Mục đích của thông thoáng khí trong thi công đường hầm là cung cấp cho hầm đầy đủ không khí trong lành, làm loãng hoặc thoát hết khí độc và giảm thấp nồng độ bụi đề cải thiện điều kiện lao động giữ sức khoẻ cho công nhân làm việc.
Để duy trì khối lượng khí nén trong buồng làm việc, thì khí tươi sẽ được cao cấp với tỉ lệ tối thiểu là 300l/phút cho mỗi công nhân làm việc bên trong. Tuy nhiên cần một tỷ lệ cao hơn ở một số trường hợp đặc biệt.
Bộ phận thông thoáng khí trong đường hầm có mục đích cung cấp khí sạch hoặc hút khí ô nhiễm ra ngoài để duy trì môi trường khí ở mức chấp nhận được. Chất lượng khí sạch cấp vàn không chỉ đảm bảo yêu cáu hít thở mà còn phụ thuộc vào yêu cầu làm loãng chất gây ônhiễm và làm mát bên trong. Khi thiết kế và lắp đặt hệ thống thông thoáng khí cần phải tính đến số lượng người dự định làm việc bên trong đường ngầm.
Yêu cầu đối với hệ thống thông gió có sự khác nhau lớn, phụ thuộc vào việc có hay không bụi bẩn hoặc các chất độc hại khác nhau, có khí ga gây ngạt hay gây cháy nổ hay không và có cần làm loãng hay hút chúng khỏi đường hâm hay không, mà còn phụ thuộc vào các điều kiện khác như việc điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm cho phù hợp.
Khả năng làm việc của hệ thống thông gió có thể bị suy yếu nghiêm trọng bởi biện pháp thiết kế chống bụi kém hoặc không được bảo trì bảo dưỡng.Ví dụ khi thiếu các co cút uốn đủ cứng tại những nơi có thay đổi lớn hướng truyền khí, như tại dính hầm hay tâm đường hầm, có thể làm cho bụi bẩn bị đọng lại tại đó, cản trở sự lưu thông của không khí. Điều đặc biệt quan trọng là phải bịt kín những chỗ rò rỉ do ống dẫn khi bị hư hỏng.
Các hệ thống thông thoáng khí phải được thường xuyên kiểm tra bảo dưỡng, đặc biệt là trong những đường ngầm dài.
Phải có các phương án đề ra đối với việc thoát người khi cần thiết.
Khi lập kế hoạch cung cấp khí sạch tới các khu vực làm việc là một vấn đề cần được quan tâm. Cần thiết kế trước một hệ thông thoáng khí tự cân bằng được kiểm soát đầy đủ có khả năng linh hoạt để tăng công suất và phù hợp với quá trình đào ngầm. Với những đường hầm phức tạp có nhiều rủi ro cần tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh vực này.
Mỗi tình thế cụ thể phải được xử lý riêng biệt cần chú ý đến. - Số lượng người làm việc
- Kích cỡ đường hầm - Điều kiện xung quanh - Số lượng và loại máy móc
Cần chú ý đặc biệt tới mối nguy hiểm của bụi bẩn và khí Gas đang gặp phải hoặc dự đoán là sẽ có. Mức ô nhiễm cụ thể cần được đo đạc bằng các thiết bị tự động.
Kinh nghiệm thực tế đã chỉ ra rằng một lượng khí sạch cấp vào tối thiểu 0,3m3/phút cho mỗi người là mức phù hợp. Cần cung cấp thêm hệ thống thông thoáng bổ xung ở những nơi đang sử dụng máy móc thiết bị (đặc biệt là nơi có động cơ disel). Một lượng cấp khí tối thiểu là 3m3/phút cho l kw điện tiêu thụ cho các máy móc có bộ phận kiểm soát nhiệt lượng toả ra nghiêm ngặt.
Nếu có khí Methane hay các khí Gas khác có khả năng gây cháy nổ, cần phải được chú ý tới những vấn đề khác nữa. Sự nguy hiểm của việc cháy nổ là điều quan trọng hàng đầu yêu cầu cơ bản phải được cung cấp không khí loãng khí Gas cho mỗi nơi chúng xuất hiện để giám đáng kể xuống mức cho phép (dưới 0.25% thể tích ).
Khí sạch bao gồm 20,9% ôxy, 79% Nitơ và 0,03% Carbon Dioxite theo thể tích. Dựa vào các quy định có liên quan, môi trường thi công đường hầm cần phù hợp với các tiêu chuẩn như sau.
Hàm lượng khí ôxy trong hầm lò, tính theo thể tích, không được thấp hơn 20%. Nồng độ bụi cho phép : mỗi m3 không khí không được vượt quá 10% lớn bụi SiO2 tức là 2mg của xi măng tức là 4mg; hàm lượng SiO2 dưới 10%. không có bụi về các độc tố khoáng vật và bụi đông thực vật dưới 10mg.
Nồng độ khí có hại :
+ CO2: tính theo thể tích, không vượt quá 0,5%.
+ NO2: các ôxyt quy đổi thành NO2 cần ở mức dưới 5mg/m3 trỏ xuống. - CH4 có nồng độ không vượt quá 0,5% tính theo thể tích.
- Nhiệt độ không khí tại địa điểm công tác trong hầm không vượt quá 30oC. - Tiếng ồn trong hầm không nên lớn hơn 90dB.
* Hệ thống và thiết bị thông thoáng
Những phương pháp thông thoáng được thông qua cần phù hợp với mức độ của các vấn đề có tại mỗi đường ngầm. Các yếu tố cần phải quan tâm tới là:
- Số lượng công nhân trực tiếp làm việc; - Chiều dài, kích thước và độ dốc khoan đào; - Sự xuất hiện của nước, bụi và khói;
- Sự xuất hiện của khí Methane;
- Có hay không các hoạt động khoan hay phá nổ;
- Lượng nhiệt thừa tạo ra bởi các hoạt động đào hầm bằng máy móc;
Việc cung cấp khí tươi cho công nhân trực tiếp làm việc có khả năng làm mối quan tâm đầu tiên ở các công trình ngầm phức tạp, như trong một mặt bằng đường ngầm dùng trong giao thông hay thủy điện, có thể có nhiều khu vực làm việc và việc bố trí lối ra vào và bụi bẩn sẽ thay đổi theo tiến độ thi công và do vậy những yêu cầu đối với việc cung cấp khí sạch và thống thoát khí sẽ thay đổi tùy vào tình hình.
Do những hệ thống dùng lực thông thường, thải khí hoặc chồng gối lên nhau được sử dụng trong bầu hết các đường ngầm, nên máy móc đặc biệt và điều kiện môi trường cần quyết định loại nào sẽ là phù hợp nhất.
Khi cần phải trộn lân hoặc làm loãng khí gas có khả năng cháy nổ tại cao trình đỉnh hầm, thì cần dùng đến những thiết bị luân chuyển khí cục bộ như quạt dùng năng lượng thủy lực, gắn vào máy thi công hầm hay tấm ngăn cách bảo vệ.
Ở nơi bụi bẩn là vấn đề lớn thì hệ thống cần được thiết kế phù hợp để có thể kiểm soát được bụi bẩn và cần có thêm hệ thống lọc bụi đề làm sạch không khí trước khi thổi ra môi trường xung quanh.
Tác động của nhiệt tỏa ra từ máy móc lắp đặt trong đường ngầm vào không khí, và sự tăng độ ẩm từ tự nhiên và từ nước dùng trong thi công, có thể bị giảm đi bằng hệ thống sử dụng lực đẩy bắt buộc có tốc độ khí cục bộ lớn và bằng cách kiểm soát cẩn thận lượng nước sử dụng trong khi ngăn bụi.
Hệ thống thông thoáng khí cần phải đơn giản và được thiết kế để mở rộng và theo sát quá trình thi công đường ngầm.
Hệ thống thông thoát khí có thể bao gồm một hoặc nhiều bộ phận sau: - Bộ phận cung cấp lực cho khí cấp, khí thổi vào đường ngầm qua các đường vào;
- Hút khí ô nhiễm từ đường ngầm, khí tươi sẽ được hút vào đường ngầm do sự chênh lệch áp suất tạo ra bởi hệ thống thổi khí ra;
- Luân phiên sử dụng hệ thông cấp và thoát khí;
- Những hệ thống phức tạp kết hợp hút và thổi, như hệ thống chồng gối lên nhau và có thể bao gồm cả hệ thống lọc bụi;
- Luân chuyển khí có kiểm soát;
- Dụng cạ thổi khí cục bộ để xua tan các điểm ứ đọng khí. + Hệ thống cấp khí sạch.
Hệ thống thời khí bắt buộc qua ống dẫn tới khu vực làm việc để cung cấp khí sạch cho công nhân. Khi không khí thổi ngược trở lại dọc then đường ngầm thì nó trở lên ô nhiễm thêm dần lên. Ở những nơi có dùng chất nổ, nó mang theo lượng khí bị ô nhiễm nặng, ngoài việc khuyếch tán dần vào trong môi trường không khí còn có thể vẫn còn mối nguy hiểm cháy nổ. Trong những trường hợp này cần quan tâm tới những quy định về khu vực trú ẩn cục bộ có nguồn khí sạch cấp vào để công nhân sử dụng trong một thời gian dài đợi làm sạch không khí.
- Hệ thống hút khí thải.
Khí thải ra qua đường ống từ những điểm gần với mặt hố đào có thể được dùng trực tiếp để thổi bụi nguy hiểm tạo ra trong quá trình thi công đường ngầm và cùng với khói độc từ việc sử dụng chất nổ.
Quá trình hút khí tiến hành với đường cấp khí vào. khi khí này chứa thêm lượng chất độc hại, bao gồm bụi bẩn và nhiệt thừa, và tăng độ ẩm trong quá trình thổi ra. Bộ phận hút khí chỉ có tác dụng cục bộ và do vậy cần phải được đặt gần với khu vực chứa nhiều chất độc bất cần hút thổi ra, ống hút khí cần đất với mật độ hợp lý để giữ cho chúng vừa gần nguồn gây ô nhiễm vừa gần mặt hố đào.
Những ống này, thường ở mức áp suất giảm xuống, cần phải được chế tạo vững chắc hoặc được gia cổ bằng khớp xoắn ốc mềm. có thể có hiệu quả hơn với công trường nếu dùng thêm quạt gió đặt gần mặt hố đào, và hệ thổi gió cưỡng bức từ các quạt gió lên mặt đất.
Một hệ thống bút có thể còn hút được một khôn lượng lớn khí Methane tại khu vực tích tụ ngầm dưới lòng đất.
- Hệ thống thông thoáng thay thế.
Những hệ thống thông thoát hút và đẩy thường được kết hợp với nhau bằng cách sử dụng các quạt gió dự trữ để hút bụi bẩn và khói độc sau mỗi lần khoan phá đất đá, và do vậy khí sạch có thé được cấp vào bề mặt đào trong giai đoạn gián đoạn của một vòng làm việc. Nhưng hệ thống như vậy thường phúc tạp và không có hiệu quả lớn và chỉ được dùng cho những đường ngầm ngắn .
- Hệ thống gối chồng.
Đối khi cũng cần một hệ thống gối chông hoặc luẩn hoàn có kết hợp giữa đường ống cấp khí sạch và hút thổi khí bẩn. Việc bố trí dường ống cần phải được thiết kế để duy trì một lượng khí tuấn hoàn tại tất cả các khu vực thi công. Cần thiết phải sử dụng thiết bị lọc để loại bỏ bụi bẩn từ ống hút. Việc sử dụng lưới lọc để kiểm soát luồng khí cũng cần phải được chú ý tới .
Ở nơi có khí Methane, có thêm các rủi ro từ: - Hệ thống hút khí;
- Phân lớp do tốc độ khí thổi thấp. - Tích tụ điện tĩnh.
- Các kỹ thuật tuần hoàn khí có kiểm soát.
Những hệ thống thông thoáng thường được thiết kế để ngăn sự qua trở lại của khí bẩn Tuy nhiên, tuần hoàn khí có kiểm soát có thể được sử dụng khi bụi bẩn gây ra trục trặc trong đường ngầm dài hoặc ở nơi nào có một lượng lớn bụi bẩn trong khu vực thi công cơ giới. Thiết bị lọc cần được chuẩn bị để ngăn lại bụi bẩn trong ống hút khí.
Ở nơi thi công đường ngấm là phức tạp, cần nghiên cứu tổng thể và từng giai đoạn của chương trình thi công để biết được hiện tại có nguồn cung cấp khí sạch tới mọi khu vực làm việc hay không. Có thể cần cả hai loại quạt hút và cấp khí đặt trên mặt đất, với các quạt gia tốc cùng vách ngăn và cửa kín khí đặt trong hệ thống để kiểm soát luồng khí. Có thể cần thiết phải kiểm soát luồng khí thông thoáng bằng các vách ngăn nào đó.
- Vị trí đặt quạt
Các quạt lấy không khí trên bề mặt đất phải được đặt xa những nguồn gây ô nhiễm. Các quạt hút khí phải được đặt xa những khu vực làm việc.
- Tiếp đất:
Sự luân chuyển của bụi và khí gas qua hệ thống thông thoáng khí có thể gây ra nguy hiểm đã tích tụ điện lừ. Tất cả các ống dẫn, thân quạt, kết cấu bao bọc và trụ đỡ cần được liên kết chắc chắn với nhau và với mặt đất. Dụng cụ thổi và đẩy khí cũng cần tiếp đất.
- Khí Methane trong ống dẫn.
Ở những nơi mà hệ thống hút khí hoạt động và có rủi ro xuất hiện khí Methane, cần phải chú ý tới mối nguy hiểm khi khí Methane thổi qua động cơ và quạt gió khi thiết kế và lắp dựng hệ thống này. Độ tập trung của khí Methane trong ống phải được theo dõi liên tục. Nếu khí Methane tập trung có khả năng vượt quá 0.25% thể tích trong toàn bộ thể tích nói chung, các quạt gió cần phải được bảo vệ chống nổ, cần phải lưu ý rằng độ tập trung của khí Methane trong đường ngầm có khả năng tăng lên khi hệ thống thông thoát khí dừng hoạt động. Trong nhiều trường hợp, bảo vệ chống nổ cho hệ thống hút khí này bao gồm việc sử dụng những loại quạt hai nhánh có các đai công tác không có động cơ.
3.8. Cứu nạn
Điều cần thiết là những người được đào tạo về sơ cứu, có khả năng phản tin nhanh chóng với các sự kiện bất ngờ xẩy ra, phải luôn được bố trí trong mỗi ca làm việc trên công trường. Tất cả mọi người cần được thông báo về trang thiết bị cấp cứu. Chủ thuê lao động phải đạo tạo nhân viên giám sát hiện trường của mình phả phản ứng nhanh chóng trong các trường hợp khẩn cấp cần cấp cứu. Trong trường hợp có thương vong nghiêm trọng người bị thương sẽ chỉ được đưa đi bởi các nhất viên cấp cứu y tế.
Hệ thống thông tin liên lạc tốt là điều cần thiết giữa công trường thi công nhóm và các khu vực chỉ huy trên mặt đất. Một kế hoạch hành động rõ ràng cần được vạch sẵn để khẩn trương chuyển người bị thương lên mặt đất từ công trường thi công ngầm và đảm bảo xe cứu thương có thể nhanh chóng đến được đỉnh hầm hoặc các cửa thoát hiểm. Các chỉ dẫn rõ ràng về các bước cần thiết để sơ tán công nhân khỏi đường hầm trong trường hợp khẩn cấp cần được thông báo cho tất cả mọi người để đảm bảo những người bị thương không bị bỏ quên hoặc không được chú ý .
3.8.1 Thiết bị cứu hộ.
Thiết bị cấp cứu, bao gồm cáng cứu thương cần phải chuẩn bị sẵn theo những quy định. Hộp cấp cứu hợp lý đựng dụng cụ và thuốc men phải được chuẩn bị. Hộp cấp cứu này cần chứa đủ các đồ dùng cần thiết, được chế tạo để có thể bảo vệ tốt nhất đồ dùng phía trong khỏi hơi ẩm và bụi bẩn, chúng phải được đánh dấu để dê nhận biết . Hộp cấp cứu này được đặt ở nơi dễ với tới, gần
khu vực làm việc và sẽ do nhân viên cấp cứu y tế phụ trách trong mỗi ca làm việc. Các dụng cụ rửa và lau mắt phù hợp cũng cần được chuẩn bị sẵn.
Thiết bị cứu hộ, bao gồm mặt nạ dưỡng khí toàn phần cần phải chuẩn bị sẵn và duy trì liên tục để đảm bảo chúng luôn sẵn sàng hoạt động trong trường hợp khẩn cấp.
Tất cả các thiết bị cứu hộ cần phải lưu cất trong những hộp chuyên dụng được thiết kế để tạo ra lớp vỏ bọc bảo vệ chống lại điều kiện khắc nghiệt thường có trong thi công. Trong nhiều lối đường ngầm, một thùng hay toa xe cấp cứu chuyên dụng sẽ cần có để giúp nhóm cấp cứu công trường hay đơn vị cứu hộ phản ứng nhanh với các trường hợp khẩn cấp.
3.8.2 . Phòng cấp cứu
Một phòng cấp cứu được xây dựng và trang bị phù hợp cần được bố trí sẵn sàng để điều trị và nghỉ ngơi. Nó được phụ trách bởi người có đào tạo cơ bản về cấp cứu và sẵn phục vụ trong suốt thời gian xây dựng công trình.
3.8.3. Đào tạo về cấp cứu.
Yêu cầu những người có trách nhiệm về cấp cứu phải học các khoá đào