城市軌道交通車站施工現場抑塵新方法研究

蘇廷

摘? 要：建筑施工揚塵對城市污染較嚴重，國內地鐵車站大范圍的自動化降塵抑塵方法相關研究較少。文章對新的自動化降塵抑塵方法進行方案研究、比選，最終選定的自動噴淋系統及智能噴霧機結合降塵方案具有降塵效率高、自動化程度高、成本低的優勢，在昆明市軌道交通4號線的全面推廣應用中，對車站施工過程中產生的揚塵起到了有效的控制作用。

關鍵詞：昆明軌道交通;巖溶;盾構掘進;常壓開倉換刀;關鍵技術

中圖分類號：U215 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2020）04-0135-05

Abstract： The pollution of construction dust to the city is serious， and there are few researches on the methods of automatic dust reduction and dust suppression in domestic subway stations. In this paper， the schemes of the new automatic dust reduction and dust suppression methods are studied and compared. Finally， the combination of automatic sprinkler system and intelligent sprayer has the advantages of high dust reduction efficiency， high degree of automation and low cost. in the comprehensive popularization and application of Kunming Rail Transit Line 4， it plays an effective role in controlling the dust produced in the construction of the station.

Keywords： Kunming rail transit; karst; shield tunneling; normal pressure opening and tool changing; key technology

近年來，隨著經濟和貿易的全球化，環境污染也日益呈現國際化趨勢，而造成我國多數城市空氣污染嚴重的首要污染物則是城市的空氣總懸浮顆粒物（粒徑小于100μm的稱為TSP，即總懸浮物顆粒），由于國內建筑行業高速發展，建筑施工引起的揚塵已成為可吸入顆粒物污染（粒徑小于10μm，簡稱PM10）的主要污染源之一。針對地鐵車站、場段施工工程中產生的揚塵，采取傳統的車輛灑水、人工灑水等方式法無法滿足昆明市住建局針對建筑工地揚塵提出“六個百分之百，八個必須”的要求，必須研究新的自動化降塵抑塵方法予以實施，以滿足降塵抑塵要求。

自動化降塵抑塵方法在煤礦行業[1-5]應用比較廣泛，隨著國家對建筑行業揚塵治理工作的日益重視，白偉宏，劉建威[6]、劉波[7]對建筑工地的揚塵治理自動化噴淋降塵系統進行了研究，然而對于地鐵車站大范圍的自動化降塵抑塵方法相關研究較少，為此，本文以昆明市軌道交通4號線工程為研究對象，研究并打造一套集自動噴淋及監測于一體的降塵抑塵系統，實現揚塵控制標準（12h平均PM10濃度≤50μg/m3），成功解決車站揚塵問題。

1 工程概況

昆明市軌道交通4號線為連接主城區與呈貢新區的重要軸線，途徑五華、高新、盤龍、官渡、經開、呈貢6個行政區;線路全長43.396km，共設29座地下車站（新建車站28座）、2座停車場、1座車輛段。

2 方案比選

針對地鐵車站、場段裸露地面較多，施工過程中產生揚塵范圍廣、風蝕作用或人為活動易產生較多揚塵等特點，經過對降塵方法的篩選研究，初步選定三個揚塵控制的方案：

方案1：新型結殼抑塵劑降塵[8-10]。

方案2：灑水及防塵覆蓋網降塵[11-12]。

方案3：自動噴淋系統及智能噴霧機結合降塵。

選取4號線大漾田車輛段、云大西路站、聯大街站為3個施工點進行試點，對3個方案的成本支出進行綜合比較，并在此基礎上進行方案的可行性分析。結果見表1、2。

通過對地鐵施工現場揚塵控制的不同施工方案進行可行性分析后，自動噴淋系統及智能噴霧機結合降塵方案具有降塵效率高、自動化程度高、成本低的優勢，因此我們確定方案3為實施方案。

3 管控重點

3.1 工程預期

要實現車站施工現場的自動降塵，并要確保其質量達到可控標準，關鍵控制點在于：

（1）降塵范圍的控制;

（2）降塵時機（頻次）的控制;

（3）自動化降塵方式的實現。

在對策實施階段，選擇了聯大街站作為試驗站點。聯大街站臨時用地平面面積12000m2，露天施工范圍8000m2。

3.2 降塵范圍的控制

（1）聯大街站圍擋總長度536m，設置單向霧化噴頭134個，單霧化噴頭噴射半徑距離為5m;基坑護欄總長度300m，設置雙頭雙向霧化噴頭150個，雙霧化噴頭噴射半徑距離約為4m;噴淋設置覆蓋范圍8360m2，噴淋系統保證了聯大街施工范圍降塵全覆蓋。如圖1所示。

（2）基坑外圍噴淋系統噴淋管安于圍擋立桿之上，間距2m，既方便固定又美觀大方。噴頭高出統一高出圍欄0.3m，噴頭噴射方向為水平向上45°且噴向基坑外側，這樣既保證了霧化噴淋降塵效果，也減少噴霧對于基坑施工影響。如圖2所示。

（3）在2道噴淋系統的工作間隙，聯大街站配備2臺噴霧機進行補充降塵。

效果檢查：經過噴淋系統與噴霧機的結合措施，有效地保證了噴霧范圍的控制。

3.3 降塵時機（頻次）的控制

（1）2018年4月期間，氣溫維持在10～28℃之間，有降雨天數為7d（多為小雨及陣雨天氣），風力<4級，較易產生揚塵。在聯大街站安裝一套揚塵在線監測系統，實時監測和記錄現場PM10數據。標段按照4h/次的頻率形成監測記錄。如圖3所示。

（2）2018年4月1日～4月28日，在聯大街站進行噴淋系統頻次試驗，分別按照4h/次、2h/次、1h/次、0.5h/次進行噴淋，每次噴淋時間統一設置為10min。每個頻次的累計試驗時間為7d，揚塵監測及記錄頻次為4h/次。噴淋效果見表4。

效果檢查：經過噴淋系統在不同頻次下的降塵效果和經濟性對比，我們選擇了1h/次、每次持續10min的噴淋頻次，能夠滿足降塵指標（12h平均PM10濃度≤50μg/m3）;噴霧機的噴射頻次則為隨機，主要根據現場需要來定（PM10監測值≥60μg/m3時，或指定區域需要臨時降塵時，手動或自動開啟噴霧機）。

3.4 自動化降塵方式的實現

在確定噴淋頻次之前，噴淋系統實行手動控制。在保留手動控制方法的前提下，實現噴淋系統和噴霧機自動控制的方法。

3.4.1 噴淋系統自動化控制方法研究

（1）功能設想：實現噴淋系統自動控制噴淋頻次。

（2）功能實現：采用“鴻聯TS1025”智能時控開關對增壓泵進行定時控制，保證聯大街噴淋系統定時定量噴淋降塵。當基坑圍擋及周邊的噴淋系統連接成為一個整體時，只需要一個開關即可實現自動控制;若單獨設置時，則需要分設智能時控開關。如圖5所示。

3.4.2 噴霧機的自動控制方法研究

（1）功能設想：噴霧機的智能控制需要體現的不是“自動定時”的功能，而是要滿足“自動瞄準和自動發射”的需要，清除指定區域揚塵，節省人力，方便快捷。

（2）功能實現：現有噴霧炮的基礎上，增加紅外瞄準功能，自動噴淋功能，使用紅外線確定噴淋區域，可有效解決建筑施工時短時間，移動車輛攜帶的揚塵進行降塵處理，并且數字化，無人驅動。包括設置于降塵噴霧炮前端的攝像機，和攝像機前方的紅外瞄準器，以及設置于目標降塵區域的紅外發射模塊，精確噴淋揚塵區域并節約水資源。見圖6。

效果檢查：噴淋系統通過智能時控開關實現了手自一體控制定時噴淋;噴霧機通過改裝，實現了自動瞄準、自動監測、自動噴淋。

4 結束語

通過在聯大街站的試驗研究，本系統采用噴淋系統與噴霧機相結合的措施，有效解決了地鐵車站施工過程中揚塵的控制，確定了降塵的范圍及頻率。噴淋系統通過智能時控開關實現了手自一體控制定時噴淋;噴霧機通過改裝，實現了自動瞄準、自動監測、自動噴淋。

經過在昆明軌道交通4號線全線車站和場段范圍內進行推廣應用，并對系統數據進行收集、分析，達到了預期目標，取得了顯著的成果。經過成果推廣并進行數據監測，4號線車站和場段施工場地的PM10平均濃度均低于目標值（50μg/m3），如圖7。

自動噴淋與智能噴霧相結合的降塵方法在昆明市軌道交通4號線車站和場段施工過程中，對產生的揚塵起到了有效的控制作用，為今后地鐵建設文明施工積累了廣泛的管理經驗。

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