隧道粉塵處理方法及規劃步驟

一、隧道粉塵來源與特性

產塵機理

原始粉塵：巖體中存在的粉塵，通過爆破、掘進機截割、運輸等工序釋放。

工藝產塵：

鉆孔與截割：摩擦、擠壓巖體產生粉塵，分散度高，懸浮時間長。

運輸過程：鏟裝、運輸及尾氣吹動導致渣堆、地面粉塵二次揚塵。

噴射混凝土：高壓氣體與混凝土相互作用產生粉塵。

粉塵特征：

粒徑分布：5μm以下顆粒占比可達89％，呼吸性粉塵（粒徑＜10μm）危害最大，可沉積在肺部。

濃度標準：含10％以上游離SiO?的粉塵濃度需≤2mg/m3。

二、隧道粉塵防治技術分類

1. 水降塵技術

濕式鑿巖：

鉆孔時用水濕潤巖粉，降塵效率達80％。

配套高壓水裝置，確保巖漿流出炮眼，減少飛揚。

水封爆破：

使用水炮泥，爆破后水蒸氣凝結粉塵，降低全塵和呼吸性粉塵濃度。

噴霧灑水：

爆破后噴霧：采用風水混合或單一水力噴霧器，覆蓋掌子面附近區域。

裝渣灑水：分層灑透渣堆，每噸巖石耗水10-20L。

水幕霧簾：在出風口設置噴霧裝置，形成降塵屏障。

2. 氣排塵技術

機械通風：

強制通風：獨頭掘進超過150m時，采用射流風機或軸流風機，每人供風量1.5-3m3/min，風速0.15-0.25m/s。

通風管設計：

送風管口距開挖面≤15m，排風管口距開挖面≤5m。

風管漏風率≤2％/100m，彎管半徑≥3倍直徑。

射流風機：

選型要求：可逆式風機適應雙向交通，耐高溫（250℃下運行60min），噪音＜77dB，電機防護等級IP55。

布置優化：固定式或懸吊式安裝，同一斷面風機間距≥1倍葉輪直徑。

3. 濾料除塵技術

霧炮機：

原理：高壓水霧化（10-50μm水滴），配合風機噴射30-40米，通過凝聚吸附降塵。

案例：甘肅山區隧道使用2臺30米射程霧炮機，粉塵濃度下降80％，能見度提升至30米。

除塵器：

濕式除塵器：利用水膜或噴淋捕捉粉塵，適用于高濕度環境。

干式除塵器：布袋或靜電除塵，針對呼吸性粉塵，需定期清理濾料。

三、隧道粉塵處理方法工程應用案例

甘肅山區隧道：

問題：喀斯特地貌區爆破產生大量粉塵，通風困難，濃度超標4倍。

方案：部署2臺30米射程霧炮機，水霧顆粒10-50μm，風力15m/s。

效果：粉塵濃度下降80％，能見度提升至30米，施工效率提高。

唐包線煤塵清理：

問題：13座隧道煤塵積聚，影響行車安全。

方案：人工裝袋+軌道車運輸，5個月清理1250噸煤塵。

效果：設備運行環境改善，線路質量顯著提升。

四、標準與規范

粉塵濃度限值：

含10％以上游離SiO?的粉塵≤2mg/m3，呼吸性粉塵重點監測。

通風要求：

獨頭掘進超150m時強制機械通風，風管漏風率≤2％/100m。

設備標準：

霧炮機需適應潮濕環境，具備遠程控制和低能耗特性。

風機選型考慮推力、耐腐蝕性、噪音控制（＜77dB）。

五、綜合防治策略

1. 工藝優化

優先濕式作業：鑿巖、爆破、噴混凝土全程濕法，減少干式作業。

爆破技術：采用松動爆破、光面爆破，減少振動和粉塵產生。

2. 設備選型與布置

霧炮機：根據隧道長度選擇射程（30-40米），水滴粒徑50-100μm，移動靈活。

通風系統：射流風機與軸流風機組合，確保風量覆蓋全斷面，風速達標。

3. 管理措施

實時監測：安裝粉塵濃度傳感器，每周分析數據，調整降塵措施。

個人防護：施工人員佩戴防塵口罩、耳塞、防護眼鏡，定期健康檢查。

培訓與宣傳：每月開展環保培訓，與周邊居民溝通，減少投訴。

4. 應急處理

粉塵超標：立即啟動霧炮機加強噴霧，增加通風量。

設備故障：備用風機和霧炮機待命，確保連續作業。

六、規劃步驟總結

粉塵源分析：識別主要產塵工序（爆破、運輸、噴混凝土）。

技術選型：

濕式作業全覆蓋，優先使用霧炮機+通風系統。

爆破采用水封爆破和光面爆破技術。

設備部署：

霧炮機布置在掌子面附近，通風管口距開挖面≤15m。

監測與調整：

實時監測粉塵濃度，每周評估效果，優化參數（如噴霧頻率、風量）。

人員管理：

培訓施工人員，確保防護設備使用率100％。

應急預案：制定粉塵超標處理流程，備用設備隨時啟用。

通過以上隧道粉塵處理方法綜合措施，可有效控制隧道粉塵濃度，保障施工安全與效率。