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论地下工程防护的重要性The Importance Of Radiation ProtectionOn Underground Engineering 摘 要：随着地下空间开发技术的发展及现实的需求,地下空间的开发利用已经成为了21世纪的大力发展的对象，然而地下空间中又存在着大量的放射性物质，从国家颁布的七个标准中我们不难发现辐射对我们当代人生活带来的影响。所以地下工程的防护对我们建设人员及以后的使用人员有着重要而又深远的意义。关键字：地下工程 氡质体 辐射 防护 分类号：引 言：21世纪的地上空间开发已趋于饱和，人们的交通出行难以及生活购物停车难等等问题日益突出，于是地下空间开发利用也变得越来越有价值，也备受大家的关注，地下辐射的防护也就成了重中之重，为了让我的生活更加的安舒适，地下工程建筑的防辐射重要性不言而喻，并成为人们对健康的另一要求准则，做好防护至关重要。内 容：21世纪将是大力开发地下空间的世界。地下空间利用的发展过程与人类的文明历史是相呼应的，大致可以分为四个时代。上古时期、古代时期、中世纪时期、近代时期，1613年英国建成伦敦地下下水道，1681年修建了地中海比斯开湾长170 m的连接隧道，1843年伦敦建成越河隧道，1863年英国在伦敦建成世界第一条城市地下铁道，1871年穿越阿尔卑斯山，连接法国和意大利的长12.8 km的公路隧道开通。到20世纪90年代初，世界上已有100多个城市修建地下铁道，目前线路总长度将达5 000 km(其中地下线路近3 000 km)。世界各国重视城市地下空间的开发与综合利用，修建了大量的地下存储库、地下停车场、地下商业街、地下文娱体育设施和用地下管线等连接为一体的地下综合建筑群体，这在缓解城市用地紧张矛盾和城市现代化建设过程中起着越来越重要的作用。地下商业街和地下街自20世纪30年代开始出现，日本、加拿大、法国等国家的地下商业街较为有名。第二次世界大战中，参战国都大量修建了防空袭地下工事。中国抗日军民在河北省焦庄及冉庄等地构筑四通八达的地道工事，在战争中发挥了显著的作用。据不完全统计，目前我国已建成400余座公路隧道，总长度已超过100 km，隧道长度千米以上的有40多座，其中一半以上是最近几年建成的。中国铁路隧道占世界铁路隧道的总长度的15，居世界第一位(日本为第二位，意大利居第三位)。截止2005年北京城区人均道路面积4.4m2，道路而积占城市面积的8.4。上海也是相对落后。上海每公里汽车拥有量为506辆，北京每公里汽车拥有量345辆，为发达国家大城市相应拥有量的1倍乃至数倍。北京快速道路面积居全国之首，立交桥数量占全国城市立交桥之半，即使这样，北京道路面积自改革开放以来仅增加了60，而同时期机动车数量增加10倍。道路的扩展远远赶不上车辆的增长。发达国家解决城市“交通难”的经验表明，发展以地下铁道为主的高效益、低能耗、轻污染的轨道交通才是根本出路。我国已有约20个大中城市进行了地铁和轻轨交通系统规划，先后提出25项地铁和轻轨项目。如上海地铁2、3、4、6、7、8、9号线，北京地铁复8(4、5、10、9等号)线，广州地铁2、3、4号线，天津地铁1、2、3号及延伸线，青岛地铁1号线、南京地铁l号线一期、深圳地铁l号线等7个城市十几个项目已落实投资，进入施工准备，有的已在全面施工。这些项目总长达150.5 km。沈阳、杭州、成都地铁1号线，广州、重庆、武汉、哈尔滨等15个城市15个项目处于可行性研究，或者策划阶段，其总长达320 km。地下工程形成的空间阴暗潮湿，几乎完全与地面隔离，对人们来说不是一个舒适的空间。所以，在利用地下空间时，必须充分认识到这一点而有效地加以利用。其具有的特性大致分为：* 构造特性：空间性、密闭性、隔离性、耐压性、耐寒性、抗震性；* 物理特性：隔热性、恒温性、恒湿性、遮光性、难透性、隔音性；* 化学特性：反应性。这些特性有的对地下空间有利，有的不利。因此，在规划地下空间时，应充分了解这些特性而加以充分利用。地下形成的空间完全被地层所包围，是一个“阴的空间”。这个“阴的空间”被岩石、土壤和大小地下水包围着，地下空间的辐射特性直接与岩石、土壤和地下水中的放射性含量高低直接相关。岩石中含有地球形成的既有存在的各种原生放射性核素，某些情况下，岩石也会受人工放射性核素污染。全部岩石按其中放射性元素的含量可分为二类，一类是具有正常分散含量的放射性元素的岩石，这类岩石包括岩浆岩、变质岩和沉积岩。另一类是具有增高分散含量放射性元素的岩石，如超过正常范围值的异常带或铀镭富集的矿带。岩石中的放射性核素会经由全球水循环而进入地下水、地面水和土壤中，含铀镭矿物采出则可能使其直接对公众造成程度不同的辐射照射，氡的析出将使地下空间氡浓度积聚，从而导致氡的危害。土壤是植物赖以生长的基础，与空气、水一起构成地球上一切生物维持生命所必须的三大基本环境要素。气载放射性核素的沉积（重力沉降、干沉积、湿沉积），固体放射性废物的通地表埋藏处置、污染的地面水灌概农田，都可造成土壤的放射性污染。表层土壤的放射性污染将对人直接造成外照射，植物根部吸收过程导致的农作物污染会经食物链途径对人造成内照射，土壤表层因颗粒和沉积物被风扬起（再悬浮）则会经呼吸途径对人造成内照射，地下空间采出的含有一定放射性含量的废物堆在地表也会污染土壤和地表地下水系。地下水与地面水共同构成地球上的天然水系统。放射性物质进入地下水后，将随地下水的运动而弥散迁移，同时会因机械过滤、物理、化学或物理-化学吸附、沉淀、氧化还原等作用而被包气带及含水地层中矿物颗粒载流，一般情况下放射性物质在地下水中的迁移过程要比大气和地面水体中慢得多；反之，当有补给水进入地下水系统时，溶解、淋滤解吸及某些微生物的作用又会使沉淀、吸附与矿物颗粒表面的放射性物质重新进入水中，成为地下水的二次污染源，此外氡还能溶解于地下水中，当含氡的地下水进入地下空间时，氡又会从水中解析出来进入地下空间的空气环境中，造成辐射危害。因此，就放射性核素在地下环境中迁移而言，应把岩石、土壤和地下水看成一个统一的系统。岩石中放射性核素的来源和分布自地球形成以来，地壳岩石中就存在有生放射性核素，其半衰期很长，可与地球年龄相比较。主要的原生放射性核素是40K、232Th和238U，次要的有235U和87Rb，其中238U和232Th是两个天然放射系的母。土壤中放射性核素的来源和分布世界上大部分地区基岩层表面被土壤覆盖，因此，土壤辐射是陆地辐射的重要来源，决定了环境本底辐射水平的高低。表层土壤中氡的含量与季节及温度有很大的关系，由于大气温度结构随季节的改变，夏季气流由大气流入土壤，导致土壤表面氡的析出率明显降低，土壤中氡的浓度明显增高；冬季气温明显低于土壤温度，氡析出率增大，土壤中氡的浓度明显降低。土层深度对氡含量也有明显影响，2.5m深处土壤空气中氡的浓度比表层土中高一个数量级。此外，土壤通气性对氡浓度的影响也十分明显，一般情况下，砂质土壤中氡的浓度远比粘土中为低。地下工程工作人员受到的辐射危害主要有四种来源：* 来自吸入氡及其氡子体的辐射；* 来自吸入含铀矿尘的辐射；* 来自地下工程周壁的和辐射；* 来自放射性表面污染的辐射。一般而言，地下工程空气中的氡及其氡子体是主要危害因素，其对工作人员的内照射辐射危害占到全部辐射危害的80%以上，是地下工程的主要辐射危害，需特别引起重视。从流行病学的调查及我国云锡矿工肺癌防治研究成果得出，地下工程的主要辐射危害职业病是肺癌，其产生的原因与工人吸入高浓度的氡及氡子体内照射有关在地下工程施工中，许多工序如凿岩爆破、爆下矿岩的装卸和运输是产生粉尘的最重要来源，产生的粉尘会进入地下工程的空气中。由于矿岩都含有铀，故矿尘中必含有铀，含铀粉尘由于铀的半衰期很长（4.49109年），故铀及其衰变产物的气溶胶为长寿命放射性气溶胶。含铀尘的气溶胶对肌体有双重的辐射作用，一方面铀及其衰败产物以个别浸染体的形式赋存于大量的非放射性的难溶物质里（如硅质类），并沉积在呼吸器官，铀尘微粒以铀系的及总辐射同时照射肺部；另一方面，含铀的尘粒在肺部滞留期间，放射性物质可能从尘中被肺液浸析出来，然后在人体内按各自化和生物化学的不同而单独发生作用。所以，在肺中如不发生铀及其衰败产物的浸析，其放射性作用只取决铀系产物的总辐射；如发生浸析时，则辐射作用既与残留于肺部矿尘总辐射量有关，也与铀系长寿命产物以及铀本身在各器官里的摄入量有关在铀系放射性系中，放出射线的同位素仅有11种，能量较高的只有RaB、RaC和 RaC ,其它核素数量少强度弱。故地下工程射线的外照射所引起的危害不是主要的，铀系辐射总数的90%是由氡子体造成的。地下工程外照射剂量率波动范围一般在（10-30）10-8Gy/h，一般都比当地本底值（或背景值）略高，其危害不大。但某些燧道工程有时会遇到铀矿体或异常带，这时的外照射剂量率可达（100-1000）10-8Gy/h,这时应考虑外照射的危害。与辐射相比，地下工程的辐射在外照射总剂量中没有什么实际意义，地下工程的辐射环境是复杂多变的，但氡的危害是地下工程中的主要辐射危害，因此必须对地下工程氡的特性加以了解，归纳起来地下工程氡的析出特性有：氡连续不断地自发产生和连续不断地析出，并能迅速充满整个地下空间。惰性气体氡是由矿体中的镭原子衰变的结果，所以气态氡的产生是一种自发的放射现象，这是不可控制的。镭衰变产生的氡先在岩石裂隙空隙