非爆破岩理论和技术发展与展望

地下资源开采及地下空间开发利用规模不断加大,促使非爆破岩技术得到了长足发展,并衍生出机械刀具破岩、水力破岩、微波破岩、热冲击破岩、膨胀破岩、联合破岩等技术。本文阐述了各类非爆破岩理论,并综述了各类非爆破岩技术的发展与应用进程。针对目前非爆破岩技术的发展瓶颈和面临的挑战,展望了非爆破岩理论与技术的发展方向。为满足深地战略重大需求,非爆破岩亟需完成理论突破、技术变革、设备升级,以实现复杂地质环境下坚硬岩石的安全、高效、经济、智能及绿色破碎。

顶管施工坚硬岩层非爆破破岩掘进技术应用

针对复杂地质条件下,顶管施工在遇到岩石、硬土等坚固物块时采用何种方式破岩掘进这一问题,为合理选择破岩方式,根据滇池外海北部水体置换通道改造工程的实际施工情况,分析非爆破掘进技术在小断面水文与工程地质特殊以及周边环境复杂、施工减振(噪)要求高等条件下的适用性。经过对比,最终确定了在无水施工段和有水工作段分别采用静态破碎法、劈裂法作为顶管施工坚硬岩层的非爆破破岩方法。无水段采用采用静态破碎法破岩施工时,根据断面情况提出水平布孔和环形布孔两种方式,相邻孔距为40 cm,排(环)距为50 cm,孔径42 mm;含水段采用劈裂法施工时,全断面采用同静态破碎法工艺相同的环形布孔方式,若断面为复合断面,则应在断面正底部150°范围内钻孔取临空面后,沿临空面向上逐排布孔,孔径100 mm。工程实践表明:静态破碎法在无水工作面岩石掘进效果较好,掘进速率为8.5 m/d;在有水工作面因破碎剂失效,应采用劈裂法破岩,劈裂法破岩速率为10.5 m/d;静态破碎法有利于掘进断面控制,而与静态破碎法相比,劈裂法具有适应性强、掘进速度快等优点。该工程的顺利实施为今后类似条件下小断面顶管硬岩非爆破破岩掘进施工提供了有益的借鉴。