Esplorazione e analisi della tecnologia di costruzione del sistema di demolizione di rocce di anidride carbonica

04-20-2021

Riassunto: La costruzione della metropolitana cinese è attualmente in una fase di rapido sviluppo e la maggior parte di esse sono costruite nelle aree prospere della città. Il controllo dell'inquinamento causato dagli scavi e dalla costruzione delle stazioni della metropolitana è relativamente rigoroso. Se il terreno è formato da formazioni rocciose più spesse, più dure e più complesse, lo scavo e la costruzione della roccia sono difficili. Come accelerare lo scavo di roccia dura e l'avanzamento della costruzione con la premessa di garantire la sicurezza della fossa di fondazione, degli edifici circostanti, dei pedoni e dei veicoli? Il requisito del periodo di costruzione è un grosso problema affrontato dallo scavo della fossa di fondazione della metropolitana. La tecnologia di scavo di roccia fessurata con CO2 (sistema di demolizione di roccia CO2) viene adottata per perforare ed espandere la massa rocciosa con la faccia aperta per farla rompere e scivolare per formare la superficie di confine dello spazio libero, quindi continuare lungo la faccia aperta dopo la roccia frantumata. La perforazione di grandi aree nella direzione per la costruzione di cracking con gas CO2 può completare in modo efficiente e rapido lo scavo della fossa di fondazione profonda della stazione.


1 Panoramica del progetto
Una stazione della metropolitana di Guangzhou è una stazione sotterranea di quattro piani con una lunghezza totale di 445,21 m, una larghezza della sezione standard di 23,8 m e una profondità della fossa di fondazione di circa 30 m. La superficie rocciosa su cui si trova la stazione è sepolta superficialmente, composta principalmente da rocce quaternarie come conglomerato leggermente alterato, siltiti argillosi leggermente alterati, argilla fangosa sabbiosa leggermente alterata, argilla fangosa leggermente alterata e conglomerato di ciottoli misto leggermente alterato, con elevata resistenza della roccia e leggermente alterata weathered La profondità di scavo della roccia è di 6-20 m, e la parete rocciosa leggermente alterata diventa più spessa verso nord. Secondo la situazione attuale, la muratura residua all'estremità nord della stazione è di circa 80.000 m3, con una lunghezza di circa 240 m.

2 Principio della roccia di cracking del gas CO2 (sistema di demolizione della roccia)
Il principio del cracking della roccia con gas CO2 (sistema di demolizione della roccia) consiste nell'utilizzare l'anidride carbonica liquida per gassificare ed espandersi rapidamente e rapidamente in condizioni di riscaldamento improvviso per produrre una forte forza d'impatto. Attraverso un controllo appropriato, viene creato l'effetto della fessurazione della roccia.

Innanzitutto, utilizzare la riempitrice per riempire l'anidride carbonica liquida nel cracker (e installare anche il dispositivo di riscaldamento, il foglio di ferro inferiore, ecc.) E installare il cracker nel foro per sigillare saldamente il foro; quindi utilizzare l'eccitatore per attivare Il dispositivo di riscaldamento nel cracker fa espandere rapidamente l'anidride carbonica liquida da 1.000 a 2.000 volte in condizioni di riscaldamento rapido, che genera istantaneamente una forte pressione d'impatto (da 300 a 400 MPa). Rompi il foglio di ferro nella parte inferiore del sigillo, quindi corri rapidamente fuori lungo il foro di sfiato impostato. A causa del foro chiuso, il gas non può fuoriuscire liberamente, il che avrà un impatto sulle rocce circostanti e produrrà effetti distruttivi, provocando un effetto di rottura della roccia (roccia demolizione).

CO2 fracturing tube

3 Vantaggi della roccia da cracking con gas di anidride carbonica (sistema di demolizione della roccia)
Principali vantaggi:

Ha caratteristiche di sicurezza essenziali. È molto sicuro in termini di stoccaggio, trasporto, trasporto, utilizzo e riciclaggio. Il motore principale è separato dall'attrezzatura del cracker e il tempo dal riempimento del gas alla fine del cracking della roccia è relativamente breve. La perfusione di anidride carbonica liquida richiede solo da 1 a 3 minuti e l'eccitazione fino alla fine richiede solo 4 ms. Non ci sono armi mute durante il processo di implementazione e non è richiesta alcuna ispezione delle armi. La distanza di avviso di sicurezza è breve e non vi è alcun rischio nascosto per la sicurezza;

②Può essere un cracking direzionale e può essere controllato con ritardo, specialmente in ambienti speciali, come aree residenziali, tunnel, metropolitane, metropolitane, ecc., Durante il processo di implementazione, non ci sono vibrazioni distruttive e onde corte e può influenzare il area circostante. Nessun impatto distruttivo sull'ambiente;

③Non c'è bisogno di fuochi d'artificio, gestione semplice, facile da imparare, meno operatori, non c'è bisogno di personale professionale; ④I materiali sono ricchi di fonti, disponibili in loco, impianti chimici, stazioni di rifornimento di gas hanno anidride carbonica liquida;

⑤Migliora l'efficienza, abbassa i costi. Riduci le complicate procedure di approvazione e le restrizioni di gestione. Prima di iniettare anidride carbonica, sono prodotti non esplosivi;

⑥Tutela ambientale: lo sfiato direzionale non provoca danni all'ambiente circostante e non produce gas nocivi come monossido di carbonio e ossidi di azoto;

⑦Convenienza: Sostituzione di diversi tipi di rilasci energetici costanti attraverso diverse quantità di riempimento La lastra e l'attivatore del riscaldamento possono controllare la pressione di esercizio del sistema di espansione, in modo da adattarsi ai diversi ambienti di lavoro;

Economia: l'intero sistema può essere utilizzato ripetutamente e il costo di utilizzo è basso;

⑨Sicurezza: il processo di assemblaggio, riempimento e trasporto è sicuro e affidabile, rispetto all'esplosione esplosiva Può eliminare l'incidente del collasso della pistola stupida;

Veloce: le operazioni di assemblaggio e riempimento sono semplici e il tempo di preparazione dell'eccitazione è breve, il che può migliorare notevolmente l'efficienza del lavoro e la produzione di massa.

4 Situazione del test di cracking del gas di anidride carbonica
4.1 Scopo del test

A causa degli edifici densi che circondano la fossa di fondazione, la pressione di richiesta circostante è elevata e non è possibile utilizzare tecniche di costruzione con grandi vibrazioni come la sabbiatura. Si spera che i risultati dei test del metodo di cracking con gas di anidride carbonica possano essere utilizzati per analizzare se il problema dello scavo nella roccia dura può essere risolto. Attraverso esperimenti, vengono determinati i parametri rilevanti come la superficie della faccia, la distanza del foro di perforazione, la profondità del foro e l'angolo di inclinazione, il che fornisce supporto dati per analizzare e migliorare l'efficienza del cracking con anidride carbonica. L'impatto del metodo di spaccatura della roccia sulle vibrazioni circostanti, sul rumore, sulle rocce volanti, ecc., viene testato attraverso esperimenti.

4.2 Luogo di prova e condizioni geologiche

In questo test, la formazione rocciosa sul lato ovest del 43° asse, che ha una superficie aperta e una formazione rocciosa rappresentativa, viene selezionata circa 13 m sotto il piano della fossa di fondazione e l'intervallo di prova è 1,5 m × 4 m. Il tipo di roccia del sito di prova è un conglomerato leggermente alterato dalle intemperie <9-1>, il contenuto di ghiaia è di circa il 75%-85% ed è da sub-rotondo a sub-prismatico. La dimensione è principalmente da 1,50 a 7,50 cm in direzione verticale e la dimensione massima delle particelle è maggiore di 10,0 cm. , I ciottoli sono distribuiti in modo non uniforme.

rock demolition system

4.4 Riepilogo del test

(1) I risultati dei test mostrano che la capacità di fessurazione della roccia soddisfa sostanzialmente i requisiti di costruzione della formazione rocciosa leggermente alterata, il processo è semplice e l'operatività è forte. Questo test ha rilevato che la distanza tra i fori è 0,8 × 0,8 m e la profondità del foro è 3,0 m. L'effetto di fessurazione della roccia è ideale e può essere utilizzato come parametro di costruzione della roccia fessurata con gas di anidride carbonica per la costruzione di scavi in ​​pietra. Il foro di 18 m3 perforato questa volta può raggiungere i 40 m3 di roccia fessurata. Dopo che la roccia è stata incrinata, l'esplosione di grandi rocce può essere rapidamente rotta.

(2) Attraverso esperimenti, si è scoperto che il metodo di cracking della roccia ha un impatto minore su vibrazioni, rumore e rocce volanti intorno alla fossa di fondazione e la sicurezza complessiva della fessurazione dell'anidride carbonica è migliore rispetto alla normale esplosione.

(3) Per riassumere, l'uso della tecnologia di costruzione di cracking con gas di anidride carbonica, il processo è semplice, l'effetto della rottura della formazione rocciosa leggermente alterata è l'ideale e l'impatto sull'ambiente circostante è piccolo. Non solo può soddisfare il periodo di costruzione e i requisiti di sicurezza dello scavo in pietra di questo progetto, ma anche svolgere un ruolo positivo nel promuovere l'ambito della protezione del suolo urbano e lo scavo di pietra che è severamente vietato dalla costruzione di sabbiatura.

rock demolition

5 Metodo di attuazione del cracking con anidride carbonica
5.1 Metodo di costruzione della sala operativa a terra

(1) Preparazione prima del riempimento del cracker ad anidride carbonica.

(2) Assemblea:

① Posizionare il tubo di stoccaggio del liquido del dispositivo di fratturazione sul rack di esposizione, inserire il filo di ferro nel tubo principale e far sporgere l'estremità con il gancio dall'estremità del tubo principale con la scritta. Agganciare quindi il filo del dispositivo di riscaldamento con il filo di ferro e tirare il filo per far sporgere il filo dall'altra estremità del tubo di stoccaggio del liquido;

②Il taglio a pressione costante è installato sulla guarnizione e collegato con il filo del dispositivo di riscaldamento. Quindi estrarre il dispositivo di riscaldamento per far entrare completamente le fette di riduzione della pressione costante nel tubo di stoccaggio del liquido;

③ Serrare prima il tubo di rilascio, quindi serrare la valvola di riempimento, il tutto avvitato fino a quando la mano non può essere avvitata;

④Posizionare il dispositivo di rottura avvitato nella macchina di smontaggio Sulle ganasce, inserire un'estremità della valvola di riempimento nella testa di smontaggio e montaggio. Quindi ruotare il pulsante di arresto di emergenza in senso orario e premere il pulsante di avvio per avviare la macchina di smontaggio;

⑤Premere e tenere premuto il pulsante di bloccaggio e rilasciarlo dopo che la pressione sale a più di 10MPa. Quindi premere e tenere premuto il pulsante di serraggio quando la pressione sale a 10MPa, rilasciare il pulsante di serraggio;

⑥Premere e tenere premuto il pulsante di rilascio, quindi girare il cracker;

Ripeti il ​​passaggio

⑧Misurare la resistenza, la resistenza normale è generalmente 2Ω.

(3) Inflazione:

①Posizionare il dispositivo di rottura sul tavolo di riempimento per allineare i fori di riempimento, serrare l'asta di bloccaggio e utilizzare una chiave a brugola per aprire la valvola di riempimento;

②Premere il pulsante di reset sulla riempitrice per accendere l'indicatore di pesatura Clearing;

③Degasaggio: Prima di lavorare per la prima volta ogni giorno, è necessario sgonfiare per svuotare l'intera tubazione. Aprire prima la valvola a sfera di ingresso e la valvola a sfera di uscita sulla stazione di riempimento. Quindi premere il pulsante di sgonfiaggio fino a quando la valvola a sfera di uscita emette gas bianco continuo, quindi chiudere la valvola a sfera di uscita;

④Lavare il tubo: dopo aver premuto il pulsante di sgonfiaggio, chiudere la valvola a sfera di ingresso e quindi aprire la valvola a sfera di uscita per rilasciare l'anidride carbonica nel cracker. Chiudere la valvola a sfera di uscita dopo una buona parte;

⑤Riempimento: dopo aver chiuso la valvola a sfera di uscita, aprire la valvola di riempimento del cracker, l'anidride carbonica liquida raffredderà il cracker a circa -10°C e il cracker può essere caricato senza alta pressione dopo il raffreddamento. Installare l'anidride carbonica liquida e la macchina si fermerà automaticamente quando la pressione raggiunge 8MPa dopo che il cracker è pieno. Dopo che la macchina si è fermata, utilizzare una chiave a brugola per chiudere la valvola di riempimento del cracker, quindi chiudere la valvola a sfera di ingresso e quindi aprire la valvola a sfera di uscita per rilasciare il gas in eccesso;

⑥Prova di tenuta: metti la valvola di riempimento e il tubo di rilascio del cracker separatamente nell'acqua, assicurati che non fuoriescano molte bolle.

CO2 fracturing tube

5.2 Metodo di costruzione in loco

(1) Trasporto dell'attrezzatura:

① Il cracker è lungo 2 m, con un diametro esterno di 110 mm. Quando il cracker è pieno di gas, quando la pressione nel tubo raggiunge gli 8MPa, il riempimento è terminato. In questo momento, la massa di anidride carbonica liquida nel cracker è di circa 6,8 kg. La capacità di fessurazione della roccia brezza è di 14-30 m3.

② Dopo che il cracker è stato riempito con anidride carbonica liquida sul terreno, viene issato verticalmente al sito della roccia pseudo-cracking con una gru o una gru a torre.

(2) Perforazione: scegli il tipo di impianto di perforazione: per la roccia dura, scegli un impianto di perforazione a fondo pozzo da perforare. La pendenza della superficie vuota dovrebbe essere superiore a 1:0,35. Generalmente, sulla superficie rocciosa sono disposte due file di fori e sono disposte a fiore di pruno. Il diametro del foro è di 13 cm. , La distanza tra i fori è di 0,8-1,2 m in direzione verticale e orizzontale e la profondità di perforazione è compresa tra 3 e 4 m ed è perforata nella formazione rocciosa a 90°.

(3) Installazione del cracker: al termine della perforazione, utilizzare una trachea per far uscire il fango e le piccole rocce nel foro, pulire i detriti nel foro e quindi riempire con ghiaia appropriata. Collegare il cracker a gas e il tubo di collegamento lungo 2 m per formare un tubo e inserire il cracker nel foro per garantire che il tubo di collegamento fuoriesca dalla superficie della roccia. Dopo aver installato il cracker, riempire lo spazio tra il cracker e il foro con 3~5 mm di guamite e vibrare con un'asta vibrante per compattarlo.

(4) Rilevamento della resistenza del dispositivo di rottura e protezione del fissaggio del cavo:

① Mettere il dispositivo di rottura nel foro e riempirlo di guamite, dopo aver vibrato e compattato, far uscire un filo dal dispositivo di rottura;

② Verificare se il filo viene utilizzato prima Ci sono difetti come pelle rotta, crepe o fili rotti; Utilizzare un multimetro per misurare la resistenza del cavo dal cracker, la resistenza dovrebbe essere di circa 4Ω, se la resistenza è troppo grande o la resistenza è 0, non sarà qualificata;

④Utilizzare una fune metallica doppia per collegare ciascun cracker Le teste dei tubi di collegamento sono tutte collegate in serie, l'estremità della fune metallica è fissata in una posizione stabile e ogni foro è coperto con tela asfaltata per evitare che la ghiaia voli via ;

Collegare tutti gli interruttori in serie con fili in base alla potenza dell'eccitatore e infine collegare all'eccitatore.

(5) Eccitazione: collegare tutti i dispositivi di fratturazione in serie con fili, collegarli all'eccitatore, spostare l'eccitatore in una posizione sicura e attivare la roccia fessurata dopo che tutto il personale è stato evacuato dall'area pericolosa.

(6) Riciclaggio:

① Trasportare il dispositivo di rottura recuperato nella sala operatoria, posizionare il dispositivo di rottura sulle ganasce della macchina di smontaggio e inserire un'estremità della valvola di riempimento nella testa di smontaggio e montaggio. Quindi ruotare il pulsante di arresto di emergenza in senso orario e premere il pulsante di avvio per avviare la macchina di smontaggio;

②Premere e tenere premuto il pulsante di rilascio, quindi girare il cracker;

Pulisci i residui all'interno del cracker per il prossimo utilizzo.

6. Conclusione
La tecnologia di costruzione di scavi in ​​roccia fessurata con anidride carbonica consiste nel perforare e rompere la roccia sulla massa rocciosa con la faccia aperta per far sì che la massa rocciosa si rompa e scivoli per formare la superficie di confine dello spazio libero e continuare lungo le direzioni verticale e orizzontale di la parete aperta dopo la roccia spaccata. I pozzi di grande superficie vengono utilizzati per la costruzione di cracking con gas di anidride carbonica, che può completare in modo efficiente e rapido lo scavo di pozzi di fondazione profondi. Svolge un ruolo esemplare nella costruzione di rocce fessurate di simili fosse di fondazione a taglio aperto per soddisfare meglio le esigenze dello sviluppo della tecnologia di costruzione di scavi in ​​pietra di fondazione urbana in futuro, promuovere la costruzione efficiente e sicura della tecnologia di costruzione della metropolitana e soddisfare l'energia -costruzione verde a risparmio e riduzione dei consumi.


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