根据地质勘察报告,俱进路线上所含岩石为白云岩、灰岩两种,其硬度指标F=6,因此孔距与排距设计为40 cm和50 cm。在孔径大小的设计上,根据试验段现场破碎试验发现,当孔径小于42 mm时,部分岩体无法破裂或发生裂缝而无法分离岩石,当孔径大小设计为42 mm以上时,岩体俱进能够满足破碎需求,因此,从经济性的角度考虑,为节省破碎剂,孔径大小设计为42 mm。岩体情况。断面内岩体的破碎情况直接取决于钻孔深度的设计。当岩体情况较为完整、无明显裂缝时,每一循环掘进的进尺一般不超过1 m,钻孔深度应为掘进进尺H的1.05倍,即1.05H;为防止岩石掘进后上部岩体(土体)的坍塌,当断面破碎情况较为严重,存在网状裂缝或明显长裂缝时,应缩短每一循环进尺;若掘进中遇孤立的岩石时,钻孔深度为目标破碎体的80%~90%;每掘进一段后续管道跟进顶入,确保掘进面安全性和稳定性。在试验段进行破岩掘进时发现,当确定掘进进尺H时,其钻孔深度设计为掘进进尺H的1.05倍,即1.05H最为合适。若小于1.05H,会造成破碎不不彻底,导致顶管顶进达不到设计深度;若大于1.05H,则会造成破碎剂浪费。
无声破碎岩石膨胀剂是指一种以氧化钙为基本成分,反应时体积膨胀,使岩石涨裂的技术。它是20纪80年代初研究成功的非爆炸型、无公害的破碎岩石技术。可用于不允许有震动和飞石的场所,和用来开采整体石料。静态膨胀剂的原理是以氧化钙为主要膨胀源,其含量约占81%。此外,还含有硅、铝、铁、镁的氧化物,并配以少量添加剂。在与适量水掺合后,发生水化反应。立方晶系的CaO转变成六方晶系的Ca(OH)2,体积增大50.2%,同时释放出,66.6kJ/mol的热量,从而具有膨胀作功的能力。有机添加剂用来延缓水化反应的速度,无机添加剂则用来控制硬结时间,并达到一定的强度。无声岩石膨胀剂装入炮孔中的静态膨胀剂,由于自身的膨胀作用,在孔壁的约束下,沿径向方向对炮孔壁产生较大的膨胀压力(30-50MPa)。孔壁径向受压,切向受拉,当孔径为4cm,孔距为40-60crn时,软岩或混凝土产生径向破裂所需的膨胀压力为10-20MPa,中硬岩或硬岩为15-30MPa。当炮孔内的膨胀压力增加到一定值后,介质就会产生径向裂缝而破裂 。
液压劈裂棒运用液压机械方式对岩石进行劈裂,是针对坚硬岩石能高效破裂的创新设备,在矿山开采及建筑土石方工程中不能使用炸药的情况下破碎岩石具有很大的技术优势,淘汰了膨胀破碎剂。山西愚公斧在国内率先从事岩石劈裂棒的施工及技术推广,引领行业发展。愚公斧劈裂棒应用于不能爆破作业并要求产量高、工期紧等技术难度大的土石方工程,山西愚公斧生产的愚公斧劈裂棒钻孔直径已达到24厘米以上,钻孔间隔3到5米一排,挖机吊装放入岩石孔中,两分钟左右可胀裂开石头20-50立方左右,轻松破碎坚石上千立方,比使用炮锤+切割机或膨胀破碎剂的方式快十倍以上,且成本低。比用切割机的优势是一台能顶十台的效率,降低水电费,噪音和污染改善,工期提前成本降低;比起用膨胀破碎剂的优势是钻孔直径大、间隔大,裂缝更大、效果更好、更易于破碎解小,立即见效不用等待、不间断重复作业,不受雨水和温度影响,无喷浆和强碱性危害,无震动安全环保。