一种隧道口活塞风扬尘治理方法与流程

本发明属于环保领域。主要用于货运铁路隧道口周边扬尘污染治理，具体涉及一种隧道口活塞风扬尘污染治理方法。

背景技术：

铁路煤炭、矿石等散装货物运输中产生的扬尘污染问题已经引起环保部门的高度关注，特别是载有煤炭、矿石等散货运输列车，当列车进入隧道时，空气在列车前方受压缩，压力急剧升高，产生压缩气流；当列车的车尾进入隧道时，隧道内空气来不及补充，压力急剧降低，形成一个膨胀（抽吸）气流；形成活塞风。隧道内压缩气流、膨胀气流、紊流反复作用于列车，使车厢内的煤炭表面被吹起，造成隧道内扬尘，携带大量尘的活塞风到达隧道出口时压强急剧减小,气体体积快速膨胀，呈扇形迅速向周边扩散，并且列车尾出隧道口时产生的抽吸效应，将隧道内的含尘空气大量带出，扩散到周边环境，造成大范围的扬尘污染。

解决煤炭、矿石等散货运输列车通过隧道时造成的周边环境扬尘污染，已经成为目前亟待解决的问题。现有的货运铁路隧道口周边对此不做处理，不能解决上述问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种隧道口活塞风扬尘污染治理方法，目的在于可以有效解决煤炭、矿石等散货运输列车通过隧道时，产生的活塞风导致散装物料的扬尘污染严重的问题，造价与运营费用低，还可节约大量人工成本。

为达到上述目的，本发明采用如下解决方法：

一种隧道口活塞风扬尘治理方法，其特征是在轨道两侧且由隧道口向外延伸建立一个活塞风缓冲装置，活塞风缓冲装置包括位于主支撑结构内侧的抑风层、位于主支撑结构外侧的挡尘层，将抑风层、挡尘层排列组合分布在主支撑结构上；主支撑结构安装在混凝土基础之上。

挡尘层在主支撑结构外侧自下而上并顺着行车方向由密到疏分段安装，抑风层在主支撑结构内侧自下而上并顺着行车方向由密到疏分段安装，实现气压、气流由大到小的梯度衰减，使活塞风在缓冲装置的区域转变的与环境风一致。

钢筋混凝土基础根据主支撑结构的跨度、高度、受力情况而设计，材料采用c35钢筋混凝土，浇筑混凝土时将地脚螺栓预埋，使地脚螺栓与基础成为一体，主支撑结构通过柱脚板与地脚螺栓连接。

主支撑结构采用杆件网架结构，网架结构采用正放四角锥结构。网架杆件相互之间节点采用螺栓球节点，网架杆件采用高频焊管或无缝管，螺栓采用45号钢。也可采用空间管桁架结构，采用型材类材料拼接，空间管桁架结构节点则通常采用直接焊接的相贯节点作为连接点。

所述抑风层包括风障障条、t型件、障条端部前夹板、障条端部背夹板、c型橡胶块。

在网架结构内侧下弦螺栓球节点上设置t型件，顺着行车方向每隔一定距离设置一列，t型件与网架结构内侧下弦螺栓球节点通过卡件连接，障条端部前夹板通过螺栓与t型件连接，障条端部背夹板与障条端部前夹板通过螺栓连接，c型橡胶块与风障条夹在障条端部背夹板与障条端部前夹板之间，c型橡胶块将障条端部前夹板、障条端部后夹板挤紧，并将风障障条与两端t型件挤紧。

t型件由纵向钢板与横向钢板呈t形焊接而成，纵向钢板与横向钢板中线重合焊接，纵向钢板上预留用于安装内侧抑风层的安装孔。

风障障条呈c形，风障障条采用聚碳酸酯材料。

障条端部前夹板与障条端部背夹板是经过锻压成型的。

障条端部前夹板呈椭圆形，障条端部背夹板呈c形，障条端部前夹板预留有与t型件连接的螺栓连接孔，障条端部前夹板与障条端部背夹板均设有安装耳，安装耳预留安装孔，可通过螺栓连接。

c型橡胶块外形状呈c形，材料采用三元乙丙橡胶，c型橡胶块中部有插槽，风障障条插入插槽中，c型橡胶块外侧有圆形橡胶凸起。

外层挡尘层包括防扬尘的通风单元、t型托板、檩条、自攻螺钉。

所述檩条包括主檩条、次檩条；主檩条横向安装在t型托板上，次檩条纵向安装主檩条上。主檩条与次檩条形成框架。

在网架上弦螺栓球顺着行车方向每隔一定距离设置一列t型托板，t型托板通过卡件和螺栓与主支撑结构中螺栓球连接，檩条通过螺栓与t型托板连接，防扬尘的通风单元通过自攻螺钉安装于次檩条上，将主支撑结构上弦外层全部封闭。

t型托板由纵向钢板与横向钢板垂直焊接而成，纵向钢板与横向钢板中线重合焊接，横向钢板预留用于安装主檩条、次檩条的安装孔。

檩条采用高频焊接热浸锌方钢，材质为q235b；檩条厚度≥2.5mm。檩条热浸锌镀锌量不少于350g/㎡。

防扬尘的通风单元采用中国专利号zl201820326434.4公开的一种阻尘通风器。

本发明的工作原理：在隧道口处建立一个缓冲区，利用下层抑风层的控风作用，控制列车活塞风在隧道出口处气压不能急剧减小，并且使一部分活塞风返回，携尘空气不能够迅速扩散，将携尘空气控制在设备内部，再利用下层抑风层风障障条相互之间的抑风作用，通过气流的相互碰撞、摩擦作用，消耗其动能，降低其携尘能力，再利用上层挡尘层的防扬尘的通风单元的导风板斜面对气流的收集作用，使得防扬尘的通风单元围成的半封闭空间内的压强变大，从而阻止内部的粉尘散发到外部。

该缓冲区挡尘层、抑风层的设置是在隧道口由近及远由密到疏渐变设置的，使得活塞风在缓冲区破碎、消减作用下降低气流压力，使其逐渐趋于平稳，与大气融为一体，降低气体携尘能力，达到降尘目的。

本发明可以有效解决煤炭、矿石等散货运输列车通过隧道时，产生的活塞风导致散装物料的扬尘污染严重的问题，并且造价与运营费用低，还可节约大量人工成本。

附图说明

图1是本发明中缓冲装置的立面安装图；

图2是本发明中缓冲装置的外部立面示意图；

图3是本发明中缓冲装置的内部立面示意图；

图4是本发明中缓冲装置的局部安装示意图；

图中，1-基础，2-主支撑结构，3-挡尘层，4-抑风层，21-t型托板，31-防扬尘的通风单元，32-镀锌自攻螺钉，33-檩条，41-t型件，42-障条端部背夹板，43-c型橡胶块，44-风障障条，45-障条端部前夹板，46-连接螺栓。

具体实施方式

以双线隧道为例，隧道宽12m，高8.6m。隧道口活塞风扬尘污染治理装置的主支撑结构网架跨度16m，高度为13m，由隧道口向隧道外延伸60m。

主支撑结构安装在混凝土基础上，主支撑结构安装在混凝土基础上，主支撑结构外侧安装挡尘层，内侧安装抑风层。

挡尘层在主支撑结构外侧自下而上顺着行车方向安装，抑风层在主支撑结构内侧自下而上顺着行车方向安装，外层挡尘层与内层抑风层在主支撑结构顺着行车方向采用由密到疏分段渐变形式排列。

具体分为6段，每段长度是10m。以列车行进方向的前方为第一段，依顺序分别是第二段、第三段、第四段、第五段、第六段。

第一段挡尘层的防扬尘的通风单元无间距满布，布置在网架上弦外层；抑风层中相邻风障障条中心相距是380mm安装，均布在网架下弦内层。

第二段挡尘层的防扬尘的通风单元无间距满布，布置在网架上弦外层；抑风层中相邻风障障条中心相距430mm安装，均布在网架下弦内层。

第三段挡尘层的防扬尘的通风单元无间距满布，布置在网架上弦外层；抑风层中相邻风障障条中心相距480mm安装，均布在网架下弦内层。

第四段挡尘层中相邻防扬尘的通风单元中心相距是2150mm安装，均布在网架上弦外层，抑风层中相邻风障障条中心相距580mm安装，均布在网架下弦内层。

第五段挡尘层中相邻防扬尘的通风单元中心相距2250mm安装，均布在网架上弦外层；抑风层中相邻风障障条中心相距680mm安装，均布在网架下弦内层。

第六段挡尘层中相邻防扬尘的通风单元中心相距2300mm安装，均布在网架上弦外层；抑风层中相邻风障障条中心相距780mm安装，均布在网架下弦内层。

在轨道两侧建设两排钢筋混凝土基础作为整个设备的安装底座，各个基础间距8m，材料采用c35钢筋混凝土，浇筑混凝土时将地脚螺栓m20，长度为1200mm预埋，使地脚螺栓与基础成为一体，上部网架结构通过柱脚板与地脚螺栓连接，实现上部网架结构与基础连接。

主支撑结构采用杆件构成的正放四角锥拱形网架结构，外轮廓为圆柱面，网架的杆件相互之间节点采用螺栓球节点，网架厚度均设置为1.5m。

网架杆件材料包括：高频焊管或无缝管，螺栓球：45号钢；高强螺栓、销子：20mntib钢或40cr钢；>m24以上采用40cr钢；锥头与封板：选用q235b钢；套筒（螺母）：q235b（≤m33），45号钢（>m33）钢锻件，网架结构防腐采用油漆防腐。

主支撑结构还可以是由杆件组成的桁架结构，也可以是型钢弯曲制作而成的钢架。

抑风层包括风障障条、t型件、障条端部前夹板、障条端部背夹板、c型橡胶块。

在网架下弦螺栓球顺着行车方向每隔4m设置一列t型件，t型件与主支撑结构中螺栓球通过卡件与螺栓方式连接，障条端部前夹板通过螺栓穿过预留的螺栓孔与t型件连接，障条端部背夹板与障条端部前夹板通过螺栓连接，将c型橡胶块与风障条夹在两个夹板中间，完成风障障条安装，c型橡胶块起到弹性填充，将障条端部前、后夹板挤紧，将风障障条与两端t型件挤紧。

t型件由两块钢板焊接而成，横向钢板尺寸400*170*12mm，纵向钢板尺寸400*150*12mm，纵向钢板400mm边与横向钢板400mm中线重合焊接，t型件中间纵向钢板上预留安装孔，用于风障障条安装。

风障障条采用8mm厚pc耐力板,原材料为聚碳酸酯材料，其外型采用圆弧形外型设计，成型如c型，长度标准长度为2.5m，宽度212mm，高度86mm。

障条端部前夹板与障条端部背夹板是配套部件，锻压成型，障条端部前夹板呈椭圆形，障条端部背夹板呈c形，尺寸相互配合，成型标准件长340mm，宽65mm，椭圆形腹板上预留有安装孔，可与t型件通过螺栓连接，障条端部前夹板与障条端部背夹板有安装耳朵，预留直径12mm安装孔，可通过螺栓连接，将c型橡胶块与风障条夹在两个夹板中间。

c型橡胶块外径240mm，内径184mm，宽60mm，中部有8mm槽，可将8mm风障障条插进去，内外径表面有半径6mm橡胶凸起。

挡尘层包括防扬尘的通风单元、t型托板、檩条、镀锌自攻螺钉。

在网架上弦螺栓球顺着行车方向每隔4m设置一列t型托板，t型托板通过卡件和螺栓与主支撑结构中螺栓球连接，檩条通过螺栓连接与t型托板连接，各主檩条间相距4m，防扬尘的通风单元通过镀锌自攻螺钉安装于次檩条上。

防扬尘的通风单元可采用设备一种阻尘通风器，专利号zl201820326434.4。本体长5m宽2m。

t型托板由两块钢板焊接而成，材质为q235b，横向钢板尺寸400*170*12mm，纵向钢板尺寸400*150*12mm，纵向钢板400mm边与横向钢板400mm中线重合焊接，t型件横向钢板上预留安装孔，用于主檩条、次檩条的安装。

檩条采用高频焊接热浸锌方钢，材质为q235b；檩条厚度≥2.5mm。檩条热浸锌镀锌量不少于350g/㎡。所有檩条工厂预制，现场采用镀锌螺栓连接，并采用预冲孔，不允许焊接。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。