公路施工密目網覆蓋法揚塵抑制機理范文

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摘要：大氣污染治理是污染防治攻堅戰的首要內容，也是當前環境保護面臨的重要問題。攝制大氣中的顆粒物，保持空氣質量持續達標，始終是環保治理工作的重要任務。公路工程施工的動土面積大，路基工程土方作業、結構物工程作業、碎石等散狀顆粒物堆場等，給公路工程施工現場的大氣污染治理帶來了很大的難度，根據當前環保政策及治理要求，普遍都要求公路工程施工做到施工現場100%覆蓋。本文就從對當前公路工程施工現場產生揚塵的原因進行分析，并對常見的密目網覆蓋機理進行探討，以期對公路工程施工現場大氣污染治理提供科學依據。

關鍵詞：公路工程施工；揚塵；治理；覆蓋

引言

由于公路工程施工作業線長，路基開挖、回填、翻曬、摻灰、碾壓等工序復雜，動土程序多，施工作業面受自然界的大氣風速、溫度影響較大，相比固定場地的其它建筑工程，公路工程施工現場的揚塵治理難度較大。當前，包括公路工程施工現場在內的建筑施工現場都要求做到用密目網進行覆蓋，密目網是一種多孔障礙物，在其背面可形成低風速區，從而減少粉塵運動，對于公路工程施工現場起塵與擴散具有良好的制約作用，其防塵效果已廣泛得到公認。本文從公路施工現場揚塵產生的原因進行分析，進而對密目網覆蓋法進行治理揚塵的效果進行分析，用以指導公路工程施工現場的揚塵治理工作。

1公路施工揚塵產生的原因分析

公路工程施工現場這所以產生揚塵，主要原因有兩點，一是在施工現場地面存在一定量的分散狀態的細微顆粒，這種顆粒的含水量較小，當受到外力，如車輛通過、風吹過，產生空氣的壓力差，從而使一些離散狀態的顆粒被帶到空氣中，產生揚塵。施工現場易產生揚塵污染的物料主要有水泥、砂石、灰土、建筑垃圾、工程渣土等。具體來講，除了因風吹而產生的空氣流動對地面造成影響外，公路工程施工時，較容易產生揚塵的過程主要有以下幾方面：土方開挖過程中，由于土體中的水分較少，土體不能粘接形成塊，受開挖機構的擾動，會產生一部分揚塵；土方裝卸過程中，土方裝入運輸車輛或進行卸落過程中，土方由于從高處自由落下，一些干燥顆粒會產生揚塵；道路或便道未清掃干凈或未灑水，車輛通過帶動空氣流動，從而產生揚塵。

2當前公路施工現場采取的防治措施

當前，對公路工程施工現場采取的主要大氣污染防治措施，從根本上講，有兩個途徑：一個是減少塵土，清掃塵土或增大其含水量使顆粒粘結不至起塵；另外就是減小對施工現場的擾動。具體來講，當前公路工程施工現場的大氣污染防治措施有：把施工區域用圍欄封閉按規定設置圍擋，確保整個施工區域與外界充分隔離。對施工運輸車輛、挖掘機械等出入工地時，進行沖洗輪胎履帶，防止將泥土、塵土帶出工地或帶進主路便道。對施工便道進行硬化處理，確保無露土現象，以達到防塵控制要求。對道路清掃作業，增加灑水頻次，以保持路面的濕潤。建筑材料堆放時做到堆積方正、底腳整齊干凈，并將周邊及上方拍平壓實，然后用密目網罩進行覆蓋，砂石料如過于干燥，應及時進行灑水。水泥、石灰等建筑材料采取密閉運輸和密閉存放。對施工現場大面積裸露的土壤，采取密目網覆蓋。

3地表密目網覆蓋抑制揚塵原理

用密目網對露天的土壤進行覆蓋，其主要防塵原理是：密目網能夠控制和改善被覆蓋土壤上方的風流場，減小被覆蓋土壤區域的風速，減小被覆蓋土壤區域風流場的紊流度。強風吹過密目網后，僅有一部分來風能夠透過密目網，并且這部分能夠通過密目網的風流，它的機械能產生部分衰減，由高速風流強制改變為低速風流。與此同時，這部分風流在密目網前，由大尺度、高強度旋渦，經過密目網的阻擋和干擾，被衰減、梳理成小尺度、弱強度旋渦。通過密目網后，這部分低速、弱紊流度風流掠過土壤表面，形成低風速梯度、低風速旋度，弱渦量和弱紊流度的局部流場，使補覆蓋的地表起塵量大幅度減少。強風只能部分透過密目網，而大部分風流被向上排開，與主風流在密目網上訪沖突，形成更高速風流，這部分高速風流與緊鄰下方網后的低速風流速度差很大，沿下游形成風速梯度大，旋渦強度很高向低處發展的較長的條帶區。雖然存在風速較大的條帶區，且條帶區風速梯度很大，旋渦強度高，但是由于密目網對裸露地面進行全覆蓋，且網眼密，基本起到了隔離作用，條帶區的氣流對密目網以下的土壤擾動有限，起到了覆蓋密目網能夠抑制揚塵的作用。

4地表密目網覆蓋抑制揚塵機理分析

密目網覆蓋防塵的機理，是其能夠對來流風起到阻礙作用，以及網狀結構的摩擦作用，對來流風造成能量損失，一般情況下，對地表進行密目網覆蓋后，將造成網下的平均風速降低，密目網多孔的結構，對來流風中的大強度就蝸旋起到過濾作用，從而降低密目網下的紊流度和風速，把高速風流轉化為低速風流，穿過密目網后，更分流、梳理成小尺度、弱強度的旋渦，從而達到抑塵的目的。

4.1地表起塵量與風動能損失的關系

要減小強風動能，使其能夠最大程度的減小對地面塵土的擾動，最好的減小風動能的方法不是完全堵截，僅僅降低風速把風引向其它方向，不損失風的動能，也不能最大限度地減少現場起塵，如施工現場的全封閉金屬板圍擋，只能對現場封閉，而不能從根本上減小起塵。正確的方式是順勢而為，讓一部分強風的氣流經密目網進入庇護區，在改變風向的同時，使紊亂的風流相互作用相互抵消動能，這樣風的動能損失最大。

4.2地表起塵量與風的湍流度的關系

在地面土壤表層，受氣象、地形等因素的影響，現場風具有陣發性，容易形成漩渦風，使現場起塵量增加。試驗證實，“密目網”對較大的漩渦風具有破碎和衰減效果。減小現場風的脈動速度，從而減少現場起塵，根據經驗，“密目網”的網眼越密，其對風的脈動速度降低的程度更明顯。一般來說，施工現場采用2針的密目網能夠有效的降低風的脈動速度，且多邊形網眼要比規則的四邊形的網眼，在降低風的湍流度的效果好。

4.3地表起塵量與風速的關系

經過相關的實驗，可以得到，“密目網”防止起塵的根本機理，還是通過降低外部來風的風速，從而損失和減小、抑制風的動能，以避免外部來風形成動能較大的渦流，從而減少風的湍流度。根據空氣動力學原理，當風通過由密目網時，密目網下面會出現分離和附著兩種現象，形成上、下干擾氣流，降低來流風的風速，較明顯的減小來流風的動能，減少風的湍流度，消除來流風的渦流，從而達到減小對地表的擾動，抑制地表起塵。根據露天料堆粉塵擴散規律的試驗研究，料堆起塵量與風速之間的關系如下公式所示：式中，Q為料堆起塵量；V為風速；V0為起塵風速；a為與粉塵粒度分布有關的系數；n為指數（n＞1.2）。從公式可以得出：地表起塵量Q與風速差（V-V0）的高次方成正比。由此，降低料堆場的實際風速是減少地表起塵量的最有效方法。從公式還可以看出，要使起塵量Q變小，主要的辦法是降低“V-V0”差值。對施工現場地表用密目網進行覆蓋的目的是將V變小，增加地表的含水量是將V0變大，從而使“V-V0”的差值變小，以達到抑塵的目的，與施工現場要求灑水降塵的規定相吻合。

5密目網抑塵的應用

一般來說，密目網網眼大小與綢密，決定了風流通過量，也決定了抑塵效果。密目網的規格以針計，就是在一英寸的范圍內由幾根緯絲組成的網子。實踐表明，2~3針的密目網可以起到很好的降風抑塵作用，雖然網眼越密，抑塵效果越好，但網眼密度大也會造成成本加大，造成浪費。按目前環保政策要求，對施工現場裸露土壤要實現100%覆蓋，其做法當然是來源于對環境保護的嚴格要求，但是對于剛開挖出的含水量較大的粘結的塊狀土壤，如果是及時清運或使用，可以暫時不覆蓋，因為剛開挖的土壤含水量大，起塵風速也相應很大，風力不大的時候不易起塵。由于密目網的材質為由高密度聚乙烯，通過加溫抽絲編制而成，在普通的環境下難以降解，如覆蓋后不及時回收處理，將會對環境產生較大的污染。根據經驗，一般密目網6個月會產生老化現象，隨之會產生破洞，扯爛現象。如密目網因損壞失去效用，則應進行徹底回收，集中加以專業化處理再生應用。實際應用中，每6個月要及時對密目網進行清理更換。公路工程施工中，如果長時間不用的堆土或已成形的公路邊坡，可以采取綠化等形式進行防塵，以減小環境污染。公路工程施工料場、散料堆場、拌和場區域，由于機械運輸、裝卸、上料等主動式擾動，不建議使用密目網覆蓋，可以建設防塵擋墻，或建設全封閉的大篷，并輔以噴淋，以達到抑塵目的。

6結論

在公路工程施工現場，通過覆蓋密目網雖然能夠較好的抑制現場揚塵，但是公路工程施工現場面積大，鋪設密目網會產生一定材料和人工成本，且如不加以回收，會對環境產生破壞，目前公路工程施工現場對密目網的使用還只是一次性，如何通過鋪設方案達到周圍應用，仍是應該研究的課題。實際應用中，還需要與灑水、清掃、硬化等措施綜合使用，以期達到較好效果。

參考文獻：

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作者：楊波 張玉會 單位：駐馬店市公路工程開發有限公司