经济的发展使得高原隧道工程数量和规模在不断扩大。隧道工程在施工过程中会产生污染的污染源主要包括：工程机械排放的有害气体和爆破产生的烟尘。高原地区由于在地理环境和空气质量方面与低海拔地区具有较大的不同，因此在低海拔地区不会产生较大污染的工程机械尾气在高原地区能够造成严重的污染。因此针对高原隧道工程机械有害气体的排放特点制定相应的治理措施有利于保护当地环境，实现可持续发展。

 

　　1、高原隧道施工工程机械有害气体的相关概述

 

　　1.1高原隧道施工机械排放的有害气体

 

　　隧道工程在施工过程中由于各种因素的影响，导致排放的气体成分较为复杂，主要包括一氧化碳、碳烟和多氧化氮等。这些气体如果溶度过高会对人体造成巨大的损伤，影响工程的顺利进行。在施工过程中一般采用洒水的方式将多养化氮的溶度降低。但是对于如何排放一氧化碳和碳烟的浓度较为困难。

 

　　1.2隧道工程机械有害气体排放测试标准和内容

 

　　参考我国相关的尾气排放标准进行测试，测试的对象主要包括装载机、挖掘机和自卸汽车产生的尾气。测试的内容主要为上述机械在作业过程中产生的尾气中一氧化碳（CO）和碳烟（HC）的含有量。

 

　　2、研究方法

 

　　2.1试验设备

 

　　使用国家最新标准的仪器如美国复合气体分析仪以及转速测量仪等对测试对象进行测试。

 

　　2.2试验方法

 

　　首先对实验对象进行无荷载工况进行测试。在隧道外当工程机械处于热车状态时，对机械转速点有害气体的排放浓度进行测试，并记录相关的数据。然后对机械进行载重工况的测试，在机械工作状态检测有害气体的排放浓度。

 

　　2.3计算方法

 

　　本次试验对内燃机每小时排放一氧化碳体积的运算公式是：V=（H/2）*VPT（Q/1000000），其中H是内燃机每分钟的转速，Q是有害气体浓度值，T为单位时间，60分钟。

 

　　3、隧道工程机械有害气体排放的特性

 

　　3.1有害气体排放与空气系数关系的分析

 

　　3.1.1碳烟与空气系数的关系。空气系数M是通过隧道实际进气量与理论上空气进气量进行比较得出的，对内燃机排放碳烟具有关键性的影响。如果M值太小，内燃机的燃料就不能完全燃烧，从而增加碳烟的含量，反之当M增大时，碳烟的排放量就会不断的减少。高原地区由于氧气稀薄，因此隧道进气量会少于理论进气量，也就是说M<1，碳烟的排放量增大。

 

　　3.1.2一氧化碳与M的关系。当M=1时，说明空气中各种混合气体的含量与理论空气组成接近。也就说当燃烧室结构参数是固定值时，一氧化碳的排放量最少，反之增加。由此可见在高原隧道施工一氧化碳在空气中的含量会增加。

 

　　3.2各类工程机械碳烟的排放特点

 

　　3.2.1装载机。装载机的排烟量会随着转速的变大而增大，当转速小于1500时，排放量较小，而且变化缓慢，转速加大后，排放量增加，有害气体增多。

 

　　3.2.2挖掘机碳烟的排放特点。当挖掘机的额定功率为66千瓦，转速为2200，怠速为900，发动机排放量为3.27升时，一氧化碳的排放量额定的30%左右。而碳烟的排放量在转速为1400时较小，转速就加大后，含量增加。这说明挖掘机在工作的状态下碳烟的排放量最大，转速越快，含量越高。

 

　　3.2.3自卸汽车碳烟的排放特点。自卸汽车碳烟的排放量在转速小于1000时排烟量较小，当自卸汽车转速达到工作速度后，碳烟排量显著增加，这说明自卸汽车在工作过程中能够排放较多的碳烟，转速越大其排放的碳烟就越多。

 

　　3.3各类机械一氧化碳排放的特点

 

　　3.3.1装载机一氧化碳的排放特点。当装载机气缸数为6、路程为130毫米，功率为160千瓦、转速为2200、怠速为800时测得有害气体的密度为0.865可/立方米。一般来说装载机在工作状态时，功率只有120千瓦左右，不工作时有效功率为50千瓦，当转速为573、一氧化碳的浓度为405*10-6时，内燃机有害气体的排放量为9.72升，从而计算出每小时一氧化碳的排放量为67.67升。根据测试数据和计算结果绘制的转载机转速与易氧化含量的关系如图所示。由图可知当装载机转速高于1600时，一氧化碳的排放量不断增加。

 

　　3.3.2挖掘机一氧化碳的排放特点。挖掘机与装载机一样，一氧化碳的排放量随着转速的增加而变大，在挖掘机转速达到1600时，一氧化碳的排放量显著增加，超过该转速值后排放量增加的速度变缓。

 

　　3.3.3自卸汽车一氧化碳的配方特点。自卸汽车一氧化碳的排放量随着转速的增加而变大，不超过1000时，排放量变化不明显，转速为1000-1800尤其是在转速达到1600时，一氧化碳的排放量显著增加，超过1800后排放量增加的速度变缓，一氧化碳的排放量有所下降。

 

　　4、结语

 

　　总之，高原隧道施工工程机械有害气体排放的特性为：高原地区由于空气稀薄，氧气不足，因此柴油机在负荷的条件下进行工作功率较原来的水平会有所下降，因此容易排放较多的有害气体，污染当地的空气。尤其是在隧道工程中由于进气实际量小于理论值，因此M会对有害气体的排放产生一定的影响，M越小有害气体的排放量越多，M越大有害气体的排放量减少。在高原环境中，一氧化碳、碳烟的排放呈现出指数方式的变化，各类工程机械的转速越高，使得一氧化碳和碳烟排放量增加，转速减小时，排放量降低。

 

　　参考文献

 

　　[1]冯国胜，贾素梅，赖涤泉.高原隧道工程机械尾气排放现场测试研究[J].工程机械.2010（11）：123-125.

 

　　[2]孙崎，张云飞.工程机械用柴油机高原运行性能的研究[J].内燃机工程.2012（02）：365-367.

 

　　[3]张仕杰.高海拔隧道施工工程机械尾气排放试验研究[J].铁道标准设计.2010（02）：110-112.