中国安全科学学报

体力劳动强度级别	体力劳动强度指数	评价
Ⅰ	I≤15	轻
Ⅱ	15<I≤20	中
Ⅲ	20<I≤25	重
Ⅳ	25<I≤30	很重
Ⅴ	I >30	极重

体力劳动强度级别	体力劳动强度指数	评价
Ⅰ	I≤15	轻
Ⅱ	15<I≤20	中
Ⅲ	20<I≤25	重
Ⅳ	25<I≤30	很重
Ⅴ	I >30	极重

项目	测量范围	精度
肺通气量/(L·min^-1)	0~300	2%或者0.05 L/min
摄氧量/(L·min^-1)	0~7	3%或者0.05 L/min
呼吸交换率	0.6~2.0	4%

项目	测量范围	精度
肺通气量/(L·min^-1)	0~300	2%或者0.05 L/min
摄氧量/(L·min^-1)	0~7	3%或者0.05 L/min
呼吸交换率	0.6~2.0	4%

测试工序	机械操作手	底板施工	二衬钢筋布设	二衬防水布铺设	仰拱钢筋绑扎
测试人数	5	5	5	5	5

测试工序	机械操作手	底板施工	二衬钢筋布设	二衬防水布铺设	仰拱钢筋绑扎
测试人数	5	5	5	5	5

测试工序	测试人数	年龄	BMI/(kg·m^-2)
二衬钢筋布设	5	38.5±5.4	23.3±1.7
二衬防水布铺设	5	44.6±4.5	21.9±1.8
仰拱钢筋绑扎	5	43.0±5.9	21.7±2.6
底板施工	5	40.0±6.8	20.7±1.8
机械操作手	5	36.4±2.9	21.3±2.6

测试工序	测试人数	年龄	BMI/(kg·m^-2)
二衬钢筋布设	5	38.5±5.4	23.3±1.7
二衬防水布铺设	5	44.6±4.5	21.9±1.8
仰拱钢筋绑扎	5	43.0±5.9	21.7±2.6
底板施工	5	40.0±6.8	20.7±1.8
机械操作手	5	36.4±2.9	21.3±2.6

分级	CVL	警报等级	工作方式
Ⅰ	[0，0.30)	无危险	无特别危险
Ⅱ	[0.30，0.60)	注意	建议采取改进措施
Ⅲ	[0.60，1.00)	警戒	短期内采取必要措施
Ⅳ	≥1.00	危险	不允许，必须立即采取必要措施

分级	CVL	警报等级	工作方式
Ⅰ	[0，0.30)	无危险	无特别危险
Ⅱ	[0.30，0.60)	注意	建议采取改进措施
Ⅲ	[0.60，1.00)	警戒	短期内采取必要措施
Ⅳ	≥1.00	危险	不允许，必须立即采取必要措施

劳动工序	CVL	警报分级
二衬钢筋布设	1.055±0.14	危险
二衬防水布铺设	0.928±0.09	警戒
底板施工	0.466±0.016	注意
仰拱钢筋绑扎	0.154±0.019	无危险
机械操作手	0.028±0.007	无危险

劳动工序	CVL	警报分级
二衬钢筋布设	1.055±0.14	危险
二衬防水布铺设	0.928±0.09	警戒
底板施工	0.466±0.016	注意
仰拱钢筋绑扎	0.154±0.019	无危险
机械操作手	0.028±0.007	无危险

工序	劳动时间/ min	劳动时间率/%	劳动强度指数	劳动等级
二衬钢筋布设	420	0.875	30.91	Ⅴ
二衬防水布铺设	400	0.833	18.85	Ⅱ
底板施工	420	0.875	22.22	Ⅲ
仰拱钢筋绑扎	320	0.667	23.28	Ⅲ
机械操作手	300	0.625	16.85	Ⅱ

工序	劳动时间/ min	劳动时间率/%	劳动强度指数	劳动等级
二衬钢筋布设	420	0.875	30.91	Ⅴ
二衬防水布铺设	400	0.833	18.85	Ⅱ
底板施工	420	0.875	22.22	Ⅲ
仰拱钢筋绑扎	320	0.667	23.28	Ⅲ
机械操作手	300	0.625	16.85	Ⅱ

超高海拔隧道施工人员生理指标变化及劳动强度研究

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赵树磊 , 孙兵 ³ , 陈稳干 ³ , 徐寅峰 ³ , 王俊峰 ³ , 郭春 ¹^,²

中国安全科学学报 | 职业卫生 2024,34(4): 239-246

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中国安全科学学报 | 职业卫生 2024, 34(4): 239-246

超高海拔隧道施工人员生理指标变化及劳动强度研究

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赵树磊, 孙兵³, 陈稳干³, 徐寅峰³, 王俊峰³, 郭春¹^,²

作者信息

¹ 西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031

² 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031

³ 中铁十局集团第三建设有限公司，安徽合肥 230031

赵树磊 (1997—)，男，内蒙古赤峰人，博士研究生，研究方向为隧道及地下工程防灾减灾与环境控制。E-mail：zhaoshulei_cq@163.com。

孙兵工程师

陈稳干高级工程师

郭春教授

Physiological indicators and labor intensity of tunnel construction workers at ultra-high altitude

Shulei ZHAO, Bing SUN³, Wengan CHEN³, Yinfeng XU³, Junfeng WANG³, Chun GUO¹^,²

Affiliations

¹ School of Civil Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu Sichuan 610031，China

² Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering，Ministry of Education，Southwest Jiaotong University，Chengdu Sichuan 610031，China

³ No.3 Construction Company of China Railway No.10 Engineering Group，Hefei Anhui 230031，China

出版时间: 2024-04-28 doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.04.1748

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摘要

收起

为评估超高海拔隧道施工人员劳动强度，采用理论分析法确定施工人员劳动强度评价指标，并依托某超高海拔隧道采用可穿戴设备监测分析不同工序施工过程中人员生理指标变化，进而计算不同工序人员劳动强度及劳动效率。研究结果表明：不同工序施工人员劳动过程中生理指标变化存在明显区别，其中，二衬钢筋布设人员心血管负荷超过卫生限值，机械操作人员血氧饱和度(SpO₂)低于规范值；超高海拔隧道二衬钢筋布设劳动强度为Ⅴ级，底板施工与仰拱钢筋绑扎劳动强度等级为Ⅲ级，二衬防水布铺设与机械操作人员劳动强度等级为Ⅱ级；海拔4 700 m时，隧道施工人员劳动效率仅为平原地区的76%~88%;完成与平原地区相同的工作量，相应工序的人工工日消耗需要增加13.63%~31.58%。

关键词

超高海拔隧道 / 施工人员 / 生理指标 / 劳动强度 / 劳动效率

Abstract

收起

To assess the labor intensity of construction personnel in ultra-high-altitude tunnels，this study employed theoretical analysis to define evaluation indicators and used wearable devices to monitor physiological changes during various construction phases in a specific ultra-high-altitude tunnel. Subsequently，labor intensity and efficiency of different tasks were calculated. Results reveal that the physiological indicators of different tasks are significantly different. Specifically，cardiovascular loads of the workers installing secondary lining steel bars exceed the hygienic limits，and peripheral oxygen saturation (SpO₂) levels of the mechanical operators is lower than the standard values. Labor intensity is classified as Grade V for installing secondary lining steel bars，Grade III for bottom plate construction and arch steel bar binding，and Grade II for installing secondary lining waterproof cloth and for mechanical operations. At an altitude of 4 700 meters，the labor efficiency ranges only from 76% to 88% compared to the plain areas. To match the workload in the plain areas，the labor input must be increased by approximately 13.63% to 31.58% depending on the process.

Key words

ultra-high-altitude tunnel / construction workers / physiological indicators / labor intensity / labor efficiency

引用本文

赵树磊, 孙兵, 陈稳干, 徐寅峰, 王俊峰, 郭春. 超高海拔隧道施工人员生理指标变化及劳动强度研究. 中国安全科学学报, 2024 , 34 (4) : 239 -246 . DOI: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.04.1748

Shulei ZHAO, Bing SUN, Wengan CHEN, Yinfeng XU, Junfeng WANG, Chun GUO. Physiological indicators and labor intensity of tunnel construction workers at ultra-high altitude[J]. China Safety Science Journal, 2024 , 34 (4) : 239 -246 . DOI: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.04.1748

正文

收起

0 引言

收起

近年来，为加快路网建设，我国交通基础设施逐渐往西部艰险山区、青藏高原边缘及腹地深入推进，导致高海拔及超高海拔隧道建设项目逐渐增多。据不完全统计，我国已有高海拔及超高海拔隧道近百座，且海拔高度和建设长度仍在不断增加，高海拔低压低氧的特殊气候环境给隧道工程建设带来严峻挑战^[1]。郑金龙等^[2]根据川藏高原环境特点，将海拔4 200 m以上地区定义为严重缺氧地区。由于超高海拔地区氧气含量较低，相同的劳动内容也会给施工人员带来比平原地区更大的生理负荷，同时，过重的体力劳动也会使施工人员面临高原脑水肿等高原疾病风险，威胁施工人员生命财产安全^[3-4]。因此，有必要探究超高海拔隧道施工关键工序劳动强度，为隧道施工组织优化提供依据。

对高原劳动强度的分级研究，是研究高原劳动生理健康、劳动安全和劳动人员保护工作的必不可缺的部分。叶玉华等^[5]依托青藏铁路部分标段40个典型工作岗位，开展了体力劳动强度测量，并作了施工体力劳动强度分级；李岳等^[6]测定了某省不同海拔高度养路工人劳动强度，发现海拔升高会加重生理负荷，导致劳动强度增大；吴秋军等^[7]依托雀儿山隧道，对比分析了高海拔隧道与平原隧道相同工序的劳动强度，发现高海拔隧道施工工序劳动强度普遍比平原隧道施工劳动强度提升一级；郑鑫等^[8]依托圭嘎拉隧道，评价了高海拔隧道关键工序人员劳动强度，明确了不同工序劳动强度等级；GUO Chun等^[4]研究了人员劳动强度与耗氧量之间的关系，确定了高海拔隧道施工临界供氧高度值及供氧标准；HAN Shurong等^[9]研究了劳动强度、海拔高度、补氧频率、身体质量指数(Body Mass Index，BMI)等之间的相关关系，认为良好的轮岗制度可以有效预防高原疾病发生；LI Zijun等^[10⇓-12]通过改善供氧方式来减小高海拔施工人员劳动强度。

综上所述，虽然诸多学者针对高海拔隧道施工人员劳动强度开展了研究，但是，以往研究只对不同工序的劳动强度作了分级，忽略了劳动过程中施工人员的生理指标变化，导致不能采取针对性的防护措施。鉴于此，笔者拟依托目前在建的某高海拔隧道，开展施工关键工序劳动强度研究，并监测分析完整劳动过程的生理指标变化，以期保障隧道施工人员生命财产安全，并为高海拔隧道施工组织优化提供参考。

1 劳动强度评价指标与分级

收起

1.1 评价指标

体力劳动过程中，肌肉消耗所需能量源于糖类、脂肪及蛋白质的氧化，劳动强度越高则能量消耗越大。机体的心血管系统、呼吸系统、内分泌系统等系统均在劳动刺激下产生适应性调节，具体体现在每搏输出量、肺通气量、各类激素分泌量等指标的变化。然而，这些生理指标有部分难以测定，不适用于工程应用，如激素水平、血红蛋白数量等，较容易测定且能在一定程度上表示超高海拔隧道施工人员劳动强度的生理指标主要为心率、呼吸频率、血氧饱和度(Peripheral Oxygen Saturation，SpO₂)、摄氧量4种，且已有学者基于心率、摄氧量、平均能量代谢率进行劳动强度分级^[13⇓-15]。

1.2 劳动强度指数计算及分级标准

1.2.1 劳动强度指数计算

目前，超高海拔地区施工人员劳动强度计算依据有《铁道行业体力劳动强度分级》^[16]与国家职业卫生标准《工作场所物理因素测量第10部分：体力劳动强度分级》^[17]。体力劳动强度指数的影响因素主要包括能量消耗以及时间消耗。其中，能量消耗均基于肺通气量(8.0~30.9L)计算，然而，过往对超高海拔地区的测试结果发现肺通气量远超于30.9 L，因此，规范公式并不适用于超高海拔劳动强度计算。基于此，引入临床医学公式，基于摄氧量测试计算能量代谢率，该式不存在适用范围，具体见下式：

(1)

M = (20.19 × V O 2)

式中：M为工作日平均能量代谢率，kJ/(min·m² );

V O 2

为摄氧量，表示一定时间内被身体吸收和利用的氧气量，L/min;

劳动时间率R_t计算见下式：

(2)

R t = ∑ T s i T × 100 %

式中：R_t为劳动时间率，%;T为工作日总工时，min，取8h;

∑ T s i

为纯体力劳动时间，min。

劳动强度指数I计算见下式：

(3)

I = 3 R t + 1.673 M (1 + K)

式中

K

为海拔系数。当海拔高度为3 000~4 000m时，

K

=0.56;当海拔高度≥4 000 m时，

K

=0.72。

1.2.2 劳动强度分级标准

根据文献[16]，将劳动强度分为5级，见表1。

2 超高海拔隧道施工人员现场测试

收起

2.1 超高海拔隧道工程概况

某隧道地面高程4 300~4 600m，平均海拔4 400m，其中斜井海拔高度4 700m，为目前世界上在建的海拔最高的铁路隧道。

2.2 超高海拔隧道施工人员生理指标测试设备

2.2.1 超高海拔隧道施工人员生理指标测试仪器

测试仪器为专业运动心肺指标遥测系统，可实时监测运动过程人员生理指标变化，如图1所示。

该系统各组成部分的技术性能指标见表2。

2.2.2 超高海拔隧道施工人员生理指标测试步骤

劳动者从事体力作业时，经过短暂热身即可达到与劳动强度相适应的水平，进入作业阶段的稳定期。测试主要分为静息、热身、测试以及恢复4阶段，具体测试步骤如下：①施工人员到达施工地点后，背负运动心肺遥测系统，确保面具等气密性良好，仪器处于工作状态，同时，静坐3min，保持身体在静息状态；②静息3min后，工人开始热身，此状态持续1min;③工人完成静息与热身状态后，开始正式施工，考虑到现场实际情况，心肺指标监测持续10min;④监测结束时，工人站立休息3min，保存测试数据。现场测试如图2所示。

2.3 超高海拔隧道施工人员生理指标测试方案

考虑到隧道施工各工序下的劳动内容和劳动时间不尽相同，劳动强度存在差异，测试时需加以区分，但由于隧道智能化施工的普及，部分工序已经实现少人化甚至无人化，传统的人工钻炮眼、人工出渣等工序均由机械完成，因此，现场测试过程中挖掘机找顶、凿岩台车钻孔、装载机出渣等工序合并为机械操作手，综合考虑现场实际施工情况，选取隧道施工的5个主要工序作为测试工序，具体见表3。

由于测试的主要目的在于探讨不同工序下劳动强度差异造成的心肺指标差异，需要先分析施工人员的年龄、身高、体重等因素对测试的影响。每个工序下的施工人员均为健康汉族男性，通过问询睡眠质量、食欲、呼吸情况的方式确定施工人员基本高原习服。

不同工序下施工人员年龄及身体质量指数(Body Mass Index，BMI)见表4。由于各工序下施工人员的年龄差异及BMI差异不存在统计学意义，因此，未考虑年龄、身高、体质量对测试结果的影响。

3 超高海拔隧道施工人员测试结果

收起

3.1 超高海拔隧道施工人员生理指标变化分析

3.1.1 超高海拔隧道施工人员心血管负荷分析

人体在进行不同强度的体力活动时，身体各项生理参数都发生着较大变化，心率、呼吸频率和强度都明显增加^[18]。图3为不同工序对应的实时心率变化。由图3可知：在静息状态下，各工序施工人员心率变化均不明显，处于稳定状态，施工人员瞬时心率平均值保持在100次/min左右，为平原地区人员在高原的常规心率。热身状态下，施工人员心率开始缓慢爬升。当工人正式施工时，不同工序施工人员心率变化存在明显差别，其中，以二衬钢筋布设人员峰值心率及平均心率最高，其峰值心率高达154次/min，远超正常范围60~100次/ min，当这种心动过速持续存在的情况下，有可能诱发急性心力衰竭；其次为二衬挂布铺设人员，其心率平均值为122次/min，但其峰值心率相对较低，为135次/ min。这表明：二衬挂布与二衬钢筋布设均为重体力劳动，但危险程度稍低于二衬钢筋布设；底板施工与仰拱钢筋施工人员心率平均值分别为115与112次/ min，二者心率相对较低的原因是二者劳动范围相对固定，无攀爬及抬钢筋等重体力劳动；在整个测试过程中，机械操作人员心率最低，平均心率为107次/min，在施工过程中活动范围及强度较小，因此，心率变化与静息状态无明显区别。同时，不同工序施工人员恢复时间不同，劳动过程中心率越高，恢复过程心率平均值也相对较高，以二衬挂布为例，劳动结束3 min内，施工人员心率维持在122次/ min左右，明显高于底板施工、仰拱钢筋及机械操作等工序人员。

为更好地保障施工人员安全，还需分析其施工状态下的心血管负荷(Cardio Vascular Load，CVL)，其计算式^[19]为：

(4)

C V L = H R w - H R r H R m a x 8 h - H R r

式中：

H R w

为工作期平均心率；H_Rr为静息状态下的心率；H_Rmax8h为8 h工作班中容许最大心率，H_Rmax8h=0.7(220-年龄)。

CVL一般分4级进行控制，具体见表5^[19]。

综上，计算不同工序心血管负荷程度，结果见表6。由表6可知：不同工序心血管负担程度随劳动强度不同存在明显差别，当隧道施工人员劳动强度较大时，工人心血管负担程度随之加重，其中二衬钢筋布设人员CVL等级已经达到Ⅳ级，已经影响工人身体健康，但像机械操作等工序，由于劳动强度较小，因此，并不会对心血管造成明显负担。

3.1.2 超高海拔隧道施工人员SpO₂分析

SpO₂是血红蛋白结合氧和已结合氧的比例，用于反映人体的携氧能力，SpO₂对人体的影响是多方面的，包括维持呼吸系统功能、支持心血管系统健康、提供能量和维持脑功能、支持运动和体力活动等。通常情况下，人体动脉SpO₂应该为94%~100%。然而，随着海拔升高，由于氧气含量减少，血氧分压和SpO₂一般会呈下降趋势^[20]，同时施工工序不同，也会导致SpO₂存在差别。具体现场测试结果如图4所示，由图4可知：不同工序施工人员SpO₂存在明显差别，其中二衬钢筋布设人员SpO₂最高，为91.4%，机械操作人员SpO₂最低，仅为78.8%，除机械操作人员SpO₂低于文献[21]中规定的82%外，其他工序施工人员SpO₂均属于正常范围内，究其原因为机械操作过程中会产生大量粉尘，导致车窗紧闭，由此造成的空气不流通导致车内氧气浓度逐渐减小，致使机械操作人员SpO₂远低于正常范围，SpO₂低于80%会导致严重后果，需要及时采取措施提高血氧水平。二衬钢筋布设人员SpO₂较高的主要原因是现场在二衬钢筋布设区域采取弥散式供氧，该区域内氧气浓度明显升高，同时，由于二衬钢筋布设施工人员身体素质普遍较好，身体适应能力较强，因此，该工序施工人员SpO₂明显高于其他工序。且由于弥散式供氧范围有限，成本巨大，因此，未采取供氧措施的底板施工及仰拱钢筋等工序SpO₂范围在85.9%~89.8%，此结论也与以往研究^[8]相符。测试结果表明：影响SpO₂的主要因素并不是劳动强度，而是工作区域中的氧气浓度。

3.1.3 超高海拔隧道施工人员呼吸频率与摄氧量

机体有氧工作能力的评判指标为摄氧量与呼吸频率量。摄氧量是单位时间内机体摄入或消耗的氧气的量，可评估心肺功能的健康程度以及机体是否能够有效地摄取和利用氧气。呼吸频率和摄氧量共同决定了机体在运动过程中所摄取的氧气含量^[22]。不同工序摄氧量与呼吸频率如图5及图6所示。由图5及图6可知：单次摄氧量与呼吸频率呈反比关系，当单次摄入氧气量减少时，人体就会通过增加呼吸频率的方式来满足身体所需。成年人正常呼吸频率为12~20次/min，高原施工会导致呼吸频率大幅增加。其中，二衬钢筋布设过程中单次摄氧量最高，呼吸频率最小，施工中具体表现为以大喘气、深呼吸为主；机械操作人员单次摄氧量最低，导致平均呼吸频率达到23.6次/min，具体表现为呼吸急促。值得注意的是，呼吸频率越高，单位时间内吸入的粉尘浓度也随之升高，会大幅增加施工人员尘肺病等职业病的风险。

3.2 超高海拔隧道施工人员劳动强度与效率

3.2.1 超高海拔隧道施工人员劳动强度分级

不同工序劳动强度分级与劳动时间存在紧密联系。现场测试过程中，测试每个工序的总劳动时间与过程中休息时间，两者之差为净劳动时间。取3次测试所得的净劳动时间平均值计算劳动时间率。据式(2)及式(3)计算不同工序劳动时间率及劳动强度指数，见表7。由表7可知：二衬钢筋布设劳动强度指数最高达到为38，达到Ⅴ级；底板施工与仰拱钢筋绑扎劳动强度指数分别为22.22与23.28，劳动强度为Ⅲ级；二衬防水布铺设与机械操作人员劳动强度指数范围在15~20，劳动强度指数为Ⅱ级。

3.2.2 超高海拔隧道施工人员劳动效率

在劳动时间一致的情况下，劳动强度由平均能量代谢率决定。由于单位时间的能量消耗通过机体的能量物质氧化反应实现，所以能量消耗与氧消耗呈正比关系，同时，氧气的消耗量与肺泡的通气量紧密相关，具体见下式：

(5)

V O 2 = 19.9 × V e

式中V_e为肺通气量，表示单位时间内流入或流出肺部的空气总量，L/min。

要得到能量代谢率与海拔高度的关系，必须先得到肺泡通气量与海拔的关系，肺通气量计算公式见下：

(6)

V e = (V t - V d) × R P M

式中：V_t为潮气量，表示正常呼吸过程中，每次呼吸时自然吸入或呼出的空气量，L/min;V_d为解剖无效腔容量，指在呼吸系统中，那些参与气体交换但不进行气体交换的部分的空气容量，取150 mL;R_PM为呼吸频率，表示每分钟内完成的呼吸周期数，次/min。

由式(6)可知：肺通气量与呼吸频率呈正比。为比较不同海拔相同工序呼吸频率变化，假定个体在高海拔及超高海拔地区吸收与平原地区同等质量的氧气，由上述物理量可构建等式：

(7)

R P M H × ρ' O 2 × S p O' 2 = R P M P × ρ O 2 × S p O 2

式中：

R P M H

为高海拔地区呼吸频率，次数/min:

ρ' O 2

为高海拔地区氧气密度，g/L;

S p O' 2

为高海拔地区SpO₂，%;

R P M P

为平原地区呼吸频率，次/min;

ρ O 2

为标准大气压下氧气密度，取值1.429g/L;

S p O 2

取值97%。

变换式(6)可得式(7)。由式(7)可根据SpO₂及高海拔地区环境来计算呼吸频率：

(8)

R P M H = ρ O 2 × S p O 2 ρ' O 2 × S p O' 2 R P M P

综上，相同工序不同海拔能量代谢率之比可以转换为不同海拔呼吸频率之比。计算平原地区与海拔高度能量代谢率及劳动效率，如图7所示。由图7可知：随着海拔高度的增加，相同工序的工人平均能量代谢率随之增加，对应的劳动效率随之降低。相较于平原地区，海拔4 700m时，工人劳动效率仅为平原地区的76%~88%，其中，海拔高度对于机械操作人员劳动效率影响最大，劳动效率较平原地区降低24%，海拔高度对二衬钢筋布设影响较小，劳动效率仅降低12%，为保证完成工作量的一致，对应工序人工工日消耗则需提升13.63%~31.58%，这进一步导致高海拔及超高海拔隧道施工工期增加。

4 结论

收起

1) 高海拔环境会导致隧道施工人员心血管负荷明显增加，不同工序人员心血管负荷等级由高到低依次为二衬钢筋布设、二衬防水布布设、底板施工、仰拱钢筋绑扎、机械操作手，其中，二衬钢筋布设心血管负荷超过卫生限值。

2) SpO₂由高到低依次为二衬钢筋布设、仰拱钢筋绑扎、二衬挂布、底板施工、机械操作人员，其中，机械操作人员SpO₂低于规范值，隧道供氧能有效提升施工人员SpO₂。

3) 超高海拔隧道施工人员劳动强度指数较平原地区提升明显，二衬钢筋布设劳动强度为Ⅴ级，底板施工与仰拱钢筋绑扎劳动强度等级为Ⅲ级，二衬防水布布设与机械操作人员劳动强度等级为Ⅱ级。

4) 相较于平原地区，海拔4 700 m时工人劳动效率仅为平原地区的76%~88%，对应工序人工工日消耗则需提升13.63%~31.58%。

基金

收起

中国交通教育研究会教育科学研究课题(JT2022YB163)
中国交通教育研究会教育科学研究课题(JT2022YB405)
四川省交通运输科技项目(2021-ZL-04)
成都医学院四川应用心理学研究中心资助项目(CSXL-23327)

参考文献

收起

文献

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排序方式：

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2024年第34卷第4期

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文章信息

doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.04.1748

接收时间：2023-10-15
首发时间：2025-07-09
出版时间：2024-04-28

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作者

出版历史

收稿日期：2023-10-15
修回日期：2024-01-17

基金

中国交通教育研究会教育科学研究课题(JT2022YB163)

中国交通教育研究会教育科学研究课题(JT2022YB405)

四川省交通运输科技项目(2021-ZL-04)

成都医学院四川应用心理学研究中心资助项目(CSXL-23327)

作者信息

¹ 西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031

² 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031

³ 中铁十局集团第三建设有限公司，安徽合肥 230031

参考文献

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/zgaqkxxb/CN/10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.04.1748

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

体力劳动强度级别	体力劳动强度指数	评价
Ⅰ	I≤15	轻
Ⅱ	15<I≤20	中
Ⅲ	20<I≤25	重
Ⅳ	25<I≤30	很重
Ⅴ	I >30	极重

体力劳动强度级别

体力劳动强度指数

评价

Ⅰ

I≤15

轻

Ⅱ

15<I≤20

中

Ⅲ

20<I≤25

重

Ⅳ

25<I≤30

很重

Ⅴ

I >30

极重

项目	测量范围	精度
肺通气量/(L·min^-1)	0~300	2%或者0.05 L/min
摄氧量/(L·min^-1)	0~7	3%或者0.05 L/min
呼吸交换率	0.6~2.0	4%

项目

测量范围

精度

肺通气量/(L·min^-1)

0~300

2%或者0.05 L/min

摄氧量/(L·min^-1)

0~7

3%或者0.05 L/min

呼吸交换率

0.6~2.0

测试工序	机械操作手	底板施工	二衬钢筋布设	二衬防水布铺设	仰拱钢筋绑扎
测试人数	5	5	5	5	5

测试工序

机械操
作手

底板
施工

二衬钢筋
布设

二衬防水
布铺设

仰拱钢
筋绑扎

测试人数

测试工序	测试人数	年龄	BMI/(kg·m^-2)
二衬钢筋布设	5	38.5±5.4	23.3±1.7
二衬防水布铺设	5	44.6±4.5	21.9±1.8
仰拱钢筋绑扎	5	43.0±5.9	21.7±2.6
底板施工	5	40.0±6.8	20.7±1.8
机械操作手	5	36.4±2.9	21.3±2.6

测试工序

测试人数

年龄

BMI/(kg·m^-2)

二衬钢筋布设

38.5±5.4

23.3±1.7

二衬防水布铺设

44.6±4.5

21.9±1.8

仰拱钢筋绑扎

43.0±5.9

21.7±2.6

底板施工

40.0±6.8

20.7±1.8

机械操作手

36.4±2.9

21.3±2.6

分级	CVL	警报等级	工作方式
Ⅰ	[0，0.30)	无危险	无特别危险
Ⅱ	[0.30，0.60)	注意	建议采取改进措施
Ⅲ	[0.60，1.00)	警戒	短期内采取必要措施
Ⅳ	≥1.00	危险	不允许，必须立即采取必要措施

分级

CVL

警报等级

工作方式

Ⅰ

[0，0.30)

无危险

无特别危险

Ⅱ

[0.30，0.60)

注意

建议采取改进措施

Ⅲ

[0.60，1.00)

警戒

短期内采取必要措施

Ⅳ

≥1.00

危险

不允许，必须立即
采取必要措施

劳动工序	CVL	警报分级
二衬钢筋布设	1.055±0.14	危险
二衬防水布铺设	0.928±0.09	警戒
底板施工	0.466±0.016	注意
仰拱钢筋绑扎	0.154±0.019	无危险
机械操作手	0.028±0.007	无危险

劳动工序

CVL

警报分级

二衬钢筋布设

1.055±0.14

危险

二衬防水布铺设

0.928±0.09

警戒

底板施工

0.466±0.016

注意

仰拱钢筋绑扎

0.154±0.019

无危险

机械操作手

0.028±0.007

无危险

工序	劳动时间/ min	劳动时间率/%	劳动强度指数	劳动等级
二衬钢筋布设	420	0.875	30.91	Ⅴ
二衬防水布铺设	400	0.833	18.85	Ⅱ
底板施工	420	0.875	22.22	Ⅲ
仰拱钢筋绑扎	320	0.667	23.28	Ⅲ
机械操作手	300	0.625	16.85	Ⅱ

工序

劳动时间/
min

劳动时间
率/%

劳动强度
指数

劳动
等级

二衬钢筋布设

420

0.875

30.91

Ⅴ

二衬防水布铺设

400

0.833

18.85

Ⅱ

底板施工

420

0.875

22.22

Ⅲ

仰拱钢筋绑扎

320

0.667

23.28

Ⅲ

机械操作手

300

0.625

16.85

Ⅱ