中国建筑第八工程局西南公司 重庆 400074
摘要：为保证久旱天气下土石方爆破开挖阶段现场清晰可见与周边环境干净整洁，需要对爆破过程中产生的爆破粉尘进行高效控制。本文以大面积爆破开挖工程为研究对象，通过分析此类工程面状尘源的排放特性，从预防和控制两方面抑制扬尘的有害效应，可供类似大面积爆破开挖工程借鉴。
关键词：久旱天气；爆破粉尘；面状尘源；水雾捕尘.
1引言
随着国家经济实力的增长，大幅推动了社会文化与城市建筑的发展。川、渝、贵地区多山地，其地质岩层坚硬，爆破开挖是土石方开挖阶段最为普遍且高效的施工手段。但是爆破引发碎石抛掷，大量粉尘四处飞撒引发一次扬尘。此外，久旱天气下地表干燥，大型机械施工作业卷起地面灰尘引发二次交通扬尘[1]。大量的大气颗粒物不仅对周边大气环境造成极大污染，还会影响当地居民和施工人员的日常生活和身体健康[2]。若疏忽管控，还将导致严重的扬尘问题，使得能见度降低，大幅增加安全事故发生率。本文着重研究久旱天气下爆破开挖的起尘根源及其防控技术措施。
2 粉尘分类及其危害
2.1粉尘分类
在《环境空气质量标准》中将悬浮于大气中所有粒径小于100μm的颗粒定义为总悬浮微粒（即TSP），是空气重大污染源指标[4]。粉尘则是属于总悬浮颗粒的一种类别，其粒径小于75μm。表1根据颗粒直径大小对粉尘进行划分。
表1 粉尘按直径大小分类
2.2粉尘对人体的危害
粒径在10μm以下的大气颗粒物（PM10）可吸入人体。粉尘越细小，越能深入呼吸道内，加剧对人体的危害[5]。0.25μm~10μm的显微尘可粘附在呼吸道内、0.25μm以下的亚显微尘一旦进入人体肺部则会沉积于肺泡与细支气管中，大量堆积时会诱发支气管炎症、黏膜糜烂、哮喘等问题，严重时还会导致呼吸道肿瘤[2]。此外，悬浮于空中的粉尘颗粒在分子间力、毛细力以及静电力的协同作用下具备粘附性[3]，使之形成气溶胶可作为新型冠状病毒(COVID-19)、流感病毒、腺病毒等的载体进行传播，对人体构成潜在危险[6]；另一方面，重金属离子（铅、砷、锰等）依附于气溶胶表面，被吸入人体将引发中毒。
2.3粉尘对机械仪器的危害
粉尘具备荷电性。带电粉尘吸附于精细的监测仪表、仪器上使其精确度大幅下降；另一方面其吸附于机械设备上使设备的运转部位磨损加剧，使用寿命将急剧缩短。
2.4粉尘对环境的危害
同性电荷相互排斥使粉尘滞留在空中的时间大幅增长，当空气中的粉尘长期处于较高浓度，会引发雾霾污染现象。另一方面，腐蚀性化学分子可吸附于气溶胶悬浮在空气中，将导致建筑表层遭受污染和腐蚀性破坏。
3 爆破开挖工程面状尘源产生根源
3.1面状尘源及其自身特性
大气污染源可根据空间排布分为点、线、面以及体状污染源[7]，其中面源是指在一定区域范围内，以低矮密集的方式自地面或近地面的高度排放入大气的污染源。本文主要针对于大型体育场馆、厂房和机场等大型综合体，其几何构造呈面状，故在爆破开挖过程中产生粉尘污染物将呈面状扩散，可称之为面状尘源。相较于点、线状尘源而言，面状尘源具备分散性、随机性以及广泛性；且面状尘源的排放相对隐蔽，不具备明确的周期性，这不利于施工扬尘的检测，给施工监控带来巨大困难。
3.2爆破粉尘产尘机理
爆破过程可划分为爆破前期准备、实施爆破以及爆破完成三个阶段，各阶段均产生不同浓度大小的爆破粉尘。
（1）在爆破准备阶段，岩层钻孔、炸药准备以及雷管埋置安放等施工作业过程中会产生少量的粉尘。
（2）爆破阶段是产生爆破粉尘的主体阶段。雷管引爆后产生高温高压膨胀气体，破坏岩层，大量的爆破粉尘在气体推动下将在空中扩散。爆破时爆破粉尘浓度可高达数千mg/m3[4]。
（3）据实测数据表明，若施工单位缺少有效的降尘措施，爆破后1小时，场地相对密闭环境内的粉尘浓度仍可维持在20~30mg/m3。此外，挖机和运车在施工作业中还会引发二次交通扬尘。
4 爆破扬尘防治管控
研究表明[8]：爆破粉尘的主要成分为SiO2、硅酸盐及粘土等，有良好的亲水性，故而一般采用湿式降尘法除尘。
4.1爆破前扬尘防控措施
爆破前扬尘防控以预防为主：
（1）清运残渣
为避免过多的残渣粉尘被爆破时的膨胀气体推动卷起，需把场地原有碎石和炮孔渣土及时清运。
（2）爆破开挖区预湿法
在爆破前，用水对地面初生和累积粉尘冲洗湿润；湿度后粉尘间会形成一种液桥力，受液桥力的牵引粉尘会相互凝聚，可有效阻止部分粉尘在空气中四处扩散。
4.2爆破中扬尘控制措施
爆破的过程是产生扬尘的主体阶段。采用预湿法直接撒水不易浸入土体内部，土体爆破时仍然存在大量的爆破粉尘。因此，需更高效措施进行除尘：
（1）多区段弱爆破
根据周边环境将爆破场地划分为多个区段局部起爆；以多次弱爆破的方式，分散释放爆破能量，尽可能减少对尘粒的冲击力。
（2）爆破孔洞灌水处理
在爆破孔洞中进行灌水。液态水形成水幕阻断了部分粉尘在空气中分散；粉尘吸水后颗粒相互黏合形成粉尘团，大幅度缩短了粉尘在空气中的滞留时间。
（3）雾炮机水雾捕尘
在爆破区红线外围处设立多台雾炮机，通过水泵高压水流形成水雾，充分利用水雾从外部对分散的爆破粉尘进行凝并与吸附，达到较好的捕尘效果。
刘峰[8]在其博士论文中研究发现，单位体积下水雾对扬尘的捕捉量存在着极限值：600~700mg；除尘效率在粉尘浓度到达极限值后会有所下降。因此，可在水中加添加剂使其形成泡沫状态，增大液体与粉尘的接触面，增强除尘效率。
（4）爆破区设立密目网防尘围挡
在爆破开挖区段外围设立防尘围挡。爆破时，防尘围挡可对部分横向扩散粉尘和飞石进行阻挡，有效控制近地面扬尘的扩散范围。
4.3爆破后扬尘治理措施
爆破后阶段主要针对于二次交通扬尘，撒水处理使场地渣土保持湿润，避免微小粉尘被大型运作机械卷起。此外，在施工场地进出口设立周转性洗车池，对出入车辆进行反复冲洗。
结束语
综上所述，在久旱天气下地表干燥开裂，土石方爆破开挖阶段将产生大量的爆破粉尘，不仅危害人体健康，还会对器械以及周边环境造成损害。若扬尘污染恶化，导致工期延误，将造成直接经济损失。因此，必须严谨对待扬尘污染问题；从预防和控制的角度出发，分析面状扬尘的起尘根源，针对自身特性拟定高效防控治理措施，控制排放量在最低限度。
参考文献
[1] 罗毅. 重庆市典型建筑工地扬尘排放特征研究[D]. 西南大学, 2017.
[3]刘泽常，王志强，李敏，等. 大气可吸入颗粒物研究进展[J].山东科技大学学报(自然科学版),2004,23(4): 98-100.
[4] 朱金华，夏军，梁钱福，等. 建筑物爆破粉尘控制[J]. 采矿技术, 2009(5): 125-126.
[6] 江浩顺，徐雄均，刁惠波，等．口腔治疗时空气中气溶胶细菌菌落的检测[J]. 中国慢性病预防与控制, 2015, 7(1): 34-35．
[7] 唐丽莎. 城市拆除爆破工程线状尘源扩散模型研究[D].武汉理工大学, 2015.
[8]刘峰. 爆炸水雾降除爆破拆除粉尘的研究[D]. 安徽理工大学, 2011.
作者简介：唐金琪（19950207），男，重庆市渝中区人，民族：汉，职称：技术工程师，学历：硕士研究生。