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随着国家基建行业的快速发展及水务环保工作不断展开，道路、桥梁、隧道、水环境治理、机场等专业得到长足发展，高速铁路里程更是位居世界第一位，与航线、铁路交叉施工也越来越多，其中隧道下穿高铁或航线时，由于相关工程特殊性，施工爆破受到很大制约，因此悬臂式纵轴掘进机以相对低的成本、较高的施工效率在隧道工程中应用比较广泛。但悬臂式纵轴掘进机开挖与爆破施工相比，在降尘方面存在明显劣势，即便悬臂式纵轴掘进机头位置配置小型喷洒设备，但降尘作用并不明显，在实际施工中由于灰尘过大从而影响掘进开挖质量，且无法满足隧道文明施工环境，且对施工人员造成健康损害。

本文根据贵州双龙航空港经济区综合水环境项目的3条隧道开挖工程，通过在悬臂式纵轴掘进机掘进头位置增设降尘设备，以有效解决掘进过程中的灰尘问题。

贵州双龙航空港经济区水环境综合整治项目位于贵州双龙航空港经济区，该经济区为国家级经济开发区，项目建成后将彻底改善经济区现有水污染问题，其中3条排污隧道因处在航线保护区域或穿越高铁，经相关方共同探讨后，最终由成都铁路局出具相关技术意见，禁止采用爆破，改用悬臂式纵轴掘进机掘进行开挖，3条隧道长度分别为1 004,620,740m。

悬臂式纵轴掘进机施工利用悬臂头截齿切割岩石进行开挖掘进，在截割头位置处自带小型喷淋设备，用于截割时降尘所用，但受携带水箱容量影响，喷淋设备所喷洒的水量较小，只能消除掘进产生的10%左右的灰尘，无法达到有效降尘的效果，且采用掘进机开挖时灰尘是随掘进实时存在的。灰尘过大将导致以下2个不利影响。

1）文明施工环境差，达不到职业健康要求。

2）由于洞内灰尘过大，人员在掘进开挖时只能根据激光指引看出大致轮廓线，实际操作无法达到一次成型要求，严重影响施工质量及施工进度。

为满足职业健康及施工质量等要求，经现场实地开展QC活动，最终发现在掘进头位置处增设吸尘装置，可达到实时有效降尘的目的，其中此项QC已获得国家级QC二等奖，且降尘装置正在申报发明专利。

降尘装置原理参照日常所见的抽油烟机，在悬臂式纵轴掘进机机头位置安装1个抽风机，随着机头掘进移动而移动，根据掘进产生的灰尘多少而调整电机挡位，将灰尘通过风机吸收经管道传递到安装在机身上的储灰盒内（见图1），这样既可保证掘进时掌子面的整洁，也给后方洞内施工营造良好的施工环境。

新增降尘装置包括电机、外壳、叶轮、风管、储灰盒。

1）悬臂式纵轴掘进机施工主要是适应岩层，且岩层情况越好，所产生的灰尘也将越大，因此降尘装置的电机需设置多个挡位以应对不同的岩层掘进开挖。

2）降尘装置储灰盒为可拆卸式，在掘进过程中可根据储灰盒的剩余容量情况随时更换。

3）储灰盒不能为密封式，需预留用防尘网封堵的排风口。

抽风机是关键设备，是降尘设备的核心，抽风机转速需根据隧道围岩情况实时变挡，围岩情况越好，吸尘设备转速越快。一般10～15m³/s的吸尘速度完全能将掘进产生的灰尘吸收干净。但具体功率需根据机器型号、机器掘进时的掘进挡位及岩层情况确定（见图2）。

根据现场实际施工情况，抽风机在悬臂式纵轴掘进机上的安装位置也直接影响降尘效果。通过不断调整安装位置后发现，风机安装在悬臂上降尘效果最好。

经现场测试各种管材，最终确定HDPE风管材质较适合现场使用，HPPE风管采用铁丝固定在掘进机上即可。

按照每班掘进4m、过程尽量不停止施工更换储灰盒考虑，储灰盒尺寸宜为1m×1m×1m的方盒，材质选用木质。

悬臂式纵轴掘进机是一种使用较便捷且相较传统爆破方式较先进的工艺方法，在工程应用中具有良好的安全、进度与经济效益，值得广泛推广。但在应用时，由于降尘效果不良，导致悬臂式纵轴掘进机使用受限，采用本文中的创新降尘设备，可解决悬臂式纵轴掘进机的降尘问题，相信随着悬臂式纵轴掘进机的不断推广应用，此机械施工技术必将在某些领域彻底取代钻爆开挖施工工艺。