30-32
• 第3章 高海拔隧道含氧量及施工人员缺氧状况现场测试32-49
• 3.1 隧道洞口含氧量现场测试研究32-36
• 3.1.1 隧道进口端洞口含氧量现场测试研究32-34
• 3.1.2 隧道出口端洞口含氧量现场测试研究34-36
• 3.1.3 洞口含氧量测试结果分析36
• 3.2 隧道施工掌子面含氧量现场测试研究36-40
• 3.2.1 隧道进口端掌子面含氧量现场测试研究36-38
• 3.2.2 隧道出口端掌子面含氧量现场测试研究38-39
• 3.2.3 隧道掌子面氧含量测试结果分析39-40
• 3.3 隧道施工人员缺氧状况现场测试研究40-46
• 3.3.1 隧道进口端掌子面施工人员缺氧状况现场测试研究40-43
• 3.3.2 隧道出口端掌子面施工人员缺氧状况现场测试研究43-46
• 3.3.3 测试结果分析46
• 3.4 小结46-49
• 第4章 高海拔隧道施工氧分布规律及重点供氧区域研究49-80
• 4.1 高海拔施工隧道内耗氧来源及总量计算49-54
• 4.1.1 施工隧道内工程人员的耗氧量研究49-50
• 4.1.2 施工隧道内工程机械的耗氧量研究50-54
• 4.2 施工通风影响下的高海拔隧道沿程氧分布规律研究54-77
• 4.2.1 施工通风的风量计算54-56
• 4.2.2 隧道内氧气变化的数值计算模型56-57
• 4.2.3 高海拔隧道沿程氧气分布影响因素的数值模拟研究57-73
• 4.2.4 高海拔施工隧道内沿程氧分布规律分析73-76
• 4.2.5 高海拔施工隧道内重点耗氧及供氧区域确定76-77
• 4.3 小结77-80
• 第5章 基于肺泡分压的高海拔隧道施工供氧方案及效果分析80-86
• 5.1 基于肺泡分压的集中式供氧方案研究80-83
• 5.2 基于肺泡分压的弥散式供氧方案研究83-84
• 5.3 基于肺泡分压的高海拔隧道施工供氧方案建议84-85
• 5.4 小结85-86
• 结论86-90
• 致谢90-91
• 参考文献91-95
• 攻读硕士学位期间发表论文及参与科研项目95-96
• 附录1 论文中部分名词解释96-97
• 附录2 数值计算结果附图97-111

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本文编号：436097