隧道施工過(guò)程高溫環(huán)境機(jī)械降溫技術(shù)探討

吳劍輝

摘 要：現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中，存在隧道施工作業(yè)，在具體施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)高溫環(huán)境，這類(lèi)現(xiàn)象會(huì)影響施工正常運(yùn)行，為了防止出現(xiàn)高溫?zé)岷η闆r，就會(huì)使用機(jī)械降溫技術(shù)來(lái)改變高溫環(huán)境?；诖?，本文主要通過(guò)具體的工程概況，探討隧道施工過(guò)程高溫環(huán)境降溫技術(shù)，希望對(duì)部分人員提供幫助和參考，促進(jìn)隧道施工作業(yè)各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：隧道;施工;高溫環(huán)境;機(jī)械;降溫;技術(shù)

前言：城市化發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，無(wú)論是隧道群，還是隧道施工，在基礎(chǔ)建設(shè)中的占比逐漸增加。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，給隧道施工提供很大幫助，尤其是對(duì)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用更加廣泛。如果施工區(qū)域出現(xiàn)“高溫巖”等情況，施工過(guò)程就會(huì)出現(xiàn)很大熱量，使得隧道內(nèi)部溫度過(guò)高，不僅會(huì)影響工作效率，還會(huì)威脅工作人員的生命安全。想要緩解隧道施工過(guò)程高溫環(huán)境，當(dāng)前就要對(duì)機(jī)械降溫技術(shù)進(jìn)行研究，將溫度控制在合理范圍內(nèi)，為施工提供有利條件。

1.工程概況

本工程為重慶市的“白塔寺隧道”，位于萬(wàn)盛區(qū)境內(nèi)，穿越一脊?fàn)钌搅?，最大埋深?10米，全長(zhǎng)2512米。在隧道的出口段，包括“三級(jí)圍巖”、“四級(jí)圍巖”以及“明洞”等。該工程施工過(guò)程中，會(huì)遇到高溫環(huán)境，需要使用相應(yīng)的機(jī)械降溫技術(shù)，確保工程能夠向前推進(jìn)。

2.隧道施工過(guò)程高溫環(huán)境機(jī)械降溫技術(shù)探討

2.1機(jī)械降溫系統(tǒng)

該隧道施工過(guò)程中，為了改變高溫環(huán)境，就會(huì)應(yīng)用相關(guān)機(jī)械降溫技術(shù)，而機(jī)械降溫技術(shù)離不開(kāi)相應(yīng)的機(jī)械降溫系統(tǒng)，本系統(tǒng)中，主要構(gòu)成部分有“空冷器”、“回冷器”、“冷卻水泵”、“保溫風(fēng)筒”以及“冷凝器”等。其最大優(yōu)點(diǎn)就是可以將“制冷機(jī)組”安裝在科學(xué)的位置，之后把前期制備好的“冷凍水”輸送至距離較遠(yuǎn)的“需冷點(diǎn)”，從而通過(guò)“空冷器”獲取低溫空氣。隨著隧道掘進(jìn)工作的進(jìn)行，只需要將“冷凍水”輸送管道加以延展，就能將“作業(yè)面”和“空冷器”之間的距離控制在合適的范圍內(nèi)，在此背景下，“作業(yè)面”自身風(fēng)流溫度會(huì)得到控制，從而保持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下[1]。

現(xiàn)階段，形成短距離機(jī)械降溫系統(tǒng)數(shù)量和設(shè)備種類(lèi)雖說(shuō)很少，但是，運(yùn)行具有可靠性，加上構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用過(guò)程中，有著良好的效果。在對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中，“冷卻塔”通常在隧道“硐室”外通風(fēng)比較順暢的區(qū)域安置，通過(guò)管道，將不同部件進(jìn)行連接。制冷機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的冷凍水，“冷凍水”經(jīng)過(guò)管道最終會(huì)被運(yùn)輸至隧道“作業(yè)面”周邊，這樣可以將流經(jīng)“空冷器”的風(fēng)溫加以降低，控制作業(yè)面環(huán)境溫度。隨著隧道掘進(jìn)工作的進(jìn)一步開(kāi)展，“冷凍水”運(yùn)輸距離也會(huì)增加，如果超出固定值，會(huì)導(dǎo)致溫度上升，這就需要使用更長(zhǎng)的“保溫管道”，這樣不但會(huì)增加施工成本，而且還難于滿(mǎn)足空冷器實(shí)際降溫要求。因此，結(jié)合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性，在本工程中，可以把制冷劑組安裝在“隧道中”，通過(guò)遠(yuǎn)距離機(jī)械降溫系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫目的。不管是“制冷機(jī)組”，還是“附屬設(shè)備”，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，都以“撬塊形式”出現(xiàn)，通過(guò)這種設(shè)計(jì)，可以將其裝設(shè)在“平板車(chē)”上，為移動(dòng)提供了很大便利。

若是隧道施工過(guò)程中，可能面臨瓦斯，這就要求設(shè)計(jì)“制冷機(jī)組”和“附屬裝置”時(shí)，采用相應(yīng)的“防爆”措施，以此增加保管道的“抗靜電”與“絕緣”功能。同時(shí)，想要最大程度提升隧道施工安全性和可靠性，對(duì)于“水泵”和“制冷機(jī)組”的配套設(shè)施，要滿(mǎn)足施工的具體規(guī)范和要求[2]。

2.2實(shí)現(xiàn)冷風(fēng)系統(tǒng)的有效安裝

安裝前需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，保證裝置與“蒸發(fā)器”可以水平立在“底板”與“機(jī)座”上。還要格外關(guān)注底板自身的“載重能力”。安裝冷風(fēng)系統(tǒng)步驟如下：首先，將“蒸發(fā)器”和“制冷機(jī)組”運(yùn)送到隧道施工現(xiàn)場(chǎng)，放置在相應(yīng)的安裝位置，同時(shí)，拆卸“蒸發(fā)器”、“冷凍水管”和“冷卻水”等進(jìn)出口的“蒙板法蘭”。其次，利用“連接軟管”，將“蒸發(fā)器”和“制冷機(jī)”實(shí)現(xiàn)有效連接。最后，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，還要做好檢查，將管路排空，避免安裝疏漏造成的危害[3]。

2.3達(dá)到的降溫效果

通過(guò)在本工程中，使用該機(jī)械降溫系統(tǒng)，達(dá)到了良好的降溫效果。具體如下，主要通過(guò)試驗(yàn)的方式，對(duì)其中隧道內(nèi)600-1200米位置的掘進(jìn)作業(yè)進(jìn)行了降溫試驗(yàn)，其中，保溫風(fēng)筒的實(shí)際運(yùn)輸距離為250米，在隧道的作業(yè)面，對(duì)溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行選擇，主要包括三個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別為a、b、c ，由于每個(gè)測(cè)點(diǎn)與工作面距離不同，通過(guò)測(cè)試試驗(yàn)，我們得到表1相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得到，通過(guò)機(jī)械降溫后，不管是“相對(duì)濕度”，還是“干球和濕球溫度”，都實(shí)現(xiàn)了降低。由此可見(jiàn)，在隧道施工過(guò)程中，機(jī)械降溫設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用，使用效果很好，就拿相對(duì)濕度來(lái)說(shuō)，降溫之前，測(cè)點(diǎn)a為96.68%，降溫后，已經(jīng)變成了85.63%。濕球溫度和干球溫度都得到降低，另外兩個(gè)測(cè)點(diǎn)也是如此。利用降低溫度的方式，使得水分蒸發(fā)得以減少，增加了空氣中的含水量，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)相對(duì)濕度的降低，改變了隧道施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境，為施工作業(yè)人員的安全創(chuàng)造了良好條件[4]。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，想要從根本上改善隧道施工過(guò)程遇到的高溫環(huán)境，相關(guān)人員就要重視機(jī)械降溫技術(shù)的研究，綜合考慮各個(gè)方面影響因素，對(duì)隧道內(nèi)出現(xiàn)的高溫成因進(jìn)行仔細(xì)分析，結(jié)合具體工程試驗(yàn)，以科學(xué)的機(jī)械降溫方式，將隧道施工過(guò)程中面臨的高溫環(huán)境進(jìn)行改善，推進(jìn)“掘進(jìn)”工作的有序進(jìn)行，提升機(jī)電設(shè)備的使用壽命，避免各類(lèi)影響因素的產(chǎn)生，降低不良事故發(fā)生率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳孜虎.隧道施工過(guò)程高溫環(huán)境機(jī)械降溫技術(shù)研究[J]. 礦山機(jī)械， 2021，（4）：4-5.

[2] 王學(xué)軍.軟巖大跨度特長(zhǎng)隧道快速施工中的機(jī)械化配套技術(shù)研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2021（14）：4-5.

[3] 王志杰，姜逸帆， 林銘，等. 高地溫尼格隧道綜合降溫體系研究[J].隧道建設(shè)（中英文）， 2022，（1）：10-11.

[4] 王志華.公鐵合建超大直徑隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)同步施工關(guān)鍵技術(shù)[J].施工技術(shù)，2020， （13）：4-5.