隧道施工综合环境治理技术初探

摘要：隧道施工中，隧道爆破，弃碴运输，喷射混凝土等施工工序中会产生大量的粉尘及废气，在隧道内累积漂浮，长期吸入游离的粉尘易引起尘肺病。隧道内施工环境差，能见度低，空气湿热，混浊，严重的影响着施工人员的健康，开展隧道综合环境治理的技术初探，通过对隧道重点施工工序，施工工艺的分析，确定重点产尘的施工工艺和施工过程，有的放矢，是改善洞内施工环境和提高职工身体健康的主要途径。

关键词：隧道施工；环境治理；初探

中图分类号：U45 文献标识码： A

0 引言

隧道是山区高等级公路建设中常见的大型附属工程，它的建设不可避免地要对周围环境造成一定影响。紫之隧道位于杭州市西湖区碧龙潭附近，工程处在大清谷风景区内，地理位置十分敏感，工程施工与附近居民出行息息相关，施工期间需严格按照杭州市环境保护和文明施工的要求执行，控制粉尘对附近居民和游客的污染，切实把握好文明施工，确保周围环境质量满足人们正常旅游、出行和生活要求。

良好的隧道施工环境是保证隧道工程质量、安全、提高施工效率、维护施工人员身心健康，实现工厂化施工的重要条件，关注隧道施工环境已成为隧道技术发展的永恒话题，综合环境的治理已经成为一项迫在眉睫的问题。

1 工程概况及背景

目前国内隧道施工大部分采用钻爆法开挖，无轨出渣运输，洞内爆破、喷射混凝土产生的烟尘以及出碴车运输产生的废气通过洞内射流风机及洞口轴流风机直接排出洞外而不做任何处理，严重污染洞外环境，同时隧道内作业环境浑浊，严重危害作业人员的身心健康。

工程的施工环境、职工的职业健康，施工区的环境保护以逐渐被重视，只有做到从源头到过程的控制，才能有效的减少污染标准，追求高效，低耗，环保，统筹兼顾，实现经济，社会，环保综合效益最大化的施工模式。

研究通过洞内源头的水压爆破到洞口的水雾喷淋系统等措施，降低了施工对环境的影响，使污染控制在标准内，实现外界向业主的零投诉。

2 综合治理措施

2.1 水压爆破

水压爆破是将药包置于注满水的被爆容器中的设计位置上，以水作为传爆介质传播爆轰压力使容器破坏，且空气冲击波、飞石及噪声等均可有效控制的爆破方法。

爆破原理利用在水中传播的爆破应力波对水的不可压缩性，使爆炸能量几乎无损失的经过水传递到炮眼围岩中，十分有利于岩石破碎。同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应有利于岩石进一步破碎，炮眼中有水可以起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境的污染。

水压爆破装药结构示意图

爆破技术指标对比表（每循环）

通过对隧道掘进水压爆破的研究与应用试验表明，水压爆破具有“三提高一保护”的显著作用，即提高了炸药能量利用率、提高了施工效率、提高了经济效益和保护了环境，则是一种节能环保工程爆破技术，值得推广。

2.2 高压喷雾降尘

高压喷雾降尘系统是一种新型降尘系统。其原理是利用高压泵将水加压至50-70公斤，经高压管路送至高压喷嘴雾化，形成飘飞的水雾，由于水雾颗粒是微米级的，非常细小，能够吸附空气中杂质，营造良好清新的空气，达到降尘、加湿等多重功效。加上抑尘液加入的双重作用，增加了吸附尘埃的几率。一举多得，使用经济。系统造价低，运行维护成本低，经济实用，控制系统可实现无人自动控制。

针对隧道施工尘埃多，污染重，作业面多的情况，特别采取了利用水雾降尘车来隧道降尘的措施，降尘装置装在车上，可以随时移动，喷浆时开进掌子面，立即进行除尘，操作简单，不影响现场施工。

根据隧道的断面及喷浆时产生的尘埃随着隧道通风机的吹动扩散至整个断面，扬尘漫天飞舞。对工人的作业环境造成污染，通过降尘车的作用，达到降尘的目的，减小污染。

2.3 风管顺直装置

目前国内隧道通风大多采用压入式通风，即在隧道洞口安装轴流风机通过通风管将新鲜空气送抵掌子面，但由于受到隧道施工工艺的影响，当通风管道在穿过模板台车、钢筋台车、防水板台车等作业平台处风筒布弯折、打结、破损现象严重，造成通风机压入的新鲜空气不能全部的送入到掌子面，掌子面处风筒新鲜空气的输出量大打折扣，洞内产生的废气不能及时排出洞外，致使开挖面的温度高，洞内空气质量差。因此，解决通风管在隧道施工台架处的弯折、打结和破损现象不仅可以提高洞内空气质量，而且可以节约用电，降低成本。

风管顺直装置主要由支撑架、滑道、护栏和斜拉装置组成。

2.4 洞口喷淋装置

隧道洞口喷淋降尘系统主要由洞顶高压水箱、高压水管、自动定时系统和洞口喷淋系统构成。

2.3.1 洞顶高压水池

2.3.2 高压水管

高压水管采用直径为80的钢管，从高压水箱接至自动感应喷淋系统总闸阀，高差20m。

2.3.3 自动定时系统

采用美国hunter的无线控制装置来进行控制。在控制器上设定好喷淋的开始时间，喷淋时间等参数。每天喷水器（喷头、滴箭）将会按照所设定的时间进行开启和关闭。在电磁阀上还设有压力调节器，这样可以对压力进行控制，既保护了管道、喷头等，也使得喷灌达到最佳效果。

2.3.4 喷淋系统

洞口喷淋系统由直径为32的PVC管和自动雾化喷头组合而成，PVC管沿洞口90°范围环向布置，自动雾化喷头均匀镶嵌在PVC管上，环向间距1m。

该装置投入使用后，大大减少了隧道内粉尘、废气对洞外环境的影响，很好的保护了洞外环境，取得了良好的社会效益和环境效益。

3 社会效益

通过在紫之隧道对隧道综合环境治理的初步实施，取得了良好的效果，项目多次被市质监站，业主表扬，给予了高度评价，并组织其他同行业建设者观摩学习。

4 结语

采用通风集尘一体化的系统技术，能从根本上解决隧道洞内施工环境差，空气混浊，湿热的问题，很大程度上改善了洞内作业环境，

粉尘废气的防治不仅关乎到作业人员的身体健康，也关系到隧道施工的安全和质量，要将粉尘废气的防治目标作为从建设方、设计方、监理方和施工方等共同的重点控制目标。