由于城市地下管道工程穿越的地层水文与工程地质条件的不确定性以及各种破岩设备的自身特点,现行的非爆破破岩方法均有各自的适应性。以TBM为例,其安装施工复杂,初期投入大,且受设备自身限制无法进入小断面施工现场,较适用大型长期隧道工程等;人工风镐破岩效率太低,不利于工程进度;其他如电气设备类破岩方式也存在经济性低、可代替性强等特点。基于上述因素,在实际顶管破岩掘进施工中应根据具体情况,选取适应具体地质条件的最佳破岩方式。静态破碎法是一种利用其主要成分(氧化钙)与水发生化学反应产生大量热量和较大膨胀压力,该膨胀压力作用在岩石上来实现破岩的破岩方法,与其他破岩方式相比,具有经济性较好、操作简单、危险系数小、益于携带等优点。如学者桂良玉 通过工程实践得出,静态破碎技术具有施工中无震动、无冲击波、无粉尘和抛石、噪声小污染小,有利于断面控制等优势,使其在某些特殊环境下发挥着不可替代的作用。马志刚等 通过对静态破碎剂膨胀机理的分析得出,静态破碎剂产生的膨胀压力通常能达到30 MPa,完全能够达到一般硬岩破碎的需求。
无声破碎岩石膨胀剂的效果随环境温度的提高而明显地增加。但温度过高,水化速度加快,易产生喷孔现象。为了适应环境温度的变化,控制水化速度及裂缝开裂时间,要根据环境温度采用不同配方。静态膨胀剂的吸水量,以满足化学反应(26%)或便子装灌为度,过多的水分将降低其膨胀力。静态膨胀剂操作简便,携带和运输安全,切割和破碎岩石时可做到无飞石、无震动、无冲击波、无噪声、无粉尘、无毒气排放等危害,因此可用于城市建筑物拆除、岩石基槽开挖,大块岩石的二次破碎和石料开采等工程。无声破碎岩石膨胀剂与炸药爆破相比,其缺点是作用时间长、成本较高。研究新的添加剂。缩短反应时间,提高膨胀力,降低成本为其改进方向。
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。