CN103938636A - 一种输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法，按以下步骤进行：（1）选择具有凌空面的岩石或具有夹层的岩石部分优先拆除，拆除时依次向岩层中心推进；（2）设置劈裂点：在岩石上用风枪钻孔，每间隔预定距离垂直打孔，各孔轴线应在一个平面上，孔深不小于500mm；（3）将液压劈裂机的劈裂枪插入孔内，将岩石分裂，破坏岩层结构后采用人工清渣；（4）清渣：用掏挖岩石嵌固基础专用提土机快速清渣，在个别岩石经液压分裂机分裂后仍很紧，挖机无法装运时，人工撬松，风镐进行敲击，迅速破碎岩石。本发明对解决临近带电线路、对飞屑、振动、噪音使用有严格控制，且无法实施爆破施工的基坑开挖具有较高的安全及经济可比性。

Description

一种输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法

技术领域

本发明涉及一种输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法。

背景技术

皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程一般线路工程（16标），线路长度为27.105km，铁塔51基，双回路架设。本标段地处浙北湖州市境内，沿途经过湖州市安吉县、长兴县、吴兴区、南浔区等二区二县，全标段86.4%的塔位位于丘陵、山区地带。基础工程土石方量大，丘陵区的山地塔位，塔基浅层土以坡残积的粉质粘土、全风化基岩为主，下层以粉砂岩、凝灰岩为主，各岩土层岩土工程性质好；平地塔位，浅层土以冲洪积的粉质粘土和碎石类土为主，下层以粉砂岩、凝灰岩为主，各岩土层岩土工程性质较好。

本标段线路与±800kV向上线平行走向，并跨过杭宁高速公路、国道104线等，沿线人口密集、村镇密布、工厂林立，沿线家禽、水产养殖业发达。本段临近±800kV向上线，最近直线距离仅为80m，难以采用大型机械进行岩石开挖基础施工。液压劈裂机具有体积小、重量轻、操作方便、工作效率高等特点，目前已在采石、矿产等开采业和基本建设中广泛应用，液压劈裂机也是城市建设、输电线路施工、救灾抢险中拆除障碍等工作中值得推广的施工机械。

鉴于本标段J50塔临近±800kV向上线100m左右，线路右后侧山脚下有一个养猪场，线路右前侧有一个养鳖场，如果采用松动爆破施工，当地养殖户以惊动牲畜和水产为由提出了超高的经济赔偿标准，经过对现场进行详细综合考察、周密的可行性分析和技术经济比较后，对飞屑、振动、噪音使用有严格控制的地方，以及大型设备及爆破施工不能进行该塔基基坑施工，岩石劈裂机有其无法替代的特殊优势。岩石劈裂机是一种手工操作的设备，它利用液压原理，可以控制性的分裂物体，具有环保、体积小、重量轻、操作方便、工作效率高等特点。

发明内容

为了解决临近带电线路、对飞屑、振动、噪音使用有严格控制，且无法实施爆破施工的基坑开挖问题，本发明的目的在于提供一种输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法，按以下步骤进行：

步骤一，选择具有凌空面的岩石或具有夹层的岩石部分优先拆除，拆除时依次向岩层中心推进；

步骤二，设置劈裂点：在岩石上用风枪钻孔，每间隔预定距离垂直打孔，各孔轴线应在一个平面上，孔深不小于500mm；

步骤三，将液压劈裂机的劈裂枪插入孔内，将岩石分裂，破坏岩层结构后采用人工清渣；

步骤四，清渣：用掏挖岩石嵌固基础专用提土机快速清渣，在个别岩石经液压分裂机分裂后仍很紧，挖机无法装运时，人工撬松，风镐进行敲击，迅速破碎岩石。

进一步的，步骤二中，每间隔0.5m垂直打孔。

进一步的，步骤二中，当孔距500mm、孔深550mm以上时，孔径采用420mm的钻头。

进一步的，步骤三中，所述液压劈裂机的操作方法如下：

（1）开机前检查压力油量是否符合油标指示要求，应达到油标指示2/3以上； 

（2）理顺油管，避免油管弯曲过大，锁紧每个快速接头；

（3）动力头两斜面均涂高压润滑油，扣好两片契片，契片不歪扭、不开缝，确保契片工作面中无砂石杂物；在劈裂2～3个孔后，应将契片及动力头斜面清除干净，重新涂上润滑油；

（4）劈裂枪插入孔内，契片插入孔内时必须插至枪头底部，避免契片断裂；

（5）按动电源控制开关，启动动力油站，注意电机运转方向，电机风扇应按顺时针方向运转；

（6）开动油站换向阀，使压力油进入#1油管，注意进油方向，手摸进油管感觉有油压，若进油方向错误，搬动油站换向阀手柄到另一端位置；

（7）开动枪体上的换向阀手柄到#1位置，此时液压劈裂机楔器向外伸出，液压劈裂机开始劈石，当油压达到60MPa时，若劈裂石头没有完成分离，将压力降回原点，换加厚契片进行二次或者三次分离；

（8）劈开石头后，枪体上的换向阀手柄扳到#2位置，动力头上行回位；

（9）当动力头回收到位油压上升时，枪体上的换向阀手柄扳到中位卸油，从岩石中抽出枪体进行另一次劈石作业；

（10）完成劈石作业后，应卸油压，关闭油泵电机，以免油温过高。

与现有技术相比，本发明采用液压劈裂机作为在临近带电线路段、无法实施爆破施工基础开挖的机具，对解决临近带电线路、对飞屑、振动、噪音使用有严格控制，且无法实施爆破施工的基坑开挖具有较高的安全及经济可比性，具有以下优点；1）价格低，维护费用低；2）使用高压液压油为能量源，运行成本低；3）劈裂机单重十几公斤，轻便灵活，易于操作，施工简单；4）液压劈裂机为非爆炸危险品，施工时不需要炸药，安全，易管理；5）使用中无振动、无飞石、无毒气、无粉尘，环保。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为劈裂点平面设置示意图。

图2为油站换向阀档位图。

图3为枪体换向阀档位图。

具体实施方式

如图1所示，一种输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法，按以下步骤进行：

步骤一，选择具有凌空面的岩石或具有夹层的岩石部分优先拆除，拆除时依次向岩层中心推进；

步骤二，设置劈裂点（打孔）：在岩石上用风枪钻孔，每间隔预定距离h垂直打孔，各孔轴线应在一个平面上，孔深不小于500mm；

步骤三，将液压劈裂机的劈裂枪插入孔内，将岩石分裂，破坏岩层结构后采用下一个步骤的人工清渣；

步骤四，清渣：用掏挖岩石嵌固基础专用提土机快速清渣，在个别岩石经液压分裂机分裂后仍很紧，挖机无法装运时，人工撬松，风镐进行敲击，迅速破碎岩石。

在本实施例中，步骤二中，每间隔h=0.5m垂直打孔。当孔距500mm、孔深550mm以上时，孔径采用420mm的钻头。如图1所示，例如岩石嵌固基坑的岩石内开设间距0.5m的孔，设置合理的劈裂点可保证作业质量和工作效率。

在本实施例中，步骤三中，所述液压劈裂机的操作方法如下：

（1）开机前检查压力油量是否符合油标指示要求，应达到油标指示2/3以上； 

（2）理顺油管，避免油管弯曲过大，锁紧每个快速接头；

（3）动力头两斜面均涂高压润滑油，扣好两片契片，契片不歪扭、不开缝，确保契片工作面中无砂石杂物；在劈裂2～3个孔后，应将契片及动力头斜面清除干净，重新涂上润滑油；

（4）劈裂枪插入孔内，契片插入孔内时必须插至枪头底部，避免契片断裂；

（5）按动电源控制开关，启动动力油站，注意电机运转方向，电机风扇应按顺时针方向运转；

（6）开动油站换向阀，使压力油进入#1（或#2）油管，注意进油方向，手摸进油管感觉有油压，若进油方向错误，搬动油站换向阀手柄到另一端位置，如图2所示；

（7）开动枪体上的换向阀手柄到#1位置，如图3所示，此时液压劈裂机楔器向外伸出，液压劈裂机开始劈石，当油压达到60MPa时，若劈裂石头没有完成分离，将压力降回原点，换加厚契片进行二次或者三次分离；

（8）劈开石头后，枪体上的换向阀手柄扳到#2位置，如图3所示，动力头上行回位；

（9）当动力头回收到位油压上升时，枪体上的换向阀手柄扳到中位卸油，如图3所示，从岩石中抽出枪体进行另一次劈石作业；

（10）完成劈石作业后，应卸油压，关闭油泵电机，以免油温过高。

在实际施工时，应注意以下事项：

1）必须确保液压油的清洁，锁紧快速接头时先清理掉砂石；

2）液压油的选择原则：冬季选用粘度较低的耐磨液压油，夏季选用粘度较高的耐磨液压油；

3）当压力表工作了一定时间以后（一般为400小时左右），此时液压油已经变质、变色、粘度降低，应及时更换；

4）液压劈裂机不用时，应将各处清洗干净，保持机件清洁，胶管清理干净并挂好，以免胶管老化；

5）液压劈裂机不能受大的外力打击，油缸变形过大会无法正常使用；

6）使用过程中，要时刻注意是否有漏油现象，发现漏油要及时处理；

7）契片、动力头工作面在工作时应有足够量的高压润滑油，如工作面擦伤应及时打磨光滑；

8）不得把枪头作为撬棍来使用；

9）不作业时，应在动力头和契片面上涂油塑封好，以保证工作面不生锈。

本塔基础开挖土石方量约为292m³，以4人为一个施工班组，利用风枪、风镐等常规开挖方式，日平均开挖土方量约为1m³，人工工资以每人150元/天，发电机、开挖设备的日平均柴油费约为350元。若使用风枪与液压劈裂机作业，一个施工班组具体配备2把风枪、2条液压劈裂枪、2把风镐以及1台掏挖岩石嵌固基础专用提土机，日均开挖土方量可达2.5m³左右，液压劈裂机每一次拆除下来的石块都有0.2m²大小，发电机、开挖设备的日平均柴油费约为230元。根据以上单价费用、工作量计算所得，采用常规开挖方式本塔基础的土石方工程费用为277400元（未含设备损耗费），采用风枪与液压劈裂机开挖本塔基础的土石方工程费用为96944元（未含设备损耗费）。根据以上不用开挖方式的投入比可得，本发明采用液压劈裂机开挖，具有高效开挖、省时省力、节约成本等优点。

由上可知，液压劈裂机是一种经济、高效实用的无火药爆破施工机械。液压劈裂机的工作原理如下：液压劈裂机是根据楔块原理来设计的，在最狭窄的孔内向外能够释放极大的分裂力。通常各种岩矿石都具有很高的外部抗压强度。因此，传统的开采设备，如风镐、液压镐、液压破碎锤、液压钳等，需要较大的打击力才能分解岩石，并且也不能做任意精确定位和定向开采。与此相反，岩石从内部向外部抗拉强度很小，其抗压与抗拉强度比大约为100:5，液压劈裂机就是根据岩石呈脆性抗拉强度低的特点，利用楔块原理来设计。它主要由超高压液压站和劈裂枪两大部分组成，液压站输出的高压油推动劈裂枪的中间楔块向前运动的时候，将侧楔块向两边撑开，可产生高达600t的分裂力，将待分裂的物体在很短的时间内按预定的方向裂开。液压劈裂机的主要技术参数如表1所示。

根据实践证明，液压劈裂机具有以下特点：1）价格低：产品价格是国外同类产品的10%，维护费用低；2）使用成本低：使用高压液压油为能量源，运行成本低；3）施工简单，易操作：液压劈裂机单重十几公斤，轻便灵活，易于操作；4）安全，易管理：液压劈裂机为非爆炸危险品，施工时不需要炸药；5）环保：使用中无振动、无飞石、无毒气、无粉尘。

结合本标段J50塔位开挖土石方实践证明，利用液压劈裂机在无法采用爆破的施工塔位，在强风化、中风化、弱分化的岩石地质基坑开挖中，能提高开挖功效、保障施工质量、加快施工进度、保证施工现场的安全、节约施工成本，在本工程中无法采用爆破施工的岩石嵌固式基础值得推广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法，其特征在于：按以下步骤进行：

步骤一，选择具有凌空面的岩石或具有夹层的岩石部分优先拆除，拆除时依次向岩层中心推进；

步骤二，设置劈裂点：在岩石上用风枪钻孔，每间隔预定距离垂直打孔，各孔轴线应在一个平面上，孔深不小于500mm；

步骤三，将液压劈裂机的劈裂枪插入孔内，将岩石分裂，破坏岩层结构后采用人工清渣；

步骤四，清渣：用掏挖岩石嵌固基础专用提土机快速清渣，在个别岩石经液压分裂机分裂后仍很紧，挖机无法装运时，人工撬松，风镐进行敲击，迅速破碎岩石。

2.根据权利要求1所述的输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法，其特征在于：步骤二中，每间隔0.5m垂直打孔。

3.根据权利要求2所述的输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法，其特征在于：步骤二中，当孔距500mm、孔深550mm以上时，孔径采用420mm的钻头。

4.根据权利要求1所述的输电线路工程岩石基础利用液压劈裂机开挖的方法，其特征在于：步骤三中，所述液压劈裂机的操作方法如下：

（1）开机前检查压力油量是否符合油标指示要求，应达到油标指示2/3以上； 

（2）理顺油管，避免油管弯曲过大，锁紧每个快速接头；

（3）动力头两斜面均涂高压润滑油，扣好两片契片，契片不歪扭、不开缝，确保契片工作面中无砂石杂物；在劈裂2～3个孔后，应将契片及动力头斜面清除干净，重新涂上润滑油；

（4）劈裂枪插入孔内，契片插入孔内时必须插至枪头底部，避免契片断裂；

（5）按动电源控制开关，启动动力油站，注意电机运转方向，电机风扇应按顺时针方向运转；

（6）开动油站换向阀，使压力油进入#1油管，注意进油方向，手摸进油管感觉有油压，若进油方向错误，搬动油站换向阀手柄到另一端位置；

（7）开动枪体上的换向阀手柄到#1位置，此时液压劈裂机楔器向外伸出，液压劈裂机开始劈石，当油压达到60MPa时，若劈裂石头没有完成分离，将压力降回原点，换加厚契片进行二次或者三次分离；

（8）劈开石头后，枪体上的换向阀手柄扳到#2位置，动力头上行回位；

（9）当动力头回收到位油压上升时，枪体上的换向阀手柄扳到中位卸油，从岩石中抽出枪体进行另一次劈石作业；

（10）完成劈石作业后，应卸油压，关闭油泵电机，以免油温过高。