Eksplorasi dan analisis teknologi konstruksi sistem penghancuran batuan karbon dioksida
Abstrak: Pembangunan kereta bawah tanah China saat ini sedang dalam tahap perkembangan yang pesat, dan sebagian besar dibangun di daerah kota yang makmur. Pengendalian pencemaran akibat penggalian dan pembangunan stasiun kereta bawah tanah relatif ketat. Jika medan lebih tebal, lebih keras, dan formasi batuan lebih kompleks, penggalian dan konstruksi batuan sulit dilakukan. Bagaimana mempercepat penggalian batuan keras dan kemajuan konstruksi di bawah premis untuk memastikan keamanan lubang pondasi, bangunan di sekitarnya, pejalan kaki, dan kendaraan? Persyaratan masa konstruksi merupakan masalah utama yang dihadapi oleh penggalian lubang pondasi kereta bawah tanah. Teknologi penggalian batuan retak CO2 sistem pembongkaran batuan CO2） diadopsi untuk mengebor dan memperluas massa batuan dengan permukaan terbuka untuk membuat massa batuan pecah dan meluncur untuk membentuk permukaan batas ruang bebas, dan kemudian melanjutkan di sepanjang permukaan terbuka setelah batu pecah. Pengeboran area besar ke arah konstruksi perengkahan gas CO2 dapat secara efisien dan cepat menyelesaikan penggalian lubang pondasi dalam stasiun.
1 Ikhtisar proyek
Stasiun kereta bawah tanah di Guangzhou adalah stasiun bawah tanah empat lantai dengan panjang total 445,21m, lebar bagian standar 23,8m, dan kedalaman lubang pondasi sekitar 30m. Permukaan batuan tempat stasiun berada tertimbun dangkal, terutama tersusun oleh batuan kuarter seperti konglomerat agak lapuk, batulanau argillaceous agak lapuk, batulumpur berpasir agak lapuk, batulumpur agak lapuk, dan konglomerat kerikil campuran agak lapuk, dengan kekuatan batuan tinggi dan sedikit lapuk. lapuk Kedalaman galian batuan adalah 6-20m, dan muka batuan yang sedikit lapuk menjadi lebih tebal ke arah utara. Menurut situasi sebenarnya, sisa pekerjaan batu di ujung utara stasiun adalah sekitar 80.000 m3, dengan panjang sekitar 240m.
2 Prinsip batuan retak gas CO2 sistem penghancuran batuan）
Prinsip pemecahan batuan gas CO2 ）sistem penghancuran batuan） adalah menggunakan karbon dioksida cair untuk gasifikasi dan ekspansi dengan cepat dan cepat di bawah kondisi pemanasan mendadak untuk menghasilkan gaya tumbukan yang kuat. Melalui kontrol yang tepat, efek retakan batuan tercipta.
Pertama, gunakan mesin pengisi untuk mengisi karbon dioksida cair ke dalam kerupuk (dan juga pasang alat pemanas, lembaran besi bawah, dll.), dan pasang kerupuk ke dalam lubang untuk menutup lubang dengan rapat; kemudian gunakan exciter untuk mengaktifkan Perangkat pemanas di cracker membuat karbon dioksida cair dengan cepat berkembang lebih dari 1.000 hingga 2.000 kali di bawah kondisi pemanasan cepat, yang secara instan menghasilkan tekanan benturan yang kuat (300 hingga 400 MPa). Menembus lembaran besi di bagian bawah segel, dan kemudian dengan cepat bergegas keluar di sepanjang lubang ventilasi yang ditetapkan. Karena lubang yang tertutup, gas tidak dapat bocor dengan bebas, yang akan berdampak pada batuan di sekitarnya dan menghasilkan efek destruktif, sehingga menghasilkan efek retakan batuan pembongkaran batuan.
3 Keuntungan dari batuan retak gas karbon dioksida sistem penghancuran batuan）
Keuntungan utama:
Ini memiliki fitur keamanan penting. Sangat aman dalam hal penyimpanan, transportasi, pengangkutan, penggunaan, dan daur ulang. Mesin induk dipisahkan dari peralatan cracker, dan waktu dari pengisian gas hingga akhir perengkahan batu relatif singkat. Perfusi karbon dioksida cair hanya membutuhkan waktu 1 sampai 3 menit, dan eksitasi sampai akhir hanya membutuhkan waktu 4 ms. Tidak ada senjata bodoh selama proses implementasi, dan tidak diperlukan inspeksi senjata. Jarak peringatan keselamatan pendek, dan tidak ada bahaya keamanan tersembunyi;
Ini bisa menjadi retak arah dan dapat dikontrol dengan penundaan, terutama di lingkungan khusus, seperti daerah perumahan, terowongan, kereta bawah tanah, bawah tanah, dll., Selama proses implementasi, tidak ada getaran yang merusak dan gelombang pendek, dan dapat mempengaruhi daerah sekitar. Tidak ada dampak destruktif terhadap lingkungan;
Tidak perlu kembang api, manajemen sederhana, mudah dipelajari, lebih sedikit operator, tidak perlu staf profesional; Bahannya kaya akan sumber, tersedia di tempat, pabrik kimia, pompa bensin memiliki karbon dioksida cair;
Meningkatkan efisiensi, menurunkan biaya. Kurangi prosedur persetujuan dan pembatasan manajemen yang rumit. Sebelum menyuntikkan karbon dioksida, mereka adalah produk non-eksplosif;
Perlindungan lingkungan: Ventilasi terarah tidak menyebabkan kerusakan pada lingkungan sekitar, dan tidak menghasilkan gas berbahaya seperti karbon monoksida dan nitrogen oksida;
Kenyamanan: Penggantian berbagai jenis pelepasan energi konstan melalui jumlah pengisian yang berbeda Lembaran dan aktivator pemanas dapat mengontrol tekanan kerja sistem ekspansi, sehingga dapat beradaptasi dengan lingkungan kerja yang berbeda;
Ekonomi: seluruh sistem dapat digunakan berulang kali, dan biaya penggunaannya rendah;
Keamanan: Proses perakitan, pengisian, dan transportasi aman dan andal, dibandingkan dengan peledakan eksplosif Dapat menghilangkan kecelakaan keruntuhan senjata bodoh;
Cepat: operasi perakitan dan pengisian sederhana, dan waktu persiapan eksitasi singkat, yang dapat sangat meningkatkan efisiensi kerja dan produksi massal.
4 Situasi uji retak gas karbon dioksida
4.1 Tujuan pengujian
Karena bangunan padat di sekitar lubang pondasi, tekanan petisi di sekitarnya tinggi, dan teknik konstruksi dengan getaran besar seperti peledakan tidak dapat digunakan. Diharapkan hasil pengujian metode perengkahan gas karbon dioksida dapat digunakan untuk menganalisis apakah masalah galian hard rock dapat teratasi. Melalui eksperimen, parameter yang relevan seperti permukaan muka, jarak lubang pengeboran, kedalaman lubang, dan sudut kemiringan ditentukan, yang menyediakan dukungan data untuk menganalisis dan meningkatkan efisiensi perengkahan gas karbon dioksida. Dampak metode perengkahan batu terhadap getaran sekitar, kebisingan, batu terbang, dll., diuji melalui eksperimen.
4.2 Lokasi pengujian dan kondisi geologis
Dalam pengujian ini, formasi batuan di sisi barat sumbu ke-43, yang memiliki permukaan terbuka dan formasi batuan yang representatif, dipilih sekitar 13m di bawah bidang lubang pondasi, dan rentang pengujiannya adalah 1,5m×4m. Jenis batuan di lokasi pengujian adalah konglomerat yang sedikit lapuk <9-1>, kandungan kerikil sekitar 75%-85%, dan bersifat sub-bulat hingga sub-prismatik. Ukurannya terutama dari 1,50 hingga 7,50 cm dalam arah vertikal, dan ukuran partikel maksimum lebih besar dari 10,0 cm. , Kerikil tidak merata.
4.4 Ringkasan tes
(1) Hasil pengujian menunjukkan bahwa kemampuan retak batuan pada dasarnya memenuhi persyaratan konstruksi formasi batuan yang sedikit lapuk, prosesnya sederhana, dan operabilitasnya kuat. Pengujian ini menemukan bahwa jarak lubang adalah 0,8x0,8m dan kedalaman lubang adalah 3,0m. Efek retak batu sangat ideal, dan dapat digunakan sebagai parameter konstruksi batu retak gas karbon dioksida untuk konstruksi penggalian batu. Lubang 18m3 yang dibor kali ini bisa mencapai 40m3 batuan retak. Setelah batu retak, ledakan batu besar bisa cepat pecah.
(2) Melalui percobaan, ditemukan bahwa metode pemecahan batu memiliki dampak yang lebih kecil terhadap getaran, kebisingan, dan batu terbang di sekitar lubang pondasi, dan keamanan pemecahan karbon dioksida secara keseluruhan lebih baik daripada peledakan biasa.
(3) Singkatnya, penggunaan teknologi konstruksi perengkahan gas karbon dioksida, prosesnya sederhana, efek pemecahan formasi batuan yang sedikit lapuk sangat ideal, dan dampaknya terhadap lingkungan sekitarnya kecil. Itu tidak hanya dapat memenuhi periode konstruksi dan persyaratan keselamatan penggalian batu proyek ini, tetapi juga memainkan peran positif dalam mempromosikan ruang lingkup perlindungan tanah perkotaan dan penggalian batu yang dilarang keras dari konstruksi peledakan.
5 Metode implementasi perengkahan gas karbon dioksida
5.1 Metode konstruksi ruang operasi darat
(1) Persiapan sebelum mengisi kerupuk karbon dioksida.
(2) Perakitan:
Letakkan tabung penyimpanan cairan perangkat rekahan di rak display, masukkan kawat besi ke dalam pipa utama, dan buat ujung dengan pengait menonjol dari ujung pipa utama dengan huruf. Kemudian kaitkan kawat alat pemanas dengan kawat besi dan tarik kawat untuk membuat kawat menonjol dari ujung tabung penyimpanan cairan yang lain;
Geser tekanan konstan dipasang pada paking dan terhubung dengan kabel perangkat pemanas. Kemudian tarik keluar alat pemanas untuk membuat irisan pengurang tekanan konstan benar-benar masuk ke tabung penyimpanan cairan;
Kencangkan tabung pelepas terlebih dahulu, lalu kencangkan katup pengisi, semua disekrup sampai tangan tidak bisa disekrup;
Tempatkan perangkat pecah yang disekrup di mesin pembongkaran Pada rahang, masukkan salah satu ujung katup pengisi ke dalam kepala pembongkaran dan perakitan. Kemudian putar tombol berhenti darurat searah jarum jam dan tekan tombol mulai untuk memulai mesin pembongkaran;
Tekan dan tahan tombol penjepit dan lepaskan setelah tekanan naik hingga lebih dari 10MPa. Kemudian tekan dan tahan tombol pengencang saat tekanan naik ke 10MPa, lepaskan tombol pengencang;
Tekan dan tahan tombol pelepas, lalu putar kerupuk;
Ulangi langkah
Ukur resistansi, resistansi normal umumnya 2Ω.
(3) Inflasi:
Tempatkan perangkat pecah di atas meja pengisian untuk menyelaraskan lubang pengisian, kencangkan batang penjepit dan gunakan kunci Allen untuk membuka katup pengisian;
Tekan tombol reset pada mesin pengisi untuk menyalakan indikator penimbangan Clearing;
Degassing: Sebelum bekerja untuk pertama kalinya setiap hari, perlu mengempis untuk mengosongkan seluruh pipa. Pertama buka katup bola masuk dan katup bola keluar di stasiun pengisian. Kemudian tekan tombol deflasi sampai katup bola keluar mengeluarkan gas putih terus menerus, lalu tutup katup bola keluar;
Cuci pipa: Setelah menekan tombol deflasi, tutup katup bola masuk dan kemudian buka katup bola keluar untuk melepaskan karbon dioksida di kerupuk. Tutup katup bola keluar setelah sebagian besar;
Mengisi: Setelah menutup katup bola keluar, buka katup pengisi kerupuk, karbon dioksida cair akan mendinginkan kerupuk hingga sekitar -10 ° C, dan kerupuk dapat diisi tanpa tekanan tinggi setelah pendinginan. Pasang karbon dioksida cair, dan mesin akan otomatis berhenti ketika tekanan mencapai 8MPa setelah cracker penuh. Setelah mesin berhenti, gunakan kunci Allen untuk menutup katup pengisian kerupuk, lalu tutup katup bola masuk, lalu buka katup bola keluar untuk melepaskan kelebihan gas;
Uji kekencangan: masukkan katup pengisi dan tabung pelepas kerupuk secara terpisah Ke dalam air, pastikan tidak banyak gelembung yang keluar.
5.2 Metode konstruksi di tempat
(1) Transportasi peralatan:
Panjang cracker adalah 2m, dengan diameter luar 110mm. Saat kerupuk diisi dengan gas, saat tekanan di dalam tabung mencapai 8MPa, pengisian telah selesai. Pada saat ini, massa karbon dioksida cair dalam kerupuk adalah sekitar 6,8 kg. Kapasitas retak batuan angin adalah 14-30m3.
Setelah cracker diisi dengan karbon dioksida cair di tanah, cracker diangkat secara vertikal ke lokasi batuan pseudo-cracking dengan crane atau tower crane.
(2) Pengeboran: Pilih jenis rig pengeboran: Untuk batuan keras, pilih rig pengeboran bawah lubang untuk mengebor. Kemiringan permukaan kosong harus di atas 1:0,35. Umumnya, dua baris lubang disusun di permukaan batu, dan disusun dalam pola bunga plum. Diameter lubang 13cm. , Jarak lubang bor adalah 0,8-1,2m dalam arah vertikal dan horizontal, dan kedalaman pengeboran adalah 3 hingga 4m, dan dibor ke dalam formasi batuan pada 90 °.
(3) Pemasangan cracker: Setelah pengeboran selesai, gunakan trakea untuk meniup lumpur dan batu-batu kecil di dalam lubang, bersihkan puing-puing di dalam lubang, lalu timbun dengan kerikil yang sesuai. Hubungkan kerupuk berisi gas dan pipa penghubung sepanjang 2m untuk membentuk pipa, dan masukkan kerupuk ke dalam lubang untuk memastikan pipa penghubung bocor keluar dari permukaan batu. Setelah cracker terpasang, isi celah antara cracker dan lubang dengan guamit 3～5mm, dan getarkan dengan vibrating rod untuk memadatkannya.
(4) Deteksi resistensi perangkat pecah dan perlindungan pemasangan kawat:
Masukkan perangkat pecah ke dalam lubang dan isi dengan guamit, setelah bergetar dan dipadatkan, keluarkan kabel dari perangkat pecah;
Periksa apakah kawat digunakan sebelum Ada cacat seperti kulit rusak, retak atau putus kabel; Gunakan multimeter untuk mengukur resistansi kawat timah dari cracker, resistansi harus sekitar 4Ω, jika resistansi terlalu besar atau resistansi 0, itu tidak akan memenuhi syarat;
Gunakan tali kawat ganda untuk menghubungkan setiap kerupuk Kepala pipa penghubung semuanya terhubung secara seri, ujung tali kawat baja dipasang pada posisi yang kokoh, dan setiap lubang ditutup dengan kanvas aspal untuk mencegah kerikil terbang keluar ;
Hubungkan semua pemutus secara seri dengan kabel sesuai dengan kekuatan exciter, dan terakhir sambungkan ke exciter.
(5) Eksitasi: Hubungkan semua perangkat rekahan secara seri dengan kabel, hubungkan ke exciter, pindahkan exciter ke posisi yang aman, dan aktifkan cracking rock setelah semua personel dievakuasi dari area berbahaya.
(6) Daur Ulang:
Pindahkan perangkat pecah yang dipulihkan ke ruang operasi, tempatkan perangkat pecah pada rahang mesin pembongkaran, dan masukkan salah satu ujung katup pengisian ke kepala pembongkaran dan perakitan. Kemudian putar tombol berhenti darurat searah jarum jam dan tekan tombol mulai untuk memulai mesin pembongkaran;
Tekan dan tahan tombol pelepas, lalu putar kerupuk;
Bersihkan residu di dalam kerupuk untuk penggunaan selanjutnya.
6. Kesimpulan
Teknologi konstruksi penggalian batuan retak karbon dioksida adalah mengebor dan memecahkan batu pada massa batuan dengan permukaan terbuka untuk membuat massa batuan pecah dan meluncur untuk membentuk permukaan batas ruang bebas, dan berlanjut sepanjang arah vertikal dan horizontal dari wajah terbuka setelah batu retak. Lubang bor area besar digunakan untuk konstruksi perengkahan gas karbon dioksida, yang dapat secara efisien dan cepat menyelesaikan penggalian lubang pondasi dalam. Memainkan peran teladan dalam konstruksi batu retak dari lubang pondasi terbuka serupa untuk lebih memenuhi kebutuhan pengembangan teknologi konstruksi penggalian batu lubang pondasi perkotaan di masa depan, mempromosikan konstruksi teknologi konstruksi kereta bawah tanah yang efisien dan aman, dan memenuhi energi -menghemat dan mengurangi konsumsi konstruksi hijau Klaim.
