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隧道施工降尘净毒综合治理工法 (YJGF09-94 铁道部第十八工程局 隧道钻爆开挖、出碴、喷锚作业，产生大量的粉尘及有害气体，尤其是采用无轨运输作业 时，内燃机械排出的大量废气，对洞内造成长时间、沿程污染，这些尘毒对人体伤害很大。因 而，搞好通风降尘净毒工作，意义十分重大。它直接关系到洞内作业人员的身心健康，关系着 工程进度的快慢，关系着施工的经济效益和社会效益。 在多座隧道施工中，开展了降尘净毒综合治理的研究，特别是在内径 9.0m的四川太平驿 引水隧洞施工中，进行了管道通风、高压引射、水幕降尘、机械净化几方面实践，收到了显著 成效。经铁道部劳动卫生研究所检测，各项指标符合国家卫生标准。该技术获 1993年中国铁 道建筑总公司科技进步二等奖。本工法是根据综合治理的工程实践编写而成的。 一、基本原理 (一管道通风原理 管道通风按局部通风稀释理论考虑，即通风换气区是掌子面以后 200m范围的有限空间 W这个空间为一个理想模型，如图 1所示。 渕：世垃施口用电逻 它需要满足下列条件： (1有限空间W不变，它是一个理想模型； (2空间内空气密度均匀，任何时间有害气体浓度在空间都均匀分布； (3同一时间内流入和流出的空气量相等。 通过空气交换，使有限空间 W内的废气浓度得到稀释，降到国家卫生指标限定的范围内。 (二高压射流原理 高压流体由喷嘴高速喷出，在射流周围造成负压，把空气吸入。高速的流体与空气在混合 管内混合，发生动量交换，被吸入的空气从而获得能量，沿风筒流动。参见图 2。 (三水幕降尘原理 Hi ? 洞内采用水幕降尘，就是把水雾化成微 细水滴喷射到空气中，使之与尘粒碰撞接触，则尘粒附于水滴上或者被湿润的尘粒互相凝聚成 大颗粒，从而加快其沉降速度，参见原理图 3。当直径为D的水滴以一定的速度进入含尘空 气，并占据一定的空间，含尘风流通过水雾滴时 ，风流围绕水滴而流动。但是尘粒比重较 大，因惯性作用而保持其运动方向，因而与水滴碰撞并粘附于水滴之上，从而达到降尘目的。 (四机械净化原理 机械净化包括机内净化和机外净化两种。机内净化是使内燃机械产生的废气量中有害气体 浓度降低，主要是整修喷油嘴 ，调整喷油效果，同时掺加 XS30-30高效柴油添加剂，提高燃 油十六烷值，使柴油燃烧雾化效果更好、更充分、生成有害气体减少。机外净化采用催化氧化 法和水洗法二级净化系统。催化作用是促进以下氧化反应： CH4+2O2=CO2+2H2O 2CO+O2=2CO2 水洗法是通过涤烟剂，清除碳烟及颗粒物，参见原理图 4。 S 4 S 4二缭净化接悄图 、工法特点 (1采用综合治理技术效果好。管道通风 1.0km以内百米漏风率低于 1.0%，2.0km以内百 米漏风率低于1.5%;各工序、各作业时间洞内 CO NOx粉尘浓度均符合国家卫生标准要求； 高压射流使无轨运输隧道沿程污染得到极大的改善，加速了洞内废气排放速度；采用水幕降 尘，除尘效率达75%以上，炮后20min掌子面清晰，确保炮后 30min进洞施工；机械净化效果 显著，减少了洞内污染。 (2工艺简单，操作方便，适用范围宽，容易推广。 XS30-30高效柴油添加剂等(3 XS30-30高效柴油添加剂等 三、适用范围 独头隧道掘进W 2km采用无轨运输施工；也适应于其它地下工程。 四、施作工艺与要点 （一工艺流程（参见图5 — iviii J~|- — iviii J~|- * ；乙出 ■ —i 一 — -J …*于｝ * H ~ 彳 匚艺设计 通风设计 包括风量计算，设备选型与匹配，通风布局等。 （1风量计算：按稀释系数 卩=3m3min.kW 百米漏风率 n =2%最小风速 Vmin=0.15m/s , 从稀释炮烟、冲淡内燃机废气、工作面人员新鲜风、洞内最小风速四方面计算，计算公式参见 表1。 * F? * F ? ? ? ? i ? a 1 冒门一密f廉― 矶卢w ?書 ?*■ g.-rawirt ■祥*耳 釦島■钿?碑” 一厂 设计风量取上表计算结果的最大值，根 据漏风系数确定风机风量，一般主机风量取设计风量的 1.1倍。 （2风压计算：管网阴力包括全部风道的摩擦阻力和局部阻力，局部阻力主要包括风道转 弯、接头、变径等处阻力。 风压计算公式: L P 摩=Pv.— .K 卩摩=n. c. g. v2 P=工（P摩+P局） （3风机风管选型 风机风量： 1250m3/min,风压 4900Pa; 风管直径：D=1200mm (4通风布局：根据设计，选定 1250m3/min风机配 ①1.2m刚性风管，独头单机压入式供 风。 风。 高压射流设计 引射器引射效果衡量指标采用引射系数 (R来表示: Q — Q —引財羅风鬣?皿曲加「 勺——髙庄就诵消耗■ w■伽i(u 合型引射器，