干货分享：塔吊喷雾降尘施工工法的研究

随着城市建设步伐的不断加快，为了能更加有效地控制施工现场的扬尘污染，利用塔吊进行高空喷雾，自上而下全方位的降尘方案成为我们思考的方向。经过一年多的研究和实验，逐步形成一套完整的施工技术方案，并成功应用到本公司的两个建设项目中，达到了很好的控尘、降尘效果，受到了主管部门的一致认可，现总结出“塔吊喷雾降尘施工工法”与同仁探讨研究，旨在更加有效地控制施工现场扬尘污染。

塔吊喷雾降尘的可行性及特点

塔吊旋转半径覆盖范围广，可完整覆盖施工现场各个区域，塔吊在工作时呈360 °旋转，以QTZ40 塔吊计算，其旋转一圈覆盖的面积是5 024 m2。利用塔吊旋转臂架设喷雾系统，喷出来的水雾颗粒可有效吸附空气中的灰尘、颗粒和杂质。在现场风速低于二级风情况下，使施工现场大气中颗粒物浓度减少80 %，有效降低PM10 数值，同时在高空喷雾一段时间后，地面将形成一片潮湿的状态，抑制灰尘的再次扬起。

在夏季高温天气，施工现场地表及作业面温度接近50 ℃，通过高空喷雾对施工作业面进行立体空间的降温（人工降雨），可使施工现场温度降低3~5 ℃，减少由于中暑、酷热引发安全事故的可能性，给工人创造一个适宜的施工作业环境。塔吊喷雾系统的设置可以对混凝土板面及时、定时进行养护，在节省人力、物力成本、水资源的同时，达到全方位养护的目的。

塔吊喷雾降尘的工艺原理

“塔吊喷雾降尘系统”是一项节能、环保的新技术，主要根据塔吊高空作业的特性，利用施工现场的集水井、消防蓄水池、施工降水井或市政给水管 作为水源，经过加压泵，将地表水输送至塔机旋转臂，再利用旋转臂上的喷雾头进行高空喷雾，形成立体空间内的除尘、降温和养护。

建筑工地的粉尘为在空气中浮游的固体微粒，喷雾降尘的原理是采用“重力降尘法”。利用高压水泵及雾化喷头将液态水进行雾化并喷向大气中，喷射出的雾化水珠在1~50 μm。由于气雾颗粒表面张力基本上为零，水雾运动与空气中的粉尘颗粒产生惯性碰撞并相互结合凝聚成团，最后在重力的作用下，降落到地面（重力沉降），从而达到除尘的目的。喷雾头布置在塔吊水平旋转臂上，可对旋转半径覆盖区域内约5 000 m2 的立体空间进行喷雾降尘，效果良好。

施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

施工工艺流程：①施工准备；②供水管道、高压水泵安装；③水平管及三通、喷头安装；④万向节安装；⑤塔吊安装；⑥供水立管安装；⑦万向节与供水管连接；⑧系统调试、喷头角度调试；⑨验收；⑩系统试运行。

3.2 操作要点

3.2.1施工准备阶段

材料设备采购到位，施工机具准备齐全，塔吊各部件运输至现场满足安装需求。施工人员熟悉工艺流程、操作要点，对安装工人进行技术安全交底；核对检查材料及构配件产品合格证、检验 告，并进行质量检查；对塔吊标准件、旋转臂等进行外观检查。

3.2.2 供水管道、高压水泵安装阶段

水源来自施工现场自来水给水井，地埋PE 给水管（规格DN40）至塔吊附近。高压水泵安装于塔吊围挡外侧2 m处，与地埋PE 给水管连接，水泵进入立管处安装压力表及止回阀。

3.2.3万向节的安装

在塔吊安装前，根据塔吊万向轮轴芯设置专用万向节，管道支撑系统和万向节与塔吊万向轮轴芯必须保持同轴同心；万向节支架固定在回转齿轮下方的通道内（不旋转部位）。塔吊标准件严禁焊接，水平设置两道角钢支架，两侧各焊接8 mm厚预埋钢板，钢板上采用4个螺丝卡扣与塔吊无缝连接，万向节通过螺丝卡扣与支架连接固定（见图1、图2）。

3.2.4 供水立管、水平管安装阶段

由于受塔吊安装影响，需在塔吊安装前，先将水平管、三通及喷雾头在塔吊旋转臂上安装固定好，将万向节安装、甩口预留好，待塔吊标准件、旋转臂组装完毕后再安装供水立管，用DN40 高压钢丝软管将供水立管、水平管和万向节相连接。供水立管、水平管管材采用PP-R 管，规格为DN40，竖向供水立管沿塔吊外侧敷设，采用扣件固定。

供水立管安装至下次加塔吊标准节的开始高度，以PP-R 外丝接头甩口，通过DN32 高压钢丝软管与万向节相连。万向节上端通过PP-R 的内丝接头与塔吊旋转臂上的水平管相连接。6 级风以上时应停止作业，热熔时室外气温不低于﹣ 5 ℃。热熔连接工具的温度控制应精确，加热面温度分布应均匀，加热面结构符合焊接工艺要求。热熔连接前后，应使用洁净棉布擦净加热面上的污物。热熔连接加热时间、加热温度和施加的压力，以及保压、冷却时间，应符合热熔连接工具生产企业和PP-R 管材、管件，以及管道附件生产企业的规定。连接时需要确保无应力连接。在保压、冷却期间不得移动连接件或在连接件上施加任何外力（见图3、图4）。

3.2.5 喷头的安装

根据塔吊旋转臂长度计算，每间隔2 m 设置DN40×20正三通，出口向下，三通上加设4 分的PP-R 内丝，使其直接连接高压喷雾头，共设16~18 个喷头（见图5、图6）。

3.2.6 塔吊顶升时供水立管的加装

每次塔吊上升之前先在地下熔接好塔吊增加标准节长度的PP-R管道，且两端以PP-R外丝直接甩口。塔吊在增加标准节的时候，由专人负责，先将高压金属软管与竖向管道旋开，顶升塔吊。在塔吊标准节顶升完毕后，将已经熔接好固定长度的PP-R管道与原供水立管用生料带相连，安装并固定后，通过高压金属软管与万向节相接。重新调试系统，检查增加部件及接口处是否有渗漏，水压与喷雾效果是否正常。

3.2.7 系统调试

城市管 供水正常，水泵电源控制箱安装完毕，止回阀工作正常，压力表指示灵敏。注水调试应在热熔连接24 h 后进行，试压前管道应固定，接头需明露。供水立管及水平管与塔式起重机塔身、旋转臂连接牢固。启动电箱开关，检查线路和高压水泵运转是否正常。检查供水立管、水平管有无渗漏，观察压力表数值，观察喷头喷雾情况，能否喷出雾状水系。试验次数5 次，运行时间为5 min/ 次，间隔时间为10 min。设备运行正常，无质量、安全问题，系统验收合格。如不能正常工作，检查原因，整改再调试直到验收合格。

材料与设备

本系统主要材料及构配件：高压水泵及配电箱、竖向供水管道、水平管道、PP-R 管及管件、高压雾化喷头、专用万向节、万向节支架、高压金属软管、过滤器、管道固定件等（见图7~ 图10）。

效益分析

5.1 成本分析

（1）塔吊喷雾降尘系统成本分析（按一台塔吊50 m 高度考虑）

①材料费用，如表1 所示。

②人工费用，如表2 所示。

③ 维修维护费用：维修维护包括塔吊顶升的立管加长、水泵的日常维护检修等，预计200 元/ 月，全年1 800 元。

（2）传统降尘措施成本分析（洒水车降尘方案）系统用水费用，如表3 所示。

系统喷雾2次/h，5 min/次，16次/d ；单个喷雾头流量为1 000 L/h，16 个喷雾头，每天喷雾用水量为：1/12×16×16=21.33 t，用水费用=200 天×21.33 t×2.4 元/t=1 0240 元。单台塔吊喷雾降尘系统所需要的费用成本合计如下。总费用= 材料费+ 人工费+ 维修维护费用+ 用水费用=8 071.3+1 927+1 800+10 240=22 038.3 元。

5.2 经济效益对比分析

经测算对比分析，如表4 所示，本系统较传统降尘措施在人、材、机、日常维护及用水量等各方面都有所节约。材料、机械成本降低92.2 %，人力成本降低67.9 %，维护成本降低60 %，用水量减少1 134 t，用水费用降低21 %。喷雾降尘系统一次性投资，部分材料和设备可以多次周转使用，节省成本，经济效益明显，而且运行过程中，基本无须人工花费。本系统兼备降温、养护等功能，节省了混凝土结构板面的浇筑养护，大大减少了养护用水和人力、物力成本，节约了水资源。

结语

塔吊喷雾降尘系统在降尘方面与传统措施相比，不仅节省了成本和水资源，其自上而下、立体空间全方位的降尘效果，更加有效地达到了控尘、降尘的目的。以往传统降尘措施只能达到一定区域内的降尘效果。本系统的应用在暑天降温方面也达到了很好的效果，减少了高温中暑引发安全事故的概率，给工人创造一个适宜的施工作业环境。同时，在混凝土板面养护方面效果显著，即能够及时、均匀地对板面进行养护，使工程质量得到保障，又能够最大限度地减少水资源的浪费，充分体现了“绿色施工四节一环保”的理念（见图11~ 图13）。