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高海拔地区隧道有害气体及粉尘防治技术浅析

文档作者：吴传意文档来源：中电建成都建设投资有限公司		点击数：	更新时间： 2022年10月18日
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Equipment technology 装备技术 147
高海拔地区隧道有害气体及粉尘防治技术浅析
吴传意
（中电建成都建设投资有限公司， 四川 成都 610212）
中图分类号：K928 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）10-0147-01
摘要：高原高海拔地区隧道通风影响施工环境，限制施工进度的关键因素。随着西部大开发及一带一路的开发，出现了不少高
海拔地区的长大隧道工程。如何解决高海拔地区隧道的有害气体及粉尘含量，成为了亟待解决的问题。本文通过总结高海拔地区的
隧道有害气体及粉尘防止措施，以期为高海拔地区施工环境控制起到借鉴作用。
关键词：高海拔地区；隧道；有害气体；控制技术
0 前言
随着西部大开发、一带一路的开发进程的加快，出现了越来越多的特长隧道，
甚至还有高海拔特长隧道。给建设者们带来了不少挑战。随着隧道长度及独头掘
进长度的加大，如何进行隧道通风、降温、降低有害气体含量的通风设计，改善
施工人员工作环境，保障现场施工正常有序的推进，保证施工安全，摆在了建设
者面前。
1 有害气体的分类
隧道内常见的有害物质有NO、NO2、CO、CO2、SO2、SIO2、CH4、粉尘。可以
通过加强隧道通风、超前地质预报、增大供风量及采用施工机械尾气净化等措施。
施工过程中，应采用综合措施，并定期检测隧道内各工作面有害物质浓度。
2 粉尘的防治措施
粉尘可以通过采用湿式凿岩、湿喷混凝土、水幕降尘、路面洒水、静电集尘
等方式降低粉尘对施工的影响，严禁采用干式凿岩。研究表明，掌子面采用湿式
凿岩可以有效降低粉尘浓度，与干式凿岩相比，可以降低80%的粉尘含量。湿喷
混凝土与干喷相比，能够显著降低粉尘含量，目前在隧道施工中，大部分均采用
湿喷工艺。水幕降尘及路面洒水对控制粉尘含量，也能起到一定的作用。曹升亮
对安远隧道静电集尘通风方式进行了可行性分析,并对静电集尘方式进行了经济效
果评价，结果表明静电集尘效果良好，但是成本较高。
3 有害气体的防治措施
有害气体中NOx多为NO，可采用臭氧（O3）氧化去除。化学反应式为：
NO+O3→NO2+O2 （1.1）
但是由于臭氧本身也是污染物，如何对量进行控制，保证臭氧反应完全，不
造成二次污染比较困难。
对有害气体CO 的研究较多，杨立新通过对国内外有害气体相关标准的调查分
析建议将有害气体CO 的接触限值分为高原和非高原情况。相关的研究表明，爆破
及出渣两个工序CO 的浓度较高，建议采用加强通风和掌子面弥散式供氧措施控制
CO 的浓度。高菊茹等通过DOC 氧化催化器和机前尾气净化器在自卸车上进行试
验，分别测试催化减排措施、助燃减排两种方法在相同条件下的CO 转化效率。在
车辆的正常工作情况下，DOC 装置试验测得2h 后CO 转化效率为68%～80%，机
前尾气净化器CO 的转化效率约为30%。机前尾气净化器虽然效率不及DOC 装置，
但是在购置成本、使用寿命等方面上具有一定的优势，也可以在一定程度上减轻
隧道内CO 的排放，具有一定的效果。刘祥以高海拔特长公路隧道雀儿山隧道为依
托，对高海拔地区CO 浓度标准模型、机械排污量研究进行了研究，建立了一套完
整的高海拔地区CO 浓度控制标准和机械排污量修正模型。张聪以在建隧道工程项
目为依托，利用Fluent 软件，进行了爆破后有害气体扩散和出碴过程工作区有害
气体浓度场分布规律的研究，研究结论得出，掌子面前的涡流区对于CO 气体的有
效扩散起滞留作用,涡流区中央位置存在CO 浓度峰值。CO 气体沿隧道排出过程可
视为“运移”和“扩散”的叠加。张玉伟等对海拔4000m 以上的鸡丑山隧道粉尘
和CO 进行监测分析，爆破和出渣两个工序CO 浓度较高，出碴时在距隧道洞口4
组位置CO 浓度最高达到401ppm，与规范要求的上限100mg/m3（80ppm）相比，
超标严重。
爆破和出渣是CO 浓度较高的两道工序。出渣运输方式的不同，有害气体排放
的量也有所不同。在低海拔地区氧气充足，工程机械尾气排放的有害气体浓度低，
污染程度低。低海拔地区的有害气体主要考虑爆破时产生的炮烟。在高海拔地区
氧气含量不如平原地区，氧气不足导致油料燃烧不充分，CO 排放比平原地区高，
可通过弥散式供氧的方式，减少油料燃烧不充分的影响。在评价有害气体的影响
时，对爆破和出渣均应考虑。谢尊贤等青藏铁路关角隧道的施工机械的有害气体
排放进行了测试，在高原环境下的CO 和HC 的排放量与机械转速呈指数关系，随
着转速的提高，有害气体的排放显著增加。
常见的运输方式包括有轨运输、无轨运输和皮带机运输等。当采用有轨运输
时，电力机车基本上不产生污染，隧道内的主要污染物为爆破产生的炮烟。当采
用无轨运输时，不仅会有炮烟，还会有运输工具产生的尾气。尾气为移动污染源，
当隧道距离较长时，产生的废气不易排出。当条件允许时，建议优先采用有轨运
输或皮带机运输。当采用无轨运输时，严禁汽油机械进洞，内燃机械应有尾气净
化装置。
4 总结
保证隧道内空气清洁，有害气体含量在规范允许范围内，是保障施工现场环
境，保证作业人员、机械高效率的关键。建设各方应引起足够的重视，采取建立
一套完善的通风管理体系，并根据施工现场工序进行动态调整。日常加强设备的
维护和保养工作，定期进行监测，确保有害气体及粉尘含量在规范允许范围内，
满足施工现场需求。
参考文献
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[2]高菊茹,王耀,张博,袁玮,王刘勋,姚志军,裴伟伟.高海拔隧道施工机械尾气净
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[3]刘祥. 雀儿山高海拔特长公路隧道施工通风关键技术研究[D].西南交通大
学,2016.
[4]张聪.在建特长隧道洞内CO 气体分布规律及防控对策研究[D].中南大
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[5]张玉伟.高海拔寒区隧道施工粉尘及有害气体监测与控制技术[A]. 中国岩石
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力学与工程学会地下工程分会、中国土木工程学会隧道及地下工程分会、台湾隧
道协会:中国岩石力学与工程学会,2014:5.
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