長隧洞小斷面施工揚(yáng)塵治理技術(shù)研究

萬倫，宋文武，常方圓

（西華大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，四川成都610039）

1 工程概況

該隧道全長3186 m位于川中地區(qū)，該地區(qū)是剝蝕的中丘、淺丘地帶，覆蓋層多為素土、耕土、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖不等厚砂巖互層組成。在隧道開挖過程中采用的掘進(jìn)機(jī)在連續(xù)掘進(jìn)不斷作業(yè)的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的巖土粉塵，掘進(jìn)機(jī)自身配置的噴淋降塵及捕塵設(shè)施不能夠有效控制揚(yáng)塵，同時(shí)受到開挖距離長、開挖斷面小的影響，大功率的風(fēng)機(jī)及大管徑的風(fēng)管風(fēng)袋不能安裝，導(dǎo)致通風(fēng)效果差，開挖作業(yè)或焊接作業(yè)是產(chǎn)生的粉塵不能及時(shí)排除，導(dǎo)致隧洞內(nèi)的空氣質(zhì)量差，粉塵聚集濃度超標(biāo)，嚴(yán)重影響作業(yè)人員身體健康，職業(yè)健康安全風(fēng)險(xiǎn)尤為突出[1]。

2 安全分析

分析該項(xiàng)目首先存在一定的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，該地區(qū)多為IV、V類圍巖，抗風(fēng)化能力較差，經(jīng)常出現(xiàn)滲水的情況，極易出現(xiàn)透水、冒頂?shù)劝踩鹿剩捎谠撍淼篱_挖距離較長，且受斷面小的影響，大功率的風(fēng)機(jī)及大管道的風(fēng)管風(fēng)袋不能安裝，導(dǎo)致通風(fēng)效果極差，開挖作業(yè)過程中產(chǎn)生的粉塵不能及時(shí)排除，特別在該掘進(jìn)機(jī)開挖過程中，產(chǎn)生的巖土粉塵極大，嚴(yán)重影響作業(yè)人員的身體健康[2]，此外該工程由于開挖過程中對(duì)超前地質(zhì)沒有勘察清楚，施工過程中對(duì)危巖處理不合理，防護(hù)措施不到位，圍巖地段的支護(hù)措施不及時(shí)采取的支護(hù)方式不合理[3]。所以在施工過程中對(duì)工作人員的生命健康以及安全施工造成巨大的影響，在以后類似的施工過程中需要提升其安全問題以及其施工技術(shù)[4]。

3 研究內(nèi)容

根據(jù)該工程的施工特點(diǎn)，結(jié)合項(xiàng)目部的實(shí)際情況。首先利用UG軟件進(jìn)行三維建模，然后在ICEM中進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，最后利用Fluent進(jìn)行數(shù)值模擬仿真分析以及通風(fēng)分布分析，解決作業(yè)面氣流紊亂、粉塵亂串的現(xiàn)象，將排出的灰塵采用濕式降塵的處理方式，降低排出的粉塵在空氣中飛揚(yáng)。

4 研究結(jié)果

通過數(shù)值模擬結(jié)果分析粉塵在不同時(shí)刻的分布運(yùn)動(dòng)圖以及得到粉塵到達(dá)隧洞出口處穩(wěn)定時(shí)所需要的時(shí)間，通過隧洞施工專用軸流的改造以及與密閉式噴霧降塵裝置相結(jié)合的通風(fēng)揚(yáng)塵綜合治理系統(tǒng)，有效排除施工作業(yè)過程中產(chǎn)生的粉塵，排除的粉塵進(jìn)行霧化稀釋，確保洞內(nèi)空氣質(zhì)量滿足職業(yè)健康控制指標(biāo)要求，保障作業(yè)人員身體健康，消除職業(yè)健康安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)自然環(huán)境及生態(tài)進(jìn)行有效保護(hù)，避免對(duì)周邊居民生活的影響，樹立良好的社會(huì)形象。同時(shí)作業(yè)區(qū)域粉塵消除后，掘進(jìn)機(jī)操作人能夠更好地控制開挖斷面尺寸，提高隧洞開挖質(zhì)量，增加有效工作時(shí)間，提高作業(yè)效率，加快施工進(jìn)度，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

5 研究結(jié)論

通過對(duì)數(shù)值模擬計(jì)算分析，得到在出口設(shè)定一個(gè)噴霧降塵裝置能夠有效地使灰塵在出口處下降，降低灰塵的濃度，使施工達(dá)到安全的標(biāo)準(zhǔn)。通過對(duì)不同角度的噴頭進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算分析，得到安裝的噴頭的角度越大，覆蓋的除塵空間越大，將越有利于除塵，這將為實(shí)際的工程應(yīng)用提供一定的價(jià)值。