绿色小发明 降尘大改观

文/王维东

本文介绍了中铁电气化局QC攻关小组通过测试评估后，研发出“高压雾化喷淋系统”，有效解决了暗挖隧道施工粉尘大、空气质量差的问题，为施工作业人员创造了良好的施工环境。

随着我国经济的快速发展，城市交通拥堵问题日益凸显，地铁建设项目不断增加。其中，浅埋暗挖法隧道施工由于对交通影响小，在城市交通施工中被广泛应用。北京地铁12号线01合同段长春桥站是中铁电气化局首个浅埋暗挖法车站，车站主体为PBA暗挖双层，局部明挖三层结构，车站主体全长267 m，暗挖段全长234 m，浅埋暗挖法施工为本工程主要工法。

为降低隧道内粉尘含量，提高空气质量，中铁电气化局特成立隧道降尘QC攻关小组。

隧道内污染物超标状态

小组成员使用手持空气检测仪对5天内隧道内空气进行监控量测，得出如下数据（见表1）：

表1 4月1日—5日隧道内空气质量监测情况

攻关小组根据调查数据分析发现，隧道空气中的主要污染物是PM2.5和PM10，其含量超过了GB 3095-2016《环境空气质量标准》（以下简称“GB 3095-2016”）规定的限制（见表2）。

表2 隧道空气主要污染物PM2.5和PM10与GB 3095-2016测试对比

为有效解决暗挖隧道施工粉尘大、空气质量差的问题，攻关小组研发一套完善的降尘除尘系统，从而为施工人员创造一个良好的施工环境，将隧道暗挖作业PM10与PM2.5降低到GB 3095-2016要求值 PM10≤ 150μg /m3、PM2.5 ≤ 75μg /m3。

QC小组成员通过查阅各种资料，利用“头脑风暴法”提出两种技术方案，方案一是水幕除尘系统，方案二是高压雾化喷淋系统，并根据对比选择了高压雾化喷淋系统（见表3）。

表3 “水幕除尘系统”和“高压雾化喷淋系统”方案对比

小组成员将总体方案分解5个步骤：

设计图纸

利用BIM技术，结合现场实际情况，对本套系统进行三维建模(见图1)，并利用BIM技术的管线碰撞检查，高压雾化喷淋降尘系统与隧道内施工管线无冲突。

图1 高压雾化喷淋降尘系统BIM三维模型

选择材料

通过市场调查，并对PPR、PVC、焊接钢管进行各种性能、经济性比对，最终选定用焊接钢管材质。

制作喷嘴

小组成员根据雾化系统所处施工环境及雾化效果，结合其经济性、实用性，为高压雾化喷淋系统设备制订以下两种方案，并最终选择焊接钢管管身开孔方案。

钢管连接

通过套丝机将钢管套丝，使用套筒将钢管进行连接，连接前接头使用生胶带进行缠绕，保证连接的气密性完好。

安装输送系统

步骤1：安装风管、水管引出管路；

步骤2：安装喷淋钢管；

步骤3：利用三通器，将风水管引入喷淋钢管；

步骤4：输送系统完成。

3 分钟降尘

高压雾化喷淋降尘系统，开启后实现了隧道内3分钟降尘，通过现场实测，隧道内空气质量得到显著改善（见图2），PM10由305μg/m3降低到 106μg /m3，PM2.5值由278μg /m3降低到55μg /m3（见图3）。

图2 高压雾化喷淋降尘系统开启后效果

图3 开启高压雾化降尘系统前后隧道内空气质量对比

表4 7月3日—7日隧道内PM10、PM2.5含量测试

QC小组对方案实施后的效果进行5天跟踪调查，隧道内PM10、PM2.5含量均满足GB 3095-2016要求（见表4）。

隧道高压雾化喷淋降尘系统在暗挖施工隧道中应用后，可有效解决隧道内粉尘大、空气质量差的问题，显著改善隧道内空气质量，降低隧道空气中PM10、PM2.5含量，为作业人员创造一个良好的施工环境，多次受到北京市各委办局、轨道公司、集团公司等单位的表扬，并荣获北京市第72次质量管理小组成果发表会三等奖，中国中铁股份有限公司、中铁电气化局集团有限公司优秀质量管理小组称号。

此外，鉴于该系统的成功应用，项目部编写了《隧道高压雾化喷淋降尘系统作业指导书》，规范了中铁电气化局在喷淋系统操作方面的规程，并在“中铁电化讲堂”进行技术培训，推广新方法。