CN106217661B - 岩石钻孔造缝装置及造缝方法 - Google Patents
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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
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 (2)
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;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)。
2.一种使用如权利要求1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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