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隧道建设(中英文) ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (4): 630-639.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2022.04.011
刘宁1, 陈坤1, 马文荣2, 苏杰3
(1. 贵州大学土木工程学院, 贵州 贵阳 520025; 2. 中铁八局集团第三工程有限公司, 贵州 贵阳 520007; 3. 中铁二局集团第一工程有限公司, 贵州 贵阳 520007)
LIU Ning1, CHEN Kun1, MA Wenrong2, SU Jie3
(1. College of Civil Engineering, Guizhou University, Guiyang 520025, Guizhou, China;
2. No.3 Engineering Company of China Railway No.8 Bureau Engineering Group Co., Ltd., Guiyang 520007, Guizhou, China; 3. China Railway Erju First Engineering Co., Ltd., Guiyang 520007, Guizhou, China)
摘要: 为解决隧道爆破粉尘排除难和粉尘质量浓度超标的问题,设计了新型三区段喷雾系统并对其相关参数开展研究。基于自行搭建的喷雾降尘试验平台,分析隧道爆破粉尘样本粒径特征与喷嘴适用性; 利用CFD软件对喷嘴不同布置方式与入射角度进行数值模拟,分析雾滴场中质量浓度、速度和粒径等特征的变化规律; 通过现场应用测试新型喷雾系统降尘性能。研究结果表明: 1)隧道沿程粉尘峰值体积频率向小粒径方向移动,且峰值体积频率不断增大; 2)直径1.9 mm的广角型实心锥形喷嘴对近掌子面处的粉尘抑尘效果更佳,1.2 mm的精细型实心锥形喷嘴适用于小粒径粉尘除尘; 3)随着入射角度的增加,雾滴直接入射区域内质量浓度超过1 g/m3的面积先增加后减小; 4)喷嘴置于顶部、侧部和底部时,最佳入射角度分别为60°、60°和45°。现场应用表明,采用三区段喷雾系统后,各测点位置呼吸尘和全尘降尘效率均高于75%,与原有控尘措施相比,平均降尘效率提高了42.71%,能有效改善洞内施工人员作业环境和阻止隧道内粉尘向外扩散。