一种隧道钻爆法掘进施工的抑尘方法及系统

本发明属于隧道施工抑尘，特别涉及一种隧道钻爆法掘进施工的抑尘方法及系统。

背景技术：

1、隧道钻爆法掘进施工过程中，由于炸药爆炸与岩体的相互作用而产生大量的粉尘和爆炸炮烟，此类粉尘和炮烟是隧道工程施工过程中主要的空气污染源，同时，施工过程中会产生大量的岩石渣土，且出渣多采用无轨运输，无轨装卸和运输过程中采用柴油机器具，因此在装卸和运输岩石渣土过程中也会产生大量的有毒有害气体。隧道施工作业人员长期暴露在高粉尘、炮烟和有毒有害尾气的作业环境下，极易导致人员产生“尘肺、矽肺”等健康问题。由于炸药爆炸产生炮烟中的可燃气体的长期积累，会产生爆燃风险，导致安全事故，影响施工进度，另外柴油机运输和装卸过程中产生的氮氧化物、二氧化硫等有毒有害气体也会对作业人员的身体健康产生负面影响。

2、目前，隧道钻爆施工粉尘和炮烟控制主要是降低粉尘和炮烟的浓度，一般以压入式通风的“稀释”方式为主，增加空气体积量，从而降低粉尘和炮烟浓度，同时，还会辅以尘源控制、传播阻断和末端控制等，但由于钻爆作业中产生的粉尘量大、空气流速高而且压入式通风用电成本高，以至于粉尘和炮烟的有效控制仍是隧道钻爆作业的难题。

3、可见，如何提供一种隧道钻爆法掘进施工的抑尘方法，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隧道钻爆法掘进施工的抑尘方法，以至少解决上述一种技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种隧道钻爆法掘进施工的抑尘方法，所述方法包括：根据隧道掌子面的形状，采用快插式连接方式组装门型水雾喷射装置；在隧道内固定所述门型水雾喷射装置，使得所述门型水雾喷射装置的喷雾覆盖所述隧道掌子面；将所述门型水雾喷射装置与供能组件连接；通电开启所述供能组件，使所述门型水雾喷射装置对所述隧道掌子面进行喷雾；启动钻爆爆破施工，在施工过程中，所述门型水雾喷射系统继续喷雾；结束钻爆爆破施工，检测隧道内的粉尘浓度数据；依据所述隧道内的粉尘浓度数据判断隧道内的粉尘浓度是否达到预设的安全施工浓度阈值；若是，则断电关闭所述供能组件，所述门型水雾喷射系统停止喷雾。

4、在第一方面中，当所述门型水雾喷射装置包括若干个单流体喷嘴时，所述门型水雾喷射装置还包括：水管管网组件，包括若干个支水管和一个总水管，所述总水管的出口与任意一个所述支水管的进水口相连通，每一个所述支水管的出水口与对应的一个所述单流体喷嘴相连通，所述若干个单流体喷嘴间隔设置在所述隧道掌子面内，以形成覆盖所述隧道掌子面的喷射区域；其中，每一个所述支水管与对应的一个所述单流体喷嘴通过快插式三通或快插式四通或快插式弯头或快插式直通进行连通。

5、在第一方面中，所述供能组件包括：水泵，所述水泵的出口与所述总水管的进口连接；储水箱，所述储水箱的出口与所述水泵的进口连接；通电开启所述水泵，使所述若干个单流体喷嘴对所述隧道掌子面进行喷雾。

6、在第一方面中，当所述门型水雾喷射装置包括若干个双流体喷嘴时，所述门型水雾喷射装置还包括：水管管网组件，包括若干个支水管和一个总水管，所述总水管的出口与任意一个所述支水管的进水口相连通，每一个所述支水管的出水口与对应的一个所述双流体喷嘴相连通，所述若干个单流体喷嘴间隔设置在所述隧道掌子面内，以形成覆盖所述隧道掌子面的喷射区域；压缩空气管管网组件，包括若干个压缩空气支管和一个压缩空气总管，所述压缩空气总管的出口与任意一个所述压缩空气支管的进口相连通，每一个所述压缩空气支管的出口与一个所述双流体喷嘴相连通，使得一个所述双流体喷嘴对应连接一个所述支水管和一个所述压缩空气支管；其中，每一个所述支水管和每一个所述压缩空气支管与对应的一个所述双流体喷嘴通过快插式三通或快插式四通或快插式弯头或快插式直通进行连通。

7、在第一方面中，所述供能组件包括：水泵，所述水泵的出口与所述总水管的进口连接；储水箱，所述储水箱的出口与所述水泵的进口连接；空压机，所述空压机与所述压缩空气总管的进口连接；通电开启所述空压机和所述水泵，使所述若干个双流体喷嘴对所述隧道掌子面进行喷雾。

8、在第一方面中，所述储水箱中储存有添加化学抑尘剂、表面活性剂和/或化学吸附剂的自来水，用于控制爆破粉尘，并可吸附所述钻爆爆破施工过程中产生炮烟中的co、nox有毒有害气体，提升所述隧道内的空气质量。

9、在第一方面中，所述组装门型水雾喷射装置具体包括：布置多层所述门型水雾喷射装置，每一层所述门型水雾喷射装置在所述隧道内间隔分布。

10、在第一方面中，所述总水管的进口与所述水泵的出口采用快插式连接或法兰连接或热熔连接；所述水泵的进口与所述储水箱的出口采用快插式连接或法兰连接或热熔连接。

11、在第一方面中，若干个所述支水管通过管卡和/或膨胀螺栓布设于所述隧道的内壁上，并沿所述隧道的环向方向依次分布，以构成与所述隧道掌子面的形状相适配的喷射面。

12、第二方面，本发明提供了一种隧道钻爆法掘进施工的抑尘系统，所述系统包括：门型水雾喷射装置和供能系统，所述门型水雾喷射装置包括：若干个单流体喷嘴和水管管网组件，所述水管管网组件包括若干个支水管和一个总水管，所述总水管的出口与任意一个所述支水管的进水口相连通，每一个所述支水管的出水口与对应的一个所述单流体喷嘴相连通，所述若干个单流体喷嘴间隔设置在所述隧道掌子面内，以形成覆盖所述隧道掌子面的喷射区域，其中，每一个所述支水管与对应的一个所述单流体喷嘴通过快插式三通或快插式四通或快插式弯头或快插式直通进行连通；所述供能系统包括：水泵和储水箱，所述水泵的出口与所述总水管的进口连接，所述储水箱的出口与所述水泵的进口连接，通电开启所述水泵，使所述若干个单流体喷嘴对所述隧道掌子面进行喷雾；

13、或者，

14、门型水雾喷射装置和供能系统，所述门型水雾喷射装置包括：若干个双流体喷嘴、水管管网组件和压缩空气管管网组件，所述水管管网组件包括若干个支水管和一个总水管，所述总水管的出口与任意一个所述支水管的进水口相连通，每一个所述支水管的出水口与对应的一个所述双流体喷嘴相连通，所述若干个双流体喷嘴间隔设置在所述隧道掌子面内，以形成覆盖所述隧道掌子面的喷射区域；所述压缩空气管管网组件包括若干个压缩空气支管和一个压缩空气总管，所述压缩空气总管的出口与任意一个所述压缩空气支管的进口相连通，每一个所述压缩空气支管的出口与一个所述双流体喷嘴相连通，使得一个所述双流体喷嘴对应连接一个所述支水管和一个所述压缩空气支管，其中，每一个所述支水管和每一个所述压缩空气支管与对应的一个所述双流体喷嘴通过快插式三通或快插式四通或快插式弯头或快插式直通进行连通；所述供能系统：包括水泵、储水箱和空压机，所述水泵的出口与所述总水管的进口连接，所述储水箱的出口与所述水泵的进口连接，所述空压机与所述压缩空气总管的进口连接，通电开启所述空压机和所述水泵，使所述若干个双流体喷嘴对所述隧道掌子面进行喷雾。

15、有益效果：

16、本发明提供了一种隧道钻爆法掘进施工的抑尘方法，首先，根据隧道掌子面的形状，采用快插式连接方式组装门型水雾喷射装置，使得门型水雾喷射装置可以快速组装成任意形状，并在隧道内固定所述门型水雾喷射装置，使得所述门型水雾喷射装置的喷雾覆盖所述隧道掌子面，以最大限度地抑制爆破产生的粉尘和炮烟，并防止所述门型水雾喷射装置偏离预设位置；其次，将所述门型水雾喷射装置与供能组件进行连接，通电开启所述供能组件，使所述门型水雾喷射装置对所述隧道掌子面进行喷雾，以润湿隧道掌子面和增加作业空间的湿度；然后，启动钻爆爆破施工，在实施抑尘工艺过程中，所述门型水雾喷射系统继续喷雾，其中，所述储水箱中储存有添加化学抑尘剂、表面活性剂和/或化学吸附剂的自来水，用于控制和抑制爆破粉尘外溢，并可吸附所述钻爆爆破施工过程中产生炮烟中的co、nox等有毒有害气体，提升所述隧道内的空气质量。最后，结束钻爆爆破施工，检测隧道内的粉尘浓度数据；依据所述隧道内的粉尘浓度和有毒有害气体浓度数据判断隧道内的粉尘浓度是否达到预设的安全施工浓度阈值；若是，则断电关闭所述供能组件，所述门型水雾喷射系统停止喷雾。基于此，本发明提供的一种隧道钻爆法掘进施工的抑尘方法，可以最大程度的覆盖隧道掌子面，达到工作面无盲区全覆盖，最大限度的减少粉尘和炮烟量，以最快速度降低隧道钻爆法掘进施工过程中粉尘和炮烟的浓度，缩短爆后作业等待时间，提升作业效率，保证作业进度。