根據(jù)靜態(tài)破碎劑的破巖原理,在破碎方案設(shè)計(jì)之前,首先須了解斷面內(nèi)巖體情況,才能準(zhǔn)確的進(jìn)行掘進(jìn)深度的確定和布孔設(shè)計(jì),掘進(jìn)深度及布孔設(shè)計(jì)一般取決于巖體的硬度等級(jí)、破碎情況、含水情況等斷面情況。為使破巖效果達(dá)到最大化,布孔前首先確定一個(gè)以上臨空面,若掘進(jìn)面為全斷面巖石,首先在掘進(jìn)面中心鉆孔作為臨空面,環(huán)繞中心鉆孔向外環(huán)形擴(kuò)散布孔;若掘進(jìn)面為巖土復(fù)合斷面,則首先挖除土層作為脹裂臨空面,沿巖土分界線向巖層水平布孔。為對(duì)比兩種布孔方式的破巖效率,分別選取試驗(yàn)段管道進(jìn)行了施工試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)全斷面采用環(huán)形布孔破巖時(shí),由里到外逐層破碎的層數(shù)較少,因此單循環(huán)用時(shí)少,效率高,破巖方量能達(dá)到41.7 m /d;當(dāng)復(fù)和斷面采用環(huán)形布孔時(shí),由于上部土層可直接破碎,對(duì)剩余巖體裝藥反而因鉆孔多而浪費(fèi)時(shí)間,破巖方量只能達(dá)到38.5 m /d(含土體),而采用平行布孔時(shí),破巖方量能夠達(dá)到42.4 m /d(含土體)。這說(shuō)明,靜態(tài)破碎法破巖時(shí)全斷面采用環(huán)形布孔、復(fù)合斷面采用平行布孔能達(dá)到最大效率。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,俱進(jìn)路線上所含巖石為白云巖、灰?guī)r兩種,其硬度指標(biāo)F=6,因此孔距與排距設(shè)計(jì)為40 cm和50 cm。在孔徑大小的設(shè)計(jì)上,根據(jù)試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)破碎試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)孔徑小于42 mm時(shí),部分巖體無(wú)法破裂或發(fā)生裂縫而無(wú)法分離巖石,當(dāng)孔徑大小設(shè)計(jì)為42 mm以上時(shí),巖體俱進(jìn)能夠滿足破碎需求,因此,從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮,為節(jié)省破碎劑,孔徑大小設(shè)計(jì)為42 mm。巖體情況。斷面內(nèi)巖體的破碎情況直接取決于鉆孔深度的設(shè)計(jì)。當(dāng)巖體情況較為完整、無(wú)明顯裂縫時(shí),每一循環(huán)掘進(jìn)的進(jìn)尺一般不超過(guò)1 m,鉆孔深度應(yīng)為掘進(jìn)進(jìn)尺H的1.05倍,即1.05H;為防止巖石掘進(jìn)后上部巖體(土體)的坍塌,當(dāng)斷面破碎情況較為嚴(yán)重,存在網(wǎng)狀裂縫或明顯長(zhǎng)裂縫時(shí),應(yīng)縮短每一循環(huán)進(jìn)尺;若掘進(jìn)中遇孤立的巖石時(shí),鉆孔深度為目標(biāo)破碎體的80%～90%;每掘進(jìn)一段后續(xù)管道跟進(jìn)頂入,確保掘進(jìn)面安全性和穩(wěn)定性。在試驗(yàn)段進(jìn)行破巖掘進(jìn)時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)確定掘進(jìn)進(jìn)尺H時(shí),其鉆孔深度設(shè)計(jì)為掘進(jìn)進(jìn)尺H的1.05倍,即1.05H最為合適。若小于1.05H,會(huì)造成破碎不不徹底,導(dǎo)致頂管頂進(jìn)達(dá)不到設(shè)計(jì)深度;若大于1.05H,則會(huì)造成破碎劑浪費(fèi)。

液壓劈裂棒運(yùn)用液壓機(jī)械方式對(duì)巖石進(jìn)行劈裂，是針對(duì)堅(jiān)硬巖石能高效破裂的創(chuàng)新設(shè)備，在礦山開(kāi)采及建筑土石方工程中不能使用炸藥的情況下破碎巖石具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，淘汰了膨脹破碎劑。山西愚公斧在國(guó)內(nèi)率先從事巖石劈裂棒的施工及技術(shù)推廣，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。愚公斧劈裂棒應(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，山西愚公斧生產(chǎn)的愚公斧劈裂棒鉆孔直徑已達(dá)到24厘米以上，鉆孔間隔3到5米一排，挖機(jī)吊裝放入巖石孔中，兩分鐘左右可脹裂開(kāi)石頭20-50立方左右，輕松破碎堅(jiān)石上千立方，比使用炮錘+切割機(jī)或膨脹破碎劑的方式快十倍以上，且成本低。比用切割機(jī)的優(yōu)勢(shì)是一臺(tái)能頂十臺(tái)的效率，降低水電費(fèi)，噪音和污染改善，工期提前成本降低；比起用膨脹破碎劑的優(yōu)勢(shì)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(jiàn)效不用等待、不間斷重復(fù)作業(yè)，不受雨水和溫度影響，無(wú)噴漿和強(qiáng)堿性危害，無(wú)震動(dòng)安全環(huán)保。