[发明专利]掏槽的方法

说明书

技术领域

本发明属于脆性固体破拆技术领域，具体提供一种掏槽的方法。

背景技术

在隧道、基坑掘进和混凝土基础的破拆等工程中，首先需要将裸露在外的岩体表面(在隧道掘进中称为“掌子面”)的部分岩石破碎清除，造成一个延伸进岩石内部的槽腔，该工艺即掏槽工艺。槽腔的主要作用是增加工作面的自由面，为了后继的破岩掘进施工创造有利条件，因此掏槽的好坏对提高破岩效率、循环进尺都起着决定性的作用。

目前工程中通常采取爆破的方式进行掏槽，具体而言，在工作面钻出若干个钻孔，其中一些钻孔作为安装炸药的装药眼，另一些钻孔则为空眼，作为增加的自由面。基于这样的设置，即可通过炸药爆破的方式实现掏槽。而在一些不允许使用炸药的情况下，通常使用静力破碎剂代替炸药进行掏槽。静力破碎剂是以氧化钙为主要成分的无机氧化物，当氧化钙遇水时就会发生水化反应，水化反应后的静力破碎剂的体积可达到原来的2倍，而产生30-45MPa的膨胀压力将岩石破坏。即在工作面钻孔，其中一些钻孔作为安装静力破碎剂的装药眼，另一些钻孔则为空眼，作为增加的自由面，在此基础上通过静力破碎剂的膨胀实现掏槽。

采取爆破的方式进行掏槽存在的问题有：对施工场地有一定的要求，因此实施过程具有很大的局限性。并且对钻孔的位置、角度、深度和装药量等方面的要求比较高，如果设计不当，爆炸的威力很可能会破坏隧道周围的围岩或者施工范围以外的岩体，甚至破坏巷道内的设备和支护结构。对于使用炸药的爆破方式而言，对于炸药的使用，需要专业的技术人员严格管理和进行分配安装作业；并且在爆炸完成后，会产生有毒烟气，需要排风散烟彻底后，才可进入继续施工的步骤，降低了施工效率。而对于静力破碎剂的爆破方式而言，由于静力破碎剂受环境温度和湿度的影响较大，而且由于水化反应时间长的原因，导致施工效率大大下降；并且静力破碎剂的膨胀力较低，因此对于比较坚硬的岩石存在着胀裂困难的缺陷；此外，基于静力破碎剂的原理可知，在装填静力破碎剂前，还需要水的供应，这对缺乏水资源的施工场所具有无法规避的局限性。因此，目前的掏槽方案迫切地需要改善。

相应地，本领域需要一种新的掏槽的方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决掏槽效率低和危险性大的问题，本发明提供了一种掏槽的方法，该方法包括：提供孔内柱式液压裂石器，所述孔内柱式液压裂石器包括第一组膨胀装置；在待掏槽的基体上形成第一孔组，所述第一孔组包括与所述第一组膨胀装置匹配的若干个第一作业孔；在待掏槽的基体上形成允许基体胀裂剥落的至少一个基础孔；保持所述至少一个基础孔为空状态并将所述第一组膨胀装置插入对应的所述第一作业孔中并使所述孔内柱式液压裂石器动作，以便在所述待掏槽的基体上形成至少一条第一裂纹。

在上述破拆方法的优选技术方案中，“在待掏槽的基体上形成第一孔组，所述第一孔组包括与所述第一组膨胀装置匹配的若干个第一作业孔”的步骤进一步包括：根据所述待掏槽的基体的硬度确定所述若干个第一作业孔的个数和方位。

在上述破拆方法的优选技术方案中，所述若干个第一作业孔围设于一个或者一组所述基础孔的外围，所述第一作业孔与所述基础孔之间相互平行；或者所述若干个基础孔围设于一个或者一组所述第一作业孔的外围，所述第一作业孔与所述基础孔之间相互平行。

在上述破拆方法的优选技术方案中，所述若干个第一作业孔围设于一个或者一组所述基础孔的外围，所述若干个第一作业孔设置成朝向所述基础孔的底部聚拢。

在上述破拆方法的优选技术方案中，在所述待掏槽的基体上形成至少一条第一裂纹之后，至少一条第一裂纹使所述待掏槽的基体上剥离出允许移除的待移除区域，所述孔内柱式液压裂石器还包括第二组膨胀装置，所述方法还包括：在所述待移除区域被移除之后，在所述基体上形成第二孔组，所述第二孔组包括与所述第二组膨胀装置匹配的若干个第二作业孔；将所述第二组膨胀装置插入对应的所述第二作业孔中并使所述孔内柱式液压裂石器动作，以便在所述基体上形成至少一条第二裂纹，重复上述步骤，直至所述槽腔的面积达到施工要求。

在上述破拆方法的优选技术方案中，所述第二作业孔的孔径与所述第一作业孔的孔径相等或者不相等。

在上述破拆方法的优选技术方案中，所述第二组膨胀装置包括第二组膨胀壳体以及设置于所述第二组膨胀壳体内的第二组膨胀管，所述第二组膨胀壳体为两瓣式结构。

在上述破拆方法的优选技术方案中，所述孔内柱式液压裂石器配置有油压泵，所述油压泵为人工驱动或外接动力驱动的油压泵。