Exploração e análise de tecnologia de construção de sistema de demolição de rocha com dióxido de carbono
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Sistema de demolição de rocha gasosa;
Plataformas de perfuração para escavadeiras;
Resumo: A construção do metrô chinês está atualmente em um estágio de rápido desenvolvimento, e a maioria deles é construída em áreas prósperas da cidade. O controle da poluição causada pela escavação e construção de estações de metrô é relativamente rígido. Se o terreno for mais espesso, mais duro e com formações rochosas mais complexas, a escavação e construção da rocha serão difíceis. Como acelerar a escavação em rocha dura e o progresso da construção sob a premissa de garantir a segurança da cava, dos edifícios circundantes, dos pedestres e dos veículos? A exigência do período de construção é um grande problema enfrentado pela escavação de poços de fundação de metrô. A tecnologia de escavação de rocha com craqueamento de CO2 (sistema de demolição de rocha com CO2) é adotada para perfurar e expandir o maciço rochoso com a face aberta para fazer com que o maciço rochoso se rompa e deslize para formar a superfície limite do espaço livre e, em seguida, continue ao longo da face aberta depois da pedra quebrada. A perfuração de grandes áreas na direção da construção de craqueamento de gás CO2 pode concluir com eficiência e rapidez a escavação do poço profundo da estação.
1 Visão geral do projeto
Uma estação de metrô em Guangzhou é uma estação subterrânea de quatro andares com comprimento total de 445,21 m, largura de seção padrão de 23,8 m e profundidade do poço de fundação de cerca de 30 m. A superfície rochosa onde a estação está localizada é pouco enterrada, composta principalmente por rochas quaternárias, como conglomerado levemente intemperizado, siltito argiloso levemente intemperizado, lamito arenoso levemente intemperizado, lamito levemente intemperizado e conglomerado de seixos mistos levemente intemperizado, com alta resistência rochosa e ligeiramente intemperizado. intemperizado A profundidade de escavação da rocha é de 6 a 20 m, e a face rochosa ligeiramente intemperizada torna-se mais espessa em direção ao norte. De acordo com a situação actual, a cantaria remanescente no extremo norte da estação tem cerca de 80.000 m3, com uma extensão de cerca de 240m.
2 Princípio de craqueamento de rocha com gás CO2 （sistema de demolição de rocha）
O princípio do craqueamento de rochas com gás CO2 (sistema de demolição de rocha) é usar dióxido de carbono líquido para gaseificar e expandir rápida e rapidamente sob a condição de aquecimento repentino para produzir uma forte força de impacto. Através do controle adequado, é criado o efeito de fissuração da rocha.
Primeiro, use a máquina de envase para colocar dióxido de carbono líquido no biscoito (e também instale o dispositivo de aquecimento, a chapa de ferro inferior, etc.) e instale o biscoito no orifício para vedar hermeticamente o orifício; em seguida, use o excitador para ativar O dispositivo de aquecimento no cracker faz com que o dióxido de carbono líquido se expanda rapidamente mais de 1.000 a 2.000 vezes sob a condição de aquecimento rápido, o que gera instantaneamente uma forte pressão de impacto (300 a 400 MPa). Quebre a chapa de ferro na parte inferior da vedação e, em seguida, corra rapidamente ao longo do orifício de ventilação definido. Devido ao buraco fechado, o gás não pode vazar livremente, o que impactará as rochas circundantes e produzirá efeitos destrutivos, resultando em um efeito de fissuração da rocha (demolição de rocha).
3 Vantagens do craqueamento de rocha com gás dióxido de carbono （sistema de demolição de rocha）
Vantagens principais:
①Possui recursos de segurança essenciais. É muito seguro em termos de armazenamento, transporte, transporte, uso e reciclagem. O motor principal é separado do equipamento de craqueamento e o tempo desde o enchimento do gás até o final do craqueamento da rocha é relativamente curto. A perfusão de dióxido de carbono líquido leva apenas 1 a 3 minutos e a excitação até o fim leva apenas 4 ms. Não há arma muda durante o processo de implementação e nenhuma inspeção de arma é necessária. A distância de aviso de segurança é curta e não há risco de segurança oculto;
②Pode ser fissuração direcional e pode ser controlada com atraso, principalmente em ambientes especiais, como áreas residenciais, túneis, metrôs, subterrâneos, etc., durante o processo de implantação, não há vibração destrutiva e ondas curtas, podendo afetar o área ao redor. Nenhum impacto destrutivo ao meio ambiente;
③Não há necessidade de fogos de artifício, gerenciamento simples, fácil de aprender, menos operadores, sem necessidade de pessoal profissional; ④Os materiais são ricos em fontes, disponíveis no local, fábricas de produtos químicos e postos de gasolina possuem dióxido de carbono líquido;
⑤Melhore a eficiência, reduza o custo. Reduza procedimentos complicados de aprovação e restrições de gerenciamento. Antes de injetar dióxido de carbono, são produtos não explosivos;
⑥Proteção ambiental: A ventilação direcional não causa danos ao meio ambiente e não produz gases nocivos, como monóxido de carbono e óxidos de nitrogênio;
⑦Conveniência: Substituição de diferentes tipos de liberações constantes de energia através de diferentes quantidades de enchimento A chapa e o ativador de aquecimento podem controlar a pressão de trabalho do sistema de expansão, de forma a se adaptar aos diferentes ambientes de trabalho;
⑧Economia: todo o sistema pode ser usado repetidamente e o custo de uso é baixo;
⑨Segurança: O processo de montagem, enchimento e transporte é seguro e confiável, em comparação com a detonação explosiva. Pode eliminar o acidente de colapso estúpido da arma;
⑩Rápido: as operações de montagem e enchimento são simples e o tempo de preparação da excitação é curto, o que pode melhorar muito a eficiência do trabalho e a produção em massa.
4 Situação de teste de craqueamento de gás dióxido de carbono
4.1 Finalidade do teste
Devido aos edifícios densos que rodeiam o poço de fundação, a pressão de petição circundante é elevada e técnicas de construção com grandes vibrações, como detonação, não podem ser utilizadas. Espera-se que os resultados dos testes do método de craqueamento de gás dióxido de carbono possam ser usados para analisar se o problema de escavação de rocha dura pode ser resolvido. Por meio de experimentos, são determinados os parâmetros relevantes, como superfície da face, distância do furo de perfuração, profundidade do furo e ângulo de inclinação, o que fornece suporte de dados para analisar e melhorar a eficiência do craqueamento do gás dióxido de carbono. O impacto do método de quebra de rocha na vibração, ruído, pedras voadoras, etc. ao redor é testado através de experimentos.
4.2 Local de teste e condições geológicas
Neste teste, a formação rochosa no lado oeste do 43º eixo, que possui uma superfície aberta e uma formação rochosa representativa, é selecionada cerca de 13m abaixo do plano do poço de fundação, e o alcance do teste é de 1,5m×4m. O tipo de rocha do local de teste é conglomerado levemente intemperizado <9-1>, o conteúdo de cascalho é de cerca de 75% -85% e é subarredondado a subprismático. O tamanho é principalmente de 1,50 a 7,50 cm na direção vertical, e o tamanho máximo de partícula é superior a 10,0 cm. , Os seixos estão distribuídos de forma desigual.
4.4 Resumo do teste
(1) Os resultados do teste mostram que a capacidade de craqueamento da rocha atende basicamente aos requisitos de construção da formação rochosa levemente intemperizada, o processo é simples e a operabilidade é forte. Este teste descobriu que o espaçamento dos furos é de 0,8 × 0,8 m e a profundidade do furo é de 3,0 m. O efeito de craqueamento da rocha é ideal e pode ser usado como parâmetro de construção de rocha com gás dióxido de carbono para escavação de pedra. O furo de 18m3 perfurado desta vez pode atingir 40m3 de rocha fissurada. Depois que a rocha é quebrada, a explosão de rochas grandes pode ser rapidamente quebrada.
(2) Por meio de experimentos, descobriu-se que o método de quebra de rocha tem menos impacto na vibração, ruído e pedras voadoras ao redor do poço de fundação, e a segurança geral da quebra de dióxido de carbono é melhor do que a detonação comum.
(3) Resumindo, o uso da tecnologia de construção de craqueamento de gás dióxido de carbono, o processo é simples, o efeito de quebrar a formação rochosa ligeiramente desgastada é ideal e o impacto no ambiente circundante é pequeno. Pode não só cumprir o período de construção e os requisitos de segurança da escavação de pedra deste projecto, mas também desempenhar um papel positivo na promoção do âmbito da protecção do solo urbano e da escavação de pedra que é estritamente proibida de detonar a construção.
5 Método de implementação de craqueamento de gás dióxido de carbono
5.1 Método de construção da sala de operações terrestres
(1) Preparação antes de encher o biscoito de dióxido de carbono.
(2) Montagem:
① Coloque o tubo de armazenamento de líquido do dispositivo de fraturamento no rack de exibição, insira o fio de ferro no tubo principal e faça com que a extremidade com o gancho se projete da extremidade do tubo principal com letras. Em seguida, prenda o fio do dispositivo de aquecimento com o fio de ferro e puxe o fio para fazer com que o fio se projete da outra extremidade do tubo de armazenamento de líquido;
②O corte de pressão constante é instalado na junta e conectado ao fio do dispositivo de aquecimento. Em seguida, retire o dispositivo de aquecimento para fazer com que as fatias redutoras de pressão constante entrem completamente no tubo de armazenamento de líquido;
③Aperte primeiro o tubo de liberação e depois aperte a válvula de enchimento, tudo parafusado até que a mão não possa ser parafusada;
④Coloque o dispositivo de ruptura parafusado na máquina de desmontagem. Nas mandíbulas, insira uma extremidade da válvula de enchimento no cabeçote de desmontagem e montagem. Em seguida, gire o botão de parada de emergência no sentido horário e pressione o botão Iniciar para iniciar a máquina de desmontagem;
⑤Pressione e segure o botão de fixação e solte-o depois que a pressão subir para mais de 10MPa. Em seguida, pressione e segure o botão de aperto quando a pressão subir para 10MPa, solte o botão de aperto;
⑥Pressione e segure o botão de liberação e, em seguida, gire o biscoito;
⑦Repita a etapa
⑧Meça a resistência, a resistência normal é geralmente 2Ω.
(3) Inflação:
①Coloque o dispositivo de ruptura na mesa de enchimento para alinhar os orifícios de enchimento, aperte a haste de fixação e use uma chave Allen para abrir a válvula de enchimento;
②Pressione o botão reset na máquina de envase para ativar o indicador de pesagem.
③Desgaseificação: Antes de trabalhar pela primeira vez todos os dias, é necessário esvaziar para esvaziar todo o gasoduto. Primeiro abra a válvula esférica de entrada e a válvula esférica de saída no posto de abastecimento. Em seguida, pressione o botão de deflação até que a válvula esférica de saída emita gás branco contínuo e, em seguida, feche a válvula esférica de saída;
④Lave o tubo: Após pressionar o botão de deflação, feche a válvula esférica de entrada e, em seguida, abra a válvula esférica de saída para liberar o dióxido de carbono no biscoito. Feche a válvula de esfera de saída após uma peça grande;
⑤Enchimento: Depois de fechar a válvula de esfera de saída, abra a válvula de enchimento do biscoito, o dióxido de carbono líquido resfriará o biscoito a cerca de -10 ° C, e o biscoito pode ser carregado sem alta pressão após o resfriamento. Instale dióxido de carbono líquido e a máquina irá parar automaticamente quando a pressão atingir 8MPa após o cracker estar cheio. Depois que a máquina for parada, use uma chave Allen para fechar a válvula de enchimento do cracker, a seguir feche a válvula esférica de entrada e, em seguida, abra a válvula esférica de saída para liberar o excesso de gás;
⑥Teste de estanqueidade: coloque a válvula de enchimento e o tubo de liberação do biscoito separadamente na água, certifique-se de que não saiam muitas bolhas.
5.2 Método de construção no local
(1) Transporte de equipamentos:
① O cracker tem 2m de comprimento e diâmetro externo de 110mm. Quando o cracker é preenchido com gás, quando a pressão no tubo atinge 8MPa, o enchimento está concluído. Neste momento, a massa de dióxido de carbono líquido no cracker é de cerca de 6,8 kg. A capacidade de fissuração da rocha brisa é de 14-30m3.
② Depois que o cracker é preenchido com dióxido de carbono líquido no solo, ele é içado verticalmente até o local da pseudo-fissuração da rocha com um guindaste ou guindaste de torre.
(2) Perfuração: Escolha o tipo de equipamento de perfuração: Para rocha dura, escolha um equipamento de perfuração para perfurar. A inclinação da superfície vazia deve ser superior a 1:0,35. Geralmente, duas fileiras de buracos são dispostas na superfície da rocha e em um padrão de flor de ameixa. O diâmetro do furo é de 13cm. , O espaçamento do furo é de 0,8-1,2 m nas direções vertical e horizontal, e a profundidade de perfuração é de 3 a 4 m, e é perfurado na formação rochosa a 90 °.
(3) Instalação do cracker: Após a conclusão da perfuração, use uma traqueia para soprar a lama e pequenas pedras do buraco, limpe os detritos do buraco e, em seguida, preencha com cascalho apropriado. Conecte o cracker cheio de gás e o tubo de conexão de 2m de comprimento para formar um tubo e coloque o cracker no buraco para garantir que o tubo de conexão vaze da superfície da rocha. Após a instalação do cracker, preencha a lacuna entre o cracker e o furo com guamite de 3 ~ 5 mm e vibre com uma haste vibratória para compactá-lo.
(4) Detecção de resistência do dispositivo de ruptura e proteção de fixação do fio:
① Coloque o dispositivo de ruptura no furo e preencha com guamite, após vibrar e compactar, retire um fio do dispositivo de ruptura;
② Verifique se o fio é usado antes. Existem defeitos como pele quebrada, rachaduras ou fios quebrados; ③Use um multímetro para medir a resistência do fio condutor do cracker, a resistência deve ser em torno de 4Ω, se a resistência for muito grande ou a resistência for 0, não será qualificada;
④Use um cabo de aço duplo para conectar cada cracker. As cabeças dos tubos de conexão são todas conectadas em série, a extremidade do cabo de aço é fixada em uma posição firme e cada furo é coberto com lona de asfalto para evitar que o cascalho voe para fora ;
⑤Conecte todos os disjuntores em série com fios de acordo com a potência da excitatriz e, finalmente, conecte à excitatriz.
(5) Excitação: Conecte todos os dispositivos de fraturamento em série com fios, conecte-os à excitatriz, mova a excitatriz para uma posição segura e ative a rocha rachada após todo o pessoal ter evacuado da área perigosa.
(6) Reciclagem:
① Transporte o dispositivo de ruptura recuperado para a sala de operação, coloque o dispositivo de ruptura nas mandíbulas da máquina de desmontagem e insira uma extremidade da válvula de enchimento no cabeçote de desmontagem e montagem. Em seguida, gire o botão de parada de emergência no sentido horário e pressione o botão Iniciar para iniciar a máquina de desmontagem;
②Pressione e segure o botão de liberação e, em seguida, gire o biscoito;
③Limpe os resíduos dentro do biscoito para o próximo uso.
6. Conclusão
A tecnologia de construção de escavação de rocha rachada com dióxido de carbono consiste em perfurar e rachar a rocha no maciço rochoso com a face aberta para fazer com que o maciço rochoso se rompa e deslize para formar a superfície limite do espaço livre e continue ao longo das direções vertical e horizontal de a face aberta após a rocha rachada. Furos de grandes áreas são usados para construção de craqueamento de gás dióxido de carbono, o que pode concluir com eficiência e rapidez a escavação de poços de fundação profundos. Desempenhar um papel exemplar na construção de poços de fundação abertos semelhantes em rocha rachada para melhor atender às necessidades do desenvolvimento da tecnologia de construção de escavação de pedra de poço de fundação urbana no futuro, promover a construção eficiente e segura da tecnologia de construção de metrô e atender aos requisitos de energia -Reivindicação de construção verde de economia e redução de consumo.
