[發(fā)明專利]一種巖體打樁作業(yè)的碎石方法和裝置

在審

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• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110424895A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設計）人: 劉勛;趙冰;代棋帆
• 申請（專利權）人: 中國地質(zhì)大學（武漢）
• 主分類號: E21B7/14
• 分類號: E21B7/14;E21B36/00
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權代理有限公司 42238
• 代理人: 鄒桂敏

本發(fā)明公開一種巖體打樁作業(yè)的碎石方法和裝置，其中，巖體打樁作業(yè)的碎石方法，包括以下步驟：S1、將太陽光聚集至巖體打樁處的局部待打樁區(qū)域，持續(xù)加熱使局部待打樁區(qū)域的溫度高于200℃；S2、停止太陽光照射，使用溫度低于50℃的液體向步驟S1中局部待打樁區(qū)域進行噴淋，使局部待打樁區(qū)域表面內(nèi)外溫差至少為150℃以上，因受熱不均而碎裂；S3、清掃和轉運步驟S2中的碎石；S4、將太陽光聚集至巖體打樁處的下一局部待打樁區(qū)域，重復步驟S1?步驟S3，直至完成整個巖體打樁處的打樁作業(yè)。本發(fā)明優(yōu)點在于，其巖體打樁作業(yè)的碎石方法和裝置充分利用太陽能，使巖體表面加熱后驟冷形成內(nèi)外溫差而碎裂，打樁過程高效穩(wěn)定，作業(yè)能耗低，節(jié)省了大量能源的投入。

技術領域

本發(fā)明涉及建筑工程技術領域，尤其涉及一種巖體打樁作業(yè)的碎石方法和裝置。

背景技術

在建筑工程施工過程中，打樁是一項必不可少的工作，而市場上鮮有針對堅硬巖石的打樁設備，施工過程中一旦遇到堅硬巖石，普通鉆頭極易發(fā)生磨損，若使用炸藥進行碎石，但使用炸藥的安全性難以保障，而且爆炸的震動甚至會破壞施工區(qū)域內(nèi)巖體的穩(wěn)定性。

申請公布號為CN109162640 A的發(fā)明涉及一種激光-水射流聯(lián)合鉆井裝置，它主要由鉆桿、鉆鋌、鉆頭、光纖、清潔水管道、光纖保護管、光束整形裝置、光束整形裝置外殼、水導激光束通道、激光頭、鉆頭流道組成，鉆桿內(nèi)設有光纖保護管和清潔水管道，將光纖、清潔水和鉆井液分隔，鉆鋌內(nèi)部設有光束整形裝置和光束整形裝置外殼。

激光頭發(fā)出激光，經(jīng)過光束整形裝置，同時清潔水在鉆頭中心V型截面通道匯聚，形成水導激光束從水導激光束通道射出，利用激光的熱效應、清潔水的空化作用破巖，清潔水的噴射可以防止巖石碎屑進入到光束整形裝置，鉆井液通過井上泵的增壓，從鉆頭流道噴射破巖。

上述技術方案利用激光的熱效應、清潔水的空化作用破巖，不但會消耗大量的能源，而且通過加熱水流產(chǎn)生的空化作用來碎石，激光的熱效應無法得到充分的發(fā)揮，其碎石效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對已有的技術現(xiàn)狀，提供一種巖體打樁作業(yè)的碎石方法和裝置，充分利用太陽能，使巖體表面加熱后驟冷形成內(nèi)外溫差而碎裂，打樁過程高效穩(wěn)定，作業(yè)能耗低，節(jié)省了大量能源的投入。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種巖體打樁作業(yè)的碎石方法和裝置，巖體打樁作業(yè)的碎石方法，包括以下步驟：

S1、將太陽光聚集至巖體打樁處的局部待打樁區(qū)域，持續(xù)加熱使局部待打樁區(qū)域的溫度高于200℃；

S2、停止太陽光照射，使用溫度低于50℃的液體向步驟S1中局部待打樁區(qū)域進行噴淋，使局部待打樁區(qū)域表面內(nèi)外溫差達150℃以上，因受熱不均而碎裂；

S3、清掃和轉運步驟S2中的碎石；

S4、將太陽光聚集至巖體打樁處的下一局部待打樁區(qū)域，重復步驟S1-步驟S3，直至完成整個巖體打樁處的打樁作業(yè)。

作為優(yōu)選的，步驟S2中所述溫度低于50℃的液體為常溫水。

作為優(yōu)選的，步驟S2中所述向步驟S1中局部待打樁區(qū)域進行噴淋采用霧狀噴淋的方式。

巖體打樁作業(yè)的碎石裝置，包括主反射鏡、反射鏡陣列以及噴水頭，反射鏡陣列設置在巖體打樁處正上方，主反射鏡用于將太陽光匯聚至反射鏡陣列，反射鏡陣列用于將太陽光聚焦至巖體打樁處的局部待打樁區(qū)域，噴水頭用于向巖體打樁處的局部待打樁區(qū)域噴淋液體。

進一步的，所述主反射鏡設置在第一驅動電機上，第一驅動電機用于控制主反射鏡在豎直方向上的轉動角度，第一驅動電機設置在第二驅動電機上，第二驅動電機用于控制主反射鏡在水平方向上的轉動角度。