[发明专利]热膨胀破岩管、硬岩地层基坑的组合破岩方法

说明书

本发明公开了一种热膨胀破岩管、硬岩地层基坑的组合破岩方法，热膨胀破岩管包括外管，外管的内腔中装填热膨胀剂，热膨胀剂内预埋电点火头；膨胀剂封堵结构，设于外管内腔的两端，膨胀剂封堵结构将热膨胀剂封堵在外管内腔中；堵头，设于外管两端，以堵住外管内腔；点火头导线，与电点火头连接，并从外管和堵头之间的缝隙中引出。该组合破岩方法为热膨胀剂预裂破岩‑破碎锤法协同破岩方法。该热膨胀破岩管结构简单、操作方便、成本低廉，可在渗水潮湿的施工环境中使用；该组合破岩方法可提高破岩效率，降低破岩成本，提高破岩安全系数，破岩扰动较小、噪音小，操作流程简单，堵孔装药时间较短，对周边岩体或者邻近建筑几乎没有振动损伤。

技术领域

本发明涉及基坑工程技术领域，具体而言，涉及一种热膨胀破岩管以及使用该热膨胀破岩管的城市硬岩地层基坑快速掘进的组合破岩方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展和土地的集约开发利用，城市地下空间工程、既有结构区域工程建筑密度越来越大，领近既有结构或建筑兴建新的工程难度越来越高，例如城市地铁、人防工程、高层建筑等基坑开挖项目。

针对这类基坑工程的开挖，若采用传统的钻爆法施工，则存在爆破振动大、噪音大、飞石等一系列问题，考虑到传统炸药爆破对邻近建筑、地表建筑以及周边居民生活造成不良影响，钻爆法往往受到限制。

为了降低爆破对围岩以及邻近建筑的振动损伤，工程上一般采用非爆破工艺对城市硬岩地层进行开挖。在非爆破工艺中，机械法开挖比较常用，如机械铣挖法、劈裂棒辅助开挖法、破碎锤破岩法等，这些方法在破岩效率和成本控制方面存在较大劣势。

另外，部分学者采用高压气体破岩，如液态CO₂相变破岩技术，但由于其致裂管结构复杂、制作加工成本较高，液态二氧化碳储存、运输等条件要求高，并且对于坚硬岩石破岩效果并不好，该方法多被用在较为疏松的煤层和节理裂隙发育的中硬岩的爆破开挖中。另外，在渗水潮湿的施工环境中，现有的高压气体破岩方法会因产气剂泡水而失效。

因此，有必要提出一种新型的适用于城市硬岩地层基坑快速开挖的破岩方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种热膨胀破岩管、硬岩地层基坑的组合破岩方法，该热膨胀破岩管可在渗水潮湿的施工环境中使用，结构简单、操作方便；该组合破岩方法扰动小、噪音小、无飞石，可提高破岩效率、降低破岩成本、提高破岩安全系数。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种热膨胀破岩管，包括：

外管，外管的内腔中装填有热膨胀剂，热膨胀剂内预埋有电点火头；

膨胀剂封堵结构，设于外管的内腔的两端，膨胀剂封堵结构将热膨胀剂封堵在外管的内腔中；

堵头，设于外管的两端，以堵住外管的内腔；

点火头导线，与电点火头相连接，并从外管和堵头之间的缝隙中引出。

进一步地，外管和堵头为PVC材质。

进一步地，膨胀剂封堵结构为填充在热膨胀剂两端的快速凝固水泥材料。

进一步地，外管的长度为600mm-700mm，直径为70mm-80mm；热膨胀剂的装填长度为500mm-600mm；外管的内腔两端的膨胀剂封堵结构的长度均为50mm-100mm。

根据本发明的另一方面，提供了一种硬岩地层基坑的组合破岩方法，包括以下步骤：

步骤S1：在待施工基坑范围内的一个角处开挖一个作业坑，作为后续热膨胀破岩管破岩的自由面和集水井；

步骤S2：以作业坑作为临空面，在作业坑的壁面上钻取多个致裂孔；