[01174373]隧道爆破粉尘大纵深瞬发水雾快速消减技术

一、项目名称 隧道爆破粉尘大纵深瞬发水雾快速消减技术 二、全部完成人员 王振彪;王海亮;闫莎莎;马鹤;鲍汝苍;王晓静;谢文清;赵腾;李伟洲;于福;缪玉松;李占海;冀新宇;袁涛;孟祥慧;蒋克文;张雨晨 三、主要完成单位 山东科技大学;河北飞瀑环保科技有限公司;青岛理工大学;中铁二十五局集团第五工程有限公司 四、项目简介 在工程爆破中,爆炸产生的瞬发性粉尘产生量大、浓度高,直接危害现场作业施工环境和大气环境,尤其是呼吸性粉尘易造成尘肺病,对人员健康造成严重危害。地铁、公路等隧道爆破工程中,独头隧道内空间封闭、长度大,端头爆破工作面产生的粉尘沿整个长大隧道空间弥漫扩散,排烟时间长,对隧道内设备和人员的危害大。目前除了采用通风机排尘、排烟外,常规的辅助降尘注水孔方法、差异水袋布置方法、降尘水帘幕等被动式降尘技术,难以实现对瞬发产生的高浓度粉尘快速消除。因此,现阶段缺乏有效的针对隧道爆破产生的瞬发性、高浓度粉尘主动快速消除技术方法。本项目针对长大隧道爆破作业高浓度粉尘快速消除技术难题,创新性地采用了隧道内超远程、快速水雾化粉尘消除装备和技术,并针对降除尘设备最优工艺参数、高效降除尘机理、现场工程应用及降除尘效果评价等方面,开展了研究工作。 主要技术经济指标： 1.从能量转化的热动力学角度,快速水雾化降尘技术是利用液态二氧化碳吸热相变膨胀做功形成高压、高速水射流。 2.从水射流的形成和作用过程来看,快速水雾化过程分为完全水射流阶段和气-水射流阶段,可形成不同喷射距离、不同雾化程度的射流和水雾空间。 3.从粉尘的润湿性及水雾对粉尘的包裹润湿作用来看,粉尘具有良好的润湿性,细水雾润湿并包裹粉尘,使粉尘团聚鞥雾滴尘团,在气流的扰动和重力沉降作用下,达到粉尘沉降的目的。 4.从对烟粉尘流场的降温作用来看,低温的细水雾场使高温烟粉尘流场降温,在气流的扰动作用下强化热交换过程,加速雾滴尘团沉降。 五、社会效益及应用情况等 该成果对于消除隧道爆破产生的高浓度粉尘具有重要的作用意义。直接经济效益显著,通过实施该成果技术,可显著缩短传统的通风降尘时间,提高隧道爆破降尘工序的工作效率和整体工程推进效率,降低通风能耗,缩短了隧道施工工期,给隧道爆破施工带来了直接经济效益显著。 现阶段隧道爆破施工中,一般采用通风降尘的方法降尘,但通风时间长、降尘效果不明显,高浓度烟粉尘沿整个隧道空间内迁移扩散,致使隧道空间内作业环境差;由于缺乏有效的呼吸性粉尘防护装备和存在赶工期的现象,使工人在高浓度粉尘环境下劳动,严重损害了工人身体健康,尤其是PM10粉尘造成工人尘肺病等职业病,严重的可使工人丧失劳动能力,经媒体广泛报道,造成了恶劣的社会影响。本项目成果的适用于工程爆破粉尘的快速消除,尤其在地铁、公路隧道等（长大隧道）狭长隧道爆破降尘领域具有较高推广应用价值。地铁、公路隧道等狭长隧道空间相对较为封闭、隧道断面小、距离长,若不能及时快速消除爆破产生的高浓度粉尘,极易污染整个隧道空间,造成通风降尘时间长、隧道内空气环境质量差。因此,该成果的推广应用范围包括：基于钻爆法施工的长大隧道,尤其是在单次爆破粉尘产出量大、排尘距离长的隧道工程,具有广泛的应用前景。本项目成果解决了地铁等地下空间狭长隧道爆破产生的高浓度粉尘快速消除难题,改善了隧道空间环境内空气质量,保护了工人身体健康,具有较好的社会影响,因此具有显著的社会效益。