特長隧道施工通風消煙除塵新技術

1、特長隧道施工通風消煙除塵新技術摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國公路建設項目不斷增加，其中隧道的數(shù) 量也占有很大的比例。隧道的通風消煙除塵是隧道尤其是特長隧道施工中非常重 要的問題，隨著人們對于環(huán)保等意識的增強，隧道施工通風消煙除塵的問題愈加 突出?；诖?，本文將著重分析探討特長隧道施工通風消煙除塵新技術，以此能 為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。關鍵詞：隧道；通風；消煙除塵；新技術隨著我國鐵路建設的快速發(fā)展，隧道工程建設也隨之發(fā)展，長大隧道不斷出現(xiàn)。伴隨著 人們環(huán)保意識的提高，以人為本理念的深入，改善隧道施工作業(yè)環(huán)境，確保作業(yè)安全也 就成為了工程施工面臨的首要問題。在施工過程中隧道內(nèi)產(chǎn)生的

2、有害氣體和粉塵不但對施工 人員的身心健康構成直接危害，而且嚴重影響勞動效率的提高，制約施工進度，同時還會對 洞內(nèi)設施造成損害，因而解決長大隧道消煙降塵就成為隧道施工中不容忽視的重要問題。及 時、有效、經(jīng)濟地將洞內(nèi)有害氣體和粉塵清除，不但體現(xiàn)了綠色環(huán)保的人文工作理念，更能 有效地提高工作效率，加快施工進度。一、隧道通風的相關原理隧道中有害氣體以及粉塵的來源從目前的隧道施工情況來看，隧道中的有害氣體以及粉塵的產(chǎn)生主要是因為掌子面放炮 所造成的，在爆炸之后所造成的有害氣體主要包括CO、NO、少量的H2S、SO2以及巖塵等等。 水泥塵以及煙塵等等主要是由于噴射混凝土施工所造成的。并且隧道地下可能有有毒

3、氣體、 可燃氣體的存在，以及地質(zhì)較差的隧道，如涌水、流沙、溶洞的情況也會存在。隧道通風的相關原理正常情況下隧道的距離都是有限的，相比于地面來說距離是比較短的，這樣就不用考慮 到大氣壓的變化，只需要考慮溫度效應以及風力效應等等。按照理想的氣體狀態(tài)方程 R=pV/nT來看，R是常量，隨著溫度的增加體積就會變大，并且密度降低。隧道內(nèi)部空氣的 運動情況主要和以下幾方面因素有關：隧道內(nèi)的溫度變化情況、空氣的流速等。因此在夏季 等高溫天氣時就會出現(xiàn)隧道外溫度比較高、隧道內(nèi)溫度比較低的情況，造成隧道內(nèi)的空氣不 容易排出。而冬季等低溫天氣隧道內(nèi)的溫度比較高、隧道外的溫度比較低，隧道內(nèi)的空氣比 較容易排出。二、

4、隧道施工通風消煙除塵新技術隧道中降低煙霧濃度的辦法在隧道內(nèi)為了能夠達到良好的除塵效果，需要在除塵機的附屬設備上配有裝水設備，此 設備要控制好送風機和計測器等裝置。除塵系統(tǒng)的工作原理在于隧道內(nèi)周圍的空氣進行電離， 使電離后的空氣區(qū)域變?yōu)殡姇瀰^(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)將電子分為正負兩級，當空氣中成功被電離 后，空氣中的正負電離子就會朝著雙方快速運動，而在運動的過程中，空氣中的塵粒就會被 正負離子一并帶動起來，當正負離子結合后就會被同時吸引到集塵板上，很多空氣中的塵粒 也都在集塵板上“著陸”，隨著電離空氣的越來越多，反復工作，集塵板上的塵粒也會聚集的 越來越多，當達到一定數(shù)量時，灰塵就會慢慢的固化，這時就需要

5、及時的清理掉，然后才能 保證除塵系統(tǒng)的正常運行。作為隧道通風設計中的重要指標，煙霧濃度的控制是極其重要的， 一般要通過機械設備稀釋煙霧。在隧道中，如果遇到隧道較長，且坡度較大的隧道時，多數(shù) 是以稀釋煙霧的含量而有針對性的設計通風。2、通風消煙除塵新技術全新的隧道施工通風消煙除塵采用的是濕式除塵技術，此技術主要是通過所形成的溫差 效應在掌子面的周邊形成循環(huán)流。按照本項目施工現(xiàn)場的情況進行測量得知，掌子面在爆破 前后具有5-8C的溫差，在爆破后所形成的煙塵主要位于掌子面40m范圍內(nèi)的拱頂。因為溫 差的存在，會形成上部為高溫氣體、下部為冷空氣，在離掌子面30m位置較小的錐形體。將 軸流風機安放在錐尖

6、部位，發(fā)生爆破后所形成的煙塵會在拱頂位置被軸流風機吸出而輸入到 濕式除塵器內(nèi)部，在液體和含塵氣體相互接觸之后，依靠煙塵本身所具有的慣性會和液體發(fā) 生碰撞、擴散以及粘附，之后這些粘附后的塵粒會相互凝聚，這樣就會使塵粒和氣體得到分 離，分離后所得到的冷空氣就可以通過風筒來改變方向參與到掌子面的污濁氣體循環(huán)系統(tǒng)中 去。通過此技術的應用能夠?qū)⒔^大多數(shù)的粉塵以及有害氣體吸除掉，從而對掌子面的空氣質(zhì) 量進行一定的改善，并且能夠降低隧道施工中的通風費用。與此同時和壓入式通風進行配合 使用，可以有效的解決隧道施工通風消煙除塵的目的。3、水霧消煙降塵基本原理（1）水霧消煙降塵機理消煙降塵系統(tǒng)由獨頭通風、風管、降

7、塵站、洗車槽、路面清洗等組成，與一般隧道通風 除塵不同，本降塵系統(tǒng)把通風與高壓噴霧降塵兩者密切地結合起來，以達到更好的除塵效果。 隧道內(nèi)的水霧簾幕降塵裝置設計充分利用隧道施工用的高壓風和高壓水進行，即利用氣體介 質(zhì)與液體介質(zhì)之間的相互擠壓、加速或剪切作用，將液體霧化，形成高壓水微粒霧蔽帶，使 粉塵不能向外擴散，隨著水粒降落。在從降塵裝置前端噴出的高速霧粒、氣流吸入并凈化附 近空氣之后，受空氣阻力，逐漸減速失去動能后，還有粉塵混入，其中一部分在降塵裝置形 成負壓作用下，重新被吸入降塵裝置，得到徹底凈化后放入大氣。再加之通風形成的霧蔽， 把粉塵集中在有限的空間內(nèi)，從而增大了水粒與粉塵的接觸機會，增

8、加了降塵效果。把兩者 密切地結合起來可達到更好的除塵效果。噴霧降塵過程是水霧與塵粒因凝結而除塵的過程，把水霧化成微細水滴并噴射于空氣中，使 其與塵粒碰撞接觸，則塵粒被水捕捉而附于水滴上或者被濕潤的塵?；ハ嗄鄢纱箢w粒，從 而加快其降塵速度，水霧與塵粒的凝結決定了噴霧降塵的除塵效果。當水霧粒不帶電荷時， 水霧粒通過與粉塵粒子的慣性碰撞、攔截以及凝聚、擴散等的綜合作用來降塵。資料表明， 不帶電荷水霧粒對直徑為10叩以下粉塵捕捉效率較低，對粒徑7.07叩呼吸性粉塵降塵效 率很低，而對10|im以上的粉塵具有較高的除塵效率。但噴霧水滴卻對呼吸性粉塵具有較高 的捕集效率，這主要是因為霧粒速度高，霧粒直徑

9、小造成的。試驗表明，隨著水壓的提高， 霧粒速度顯著提高，提高水壓是提高水霧電荷值的重要途徑，這也是噴霧降塵取得最佳效果 的原因所在。噴霧灑水，不僅可以清除粉塵，而且可以溶解部分有害氣體，并能降低洞內(nèi)溫度，使空 氣變得明凈清爽。目前隧道施工廣泛使用的乳化炸藥主要由氧化劑水溶液、燃料油、乳化劑、 高熱劑等成分組成，爆炸后除產(chǎn)生高熱能外還生成大量氣體，其中部分對人體危害極大，而 利用霧化水微粒對有害氣體（如CO2、NO2、SO2、NH3等）能起到凈化作用。大部分可同霧 化水微粒反應如下：CO2+H2O9H2CO3；SO2+H2O9H2SO3；3NO2+2H2O92HNO3+NO；NH3+H2ONH3

10、-H2OH2SO3、HNO3、H2SO4為中強酸和強酸，在隧道中對混凝土有腐蝕作用，所以迅速降低 CO2、NO2、SO2等氣體的濃度對保證混凝土的質(zhì)量有非常重要的作用。CO2、NO2、SO2、 NH3溶于水并能與水起化學反應，通過降塵站形成的水霧可迅速降低有毒有害氣體的濃度并 隨隧道的排水系統(tǒng)迅速排出洞外。（2）水霧降塵的重點與控制措施影響噴霧捕塵效率的因素有水霧的粒度、水霧噴射速度、含塵風流的速度等。水滴霧化 越充分，噴射速度越高，含塵風流的速度越低，捕塵的效率也就越高。經(jīng)對各種參數(shù)的分析， 水霧系統(tǒng)降塵效果的好壞與工作面液壓管路的壓力、噴嘴的放置方向、噴霧裝置距離工作面 的距離以及通風形成

11、霧蔽帶的效果等因素密切相關。1）水壓：提高水壓，減少出水孔徑可增加噴射速度和霧粒的分散度，從而提高降塵效果。2）噴嘴的放置方向：水粒與塵粒的相對速度決定粉塵與水粒的接觸效果，水粒速度越高 則動能越大，與塵粒接觸有利于克服水的表面張力，將粉塵濕潤捕捉。為此將噴嘴迎風向上 45方向設置，這樣可以加大水與塵粒的相對速度，有利于水霧覆蓋斷面，達到更好的除塵效 果。3）噴霧裝置距離工作面的距離：為了節(jié)約用水，減少對工作面生產(chǎn)的影響，同時又能取 得更好的除塵效果，就必須把噴霧裝置放在適當?shù)奈恢谩ｋx工作面遠，除塵效果會下降，不 能滿足工程防塵的目的，使工作環(huán)境惡化；離工作面太近，則必須投入更多的物力，不但不 經(jīng)濟而且并不一定能夠取得更好的除塵效果。經(jīng)試驗研究分析，選擇噴霧裝置離工作面的距 離在30m左右效果最佳。采用消煙降塵系統(tǒng)更改以往抽排、壓排等通風排煙方式，通過分析粉塵、有害氣體的源 頭，利用開挖臺車、通道口等關鍵部位將絕大部分粉塵、有害氣體及時消減在作業(yè)通道內(nèi)。 避免了煙霧等長時間污染作業(yè)面及通道，危害施工人員身體健康及耽誤作業(yè)時間，體現(xiàn)了人 文施工理念，提高了施工效率?？偠灾诘缆匪淼澜ㄔO快速發(fā)展的大環(huán)境下，由于現(xiàn)代隧道大多以鉆爆法施工和無 軌運輸為主，其施工通風問題就成為