隧道施工過程高溫環境機械降溫技術探討

吳劍輝

摘 要：現代社會發展中，存在隧道施工作業，在具體施工過程中，經常會出現高溫環境，這類現象會影響施工正常運行，為了防止出現高溫熱害情況，就會使用機械降溫技術來改變高溫環境。基于此，本文主要通過具體的工程概況，探討隧道施工過程高溫環境降溫技術，希望對部分人員提供幫助和參考，促進隧道施工作業各項工作的順利開展。

關鍵詞：隧道;施工;高溫環境;機械;降溫;技術

前言：城市化發展，帶動了我國基礎設施建設，無論是隧道群，還是隧道施工，在基礎建設中的占比逐漸增加。科學技術的進步，給隧道施工提供很大幫助，尤其是對機電設備的應用更加廣泛。如果施工區域出現“高溫巖”等情況，施工過程就會出現很大熱量，使得隧道內部溫度過高，不僅會影響工作效率，還會威脅工作人員的生命安全。想要緩解隧道施工過程高溫環境，當前就要對機械降溫技術進行研究，將溫度控制在合理范圍內，為施工提供有利條件。

1.工程概況

本工程為重慶市的“白塔寺隧道”，位于萬盛區境內，穿越一脊狀山梁，最大埋深為210米，全長2512米。在隧道的出口段，包括“三級圍巖”、“四級圍巖”以及“明洞”等。該工程施工過程中，會遇到高溫環境，需要使用相應的機械降溫技術，確保工程能夠向前推進。

2.隧道施工過程高溫環境機械降溫技術探討

2.1機械降溫系統

該隧道施工過程中，為了改變高溫環境，就會應用相關機械降溫技術，而機械降溫技術離不開相應的機械降溫系統，本系統中，主要構成部分有“空冷器”、“回冷器”、“冷卻水泵”、“保溫風筒”以及“冷凝器”等。其最大優點就是可以將“制冷機組”安裝在科學的位置，之后把前期制備好的“冷凍水”輸送至距離較遠的“需冷點”，從而通過“空冷器”獲取低溫空氣。隨著隧道掘進工作的進行，只需要將“冷凍水”輸送管道加以延展，就能將“作業面”和“空冷器”之間的距離控制在合適的范圍內，在此背景下，“作業面”自身風流溫度會得到控制，從而保持在適當的狀態下[1]。

現階段，形成短距離機械降溫系統數量和設備種類雖說很少，但是，運行具有可靠性，加上構造簡單，使用過程中，有著良好的效果。在對應系統中，“冷卻塔”通常在隧道“硐室”外通風比較順暢的區域安置，通過管道，將不同部件進行連接。制冷機運行過程中，會產生相應的冷凍水，“冷凍水”經過管道最終會被運輸至隧道“作業面”周邊，這樣可以將流經“空冷器”的風溫加以降低，控制作業面環境溫度。隨著隧道掘進工作的進一步開展，“冷凍水”運輸距離也會增加，如果超出固定值，會導致溫度上升，這就需要使用更長的“保溫管道”，這樣不但會增加施工成本，而且還難于滿足空冷器實際降溫要求。因此，結合技術和經濟性，在本工程中，可以把制冷劑組安裝在“隧道中”，通過遠距離機械降溫系統，來實現降溫目的。不管是“制冷機組”，還是“附屬設備”，在設計過程中，都以“撬塊形式”出現，通過這種設計，可以將其裝設在“平板車”上，為移動提供了很大便利。

若是隧道施工過程中，可能面臨瓦斯，這就要求設計“制冷機組”和“附屬裝置”時，采用相應的“防爆”措施，以此增加保管道的“抗靜電”與“絕緣”功能。同時，想要最大程度提升隧道施工安全性和可靠性，對于“水泵”和“制冷機組”的配套設施，要滿足施工的具體規范和要求[2]。

2.2實現冷風系統的有效安裝

安裝前需要對現場進行清理，保證裝置與“蒸發器”可以水平立在“底板”與“機座”上。還要格外關注底板自身的“載重能力”。安裝冷風系統步驟如下：首先，將“蒸發器”和“制冷機組”運送到隧道施工現場，放置在相應的安裝位置，同時，拆卸“蒸發器”、“冷凍水管”和“冷卻水”等進出口的“蒙板法蘭”。其次，利用“連接軟管”，將“蒸發器”和“制冷機”實現有效連接。最后，在設備運行時，還要做好檢查，將管路排空，避免安裝疏漏造成的危害[3]。

2.3達到的降溫效果

通過在本工程中，使用該機械降溫系統，達到了良好的降溫效果。具體如下，主要通過試驗的方式，對其中隧道內600-1200米位置的掘進作業進行了降溫試驗，其中，保溫風筒的實際運輸距離為250米，在隧道的作業面，對溫度測點進行選擇，主要包括三個測點，分別為a、b、c ，由于每個測點與工作面距離不同，通過測試試驗，我們得到表1相關數據，可以得到，通過機械降溫后，不管是“相對濕度”，還是“干球和濕球溫度”，都實現了降低。由此可見，在隧道施工過程中，機械降溫設備系統的應用，使用效果很好，就拿相對濕度來說，降溫之前，測點a為96.68%，降溫后，已經變成了85.63%。濕球溫度和干球溫度都得到降低，另外兩個測點也是如此。利用降低溫度的方式，使得水分蒸發得以減少，增加了空氣中的含水量，進一步實現相對濕度的降低，改變了隧道施工作業現場的工作環境，為施工作業人員的安全創造了良好條件[4]。

結語：綜上所述，想要從根本上改善隧道施工過程遇到的高溫環境，相關人員就要重視機械降溫技術的研究，綜合考慮各個方面影響因素，對隧道內出現的高溫成因進行仔細分析，結合具體工程試驗，以科學的機械降溫方式，將隧道施工過程中面臨的高溫環境進行改善，推進“掘進”工作的有序進行，提升機電設備的使用壽命，避免各類影響因素的產生，降低不良事故發生率。

參考文獻：

[1] 陳孜虎.隧道施工過程高溫環境機械降溫技術研究[J]. 礦山機械， 2021，（4）：4-5.

[2] 王學軍.軟巖大跨度特長隧道快速施工中的機械化配套技術研究[J].工程建設與設計， 2021（14）：4-5.

[3] 王志杰，姜逸帆， 林銘，等. 高地溫尼格隧道綜合降溫體系研究[J].隧道建設（中英文）， 2022，（1）：10-11.

[4] 王志華.公鐵合建超大直徑隧道內部結構同步施工關鍵技術[J].施工技術，2020， （13）：4-5.