由于城市地下管道工程穿越的地層水文與工程地質(zhì)條件的不確定性以及各種破巖設(shè)備的自身特點,現(xiàn)行的非爆破破巖方法均有各自的適應(yīng)性。以TBM為例,其安裝施工復(fù)雜,初期投入大,且受設(shè)備自身限制無法進(jìn)入小斷面施工現(xiàn)場,較適用大型長期隧道工程等;人工風(fēng)鎬破巖效率太低,不利于工程進(jìn)度;其他如電氣設(shè)備類破巖方式也存在經(jīng)濟性低、可代替性強等特點。基于上述因素,在實際頂管破巖掘進(jìn)施工中應(yīng)根據(jù)具體情況,選取適應(yīng)具體地質(zhì)條件的最佳破巖方式。靜態(tài)破碎法是一種利用其主要成分(氧化鈣)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量和較大膨脹壓力,該膨脹壓力作用在巖石上來實現(xiàn)破巖的破巖方法,與其他破巖方式相比,具有經(jīng)濟性較好、操作簡單、危險系數(shù)小、益于攜帶等優(yōu)點。如學(xué)者桂良玉 通過工程實踐得出,靜態(tài)破碎技術(shù)具有施工中無震動、無沖擊波、無粉塵和拋石、噪聲小污染小,有利于斷面控制等優(yōu)勢,使其在某些特殊環(huán)境下發(fā)揮著不可替代的作用。馬志剛等 通過對靜態(tài)破碎劑膨脹機理的分析得出,靜態(tài)破碎劑產(chǎn)生的膨脹壓力通常能達(dá)到30 MPa,完全能夠達(dá)到一般硬巖破碎的需求。
無聲破碎巖石膨脹劑的效果隨環(huán)境溫度的提高而明顯地增加。但溫度過高,水化速度加快,易產(chǎn)生噴孔現(xiàn)象。為了適應(yīng)環(huán)境溫度的變化,控制水化速度及裂縫開裂時間,要根據(jù)環(huán)境溫度采用不同配方。靜態(tài)膨脹劑的吸水量,以滿足化學(xué)反應(yīng)(26%)或便子裝灌為度,過多的水分將降低其膨脹力。靜態(tài)膨脹劑操作簡便,攜帶和運輸安全,切割和破碎巖石時可做到無飛石、無震動、無沖擊波、無噪聲、無粉塵、無毒氣排放等危害,因此可用于城市建筑物拆除、巖石基槽開挖,大塊巖石的二次破碎和石料開采等工程。無聲破碎巖石膨脹劑與炸藥爆破相比,其缺點是作用時間長、成本較高。研究新的添加劑。縮短反應(yīng)時間,提高膨脹力,降低成本為其改進(jìn)方向。
巖石液壓破裂機主要應(yīng)用于不能爆破作業(yè)并要求產(chǎn)量高、工期緊等技術(shù)難度大的土石方工程,開山破石就像劈豆腐,挖機吊裝放入巖石孔中,兩分鐘左右產(chǎn)生約1萬噸的裂石力可脹裂開石頭50立方左右,一天輕松破碎堅石一千立方以上,比傳統(tǒng)使用炮錘+切割機或膨脹破碎劑的方式快十倍以上,并且成本更低。 技術(shù)上實現(xiàn)了大直徑、大流量、大強力,液壓動力站超高壓、超快速,分裂巖石效果大裂縫、大間距、大產(chǎn)量。在不能爆破的工地,巖石液壓破裂機比用切割機的優(yōu)勢是一臺能頂它十臺的效率,機械化作業(yè),工人不會因天氣熱或雨而影響作業(yè)時間,降低水電費十倍,噪音和污染改善,工期提前了各成本降低;比起用膨脹劑/破碎劑的優(yōu)勢是鉆孔直徑大、間隔大,裂縫更大、效果更好、更易于破碎解小,立即見效不用等待、不間斷重復(fù)作業(yè),不受雨水和溫度影響,無噴漿和強堿性危害,無震動安全環(huán)保可夜間施工、產(chǎn)量高達(dá)上千立方。顛覆傳統(tǒng)靜態(tài)爆破施工方式,新技術(shù)新工藝淘汰并替代膨脹劑﹑破碎劑。