隧道施工过程高温环境机械降温技术探讨

吴剑辉

摘 要：现代社会发展中，存在隧道施工作业，在具体施工过程中，经常会出现高温环境，这类现象会影响施工正常运行，为了防止出现高温热害情况，就会使用机械降温技术来改变高温环境。基于此，本文主要通过具体的工程概况，探讨隧道施工过程高温环境降温技术，希望对部分人员提供帮助和参考，促进隧道施工作业各项工作的顺利开展。

关键词：隧道;施工;高温环境;机械;降温;技术

前言：城市化发展，带动了我国基础设施建设，无论是隧道群，还是隧道施工，在基础建设中的占比逐渐增加。科学技术的进步，给隧道施工提供很大帮助，尤其是对机电设备的应用更加广泛。如果施工区域出现“高温岩”等情况，施工过程就会出现很大热量，使得隧道内部温度过高，不仅会影响工作效率，还会威胁工作人员的生命安全。想要缓解隧道施工过程高温环境，当前就要对机械降温技术进行研究，将温度控制在合理范围内，为施工提供有利条件。

1.工程概况

本工程为重庆市的“白塔寺隧道”，位于万盛区境内，穿越一脊状山梁，最大埋深为210米，全长2512米。在隧道的出口段，包括“三级围岩”、“四级围岩”以及“明洞”等。该工程施工过程中，会遇到高温环境，需要使用相应的机械降温技术，确保工程能够向前推进。

2.隧道施工过程高温环境机械降温技术探讨

2.1机械降温系统

该隧道施工过程中，为了改变高温环境，就会应用相关机械降温技术，而机械降温技术离不开相应的机械降温系统，本系统中，主要构成部分有“空冷器”、“回冷器”、“冷却水泵”、“保温风筒”以及“冷凝器”等。其最大优点就是可以将“制冷机组”安装在科学的位置，之后把前期制备好的“冷冻水”输送至距离较远的“需冷点”，从而通过“空冷器”获取低温空气。随着隧道掘进工作的进行，只需要将“冷冻水”输送管道加以延展，就能将“作业面”和“空冷器”之间的距离控制在合适的范围内，在此背景下，“作业面”自身风流温度会得到控制，从而保持在适当的状态下[1]。

现阶段，形成短距离机械降温系统数量和设备种类虽说很少，但是，运行具有可靠性，加上构造简单，使用过程中，有着良好的效果。在对应系统中，“冷却塔”通常在隧道“硐室”外通风比较顺畅的区域安置，通过管道，将不同部件进行连接。制冷机运行过程中，会产生相应的冷冻水，“冷冻水”经过管道最终会被运输至隧道“作业面”周边，这样可以将流经“空冷器”的风温加以降低，控制作业面环境温度。随着隧道掘进工作的进一步开展，“冷冻水”运输距离也会增加，如果超出固定值，会导致温度上升，这就需要使用更长的“保温管道”，这样不但会增加施工成本，而且还难于满足空冷器实际降温要求。因此，结合技术和经济性，在本工程中，可以把制冷剂组安装在“隧道中”，通过远距离机械降溫系统，来实现降温目的。不管是“制冷机组”，还是“附属设备”，在设计过程中，都以“撬块形式”出现，通过这种设计，可以将其装设在“平板车”上，为移动提供了很大便利。

若是隧道施工过程中，可能面临瓦斯，这就要求设计“制冷机组”和“附属装置”时，采用相应的“防爆”措施，以此增加保管道的“抗静电”与“绝缘”功能。同时，想要最大程度提升隧道施工安全性和可靠性，对于“水泵”和“制冷机组”的配套设施，要满足施工的具体规范和要求[2]。

2.2实现冷风系统的有效安装

安装前需要对现场进行清理，保证装置与“蒸发器”可以水平立在“底板”与“机座”上。还要格外关注底板自身的“载重能力”。安装冷风系统步骤如下：首先，将“蒸发器”和“制冷机组”运送到隧道施工现场，放置在相应的安装位置，同时，拆卸“蒸发器”、“冷冻水管”和“冷却水”等进出口的“蒙板法兰”。其次，利用“连接软管”，将“蒸发器”和“制冷机”实现有效连接。最后，在设备运行时，还要做好检查，将管路排空，避免安装疏漏造成的危害[3]。

2.3达到的降温效果

通过在本工程中，使用该机械降温系统，达到了良好的降温效果。具体如下，主要通过试验的方式，对其中隧道内600-1200米位置的掘进作业进行了降温试验，其中，保温风筒的实际运输距离为250米，在隧道的作业面，对温度测点进行选择，主要包括三个测点，分别为a、b、c ，由于每个测点与工作面距离不同，通过测试试验，我们得到表1相关数据，可以得到，通过机械降温后，不管是“相对湿度”，还是“干球和湿球温度”，都实现了降低。由此可见，在隧道施工过程中，机械降温设备系统的应用，使用效果很好，就拿相对湿度来说，降温之前，测点a为96.68%，降温后，已经变成了85.63%。湿球温度和干球温度都得到降低，另外两个测点也是如此。利用降低温度的方式，使得水分蒸发得以减少，增加了空气中的含水量，进一步实现相对湿度的降低，改变了隧道施工作业现场的工作环境，为施工作业人员的安全创造了良好条件[4]。

结语：综上所述，想要从根本上改善隧道施工过程遇到的高温环境，相关人员就要重视机械降温技术的研究，综合考虑各个方面影响因素，对隧道内出现的高温成因进行仔细分析，结合具体工程试验，以科学的机械降温方式，将隧道施工过程中面临的高温环境进行改善，推进“掘进”工作的有序进行，提升机电设备的使用寿命，避免各类影响因素的产生，降低不良事故发生率。

参考文献：

[1] 陈孜虎.隧道施工过程高温环境机械降温技术研究[J]. 矿山机械， 2021，（4）：4-5.

[2] 王学军.软岩大跨度特长隧道快速施工中的机械化配套技术研究[J].工程建设与设计， 2021（14）：4-5.

[3] 王志杰，姜逸帆， 林铭，等. 高地温尼格隧道综合降温体系研究[J].隧道建设（中英文）， 2022，（1）：10-11.

[4] 王志华.公铁合建超大直径隧道内部结构同步施工关键技术[J].施工技术，2020， （13）：4-5.