地铁隧道湿形成及去除方法研究

路翠红

【摘要】地铁是我国主要交通工具之一，近年来，我国为进一步缓解交通压力，地铁隧道的建设数量逐渐增多，但随之也开始引发诸多问题，其中较为常见的便是潮湿问题。潮湿不仅会影响地铁车辆的正常行驶，还会限制工作人员的个人健康，为从根本解决地铁隧道潮湿问题，论文以天津地铁6号线二期工程中相关隧道潮湿去除意义为基础，深入研究地铁隧道潮湿的形成原因，继而提出科学去除地铁隧道潮湿状况的有效方法，以及为相关人员予以参考。

【关键词】地铁隧道;潮湿形成;去除方法                                       【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.067

引言：

在地铁施工期间，潮湿问题会影响施工进度、质量和安全。在地铁建设后期，地铁出入口人员较多，对人身安全有潜在影响。为有效控制地铁空间的相对湿度，应在地铁线路沿线布置地铁隧道工程专用除湿机。解决地铁工程的空气问题，确保施工进度和质量，是关系到地铁工程安全的重大问题。

1、地铁隧道潮湿去除意义

隧道工程若存在长期潮湿的状况，会诱使构造钢筋混凝土的内部可能存在少量的酸性氢氧化钙沉淀，致使PH值迅速变小，易导致钢筋混凝土构造体系中的钢筋发生严重锈蚀，并将会迅速加快构造混凝土内的弱碱骨料的反应，从而进一步影响混凝土到隧道构造体系的安全，缩短了盾构工程设备的实际使用年限。如工作人员长期在阴暗潮湿闷热的工作环境中，将会极大影响到人员身体健康。同时若用于仓库储存各种物资，则更容易导致仓库物资受潮变质，甚至长期变质破损或受潮失效。

此外，隧道长期潮湿需要常年连续采用机械措施排水，长时间使用抽湿机干燥或定期用化学吸湿剂进行除湿，这样会导致巨大的能耗资源损失，成本飙升。一旦发现因输水隧道结构内部环境过于寒冷潮湿从而引发水渗漏状况，不仅直接会引使地下输水量迅速流失，提高工程输水系统成本，并且直接会引起输隧道及周边的土壤迅速坍塌，形成岩溶空洞，危及地下输水工程隧道整体的岩土构造及其安全。因此，开展有关特种混凝土地下给水工程中渗漏岩溶水的治理与技术应用的系统调研、分析、研究及提出系统可行方案的工程实行治理方案，进行技术工程集成应用，是一项具有重要价值的科学研究工作。

2、地铁隧道潮湿形成原因

2.1通风原因

生产过程中的通风使用主要包括：人体和设备的防潮。根据测定，在25℃时，中等工位的人体水分量约为200g/h。设备除湿包括生活用水和洗涤用水的蒸发及扩散，通风时带入空气的湿度也是主要因素。

2.2自然原因

隧道开挖过程中地下水位因素对地下隧道开挖作业会产生直接影响。从流体力学的角度分析，隧道开挖会破坏地下水的固定流動状态，一般由高压水流产生的水压力相对较低，但由于人工开挖隧道工程处于低压水流区，周围水体的一些力学性质发生了变化，而周围地下水的流动水线是主要的变化，隧道底部衬砌层的渗漏则是对水环境构成严重破坏的重要原因。隧道工程会受到地层水总渗透系数、地下水相对水位以及隧道渗透断面尺寸等相关参数的影响，直接影响整个隧道项目本身周边环境水压力，此外，因大气降水原因，地铁隧道在施工过程需要深入地下，当降雨量过大时，很可能在地铁隧道内部形成积水，这些积水既能威胁到民众安全，还会限制地铁车辆的正常行驶，当地铁隧道内长时间存在积水后，必然会导致隧道之中形成大面积潮湿现象，由此可知，自然条件是导致地铁隧道潮湿形成的主要原因之一。

2.3气候原因

由于用户所在城市区域的性质不同，地铁供电系统与设备所在区域对应的特定气候环境不同。在设备运行中，内部空气对流的温度环境条件会有不同的天气变化，夏季高温一般情况下都有，因为持续高温和过多的雨水，变压器室的工作状态通常是为了快速排除部分空调的热量，可能会需要通过通风口和风机及其他设备给中央空调系统进行局部通风和冷却，但通常这样的一些操作行为也会间接的导致外界一些过于潮湿，或寒冷的有害空气介质直接进入空调设备系统。这种情况主要是因冷空气在设备周围流动时，很容易对设备运行造成直接影响，若设备长时间处于运行状态，内部温度必然会高于地铁隧道中的实际温度，这时，当冷空气侵入到设备内部时，就会与其内部温度形成温差，在温差作用下设备内部很可能形成大量水滴，这些水滴既会降低设备的运行效率与实际性能，还可能导致外壳或绝缘部件出现潮湿状况，最终促使设备无法在地铁隧道中继续运行。

3、地铁隧道潮湿去除方法

3.1灵活运用除湿设备

目前，最常用的防潮除湿设备主要有工业除湿机和空调，其中空调的制冷功能是其最大的特点之一，主要在于其能够轻松、及时、准确地自动控制冷热对外界环境温度的变化冷热，这类防潮除湿设备在我国较为常见，部分设备还具备诸多独特功能，其也是一种使用蒸发器制冷的原理，是指风冷除湿蒸发器与冷凝器制冷原理相结合，室内污染干燥，在夜间空气经过低温的蒸发器，整个室内空气温度通常会减少在0℃附近的时间线下面，空气中蕴含的大量杂质与其他分子，也将在处理过程中逐渐沉淀、蒸发，这样便可在地铁隧道中起到防潮除湿效果。而除湿机主要指的是一种使用的制冷剂空调风扇将与室外空气吸入同时过滤，然后沉积在空调蒸发器表面材料和可实现空调蒸发器一种物理型冷却加湿或物理除湿，空调型除湿机结构中的关键部件主要由空调压缩机、风扇和控制器单元组成，通过制冷的空调风机先从室外或室内，将空气直接吸入过滤器之中，这样过滤器便可对吸入空气进行反复过滤，最后将过滤后的空气排入其中，以达到为空调壁上的蒸发器降温，进而达到空调系统的制冷或除湿直接制冷的目的。空气系统中可能含有杂质的低饱和水会迅速凝结，并在短时间内以类似凝结晶体的形式析出，降低周围空气环境的平均实际相对湿度。通常，空气中的杂质和湿气在冷却、凝固过程中，可能会逐渐在除湿机内部被吸收，这时，地铁隧道内部的空气流通情况，以及内部干燥度、温度的多方面基本相同，也可能在设备热量的影响下促使局部温度受到影响。此外，在地铁隧道中应用除湿机时，需要定期使用冷凝器针对内部空气进行循环制冷，保证地铁隧道中的实际温度得到有效改善，切实发挥除湿机的作用价值，彻底去除潮湿对地铁隧道造成的实际影响，降低地铁隧道中潮湿状况的形成几率，为地铁隧道的正常运行予以相应保障。

3.2提前做好排水处理

在工程设计初期，要考虑和解决的重点之一是尽快解决隧道山体表面局部渗水问题，采取措施避免向地下或隧道内灌泥。当地铁隧道项目进行前期调查、设计，或已经开始着手挖掘作业时，如果有显著的透水性流现象，应及时对其展开进一步调查，若能在调查过程中确定水源便代表其属于地下水，若无法确定水源便代表其属于地表水，这时，便可采取有效措施对源头进行堵塞，尽量保持相对于整个表面，如果地表仍有明显的遗留或有较大的坑槽，日后将导致水洞甚至塌方灾害事故发生的可能性要求会变得非常高。对于岩溶地下水，应准确找到出口点，进行合理、安全、高效的人工排水堵漏系统建设。

此外，如果岩溶地下水压力应力过大，应考虑将地下水直接泵入地下或将排水井灌入永久地下形成的地下排水管道系統的井体中。开挖施工合格后，如遇墙体、屋面拱处有明显的渗水渗漏区域，应尽可能避免喷射水泥混凝土地面，或覆盖层在处理之前，将预测渗透孔橡胶软管或塑料盲沟及其他特殊地区地面排水和排污系统相互连接，并使用钢螺钉螺栓固定牢固，在早期开挖的预制混凝土柱基础上进行注水堵漏的临时支撑件，将临时排水管形式直接引入拱脚，可作为临时不开挖的永久性排水，将喷水系统直接导致内外洞穴的入口，第一个是新开挖，开挖临时或永久排水管道系统安装完成后，验收和存储，自动喷水灭火系统是直接连接到排水孔。

3.3科学挑选去湿方法

（1）溶液去湿

溶液除湿是利用一些具有高度吸湿性的自然溶液本身能够充分吸收空气分子中多余的微量水分，并快速对外界空气进行除湿和冷却的科学方法，这种方法可以实现等温冷却除湿过程，即使释放可用的高温冷源采取除湿潜热，而对解决方案要求较低的再生热源温度，也可采用低档热驱。解决方案除湿空调节能技术是目前中央空调的主要特点，通过解决方案除湿+形成新型组合的高温冷水机组供暖空调系统已应用于公交地铁、这种复合干燥剂空调系统能完全独立于环境温度和温湿度控制，该机组与冷凝式空调系统的接线及运行方式基本相似。设备及管理维护室主要采用解决方案新风机组系统和干式风机盘管机组。站台及站台厅均采用解决式新型进气单元。

（2）石灰去湿

石灰有非常强的保温和吸湿防潮作用。如果室内潮湿的地方也存在大量水分，可使用石灰撒在地铁隧道中的潮湿部位，待几天后再次铺撒一层石灰，这样便可有效消除地铁隧道中的水分。此外，还可将石灰放置在地铁隧道中的受潮部位，这样能够将隧道中的湿气快速集中，降低潮湿对地铁隧道的实际影响。

3.4控制隧道内部温度

为营造出更加干燥舒适清洁的地下施工环境，要求隧道系统内地面的空气温度必须低于25℃。在施工隧道内施工对隧道风速的具体技术要求分别为：开挖隧道全隧断面时应≥0.15m/s，开挖地下部分坑道时应≥0.25m左右/s;在隧道内施工对施工风量的技术具体指标要求依次为：在掘进施工隧洞的施工过程中，每位掘进施工操作人员能供给隧道的最大新鲜空气量至少应是≥3m/min，在内燃机械施工过程中供应的风速应该≥3m（min kW）。

3.5注意通风合理性

（1）从压入式巷道掘进工作面施工为直接通风方式的施工优势分析，可充分实现最直接的巷道掘进工作面隧道快速进行大量的巷道空气清新无公害，对工作面巷道掘进更加明确的研究中，施工通风技术应值得进一步发展和推广，但也是最致命的缺点和问题之一，因为其最终会导致从工作面掘进巷道的巷道空气循环系统必然会流入大量的巷道空气污浊，在考虑应用模式时也最好避免使用在要求大直径、大功率设备的大型挖掘机上。

（2）抽风机排气通风设计方法及其性能，其排风流向显然是与正常压力方向风的方向，这通常是由于烟雾运动的方向风速度太慢，在任何工作面的范围内通常也会很容易，一般不建议在实际安装前或在监督安装期间单独使用。

（3）混合传动系统采用风机复合通风介质输送的设计方式，将传统的吸入式混合通风方式与压力机结合在一起，在几乎所有的复合风机设计中都具有性能优势，但由于风机的设计是对风机管道的，管道系统设施的设计要求更广泛的应用范围，是一种特殊的适用于要求风机直径小的设计应用范围内，如果在鼓风机管径大小和设计本身要求的场合比较电机功率需求因素有过大直径的情况下，其使用经济性相对较短。

（4）尽量增加隧道对各种平行掘进隧道通风的合理利用，这3种方式主要是可应用于某隧道在施工区段长度相对较窄和较大的一些隧道工程环境中，通风在设计和使用中的应用效果主要是完全可以通过工程对其内部环节风的管理和通风水平的控制来做出综合决策。如果隧道施工的长度和断面比较窄大，但隧道内基本没有平行隧道，则可以选择采用风墙隧道的通风方式。

（5）在选择各种通风系统设备时，要处理好各种风道系统的连接，尽量减少漏风率。

（6）进一步加强隧道土建全过程系统的全面通风维护管理，定期安装检测仪器和通风维护设备，注意加大土建施工环境通风质量检测，提高建筑通风的经济合理性和经济可行性保证效果。

（7）当车站没有通风条件或发生大面积的湿度，建议总承包商采取临时通风设施，如轴流式通风机，这类设施可以保证地铁隧道中的空气正常流动，降低地铁隧道内部的实际温差。车站大厅通过布置风机形成循环，站台通过风机增加气流。吹向区间布置如上图1。

结语：

隧道防潮除湿方法要做到防患于未然，重点考虑防潮施工必须对工程设计方法进行准备，要深入研究，全面细致地勘察水文地质条件和理论基础，从地下工程系统的综合设计、合理的结构系统的综合设计、材料结构质量的选择、施工设备技术的严格控制等方面进行合理的防潮设计。防潮隧道的设计与施工要注意全方位的科学设计，考虑到地表水、地下水环境以及一些人为破坏的自然因素，遵循隧道工程的防潮施工原则，精确的级配计算，方案经济可靠，施工程序简单，经济设计合理。

参考文献：

[1]王正仲，张素磊，陈德刚.基于对应分析模型的地铁隧道施工诱发地面塌陷主成因挖掘[J].青岛理工大学学报，2020，41（5）：110-116.

[2]王海涛，李彬，曹荟娟.室外空气对地铁隧道烟气返流长度的影响[J].消防科学与技术，2020（6）：768-771.

[3]吴贤国，刘鹏程，王雷，陈虹宇，张立茂.基于三维激光扫描地铁运营隧道渗漏水监测及预警[J].土木工程与管理学报，2020，37（1）：1-7.

[4]李国勇，陈钦.硫酸钠腐蚀对地铁隧道衬砌混凝土强度影响的试验曲线研究[J].市政技术，2020，38（3）：283-285.

[5]施有志，林联泉，徐建宁，秦佳佳.增湿条件下膨胀土隧道近距离下穿既有地铁车站施工力学分析[J].铁道科学与工程学报，2021，18（1）：200-210.

[6]冯赟杰，李明扬，何博，张中华.地铁隧道盾构施工通风系统优化及应用[J].工业技术创新，2021，8（1）：144-148.

[7]黄俊，董飞，李奥，陈宁威.大直径过江盾构法隧道渗漏水状态及影响因素分析[J].隧道与轨道交通，2021（S02）：21-26.

[8]周卫民，陈皓，韩瑞萍，张芳芳，任艳.昆明地铁6号线站台层空气及车厢运营前卫生检测分析[J].中国卫生产业，2020，17（13）：163-165.