塔吊噴淋降塵系統(tǒng)在建筑施工中的應(yīng)用

宋世飛

摘 要：揚(yáng)塵污染問題是綠色施工中需要著重解決的問題。簡要分析了當(dāng)前施工企業(yè)常用的抑塵降塵措施，提出了新型的塔吊噴淋降塵系統(tǒng)，并詳細(xì)闡述了其工作原理和安裝施工要點。

關(guān)鍵詞：塔吊噴淋降塵系統(tǒng)；揚(yáng)塵污染；灑水面積；蓄水池

中圖分類號：TU974 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.159

在倡導(dǎo)綠色文明施工的大環(huán)境下，揚(yáng)塵污染問題依然比較嚴(yán)重。在西北風(fēng)猖狂的黃土高原，這一問題尤為突出。施工現(xiàn)場道路硬化、設(shè)置綠化帶、灑水車灑水是多數(shù)施工企業(yè)采取的常用方法。但是，在秋冬春季節(jié)，植被干枯或尚未長出，沙塵暴肆虐，揚(yáng)塵污染異常嚴(yán)重的情況下，以上處理方法并不能完全解決揚(yáng)塵污染問題。

1 揚(yáng)塵污染源

黃土高坡土質(zhì)疏松，臨近西伯利亞，西北風(fēng)頻繁且風(fēng)力較大。當(dāng)風(fēng)力達(dá)到二三級時，便可形成揚(yáng)塵污染。這是建筑工地的主要污染源之一。另外，還有土方開挖后灑落在地面上的灰土、水泥和建筑廢棄物形成的粉末等。

2 解決揚(yáng)塵污染的常用措施

2.1 密目網(wǎng)遮蓋

在污染源上遮蓋密目網(wǎng)是目前比較常用的方法之一。但是，使用這個方法存在以下3個問題：①占地面積比較大的施工場地將耗用大量的密目網(wǎng)，成本比較高；②密目網(wǎng)結(jié)實度低，容易破損，污染源容易從破損處散發(fā)出來；③密目網(wǎng)只能控制被遮蓋的污染源，散在空氣中的污染源仍然存在，影響著環(huán)境質(zhì)量。

2.2 道路硬化

施工現(xiàn)場道路硬化是防止揚(yáng)塵污染較好的方式之一，但是，仍然無法有效處理落在道路表面的污染物。另外，工人還要定期清理路面。這樣做，不僅增加了人工費(fèi)用，還提高了施工成本。

2.3 設(shè)置現(xiàn)場綠化帶

現(xiàn)場綠化帶面積有限，除塵效果不好，冬季效果更差。

2.4 灑水車灑水

灑水車灑水只能抑制地表粉塵，彌漫在空氣中的粉塵仍然無法清除，且需配備專職灑水車司機(jī)，增加了施工成本。

3 塔吊噴淋降塵系統(tǒng)的工作原理

3.1 系統(tǒng)簡介

塔吊噴淋降塵系統(tǒng)是安裝在塔吊上的灑水系統(tǒng)，利用塔吊自由旋轉(zhuǎn)的功能達(dá)到現(xiàn)場360°降水除塵的目的，如圖1所示。與普通噴嘴水霧降塵系統(tǒng)相比，塔吊噴淋降塵系統(tǒng)降水比較高，水壓比較大，容易吸附彌漫在空氣中的粉塵、顆粒，達(dá)到完全除塵的目的。同時，它還可用于混凝土養(yǎng)護(hù)。

利用高壓水泵將蓄水池中的水提升到塔吊懸臂噴頭處，噴出的水滴與空氣中的固體粉塵黏結(jié)，增加其重力而使其自由下落，物理學(xué)上稱其為重力沉降。由于粉塵等固體顆粒物在空氣中呈弧線運(yùn)動，無法驟然改變運(yùn)動方向，所以，當(dāng)其向噴灑而出的水滴運(yùn)動，并與其有一定距離時，便開始繞著水滴所形成的拋物線做繞流運(yùn)動。粉塵等固體顆粒物與水滴發(fā)生碰撞時，塵粒便會與水滴接觸濕潤，并被攔截下來，物理學(xué)上稱之為攔截補(bǔ)塵作用，具體如圖2所示。

3.2 灑水面積的計算與控制

隨著層高的增加，塔吊逐漸頂升。同樣壓力的水，不同高度的噴頭（或塔吊），噴灑出的水滴流量面積是不同的。噴頭噴發(fā)出的水滴以錐體的形式灑落于地面，錐體中心線與地面的夾角稱作霧化角，用α表示，噴頭高度用h表示，則每個噴頭的噴灑面積為：

S=3.14（h×tanα）2. （1）

霧化角、流量分布情況如圖3、圖4所示。

3.3 智能噴淋系統(tǒng)

施工時，需要安裝自動控制系統(tǒng)定時定點對施工現(xiàn)場進(jìn)行噴水降塵。例如，從早晨6點開始到下午8點為其工作時間，每小時噴灑1次，每次噴水5～10 min，無需人工控制。這樣做的目的是時刻保證現(xiàn)場環(huán)境的質(zhì)量。

4 塔吊噴淋降塵系統(tǒng)的安裝

4.1 安裝的技術(shù)難點

在安裝塔吊噴淋降塵系統(tǒng)時，遇到的技術(shù)難點是：①持續(xù)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械連接輸送管道是承壓水輸送的關(guān)鍵，如何保證持續(xù)旋轉(zhuǎn)和防滲漏嚴(yán)密性是其技術(shù)難點。在施工過程中，可以采用卡箍式可曲撓橡膠接頭和彎頭解決這個技術(shù)難題。②在噴淋降塵的過程中，要保證塔吊仍然在持續(xù)工作。在工作過程中，塔吊振動極大，而供水管道則需要在一個相對穩(wěn)定的環(huán)境中工作。將聚乙烯（PE）管或PP-R管作為承壓水送水管道，采用柔性連接的方法，防止因硬性連接而造成連接件崩裂的狀況發(fā)生。③該噴淋系統(tǒng)需要自動識別現(xiàn)場揚(yáng)塵情況，因此，要增加智能控制系統(tǒng)的自動識別。供水管道的冬季回水和雨天停止噴灑是其另一個難點。鑒于此，應(yīng)增加防凍溫控系統(tǒng)和雨天感應(yīng)系統(tǒng)。

4.2 系統(tǒng)的安裝

4.2.1 蓄水池的埋置

將蓄水池埋置在塔吊底部，頂蓋高于地面300 mm左右。如果采用無頂蓋蓄水池，池深不得超過1 500 mm。蓄水池箱體要水平安裝，基坑底面要平實。

4.2.2 水箱給水、浮球閥安裝

進(jìn)水管進(jìn)入蓄水池后，彎曲90°左右變?yōu)樗剑c浮球閥連接，并且要嚴(yán)格控制溢水口高度，以免影響浮球閥的靈敏度。

4.2.3 高壓水泵的安裝

將高壓水泵安裝在蓄水池附近，或安裝在水箱支架上。在安裝之前，要嚴(yán)格檢查設(shè)備和材料，檢驗設(shè)備是否存在損壞和銹蝕的情況。同時，要檢查零部件的完整性，看其是否缺損，檢查完畢方可安裝。水泵進(jìn)入立管處應(yīng)安裝壓力表和止回閥。另外，二次增壓泵安裝在塔吊機(jī)身頂部供水立管與水平橫管的連接處。當(dāng)蓄水池附近的高壓泵壓力足夠時，可不安裝二次增壓泵。

4.2.4 供水立管和水平管的安裝

供水管材采用聚乙烯（PE）管或PP-R管，采用熱熔方式焊接。熱熔焊接前后，要用潔凈棉布將加熱面擦洗干凈，并銑削焊接面，使其與軸線垂直。焊接時，要嚴(yán)格控制溫度變化，加熱面溫度保持均勻。在保壓冷卻期間，不得移動焊接件，或在焊接件上施加任何外力，確保無應(yīng)力焊接。焊接完畢后，需按照規(guī)范要求進(jìn)行質(zhì)量檢測。

4.2.5 卡箍式可曲撓橡膠接頭的安裝

供水立管與噴水橫管之間要使用卡箍式可曲撓橡膠接頭連接，上部安裝90°直角可曲撓橡膠彎頭，用于補(bǔ)償立管與橫管之間的位移。

4.2.6 噴頭安裝

噴頭的安裝是塔吊噴淋系統(tǒng)的重中之重。

4.2.6.1 噴頭材料的選用

如果選用定制型卡口噴頭，可選用PP材料制造，型號為YWYT-BB-1/4-6.5-PP，或者選用定制型卡口噴嘴，卡口噴嘴只需在支管上開孔即可。定制型卡口噴頭的噴霧形狀為實心錐形，覆蓋面為實心圓形，其獨特的葉片設(shè)計和流量通道提供均勻且細(xì)小的水霧滴，如圖5所示。

4.2.6.2 噴頭的安裝與控制

定制型卡口噴嘴沿塔吊敷設(shè)在水平橫管上，間距為2～3 m，并以60°實心錐形的方式噴灑。每個噴頭都由一個開關(guān)單獨控制，可以選擇性地噴灑，避免因某一噴頭損壞而導(dǎo)致其他噴頭無法正常工作的情況發(fā)生。同時，也避免因為過度噴灑造成水資源浪費(fèi)和現(xiàn)場泥濘。在這一過程中，缺點是電網(wǎng)管線使用得比較多，施工過程比較復(fù)雜。

4.2.7 智能控制系統(tǒng)和線路的安裝

該噴淋系統(tǒng)需要安裝智能控制系統(tǒng)，分析、預(yù)報警和自動調(diào)整現(xiàn)場揚(yáng)塵情況、噴灑時間和系統(tǒng)故障。另外，每個噴頭安裝一條單獨的控制線路，然后接入智能控制設(shè)備中，自動接受其打開或關(guān)閉的指令并工作。

4.2.8 防凍溫控系統(tǒng)的安裝

在管道、噴頭和控制閥處纏繞管道伴熱帶，利用伴熱帶產(chǎn)生的熱量保持管道內(nèi)部溫度，防止管道內(nèi)余水結(jié)冰，影響系統(tǒng)的正常使用。同時，也可以采用聚氨酯材料包裹管道，以便保溫。

4.2.9 雨天感應(yīng)系統(tǒng)

為了實現(xiàn)良好的降塵效果，控制施工現(xiàn)場的含水量，可在控制系統(tǒng)中增加雨天感應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)遇到下雨天時，傳感器傳遞信號給控制系統(tǒng)，關(guān)閉控制閥，避免水資源的浪費(fèi)。

5 試運(yùn)行和調(diào)試

噴淋降塵系統(tǒng)安裝完畢后，必須試運(yùn)行。首先要進(jìn)行的是強(qiáng)度和嚴(yán)密性測試，分為沖洗和試壓兩部分。試壓需要2個及以上的壓力表，壓力表的精度要求在1.5級以上，量程要達(dá)到1.5～2.5倍的實驗壓力值。水壓強(qiáng)度的測試點應(yīng)設(shè)置在管道壓力最高處，注意該點壓力可以達(dá)到1.5倍設(shè)計工作壓力。由于部分設(shè)備器件的安裝順序或安裝位置等，無法參與沖洗和試壓，所以，需要對其進(jìn)行隔離或拆除保護(hù)。

另外，在系統(tǒng)試運(yùn)行和調(diào)試的過程中，要詳細(xì)記錄噴淋系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并存檔，包括開機(jī)時間、浮球閥供水情況、用水量、耗電量、噴頭工作狀況等，以便及時進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。同時，還要記錄水壓和噴淋效果，隨時調(diào)整噴頭角度。通過測試，正確評估系統(tǒng)的噴灑均勻度、用水量，及時修正。如果測試結(jié)果不合格，需要降低壓力、排凈水分，排查原因，修理、調(diào)整，甚至重新安裝，直至合格。

6 相關(guān)注意事項

在施工過程中，要注意以下幾點：①該噴淋系統(tǒng)噴灑用水可采用基坑降水、地下水或收集的雨水，但不建議循環(huán)用水。因為循環(huán)用水中含有大量粉塵等污染物，容易造成二次污染。當(dāng)水量不夠時，可用自來水補(bǔ)充。②使用具有相應(yīng)資質(zhì)的單位和人員安裝。③在輸送水流的過程中，容易產(chǎn)生靜電，所以，應(yīng)做好接地連接。④塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加節(jié)時，供水立管應(yīng)同步接長。另外，要計算好垂直供水管的長度和根數(shù)，每根長度以塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度為宜，這樣有利于同步。⑤根據(jù)現(xiàn)場污染程度確定噴灑次數(shù)、噴灑間隔和噴灑時間，不能出現(xiàn)地面泥濘的情況。壓力泵必須達(dá)到要求壓力，將蓄水池中的水送至指定高度。

7 結(jié)束語

塔吊噴淋降塵系統(tǒng)的應(yīng)用能進(jìn)一步推動建筑施工的文明化進(jìn)程，是綠色施工的重要組成部分。其取材方便、成本低，且可充分利用基坑降水、地下水資源或雨水，節(jié)約用水，適合在施工企業(yè)中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕