[发明专利]一种CO2

说明书

本发明公开了一种CO₂微爆联合TBM破岩方法。它包括如下步骤，步骤一：安装CO₂微爆联合TBM破岩装置；步骤二：破岩作业；钻机安装机构对岩壁进行钻孔；CO₂爆破装置安装机构在钻孔中爆破起裂，岩石块体破碎掉落；刀盘机构旋转，刀盘机构上的机械刀具将未掉落的岩块刮落；步骤三：所有工作完成后，进入下一个工作阶段。本发明具有可实现连续施工、施工效率高，破岩效果好，安全性高，适用于硬岩、极硬岩的隧道掘进施工的优点。

技术领域

本发明涉及隧道及地下工程领域，特别涉及复杂地质条件TBM隧道施工领域。更具体地说它是一种CO₂微爆联合TBM破岩方法。

背景技术

随着技术的进步，对不同环境下，硬岩、极硬岩TBM隧道掘进机的施工效率和施工效果提出了更高的要求。针对城市硬岩极硬岩开挖时，城市地表爆破振动控制要求高，以及传统炸药爆破对使用条件、使用环境、日常管理等方面要求高，不宜采用雷管钻爆法，同时单一TBM滚刀破岩磨损快，换刀频次高，经济效果差。此外，针对部分硬岩分布范围较广，生态环境扰动要求标准高的TBM隧道施工，低振动、高效率的施工方式仍是TBM隧道建设发展的重要方向。近年来，CO₂爆破施工的技术逐渐发展成熟，爆破开挖采用液态CO₂相变致裂技术，爆破过程无火花外露、无需验炮、操作简便、其运输储存和使用获豁免审批，提高了施工效率。

因此，开发一种结合TBM破岩和CO₂爆破的施工方法很有必要。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种CO₂微爆联合TBM破岩方法，可实现连续施工、施工效率高，破岩效果好，安全性高，尤其适用于硬岩、极硬岩的隧道掘进施工。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种CO₂微爆联合TBM破岩方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：安装CO₂微爆联合TBM破岩装置；

步骤二：破岩作业；

钻机安装机构中的钻机对岩壁进行钻孔，CO₂爆破装置安装机构安装CO₂爆破管；

CO₂爆破装置安装机构在钻孔中爆破起裂，岩石块体破碎掉落，形成岩渣；刀盘机构旋转，刀盘机构上的机械刀具将未掉落的岩块刮落，形成岩渣；

岩渣通过螺旋边刀收集输送至排渣口中，且通过皮带输送机输出；

步骤三：所有工作完成后，进入下一个工作阶段。

在上述技术方案中，在步骤二中，钻机和CO₂爆破管交替工作；

即当完成钻机钻进后，钻机回收，准备下一次作业，刀盘机构旋转一个工位；此时，CO₂爆破管通过推进油缸推出、推入由钻机钻进形成的钻孔内。

在上述技术方案中，在步骤二中，刀盘机构旋转一个工位后，钻机钻孔和CO₂爆破管安装继续进行，直至所有钻孔中，均完成CO₂爆破管的安装；

当机械刀具工作时，钻机安装机构和CO₂爆破装置安装机构停止工作。

在上述技术方案中，在步骤二中，钻机钻进岩壁形成的钻孔的封闭端呈柱形结构、开口端呈锥形结构；

安装CO₂爆破管时，CO₂爆破管的锥形密封垫安装在钻孔的锥形结构处。

在上述技术方案中，CO₂微爆联合TBM破岩装置包括刀盘机构、钻机安装机构和CO₂爆破装置安装机构；