随着我国公路交通基础设施建设的快速发展,长大隧道的数量越来越多,而我国隧道施工常用的钻爆法会产生大量的粉尘,粉尘如不能快速降除不仅影响施工进度,还会危害施工人员的身体健康。课题组将负离子系统应用于施工隧道空气净化领域,但是前期的研究在负离子系统除尘效率及其影响因素方面存在诸多问题与不足(详见本文1.4.1)。针对前期的研究存在的问题与不足,本文通过理论分析得出负离子系统的除尘效率算式及各因素对除尘效率的影响规律等,根据室内试验和现场试验对理论分析的结果进行了验证,并与前期的研究进行了比较,得出以下主要结论:(1)提出了“粉尘在负离子系统作用下向隧道壁面和地面均有沉积”的观点,分析了隧道内粉尘的受力及运动特点,推导出了全断面区域和呼吸区负离子系统的除尘效率算式。分析了各因素对负离子系统除尘效率的影响,得出:当隧道风速越低、粉尘粒径越大、工作电压越高、安装长度越长时,负离子系统的除尘效率越高。(2)通过室内试验得出:负离子系统净化30分钟比自然沉降30分钟的除尘效率提高了35.46%;使用负离子系统后,在四周墙壁、顶板均有粉尘沉积现象,初步验证了本文“粉尘在负离子系统作用下向(隧道)壁面和地面均有沉积”的观点;工作电压越大,负离子系统除尘效率越高。(3)通过现场试验得出:使用负离子系统(安装长度为300m,工作电压为60kV)比仅采用机械通风的除尘效率提高了35.56%。粉尘粒径越大,负离子系统除尘效率越高;安装长度越长,负离子系统除尘效率越高。通过对隧道粉尘粒径进行分级,得到负离子系统安装长度为200m和300m时除尘效率的计算值分别为58.13%和70.44%,实测值分别为45.42%和58.31%,计算值与实测值的误差分别为12.71%和12.13%,考虑到施工隧道大空间复杂环境的影响,可认为本文除尘效率算式的计算结果符合实际情况。使用负离子系统后,隧道侧壁及顶部均有明显的粉尘沉积现象,进一步验证了本文“粉尘在负离子系统作用下向隧道壁面和地面均有沉积”的观点。分别用前期研究和本文的除尘效率算式对两种工况下的除尘效率进行了计算,与实测值进行了对比,结果显示前期研究除尘效率算式的计算值与实测值差异较大,本文除尘效率算式的计算值与实测值符合良好,并分析了前期研究除尘效率算式的计算值与实测值差异较大的原因。