[發明專利]脹裂孔裝藥裝置、地下結構破拆系統及方法

在審

• 申請號: 202310629236.0
• 申請日: 2023-05-31
• 公開（公告）號: CN116659328A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王煒;楊國華;周艷家;劉招偉;姚愛軍;張鋒;姚三瑞;龔逸非;李彥霖;吳新春;張景輝;王占甲;辜碩民
• 申請（專利權）人: 北京工業大學;中鐵電氣化局集團有限公司
• 主分類號: F42D1/08
• 分類號: F42D1/08;F42D1/18;F42D3/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 常祖正

本發明公開了一種脹裂孔裝藥裝置、地下結構破拆系統及方法，涉及地下工程和地下空間拓建、破拆施工技術領域，包括：脹裂藥卷、安裝桿和密封塞，脹裂藥卷包括外包裝袋和脹裂劑，外包裝袋為封閉結構，脹裂劑填充與外包裝袋內；安裝桿的一端用于與外包裝袋的一端固定連接以將脹裂藥卷的一端導入脹裂孔內的底部，且安裝桿能夠將伸入到脹裂孔內底部的外包裝袋的端部割開以使脹裂劑從外包裝袋流入脹裂孔；密封塞用于對充滿并壓實脹裂劑的脹裂孔進行密封，結構簡單、操作方便，能夠帶動脹裂藥卷進入鉆孔底部，有效的將脹裂孔填充滿，避免外包裝約束脹裂劑膨脹，有效提高破巖效果。

技術領域

本發明涉及地下工程和地下空間拓建、破拆施工技術領域，特別是涉及一種脹裂孔裝藥裝置、地下結構破拆系統及方法。

背景技術

隨著我國城市地下空間的快速發展，地鐵線路日趨增加。在既有地鐵站增加一條新的線路時，需要對已建成地鐵站破拆洞門以連通隧道和地鐵站；車站主體結構擴建時，需要將側墻進行拆除進行擴建；盾構機始發和接收一般都要穿越鋼筋混凝土連墻，需要提前把洞門位置進行預拆除。上述改擴建和破拆的結構大多為鋼筋混凝土結構。

目前，此類地下混凝土結構的拆除方法主要包括：

1.液壓繩鋸切割，首先由水鉆打孔，以便鏈條穿過。在適當位置安裝膨脹螺絲，用來固定切割機與導輪。然后金剛石繩索在液壓馬達帶動下繞切割面高速運動研磨切割體，產生的粉屑通過冷卻水帶走，最終形成切割斷面，由吊裝設備將切割完成的砼塊移除。

2.爆破拆除，采用鉆機打孔，孔內布置炸藥，選擇合理的爆破參數，并制定精細化的爆破方案，在一定范圍內以爆破的方式將混凝土震碎，達到拆除的目的。

3.靜態脹裂劑破巖，靜態脹裂劑是一種由水合膨脹性物質，水硬性物質和減水劑等組成的新型破巖材料，主要成分為氧化鈣，其破巖原理是氧化鈣和水反應放出熱量并伴隨體積膨脹，由體積膨脹和熱膨脹之和大于鉆孔體積而產生膨脹壓力，以此將混凝土結構脹裂。

地下結構破拆需要考慮對周邊場地的影響，當周邊存在重要建筑時，爆破法在很多方面會受到限制，比如會產生一系列的危害效應是：爆破振動、塌落振動、爆破飛石、二次飛濺物、爆破粉塵、空氣沖擊波和噪音等。

地下結構破拆同樣要考慮施工空間的影響，在狹小的地下空間里，液壓繩鋸切割會受到一定約束，即使能順利切割，地下小空間內，砼塊的吊裝也是一大問題。

靜態脹裂劑在施工過程中安全性高，不會產生爆炸、飛石等危險事故，同時也不會對周邊建筑工程、行人以及居民的日常工作和生活造成不良影響。但是在施工過程中，靜態脹裂劑在灌注時會存在一些困難。采用傳統的注漿設備注漿時，設備在長時間工作下會出現漿液凝結堵塞注漿泵和管路的風險，在地下空間內注漿設備清理困難，制約了靜態脹裂劑在地鐵隧道等特殊環境下的推廣使用。當水平鉆孔進行脹裂時，需要采用藥卷形式填充脹裂劑，以防止脹裂劑流出。然而脹裂藥卷為流塑狀，尤其是在深孔填充藥卷時，在裝入鉆孔過程中會因自身變形而堵塞鉆孔，導致無法布滿鉆孔，影響脹裂劑的破巖效果。

中國專利CN108801088A公開了一種藥卷形式的靜態脹裂劑破巖法，其破巖工藝是將靜態脹裂劑粉末裝入圓柱形無紡布袋中，通過在水中浸泡藥卷至飽和以激活水化反應，用膠木炮棍將藥卷送入鉆孔，最后進行封孔。其不足之處為：①浸泡藥卷至飽和狀態，這種方式不能每次都保證激活后的藥卷為最佳水灰比，同時也會存在藥卷表層吸水多而內部吸水少，不能完全發揮脹裂劑的脹裂作用。②無紡布采用聚酯纖維，滌綸纖維材質生產，具有強韌的特點。用其包裹靜態脹裂劑會在脹裂劑膨脹過程中產生約束，從而降低脹裂劑的破巖效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種脹裂孔裝藥裝置、地下結構破拆系統及方法，以解決上述現有技術存在的問題，結構簡單、操作方便，能夠帶動脹裂藥卷進入鉆孔底部，有效的將脹裂孔填充滿，避免外包裝約束脹裂劑膨脹，有效提高破巖效果。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：