CN106217661A - 岩石钻孔造缝装置及造缝方法 - Google Patents

岩石钻孔造缝装置及造缝方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种岩石钻孔造缝装置及造缝方法,由造缝榔头、铰轴、外扩限位块、内收限位块、导管、矩形孔、扩张冲击锤组成。所述岩石钻孔造缝装置固定安装在电锤上，电锤钻头换成扩张冲击锤即可。该装置是利用脆性材料的应力集中现象，人为造缝，使扩张力集中到钻孔造缝位置，岩石更容易分裂，使用同样的分裂动力可以减少钻孔数量，同样的钻孔数量可以使用较小动力的设备。该装置构思巧妙，结构简单，操作方便，可以有效地提高工作效率，降低作业成本。

Description

岩石钻孔造缝装置及造缝方法
技术领域
本发明属于土木工程领域 ,具体是一种岩石钻孔造缝装置及造缝方法。
背景技术
在土木工程建设中，通常需要拆除混凝土，破碎石方，切割石材，进行隧道、涵洞工程爆破，常规的机械破碎办法，如风镐、液压镐、破碎锤等，是通过外力冲击作用来破坏物体的结构。被破碎的如混凝土、岩石的抗压强度很高，而抗拉强度却只有其抗压强度的10%;工程技术人员利用脆性材料抗拉强度低的这一特性，采用岩石分裂机完成上述工作;首先，在被分裂的岩石上钻一排特定直径和深度的孔，将分裂机的楔块组插入孔中，利用冲击动力驱动分裂机楔块组中的中间楔块向前驶出，将反向楔块向两边撑开，从而产生巨大的分裂力，将被分裂的物体结构内部破坏并分裂开来;工程中经常需要使用产生几百吨甚至上千吨巨大推力的分裂机，推动契片向两边扩张;工作效率低、成本高，施工速度慢。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种岩石钻孔造缝装置,由造缝榔头、铰轴、外扩限位块、内收限位块、导管、矩形孔、扩张冲击锤组成,所述的岩石钻孔造缝装置使用的冲击动力与电锤相同,该装置固定安装在电锤上，电锤钻头换成扩张冲击锤;造缝榔头左右两个对称设置,下端由铰轴铰接，上端外侧设置成锐角，二者内拢时外沿距离略大于钻孔直径，保障装置一直卡在钻孔上。
进一步的，所述外扩限位块固定设置在导管下部，导管直径小于钻孔直径;内收限位块固定设置在造缝榔头下部，保障岩石钻孔造缝装置不能滑入钻孔中;
导管上面开设矩形孔。
本发明还提供了一种使用岩石钻孔造缝装置的造缝方法，包括下面内容：使岩石钻孔造缝装置左右造缝榔头平行于岩石需要的分裂线，把导管前端放入钻孔，造缝榔头卡在钻孔上沿，打开电源，扩张冲击锤下冲，击打造缝榔头，造缝榔头外扩凿割钻孔边岩石，扩张冲击锤上行，导管在电锤自重作用下下行，迫使造缝榔头内拢，扩张冲击锤上下往复，钻孔径向两侧凿成两条垂直长缝。
根据弹性力学知识，在物体形状急剧变化的地方，如尖角、缺口、沟槽处，出现应力集中现象。应力集中能使脆性材料产生疲劳裂纹，局部裂纹一旦产生，贯通裂缝瞬间形成。岩石钻孔造缝装置正是利用脆性材料的这一特性，人为造缝，使扩张力集中到钻孔造缝位置，岩石容易分裂;同样的分裂张力可以减少钻孔数量，同样的钻孔数量可以使用较小动力的设备。该装置构思巧妙，结构简单，操作方便，可以有效地提高工作效率，降低作业成本。
附图说明
图1是岩石钻孔造缝装置扩张冲击锤上行示意图；
图2是该装置扩张冲击锤击打造缝榔头外扩遭缝示意图；
图3是该装置导管侧面示意图；
图4是A-A断面造缝榔头示意图；
图5是钻孔已成缝示意图；
图6是正常钻孔扩张应力分布示意图；
图7是已成缝钻孔扩张应力分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-7所示，本发明的岩石钻孔造缝装置由造缝榔头1、铰轴2、外扩限位块3、内收限位块4、导管5、矩形孔51、扩张冲击锤6组成;所述的岩石钻孔造缝装置使用的冲击动力与电锤相同,该装置固定安装在电锤上，电锤钻头换成扩张冲击锤6;造缝榔头1左右两个对称设置,下端由铰轴2铰接，上端外侧设置成锐角，二者内拢时外沿距离略大于钻孔直径，保障装置一直卡在钻孔上。
所述的外扩限位块3固定设置在导管5下部，导管5直径小于钻孔直径; 内收限位块4固定设置在造缝榔头1下部，保障岩石钻孔造缝装置不能滑入钻孔中;
导管5上面开设矩形孔51。
本发明提供的岩石钻孔造缝装置的造缝方法为：使岩石钻孔造缝装置左右造缝榔头平行于岩石需要的分裂线，把导管前端放入钻孔，造缝榔头卡在钻孔上沿，打开电源，扩张冲击锤下冲，击打造缝榔头，造缝榔头外扩凿割钻孔边岩石，扩张冲击锤上行，导管在电锤自重作用下下行，迫使造缝榔头内拢，扩张冲击锤上下往复，钻孔径向两侧凿成两条垂直长缝。
然后正常分裂岩石即可。

Claims (3)

1.一种岩石钻孔造缝装置,由造缝榔头(1)、铰轴(2)、外扩限位块(3)、内收限位块(4)、导管(5)、矩形孔(51)、扩张冲击锤（6）组成,其特征在于：所述的岩石钻孔造缝装置固定安装在电锤上，电锤钻头换成扩张冲击锤（6），所述的造缝榔头(1)左右两个对称设置,下端由铰轴(2)铰接，上端外侧设置成锐角，两个造缝榔头(1)内拢时外沿距离略大于钻孔直径。
2.如权利要求1所述的岩石钻孔造缝装置，其特征在于：所述的外扩限位块(3)固定设置在导管(5)下部，导管(5)直径小于钻孔直径，所述的内收限位块(4)固定设置在造缝榔头(1)下部，所述的导管(5)上面开设矩形孔(51)。
3.一种使用如权利要求1-2任一的岩石钻孔造缝装置的造缝方法，其特征在于：包括下面内容，使岩石钻孔造缝装置左右造缝榔头平行于岩石需要的分裂线，把导管前端放入钻孔，造缝榔头卡在钻孔上沿，打开电源，扩张冲击锤下冲，击打造缝榔头，造缝榔头外扩凿割钻孔边岩石，扩张冲击锤上行，导管在电锤自重作用下下行，迫使造缝榔头内拢，扩张冲击锤上下往复，钻孔径向两侧凿成两条垂直长缝。
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