英语原文共 6 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
城市公用事业隧道的风险与潜在危害
本文将人员进入公用事业隧道的风险评估作为基本设计和操作系数，并分析每种公用事业的潜在危害。配电系统的可访问性和可维护性是选择地下隧道而非其他公用事业分配方法的关键因素。但是，地下隧道具有协同作用，变得高度复杂且难以管理。公用事业隧道的设计必须尽量减少人身伤害和疾病的可能性。然而，对于城市地区而言，公用事业隧道可能是最可持续的城市地下设施之一。因此，即使它们的设计和操作风险似乎令人沮丧，也必须将它们视为城市规划中的一种选择。
- 介绍
在我们的城市中，几乎所有低于人行道高度2m的地下空间都充斥着城市公用设施。这种公用事业网被市政工程师讽刺为“意大利面地下问题”[1]。现代社会离不开公用事业，而且其数量还在不断增加。因此，公用事业公司对地下空间的使用是迄今为止城市地下最广泛的使用[2]。这些因素使人们对城市公用隧道系统的兴趣日益浓厚，它是一种解决城市浅层地下的拥挤。
定义“公用设施隧道”这个术语并不容易。然而，这些系统最显著的特点是，在任何长度上上，他们将城市公用设施整合在一个易接近的空间中。通常使用钢筋混泥土管。但是，公用事业隧道的设计不仅仅是确定组成部分的结构充分性。这些配电系统的可接近性和可维护性是选择地下隧道而不是其他公用设施配电方法的关键因素。目前或至少部分包含在公用设施隧道中的公用设施包括饮用水、冷冻水(供应和回流)、蒸汽、冷凝水回流、天然气、压缩空气、下水道系统(卫生、暴雨和循环灰水)、电力和电信。通常，管道和导管架安装在隧道壁上，以支持各种设施(见图1)。
图1管道和导管架安装在公用工程隧道壁上，提高可访问性和可维护性，尽量减少人身伤害
世界环境与发展委员会编写的可持续发展定义，引用《我们共同的未来》写道:“可持续发展是指在满足当前需求的同时，不损害子孙后代满足自身需求的能力的发展”[3]。联合国开展的关于可持续发展的研究侧重于全球经济，但也可应用于城市公用事业系统[4]。
因此，城市服务的设计不仅要考虑我们目前的需求，还要考虑未来对公用事业的需求。此外，我们必须为城市公用事业系统的未来发展和需求预留地下空间。十九世纪中叶，当第一条公用隧道建成时，电力还不能作为公用设施。在接下来的几年里，当这项服务被开发出来的时候，公用隧道被修改以接收新的电缆。为了实现城市地下空间的可持续发展，有必要整合城市服务，使用公共隧道等系统，并尽量避免挖沟[4]。
公用隧道作为城市发展的主要资本投资，应该放在城市设计战略的大背景下看待。如今，指责市政工程师在对待他们服务的城市时目光短浅是很常见的。工程师们已经失去了说服公众他们所做的一切都是为了长期的公共利益的能力。然而，与许多国家的经验相比，公用隧道的建设似乎是重大而勇敢的政治决策的结果。地方当局在重要的历史时刻作出这种决定，例如在筹备奥林匹克赛事时(例如东京和巴塞罗那）。
十九世纪的远见卓识是隧道发展的基础，隧道是一种先进的技术，将公用事业整合到更广泛的城市设计策略中。改革巴黎城市公用事业系统的豪斯曼计划于1855年获得批准，其内容如下:
“为道路下修建的隧道提供合适的尺寸，以便它们能够:1)确保立即疏散最大量的雨水:所有类型的喷泉和水池的溢出物，公共道路上的清洁和洒水；最后，工业和家庭用水。2)接收至少一根，更常见的是两根，有时更多的管道，用于公共和私人供水，固定在隧道顶部或安装在壁架上，不妨碍水的通过，也不妨碍工作人员的移动和工人的工作。
巴黎污水系统被设计成一条可供人进入的隧道，能够整合其他城市服务。1864年，在《伦敦插图日报》上发表的一篇文章提到了公用工程隧道，文章说：“目的.是为了消除因交通中断而造成的无法忍受的细微差别。 当一个粗心的工人碰巧在煤气或水管上做了一个坏的接头时，或者当任何一种事故发生时”[5]。在西班牙，市政工程师从1867年起就一直在为综合隧道而争论，当时伊尔德丰索·切尔达写了他的作品《城市化的总趋势》、《原则与原则的应用》和《巴塞罗那的改革与安桑奇》[6]。
20世纪80年代，法国、西班牙和意大利公司参与了一个由欧盟资助的名为“尤里卡欧盟40”的城市研究项目。目标是设计和证明一个创新的公用隧道。该项目的主要成就是使用机器人来安装和修理管道。由于机器人所需空间的大小小于操作人员所需空间的大小，这就允许为隧道选择更小的横截面。然而，公用隧道内的困难工作条件经常对机器人造成损害，而机器人应该是负责维护的。因此，在不久的将来，公用隧道很可能被设计成人可到达的。因此，市政工程师需要确保将人身伤害和疾病的风险降至最低。
当工程师想要规划一个公用隧道网络时，首先要克服的障碍是对这些地下结构缺乏了解，不仅是在设计选择方面，而且在操作方面。也许公用隧道研究中最迫切的目标是提供有关设计和维护程序的信息。本文着重对人员进入公用工程隧道的基本设计和运行进行风险评估，分析每个公用事业的潜在危险。
- 识别要管理的风险
每个地下建筑都有特定的可识别风险。其中一些是显而易见的，而另一些可以在国家和国际标准中找到[7]。然而，对于公用隧道，特征风险列表并未明确确定。地下设施非常复杂，难以管理；公用隧道具有“协同”特性。协同作用是指离散部分的联合和同时作用，它们加起来比它们各自部分的总和具有更大的总效应。 这种行动本质上是不可预测的，即使考虑到关于各个部分规则的知识。
风险评估的目的是通过提供高质量的风险管理来促进和维持一个安全健康的环境，尤其是作为一个工作场所。一方面，必须识别可能威胁可靠性、安全性、可操作性和可维护性的风险或危害。另一方面，有必要对所有潜在的不利后果进行分类，并确定其原因。本文旨在识别和评估每一项公用事业的风险和潜在危害，并说明“协同效应”。 每个公用设施隧道承载不同的公用设施，具有不同的意义。然而，外部因素，如恐怖主义或氡气，应结合本文所关注的内部特征进行分析。
3.公用隧道工作场所
公用隧道是受限工作空间的一个特殊例子。它们最初足够大，并且被配置成工人可以进入和执行任何任务，具有有限或受限的进入或退出。根据定义，受限空间是为非连续员工占用而设计的[8]。公用设施隧道可输送饮用水管道、冷冻水管道、循环灰水管道、卫生下水道、蒸汽管、电力管道、电信电缆、信号电缆，在某些情况下还可输送燃气。
横截面的设计必须考虑到两个空间要求。一方面，为每种类型保留一个给定空间参数的实用程序空间。因此，公用设施隧道被设计为传输设定数量和类型的服务。另一方面，公用设施隧道是人可到达的，因此设计者必须避免为公用设施提供空间的温度，而不适当考虑人的可到达性。随着城市的发展，公用设施隧道应该逐步扩展，以服务于新的区域和新的建筑，尤其是那些重型公用事业用户。然而，附加设施不应超过原始设计极限(见图2)。拥挤的隧道很难进入，在紧急情况下，导航可能非常不安全，并且很难退出。
图2拥挤的公用事业隧道很难进入，紧急情况下不安全
公用隧道的设计必须将人身伤害和职业健康危害降至最低。笨拙的姿势和一个人在执行任务时所施加的机械力，如举起重物或使用手工工具，是肌肉骨骼问题的两个主要原因。可以通过在架子上放置导管来减少这种情况，让工人保持垂直的躯干姿势。当架子上的东西既能被看到又能被拿到时，它是最有用的。公用隧道的智能规划必须考虑人体工程学参数，以避免对员工的任何健康风险[9]。
公用隧道员工必须了解以下安全操作规程。公用隧道不得单独进入。只能由经过培训的人员进入，并且必须佩戴足够的防护设备。此外，有人应该一直呆在外面，并且应该穿和进入空间的人一样的防护服。后备人员在没有自己的后备人员的情况下，并且只有在打电话给应急部门后，才可以进入公用设施隧道。半数以上死于密闭空间的工人都在努力营救他们的伴侣[10]。
在公用设施隧道中进行的翻新或增加新公用设施的操作增加了小颗粒、有毒气体和其他有害物质在空气中的扩散。这些潜在的危险物质应该从公用隧道中提取出来，工人在隧道中应该受到保护。持证人员应在进入隧道前测试隧道内空气的氧气、毒性和可燃性。空气污染物的潜在风险将在本文后面描述。
4.电力线风险
电线总是有潜在的危险，甚至包括那些用于照明电路的电线。隧道两侧的塑料布或其他隔离系统可以保护员工免受电线接触造成的伤害。如果可能的话，在执行任何任务之前，电力线路应该断电。只能使用安全、接地、防爆的电灯、工具和设备[11]。1988年，国家职业安全和健康[12]研究所安全研究部对一名石棉拆除雇员的事故进行了分析。这名员工在通往地面的道路建立时死亡，原因是接触了悬挂在公用隧道顶部的裸露照明线路。
电线是公用设施隧道中的主要可燃元素，而不是任何气体设施。由于燃烧电缆产生的浓烟，公共设施隧道火灾难以控制。消防队员不愿意在带电电缆可能传导高压的地方盲目喷水。通常，这些电缆的绝缘材料是乙丙橡胶和氯磺化聚乙烯护套。氯磺化聚乙烯提供阻燃性。然而，如前所述，公用隧道中的火灾会释放出浓浓的黑烟；这个问题可以通过使用非卤素护套来减少。
- 水管风险
1989年，两名维修工在清理发电站附近的公用隧道时死于锅炉爆炸，该发电站为一个工业综合体发电。爆炸撕裂了隧道，并使水管破裂，导致两名工人溺水身亡。此外，隧道的石棉绝缘污染了工业区周围的空气。洪水是救援人员遇到的众多障碍之一。防洪系统通常包括应对不同情况的各种策略，从允许偶尔洪水但减少损失的防洪措施，到与泵结合的排水系统(见图3)。
通常会制定一套替代策略，并对每一种策略进行评估，以确定其净收益(项目收益和成本之间的差异)。洪水减少系统的好处是根据它预期减少未来洪水破坏的程度来评估的。这一评估过程旨在建立成本效益比最经济的战略。
图3水泵通常用于改善公用工程隧道的排水系统
6.用作下水道系统的公用隧道
罗马工程师设计的第一个公用隧道实际上是下水道系统(卫生和暴雨排水)的组合，其顶部横截面有一个供水管道网络(例如“马克西玛下水道”)。在19世纪，法国工程师同时使用整个横截面作为一个联合下水道系统。这种公用隧道的配置在一些城市仍然有效；然而，有许多工作场所的健康问题与使用公用隧道作为下水道系统有关。
首先，由于员工无法控制的原因，空气可能会突然变得非常危险(有毒、易燃或易爆)。第二，污物或水聚集或湿度高的地方，如下水道系统，是微生物生长的良好媒介。最后但同样重要的是，在用作下水道的公用隧道中，另一个考虑因素是洪水，不仅对工人而言，对其他服务而言也是如此，如前面提到的电线、管道或水管。
这些问题可能需要使用特殊设备。设备可能包括带有自动声音警报的大气监测设备、逃生自给式呼吸器、防水手电筒，以及用于转弯和转角的无线电和绳索支架。所有这些设备都有可能影响公用隧道受限工作场所中任何任务的效率，并因此增加工人操作的空间要求。
因此，公用隧道网络和排水系统之间的分隔似乎是一个重要的设计选择。如果不可避免地包含污水管道，则必须在公用设施隧道内适当隔离污水管道，以将之前列出的潜在风险降至最低。在任何情况下，如果下水道系统包括在公用设施隧道内，卫生和雨水应该完全分开。这最后一个要求导致管道直径更大，实际上是隧道的整个横截面更大，以减轻公用隧道带来的不可接受的风险。
7.冷冻水管潜在危险
对冷冻水管线附近排出气体的分析揭示了一氧化碳、硫化氢和碳氢化合物的存在，以及缺氧[13]。然而，公用隧道的空气质量实际上是正常的，污染物浓度低于法定值时。尽管如此，在冷冻水排放或维护操作期间，在公用设施隧道中工作的所有员工都应该意识到这些气体的潜在危险。除了与冷冻水相关的气体外，由于微生物(即已知会导致军团病的嗜肺军团菌)的存在，工人必须采取预防措施。应尽量减少与冷水的直接接触或吸入气溶胶喷雾或薄雾。
可能接触冷水排放气体的员工应
(a)在冷冻水通风操作过程中携带多气体流量计
(b)佩戴安全眼镜或护目镜，以防止眼睛接触液体或气溶胶喷雾
(c)佩戴适当的呼吸保护装置;
(d)在任何任务结束时洗手和所有暴露的身体部位。
隧道内良好的空气质量改善了员工的健康和舒适，提高了工作场所的生产率和总体幸福感。当氧气含量低于19%时，必须使用鼓风机用新鲜空气给公用隧道通风。通常，风扇被设计成每隔几分钟提供一次完整的空气交换。通风必须由自动高速风机提供，风机位于公用隧道的顶部(见图4)。如果发生电力故障，发电机可以满足电力需求。
图4自动高速风机位于公用隧道顶部，以确保每隔几分钟进行一次完整的换气
- 蒸汽管道风险
虽然蒸汽泄漏似乎是唯一的风险，但几年来，蒸汽管道的隔热材料都是含石棉的。如果这种材料状况良好，并且生产线本身不需要进行任何工作，最好的建议是不要管它。一个好的风险管理程序包括定期检查公用设施，必要时修理或移除部件。密封包括涂层材料以隔离任何石棉。该程序仅适用于未受损的石棉材料。如果这些材料易碎或损坏，密封是不合适的。覆盖包括在含有石棉的绝缘材料上或周围放置一些东西，以防止纤维释放。
职业安全与健康管理局(OSHA)已经确定，含石棉材料(ACM)是任何含有超过1%石棉的材料(管道绝缘材料可能含有40%石棉)。新的石棉建筑标准(OSHA建筑标准29 CFR 1926.1101[14])将假定的含石棉材料(PACM)定义为不迟于1980年建造的建筑物中发现的热系统绝缘和表面材料。本标准[14]规定了含有石棉的项目和保管活动的分类，不包括新的含石棉材料的安装。这个分类是基于石棉对工人健康的危害。有四类，从第一类最危险的活动(包括清除含石棉材料)到第四类包括维修活动。在
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[424695]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
