【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及巖石開挖，具體涉及一種適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置及開挖方法。
技術介紹
1、在水電、礦山、交通等巖土工程施工中，通常面臨著低擾動、低成本、塊度預控制等建設要求，尤其是近年來對施工過程的資源性消耗要求提出了更高要求。如何在控制開挖擾動的同時，降低能源消耗，提高開挖技術的綠色、經濟發展是當前巖石開挖技術的重要發展方向。
2、傳統開挖方法仍以鉆爆法為主，該方法成本低、地質適應能力強，應用廣泛，但其局限性也十分突出；一方面，炸藥爆炸破巖機制造成化石能源的資源性消耗，且巖石爆后塊度不易控制，另一方面，爆破誘發的強振動、飛石、有害氣體等災害效應目前缺少有效的綠色解決方案。雖然近些年來，切槽爆破、聚能爆破等定向爆破技術在優化爆后塊度分布方面有一些成果，但這些技術受制于異形定向孔的復雜施工工序和聚能結構對施工精度的影響，其施工效率和成型質量提高程度有限。從破巖機制看，傳統常規開挖方法大多受限于圓孔受載破巖，所需破巖荷載高且開裂方向隨機，特別是爆破開挖強擾動不利影響。
3、針對此類問題，傳統定向爆破施工，特別是切槽爆破，主要通過在圓形孔孔壁切割形成10mm深度范圍內、10mm寬度范圍內的類錐形切槽，主要通過該處應力強度因子調整提高裂紋起裂的可能性，其切槽區域的面積大小直接影響了裂縫起裂的誘導和持續擴展效果，錐形范圍一定程度上的擴大利于降低巖石破裂所需的荷載壓力。而另一方面，相較于炸藥爆破，靜態膨脹破巖具備了低擾動的優勢，常常以孔內全部灌漿以提供圓形孔所需的破巖荷載壓力，但是施工成本較高。
4、鑒
技術實現思路
1、根據現有技術的不足，本專利技術的目的是提供一種適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置及開挖方法，能夠定向控制巖體破裂成縫方向及范圍，通過增加切槽孔，布置破巖結構，在保證定向成縫的同時，降低破碎劑漿液消耗用量，改善堵塞效果，利于大面積巖石基礎的低耗開挖施工。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，包括：
4、切槽孔，設于巖石中；
5、破巖結構，設于切槽孔中，包括破巖筒和底蓋，底蓋固定于所述破巖筒底部，所述底蓋上設置有注漿通道，所述破巖筒、底蓋和所述切槽孔之間具有一定空間以形成容置靜態破碎劑漿液的漿液容置槽，所述注漿通道穿設于所述破巖筒以與所述漿液容置槽相通；
6、注漿管，一端與所述注漿通道相連，另一端用于進入靜態破碎劑漿液。
7、進一步地，所述切槽孔包括第一側孔、第二側孔和中心孔，所述第一側孔和所述第二側孔設于中心孔的兩側，且所述第一側孔和所述第二側孔均與所述中心孔相通，所述第一側孔和所述第二側孔的延伸方向為所需裂縫的延伸方向。
8、進一步地，所述第一側孔和所述第二側孔對稱設于所述中心孔的兩側且所述第一側孔和所述第二側孔大小相同，所述第一側孔和所述第二側孔的截面均為錐形，所述中心孔的截面為圓形。
9、進一步地，所述破巖筒具有環形內壁和環形外壁，所述環形內壁圍合成筒狀內腔，所述環形內壁和所述環形外壁圍合成中空的環形內腔，所述環形外壁與所述切槽孔之間具有一定空間以形成容置靜態破碎劑漿液的漿液容置槽。
10、進一步地，所述底蓋為半球形殼體結構，所述底蓋包括半球形內壁和半球形外壁，所述半球形內壁和所述半球形外壁圍合成中空的半球形內腔。
11、進一步地，所述底蓋與所述破巖筒螺紋連接。
12、進一步地，所述破巖筒采用合金鋼材料制成。
13、進一步地，所述封閉件與所述切槽孔卡接，所述封閉件的截面形狀與所述切槽孔的截面形狀一致以使所述封閉件封閉漿液容置槽。
14、進一步地，所述切槽孔采用一體化機械鉆切裝置鉆設。
15、一種適用于大尺寸切槽孔的開挖方法，應用于上述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，包括以下步驟：
16、沿巖石擬成型面進行定向的切槽孔的鉆設，將破巖結構放置于切槽孔中且通過封閉件封閉漿液容置槽；
17、切槽孔成型后，配置靜態破碎劑漿液，使靜態破碎劑漿液依次通過注漿管和注漿通道進入漿液容置槽；
18、等待靜態破碎劑漿液反應膨脹，使得巖石定向預裂成縫。
19、與現有技術相比，本專利技術具有以下優點和有益效果：
20、本專利技術提供的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置及開挖方法，開挖過程中，首先在巖石內鉆設切槽孔，其次，將底蓋固定于破巖筒底部，將注漿管的一端與注漿通道相連，使破巖結構置于切槽孔中，通過封閉件封閉漿液容置槽，最后，通過注漿管的另一端注入靜態破碎劑漿液。本專利技術提供的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，設置切槽孔進行破巖，且將破巖筒設于切槽孔中部，使得切槽孔不用全部填充靜態破碎劑漿液，減少漿液用量，降低經濟成本，將切槽爆破和靜態膨脹破巖結合，不需要較大壓力，產生施工擾動較少。
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1.一種適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
7.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
8.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
9.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
10.一種適用于大尺寸切槽孔的開挖方法，應用于權利要求1-9任一項所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于，包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的適用于大尺寸切槽孔的破巖裝置，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的適用于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉曉，嚴鵬，王相峰，盧文波，孔凌浩，陳明，王高輝，王洋，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：
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