硬岩

摘要： 在城市轨道交通盾构区间,往往会遇到上软下硬或全断面中、微风化岩石的地层,导致盾构机掘进缓慢,频繁进行换刀及带压进仓等高危险作业。目前通常采用的开挖取石或冲击锤破碎处理方法,进度较慢、成本增高、工期延长。相比较而言,深孔爆破预处理技术通过初期勘察确定硬岩范围后,采用爆破方法对基岩突起段进行预处理,为后续盾构机掘进创造有利条件。该方法能够有效的节约成本支出、提高经济效益。

摘要： TBM设备关键零部件长期处于极限负荷的运行状态,出现了主推进油缸内部部件的损坏,通过分析损坏现状和对运行情况的影响,介绍主推进油缸在洞内狭小空间更换的总体方案,吊装及运输设计,更换实施的步骤及快速施工的重难点,快速、安全地进行主推进油缸的更换工作,确保TBM设备在高强度硬岩掘进中的可靠运行。

摘要： 针对不同倾向、不同倾角条件下,边坡变形破坏特征不同但缺乏相互对比分析研究的现状,在充分考虑硬岩岩质边坡变形破坏特征的基础上,配制硬岩相似材料,采用底摩擦试验方法,分析不同倾向、不同倾角边坡变形破坏模式,并借助PIVlab技术进行分析。结果表明:顺倾和反倾边坡变形破坏模式和破坏范围有明显区别。在45°坡度条件下,当顺倾边坡倾角由30°→45°→60°→80°转换时,变形破坏模式由滑移-拉裂→轻微滑移-弯曲(或滑移-剪切)→未有明显变形(整体稳定)→浅表部倾倒-拉裂逐渐演化。在45°坡度、反倾边坡条件下,变形破坏模式由岩层倾角30°和45°条件下无明显变形,逐渐向60°和80°条件下的倾倒-拉裂演化。当岩层倾角较陡时,反倾边坡破坏范围相对顺倾边坡更大,倾倒弯曲转折端更深。PIVlab结果反映出不同结构边坡条件下,不同位置的速度和位移矢量特征不同,且与宏观观察结果相吻合。研究成果能够为同类边坡的稳定性评价和治理设计提供一定参考。

摘要： 硬岩隧道全断面掏槽开挖对控制掏槽腔体大小、掌子面平整度及拱底欠挖要求较高。依托寨山隧道洞身Ⅲ级硬岩全断面开挖,采用现场试验、问题分析和经验公式的方法,提出了掏槽眼爆破参数的优化方法。从扩展掏槽腔体积的角度,主掏槽面域内自上而下增设复式掏槽短眼4对,主掏槽眼深度扩展为3.8 m,主、复式掏槽短眼孔底间距减小为0.3 m;从岩石炸药单耗、爆破破岩负担体积的角度,确定了主掏槽眼最大单孔装药量为3.0 kg。结果表明:采用优化掏槽参数,爆后硬岩掌子面光滑、底面平整、岩堆块石尺寸合理。掏槽整体炸药单耗减小约4.5%。

摘要： 岩石蠕变对矿山岩体力学安全性具有重要影响。开展了硬岩损伤过程中的应力应变分析及声发射矩张量反演,认识到岩石内部细观结构损伤和强度劣化是蠕变的诱因,研究了岩石的强度、弹模的时间效应及岩体自身结构微细观损累积特性,更加充分阐释了岩体作为工程介质其自身蠕变机制特征。应用细观蠕变损伤模型模拟了岩石试样在单轴载荷作用下蠕变损伤规律,研究结果可望为井巷、边坡等工程的安全设计与长期稳定性评价提供参考。

摘要： 介绍了灌注桩锥形潜孔锤硬岩钻进施工技术的工艺原理、操作流程及特点。为解决强度较高或厚度较大的硬岩钻进施工技术难题,通过利用多功能钻机,采用土层全护筒跟管、长螺旋钻进+硬岩锥形潜孔锤破岩组合钻进工艺,有效提升了破岩效率。该技术便捷经济、绿色环保,在当前地下空间开发日益增多的形势下,具有广泛的推广价值。

摘要： 随着地下空间技术的发展,深基坑工程越来越多。地下连续墙作为维护深基坑安全的关键工序,其施工深度越来越深,施工难度和安全风险越来越大,技术要求越来越高。本文结合珠三角水资源配置工程超深地下连续墙施工重点难点技术问题,介绍复杂地质条件下超深地下连续墙施工关键技术研究和应用,可为类似工程施工提供技术参考。

摘要： 顶管施工法是非开挖技术代表方法之一,其中顶进力是施工中需要关注的重要参数。基于离散元理论,模拟滚刀破岩过程,验证了破岩力计算公式的可靠性。对计算公式进行扩展,建立硬岩顶管施工顶进力的预测模型。依托蓟州区输水线路硬岩顶管工程的监测数据对建立的预测模型进行验证,结果表明,预测模型可靠,可用于施工预测。

摘要： 珠海隧道东岸工作井及挂锭角以西明挖基坑地下连续墙施工前期,采用“成槽机+冲击钻”施工工艺,在成槽过程中,出现偏孔,且单幅槽段成槽周期达40 d,依然无法成槽,严重影响施工工期。为保证整体项目施工工期,改变地下连续墙施工状况。通过对地质补勘,对地下连续墙入岩深度设计优化,并结合类似工程实践经验,优化地下连续墙成槽机械设备选型。总结出在软土-坚硬花岗岩地质条件下,采用“旋挖钻+双轮铣”施工工艺。首选旋挖钻作主孔引孔,后采用双轮铣铣削成槽,从而解决了硬岩及斜岩地层中地下连续墙成槽困难的问题。同时地下连续墙施工效率得到了极大的提升,保证了地连墙成槽质量,取得了良好的经济效果,积累了临山临水地域软土-花岗岩地质条件下的地下连续墙施工经验。

摘要： 为研究硬岩卸荷阶段速率非线性变化时的破坏特性,利用室内三轴压缩试验和颗粒流数值模拟开展余弦型、直线型和指数型三种卸荷速率变化方式的硬岩破坏研究.结果表明:指数型卸荷的硬岩首先失稳破坏,余弦型卸荷的硬岩则不易发生破坏,前期较快的卸荷速率对整个卸荷过程的损伤积累影响更大;硬岩卸载过程中的承载强度受初始围压和卸荷方式的共同影响,且围压愈高则卸荷方式影响愈显著;根据Mogi-Coulomb准则,指数型卸荷通过内摩擦角影响硬岩强度,而直线型和余弦型卸荷的硬岩强度主要受黏聚力影响;指数型卸荷因前期快速卸荷易在端部产生部分破碎,直线型卸荷随围压升高由陡倾角剪切破裂带过渡多个“V”型剪切破坏,余弦型卸荷随围压增大呈塑性破坏特征趋势.

摘要： 随着TBM(Tunnel Boring Machine全断面隧道掘进机)的广泛应用,滚刀刀具的磨损问题越来越突出,在硬岩地区尤为严重.基于离散元方法,采用颗粒流软件(PFC2D),建立滚刀与岩石相互作用颗粒流模型.克服以往相关模拟分析中将滚刀模拟为刚体的不足,根据滚刀实际几何形态,建立了滚刀-岩石的全颗粒模型,研究滚刀侵入岩石过程中岩石的破碎形态过程以及滚刀的受力特征.试验结果表明,在滚刀挤压作用下岩石会发生类似岩爆的现象,刀圈崩刃现象发生的频率与滚刀切入速度呈正相关,岩块高速弹出会撞击滚刀并影响滚刀寿命,其影响规律类似于滚刀疲劳磨损.

摘要： 通过对Iddefjord花岗岩切片的微观结构分析发现，硬岩试样存在明显的微观缺陷和结构的非均质性。利用线弹性断裂力学方法，对单轴压缩下楔形滑移型裂纹的扩展规律进行了理论推导，得到了单裂纹条件下裂纹扩展的临界应力和裂纹初始长度、裂纹面倾角、摩擦角、岩石断裂韧度等之间的关系，并推导了压缩载荷和裂纹扩展长度之间的关系式，同时还分析了双轴压缩载荷作用下滑移型裂纹尖端翼裂纹扩展的应力强度因子和裂纹长度之间的关系。发现单轴压缩或较低围压情况下，微裂纹尖端较易形成平行于最大主应力方向的翼裂纹，最终可能在宏观上形成板裂破坏裂纹。

摘要： 本文介绍了采用反井钻井技术钻凿抽水蓄能电站引水竖井的施工方法,并针对钻凿极硬岩石钻机能力不足的问题,对钻机和钻井工艺进行了相应的改进,取得了显著的成效.

摘要： 本文详细的介绍了沙特阿拉伯Maher Al-Marzooki公司采用Vermeer D80X100型钻机在当地硬岩中进行水平定向钻进的几个成功实例.

摘要： 深圳抽水蓄能电站地下厂房布置在坚硬花岗岩中,埋深250～350m,属于典型硬岩条件下浅埋大跨度洞室,相对发育的确定性节理切割块体稳定性是工程设计关心的主要问题.针对这一问题,介绍厂房区基本地质条件及对该问题的分析判断和论证过程,及利用现场实际编录的节理资料,采用三维离散元程序3DEC确定性地模拟这些节理切割形成的块体,从而真实地分析和预测未来开挖过程中潜在不稳定块体及控制性节理分布,为论证和优化支护设计方案提供明确和直接的依据.

摘要： 北京地铁四号线20标盾构隧道位于永定河冲洪积扇,岩石不均匀出露,在掘进过程中遭遇水下、软硬不均岩石地层和全断面极硬岩等不良地质情况,本文叙述了盾构隧道在此段的施工方法。

摘要： 盾构法施工的隧道区间,有时岩性变化很大,围岩时软时硬,有些地区在同一断面内,出现上软下硬,甚至在软地层中夹有坚硬的岩层或岩体,在这种情况下,继续采用盾构法掘进,在技术上、经济上和进度上都未必是最恰当的,此时,分辨不同情况,适当地选用一些传统的辅助方法,是解决问题的一种手段.

摘要： 列举了我国金属矿山深井岩爆的实例,并根据金属矿山深井开采的发展趋势指出了金属矿山岩爆研究的迫切性和必要性,分析了金属矿山岩爆研究的进展、现状及存在的问题,指出了我国深井硬岩岩爆研究应侧重的几个方向.

摘要： 本文详细介绍了Maher Al-Marzooki公司在沙特阿拉伯的岩中进行水平定向钻进几个成功的实例.

摘要： 本文介绍了在岩石中实现水平定向钻进的技术特点,分析了实际遇到的主要问题,并根据现状介绍了几家公司的设计方案,为实现钻进技术提出了解决方法.

摘要： 一种硬岩掘进组合刀盘，包括呈锥状壳体的滚筒动力支架，在滚筒动力支架的前端固定切割刀盘，切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，环形金刚石切刀与沿中心呈放射状设置的岩片切压刀盘固定，岩片切压刀盘上设置切压刀片，岩片切压刀盘径向内侧与主动轴固定，主动轴穿过锥状壳体轴线伸出锥状壳体，岩片切压刀盘周边与滚筒动力支架的内表面固定，本发明公开了一种硬岩掘进组合刀盘及其制备的新型硬岩隧道掘进机，相对现有技术，本发明的切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，在工作的过程中对主动轴旋转对硬岩进行切割，将硬岩呈片状切下，然后被岩片切压刀盘上的切压刀片切成小片，这样省时省力，并且产生的粉尘较少。

摘要： 一种加装于硬岩掘进机的钻孔装置及硬岩掘进方法，属于硬岩掘进技术领域，本发明克服现有硬岩掘进机在技术上的不足之处，为硬岩掘进机提供了一种集钻孔、掘进于一体的新型掘进方式。本发明的钻孔装置包括护板、连接座、伸缩缸、驱动电机及钻头，所述钻头与驱动电机的输出端相连接，所述驱动电机与伸缩缸的一端相连接，所述伸缩缸的另一端固接于连接座内，所述驱动电机与连接座通过轨道相配合；所述护板设置在伸缩缸、驱动电机及钻头的上方。采用钻孔装置与硬岩掘进机的截割头配合使用的硬岩掘进方法，不但提高了硬岩掘进机的截割效率，而且延长了截割头内截齿的使用寿命，大大降低了掘进施工成本。

摘要： 一种加装于硬岩掘进机的液压冲击锤装置及硬岩掘进方法，属于硬岩掘进技术领域。本发明可适用于大断面全硬岩和半岩巷道的掘进作业，对巷道围岩层的结抅强度影响很小，还可提高掘进截割效率。本发明的液压冲击锤装置包括锤头、锤柄、液压缸及连接座，所述锤头与锤柄相固接，锤柄与液压缸的一端相连接，所述液压缸的另一端与连接座相连接。采用液压冲击锤装置与硬岩掘进机的滚刀式截割头配合使用的硬岩掘进方法，其步骤为：利用滚刀式截割头对岩体进行截割，使岩体形成割槽；割槽截割完成后，使滚刀式截割头退回到远离岩体的位置；液压冲击锤装置启动；使液压冲击锤装置的锤头靠近割槽的边缘，直到触碰岩体，锤头开始锤击岩体，直至岩体碎落。

摘要： 本发明公布一种破碎硬岩钻头，包括一级磨料射流先导柔性破碎齿Ⅰ、二级两翼先导破碎齿Ⅱ和三级三翼主导破碎齿Ⅲ。所述一级磨料射流先导柔性破碎齿Ⅰ为一沿二级两翼先导破碎齿Ⅱ轴线方向布置磨料喷嘴6，由其喷射的磨料射流对岩石进行一级先导破碎，所述二级两翼先导破碎齿Ⅱ由两枚切割片和两翼钻头体组成，实现对岩石的二级先导破碎，所述三级三翼主导破碎齿Ⅲ由三枚切割片和三翼钻头体组成，在其作用下形成终孔。另一方面，本发明还涉及利用所述钻头对硬岩进行破碎的方法。本发明所述钻头钻进速度快、磨损小，可广泛用于硬岩钻进。

摘要： 本发明公开了一种适用于硬岩矿开采的刀盘及硬岩开采方法，所述刀盘包括用于接收径向驱动力的回转轴孔、刀盘架、破岩滚，所述破岩滚安装在刀盘架上，破岩滚的布置方向满足破岩滚破岩适于径向推进。利用该刀盘进行硬岩开采方法是一种刀盘采用径向推进的方法。本发明这种刀盘结构能形成超大型高强度圆盘式结构，通过大扭矩液压马达驱动，保障刀盘在破岩工作时有足够的回转扭矩；并能通过各破岩滚合理布置，保证刀盘转动时破岩滚均匀切削岩面，保证刀盘整体受力平均，同时保证岩体内应力均衡，达到最佳破岩效果，能切割岩石硬度f≥8的岩石，可以实现连续破岩作业，能用于智能化设备，以实现智能化高效采掘。

摘要： 本发明公开了一种支撑法加固硬岩采空硐室的方法以及一种硬岩采空硐室支护结构，方法包括：对硐室进行勘察测量，确定硐室基岩面的多个支撑墩柱位置；在硐室基岩面上支撑墩柱位置所在处设置底部锚杆，并浇筑混凝土至设计标高以形成支撑墩柱；对与支撑墩柱相对应的硐室顶岩面进行修整处理，使顶岩面呈支撑墩柱所在处低、支撑墩柱所在处四周高的形式设置；对多个支撑墩柱顶端进行混凝土浇灌以形成顶梁，顶梁部分嵌入硐室顶岩面并与顶岩面形状相适配。本发明的方法解决了跨度较大的地下硐室加固问题，施工操作简单，可靠性高，能保证采空硐室的安全稳定性，经济效益显著，具有推广价值。

摘要： 本发明提供一种硬岩开沟机及硬岩开沟方法，该硬岩开沟方法包括使硬岩开沟机在管沟内上坡的步骤，该硬岩开沟机包括前行走单元和后行走单元，前行走单元上设有切割装置和切割悬臂，后行走单元上设有能源机组；前行走单元和后行走单元上分别设有支撑装置，支撑装置位于所在行走单元的左右两侧，支撑装置包括固定在相应行走单元上的装置座，装置座上装配有伸缩臂，伸缩臂的末端设置有用于支撑到管沟的相应侧壁上的支撑底脚；硬岩开沟机还包括伸缩驱动装置，伸缩驱动装置的两端分别与前、后行走单元连接，用于在伸缩时在前、后行走单元之间形成顶推力或牵拉力。本发明提供的硬岩开沟机有效解决了现有技术中的掘进机在坡度大的场合不适用的技术问题。

摘要： 一种硬岩掘进组合刀盘，包括呈锥状壳体的滚筒动力支架，在滚筒动力支架的前端固定切割刀盘，切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，环形金刚石切刀与沿中心呈放射状设置的岩片切压刀盘固定，岩片切压刀盘上设置切压刀片，岩片切压刀盘径向内侧与主动轴固定，主动轴穿过锥状壳体轴线伸出锥状壳体，岩片切压刀盘周边与滚筒动力支架的内表面固定，本发明公开了一种硬岩掘进组合刀盘及其制备的新型硬岩隧道掘进机，相对现有技术，本发明的切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，在工作的过程中对主动轴旋转对硬岩进行切割，将硬岩呈片状切下，然后被岩片切压刀盘上的切压刀片切成小片，这样省时省力，并且产生的粉尘较少。

摘要： 本实用新型公开了一种针对硬岩及超硬岩的模块化钻机，包括壳体、滑杆、动力装置、钻筒、电缸和至少一个回转减速机。壳体包括设置在前后两端的前支撑板和后支撑板，滑杆的两端分别与前支撑板和后支撑板固定连接，动力装置通过连接座与钻筒连接并通过连接座滑动地安装在滑杆上。在动力装置的转动轴上设有第一齿轮，在钻筒的一端外壁沿周向设有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮传动配合连接。电缸的一端固定安装在后支撑板上，电缸的活塞杆的前端部与钻筒之间通过连接块连接。本实用新型针对硬岩及超硬岩的模块化钻机采用模块化设计，使用时，将其装配在挖机、隧道台车上，可以实现精确定位施工并成倍提高工作效率。

摘要： 一种硬岩掘进组合刀盘，包括呈锥状壳体的滚筒动力支架，在滚筒动力支架的前端固定切割刀盘，切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，环形金刚石切刀与沿中心呈放射状设置的岩片切压刀盘固定，岩片切压刀盘上设置切压刀片，岩片切压刀盘径向内侧与主动轴固定，主动轴穿过锥状壳体轴线伸出锥状壳体，岩片切压刀盘周边与滚筒动力支架的内表面固定，本实用新型公开了一种硬岩掘进组合刀盘及其制备的新型硬岩隧道掘进机，相对现有技术，本实用新型的切割刀盘为一组同圆心的不同直径的环形金刚石切刀，在工作的过程中对主动轴旋转对硬岩进行切割，将硬岩呈片状切下，然后被岩片切压刀盘上的切压刀片切成小片，这样省时省力，产生的粉尘较少。