CC BY
8
Л. С. Розанов
Сравнительная оценка различных способов ведения кессонных работ (опыт гигиенической характеристики)
Промышленно-санитарным врачам, ведущим надзор за строительством мостов, различных гидротехнических сооружений (шлюзов, плотин на больших реках, гидростанций, портов и т. д.), за проходкой стволов шахт в плывунных породах и тоннельными работами под руслами рек и в водонасыщенных породах, необходимо для правильного построения комплекса профилактических мероприятий хорошо разбираться в вопросах техники и методах кессонного дела. Обычно с особенностями разного вида кессонных работ знакомятся по мере накопления опыта проведения санитарного надзора. Однако все более широкое развитие кессонных работ заставляет направлять на обслуживание их врачей, ранее никогда не бывавших на кессонных строительствах. Поэтому краткое описание различных типов работ, ведущихся под повышенным давлением, и кессонного оборудования может быть полезно для ориентировки в вопросах оценки оборудования и применяемых методов работы. Гигиеническими показателями оценки в основном должны являться степень повышенного давления и методы облегчения тяжести физической нагрузки для людей, работающих под этим давлением. Температура воздуха и его чистота тоже имеют важное гигиеническое значение, «о они зависят главным образом не от типа оборудования или метода работы, который принят на строительстве, а от ряда других причин.
Одинаковые температурные условия могут наблюдаться в кессонах различных типов и конструкций. Для кессонных работ основным неблагоприятным санитарным фактором является повышенное атмосферное давление. Поэтому знакомство с мероприятиями, которые могут значительно снизить его уровень в кессоне или даже совершенно исключить его влияние, для гигиениста очень важно. Важно знать и другие специфические особенности, которые облегчают труд кессонщиков, уменьшают сатурацию азота тканями организма и, следовательно, снижают опасность развития декомпрессионных заболеваний.
В первой половине XIX века в России для постройки опор мостов применялся съемный кессон (воздушный колокол). Наиболее совершенная конструкция (большая устойчивость камеры) такого кессона была использована в 1843 г. на строительстве моста через р. Неву в С.-Петербурге. Опускные кессоны в России впервые были применены в 1859 г. при постройке моста через Вислу. При возведении моста в Киеве на Днепре инженером Струве впервые в мире были сооружены большие кессонные камеры на 20—30 рабочих, что явилось значительным шагом вперед как в технике кессонных работ, так и в санитарном отношении.
О кессонных заболеваниях в России первые сообщения были сделаны Ковнером, наблюдавшим в 1870—1872 гг. на постройке моста через Днепр на линии Кременчуг-Крюковской железной дороги 50 случаев кессонных заболеваний, несмотря на невысокое давление в кессонах (1,7 доб. атм.). На постройке Екатеринославского моста через Днепр в 1882 г. "Менделеев наблюдал 28 больных кессонной болезнью, потребовавших госпитализации, и 619, лечившихся амбулаторно. Еще значительнее была заболеваемость на постройке Речицкого моста через Днепр, где отмечено, кроме того, 3 смертных случая. Будагов считает причиной этого небольшой объем шлюзовых прикамерков (0,14 куб. сажени) и широкое отверстие выпускных кранов шлюза, не позволявших удлинять время декомпрессии.
На дальнейших строительствах в целях обеспечения большей безопасности объем прикамерков был увеличен (до 0,32 куб. сажени) и
отверстия кранов сужены. Электричество для освещения рабочих камер впервые применено на кессонах Литейного моста в Петербурге; там же для удаления грунта из камер впервые был использован гидроэлеватор. На Речицком и Екатеринославском мостах были впервые установлены сифоны для вентилирования рабочих камер и устроен забор воздуха для компрессоров вне помещений компрессорных. О гигиеническом значении этих мер писал Шмитц, обнаруживший в 1887 г. в кессонах моста через реку Белую в Уфе до устройства сифонов до 7,9% углекислоты, а после их установки — только 1,1%-
В литературе того времени неоднократно появлялись сообщения о мерах по предупреждению кессонных заболеваний. Об этом писал в 1877 г. проф. Эрисман в книге «Профессиональная гигиена», указавший на необходимость сокращения рабочего дня и удлинения времени декомпрессии, а также на значение защиты тела кессонщиков от охлаждения. Об этом же говорилось в заметках, напечатанных в 1885 г. в журнале «Инженер» и в журнале Министерства путей сообщения в 1887 г. В последнем указывалось также на применение для лечения кессонной болезни рекомпрессии и вдыхания кислорода. На съезде железнодорожных врачей в 1886 г. были разработаны кессонные санитарные правила, принятые для государственных построек.
Однако, несмотря на отдельные технические и организационные улучшения, встречавшиеся на отдельных кессонных стройках царской России, условия труда в кессонах оставались крайне тяжелымл и опасными. Из-за слабости надзора даже далеко не достаточные санитарные правила подрядчиками не соблюдались.
После Великой Октябрьской социалистической революции техника кессонного дела в нашей стране получила значительное развитие. При этом, наряду с улучшением производства, параллельно разрешался вопрос об обеспечении безопасности труда кессонщиков.
В настоящее время работы под сжатым воздухом проводятся на постройке опор мостов, на проходке стволов шахт и тоннелей, на строительстве гидротехнических сооружений и т. д. Для каждого вида работ применяются разнообразные методы организации и различные типы кессонного оборудования, имеющие свои гигиенические особенности. Тем не меЬее все работы под сжатым воздухом можно разделить на два основных типа: вертикальные и горизонтальные кессоны. Проходка кессонов имеет несколько способов:
1. Съемный кессон, или водолазный колокол, давление в котором обычно невелико, так как кессон не углубляется под дно. Предварительно производится забивка свай в грунт для фундамента опоры. Под съемным кессоном на них осуществляется кладка подводной части опоры. Съемные кессоны могут применяться и в случае аварий на работах опускным колодцем. Этот метод применяется редко: лишь в тех случаях, когда использование других методов связано с работой под очень высоким давлением. Так, недавно на постройке моста через реку Хаукесбора в Австралии девять опор были возведены забивкой бетонных свай на глубину 35—38 м от дна и кладка опор на них осуществлена под съемным кессоном, что позволило вести работы под давлением не более 1,5 доб. атм. вместо 5.
2. Опускные колодцы (кессоны) с рабочей камерой, входящей в состав фундамента опоры. Наибольшая глубина опускания по советскому законодательству не должна превышать 40 м, что соответствует 4 доб. атм. давления. В последнее время в СССР разработаны методы, позволяющие сохранять давление в кессоне значительно ниже требуемого по гидрогеологическим условиям. Так, на строительстве Большого Краснохолмского моста в Москве в 1937 г. вместо 3,3 доб. атм. в береговых кессонах давление не поднималось выше 2,6 доб. атм. Это было
достигнуто применением отечественного метода водопонижения с помощью водоотлива из котлованов для выносных пят опор, благодаря чему создавалась устойчивая депрессионная воронка в грунтах.
Метод водопонижения значительно улучшает условия труда кессонщиков и уменьшает опасность возникновения кессонных заболеваний.
В настоящее время наиболее распространены железобетонные рабочие камеры спускных кессонов, которые впервые были применены инженером Лентовским в 1899 г. на Сунгари при строительстве Восточно-Китайской железной дороги. Довольно часто в период между 1930 и 1937 г. встречались и дерево-бетонные камеры, впервые примененные инженером Антроповым в 1928 г. на Днепре. На одном из московских мостов в 1937 г. был также опущен дерево-бетонный кессон площадью 294 м2. Железобетонные конструкции в санитарном отношении имеют то преимущество перед металлическими и каменными, что позволяют строить камеры большей площади и объема, что улучшает условия вентиляции.
Опускные кессоны наиболее часто употребляются на строительстве мостов. С развитием в послевоенный период строительства железнодорожных и городских мостов санитарным врачам все чаще приходится вести надзор за работами этого типа.
3. Проходка стволов шахт со стационарным потолком применяется на проходке шахт под сжатым воздухом. Первый ствол шахты был пройден под сжатым воздухом в СССР в начале 30-х годов в Подмосковном бассейне на Поплевском поле Скопинского района.
С гигиенической точки зрения проходка со стационарным потолком имеет следующие преимущества перед обычным кессоном: во-первых, размеры рабочей камеры бывают значительно больше и последняя по мере углубления ствола все увеличивается; во-вторых, вместо вертикальной лестницы шахтной трубы устраиваются наклонные лестничные переходы, что облегчает выход рабочих из забоя; в-третьих, в тех случаях, когда ствол шахты кессонируется лишь в момент приближения к плывунам, имеется возможность устройства больших шлюзов из кирпича или железобетона на самой диафрагме кессона в глубине шахты, т. е. в месте, хорошо защищенном от влияния изменений температуры наружного воздуха.
Применяются в СССР и методы сооружения стволов шахт в плывунах без сжатого воздуха.
Еще более эффективным является метод бурения ствола. В мае 1941 г. инженер Маньковский в Подмосковном бассейне прошел бурением шахту № 14 «Белынезерская» через 20-метровую толщу плывунов.
Интересны также предложенные инженером Балбаганом методы проходки ствола в плывунах вибрационной крепью и инженером Маковским— проходки ствола вертикальным щитом В ЛМ-2, имеющим двойную защитную грудь, Ч£о позволяет при пересечении плывунов удалять грунт размыванием и откачкой водой без применения сжатого воздуха в забое.
Одним из важнейших элементов оборудования кессона является шлюзовый аппарат, через который производится удаление грунта и который служит входом и выходом для людей. Конструкции аппаратов системы инженера Филиппова, широко применяемые в настоящее время, имеют тот недостаток, что в прикамерке одновременно может шлюзоваться не более 3—4 человек, тогда как бригада, обслуживающая один аппарат, состоит обычно из 6—7 человек. Аппарат имеет два при-камерка. Так как использование обоих прикамерков для выпуска людей из кессона не позволяет в то же самое время производить впуск в кессон другой смены, на практике для выхода обычно пользуются одним. Он сильно переполняется, из-за чего снижается кубатура воз-
духа на одного шлюзующегося. Положение людей при шлюзовании тоже неудобное, так как сидеть на скамеечке могут максимум трое. Содержание углекислоты в воздухе иногда достигает значительных величин. Все эти моменты могут способствовать развитию кессонных заболеваний. Конструкции шлюза Мостотреста и Волгоярстроя позволяют путем декелевания отверстия шахтной трубы одновременно вышлюзовы-вать 14—15 человек, но движение людей происходит лишь в одном направлении.
Порода из рабочей камеры кессона обычно удаляется с помощью бадьи по специальному отделению шахтной трубы и затем через материальный прикамерок шлюза наружу. Однако за последнее время применяется более совершенный способ, имеющий большие преимущества с гигиенической точки зрения; кроме того, для разработки породы в забое при этом применяется механизация, значительно облегчающая труд проходчиков и сокращающая число находящихся под повышенным давлением рабочих. Этот способ гидромеханизации впервые применен в кессонах СССР в 1936 г. на строительстве Большого Каменного моста в Москве по инициативе Н. С. Хрущева, поставившего перед инженерами-строителями этого моста задачу облегчения труда кессонщиков и ускорения опускания кессонов. Задача была разрешена инженером Филипповым, использовавшим опыт применения гидромеханизации на строительстве канала имени Москвы и предложившим оригинальный метод сочетания размывания грунта в кессоне гидромониторами и удаления образовавшейся пульпы при помощи землесосов. Вскоре этот метод был применен и на строительстве Большого Краснохолмского моста, где в каждом из четырех кессонов на площади 608 м2 было установлено по 4 гидромонитора со струей воды под давлением в 4—6 атм. Из центра кессона землесос высасывал разжиженный грунт на отвал. Производительность труда кессонщиков возросла с 2,5 м3 породы в смену на рабочего до 40 м3, благодаря этому в кессоне вместо 32 рабочих в смену было занято только 5. С помощью гидромеханизации на этом мосту пройдено 40 погонных метров в глубину и выдано 25 ООО м3 грунта. В результате значительного облегчения труда кессонщиков снизилось и количество кессонных заболеваний.
На строительстве Большого Каменного моста в Москве в 1937 г. было произведено также опытное автоматическое опускание кессона без людей в рабочей камере так называемого «слепого кессона». Инженер Гавриленко на кессоне № 6 этого моста установил внутри рабочей камеры 8 самовращающихся на принципе сегнерова колеса гидромониторов и две линии землесосов.
4. Опускание тоннель-кессонов, применяемое при постройке тоннелей, является одним из видов работ под сжатым воздухом и близко подходит по характеру ведения работ и гигиеническим условиям труда к производству работ опускным кессоном. При этом под потолком рабочей камеры кессона сооружается готовая тоннельная,секция, составляющая вместе с камерой одну монолитную железобетонную конструкцию. Так, на одной из площадей в Москве было опущено последовательно вдоль трассы несколько секций тоннель-кессона, составивших после соединения тоннель длиной 31 м. На шахте № 86 на Ленинградском шоссе тоннель-кессоны опускались с вмонтированными в секции щитами и после достижения нужной отметки, забутовки его камеры и раскрытия боковых диафрагм секций щиты из секции продвигались в обе стороны на линию трассы и дальнейшая проходка тоннеля в неустойчивых породах велась щитами под сжатым воздухом.
В ближайшее время тоннельные работы под сжатым воздухом получат еще большее развитие и будут проводиться в самых сложных гидрогеологических условиях.
5. На тоннельных кессонных работах шлюзовые камеры устанавливаются в перегородке, пересекающей сечение тоннеля. Эти камеры бывают несколько больших размеров, чем обычные, в результате чего одновременно через них может выходить вся смена, обслуживающая щит, т. е. 25—30 человек. Шлюзовые перегородки из кирпича или железобетона могут устанавливаться через каждые 150—250 м тоннеля, по мере продвижения вперед щита. Это позволит создавать в разных отрезках тоннеля ступенчатость давления, что способствует предупреждению кессонных заболеваний.
Щит является сложным механизмом, с помощью которого производится разработка породы во лбу забоя, погрузка ее на вагонетки или транспортер, укладка внешней обделки тоннеля металлическими тюбингами. Работы со щитом под сжатым воздухом связаны с опасностью прорыва воздуха через неустойчивые породы, обвалов пород во лбу забоя и т. д. Большое значение для их предотвращения имеет крепление лба забоя, последовательность разработки породы по ярусам щита, тампонирование контактных слоев и т. п. Подача сжатого воздуха ведется под гидростатическим давлением по оси тоннеля или на высоте '/з его сечения во избежание прорыва воздуха в своде. В верхней части сечения тоннеля вблизи щита устанавливается глухой металлический спасательный экран (при подводном тоннелировании); при прорыве воздуха и затоплении тоннеля за экраном образуется воздушный запор, препятствующий подъему воды до свода. От экрана до шлюзовой перегородки устраиваются спасательные мостики для выхода рабочих.
Большой интерес представляют конструкции щитов с закрытой грудью, с помощью которых тоннель прокладывается в плывунах «слепым методом» без повышенного давления на щите. Так, например, предложенная инженером Маковским конструкция герметического щита ВЛМ-1 предусматривает размывание . породы перед диафрагмой щита гидромониторами и удаление пульпы землесосами. В случае необходимости водолазы могут пройти за диафрагму в забой через специальный шлюз для удаления валунов. Такие же щиты с закрытой грудью и без применения в плывунах сжатого воздуха использовались на постройке тоннеля под Дунаем в Будапеште и Холланд-тоннеля в Нью-Йорке. На тоннельных работах под сжатым воздухом рабочей камерой является сам тоннель. Поэтому размеры ее (высота, длина и ширина, особенно дйина) обычно очень велики и длина постоянно увеличивается. Это вызывает сильное охлаждение сжатого воздуха — до температуры породы. Даже при подаче в кессон сильно нагретого воздуха температура воздуха у щита не бывает достаточно высокой. Другой особенностью горизонтальных кессонов является то, что давление сжатого воздуха в рабочей камере почти не изменяется, в то время как при вертикальной проходке давление по мере увеличения глубины опускания все время возрастает.
Следует отметить большое значение в борьбе с кессонными заболеваниями правильного инженерного решения организации проходческих работ. Советская техника располагает возможностью выбора такой организации, при которой либо полностью устраняется опасность кессонных заболеваний, либо могут быть созданы условия, значительно снижающие эту опасность. К первым могут быть отнесены проходка шахт бурением, опускание «слепых кессонов», применение герметических щитов с закрытой грудью, заложение подводных тоннелей в устойчивых породах с водоотливом. Не меньшее значение имеют и такие мероприятия, как понижение гидростатического напора в проходимых слоях водопониже-нием, гидромеханизация разработки породы и ее удаление из кессона, устройство подъемников взамен вертикальных шахтных лестниц и т. д., т. е. те мероприятия, которые значительно облегчают труд кессонщиков и тем самым уменьшают сатурацию азота тканями организма.
Актуальное значение имеет также разработка более совершенных типов шлюзовых аппаратов, автоматических кранов для регулирования скорости вышлюзовывания, более совершенных сооружений для очистки подаваемого в кессон сжатого воздуха, приборов, позволяющих обеспечить оптимальные температуры воздуха в прикамерках шлюзовых аппаратов во время вышлюзовывания и т. д. Все эти вопросы должны быть разрешены при содружественной работе инженеров и гигиенистов. Сочетание инженерно-гигиенических мероприятий с правильно организованным режимом ведения кессонных работ (соблюдение установленной длительности смен, проведение правильного вышлюзовывания и т. д.) и четкое медико-санитарное обслуживание кессонщиков предупреждают развитие кессонных заболеваний и делают возможным применение работ под повышенным давлением в самых сложных, гидрогеологических условиях.
Е. Д. Бренер
Условия труда помощника машиниста на мощных
паровозах
Из Центральной научно-исследовательской лаборатории гигиены и эпидемиологии Министерства путей сообщения СССР
За годы сталинских пятилеток на железных дорогах введены в экс-плоатацию мощные паровозы. Ряд авторов (С. В. Демидович, В. В. Ка-меристый и др.) делал попытку дать характеристику условий труда помощников машиниста, работающих на этих паровозах. Однако в этих работах не отражена полностью картина сдвигов, произошедших в работе помощника машиниста.
С увеличением мощности паровозов растут размеры их котлов и соответственно площадь их колосниковых решеток. В отличие от паровозов старых серий они оборудованы специальным агрегатом для механической подачи угля — «механическим кочегаром» (стокером).
Однако помощник машиниста еще не освободился полностью от работы по забрасыванию угля вручную, так как практикуется комбинированная подача угля — стокером и лопатой. Например, при низком качестве угля забрасывание его вручную производится параллельно с работой стокера. На подъемах, при местном прогорании угля, а также на стоянках, когда стокер не работает, подача угля вручную является даже обязательной.
Во время одной поездки при совершенно не работающем (по техническим причинам) стокере было заброшено угля лопатой в 4 раза больше, чем во время другой, когда стокер работал. Эти данные показывают, что характер работы помощника машиниста при стокерном отоплении изменился по сравнению с ручным.
В обязанности помощника машиниста, помимо отопления, входит проведение ряда других операций, связанных с обслуживанием ходовых частей паровоза, наблюдением за сигналами, состоянием пути и др., но наиболее трудоемкой операцией является забрасывание угля лопатой.
Нами был проведен в течение рабочего дня хронометраж наиболее важных операций, совершаемых помощниками машиниста, работающими на паровозах как с ручной, так и с механической подачей угля.
Во время одной из поездок на товарном паровозе (без стокерного отопления) продолжительностью 7 часов (Подмосковная — Волоколамск) помощник, машиниста забросил в топку 1 360 лопат угля, что
