CN114033216B - 一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置，由静态破碎剂干料箱、水箱、搅拌室、注浆阀、注浆管、机械臂、定位轮、可伸缩堵头、定位架组成，静态破碎剂干料箱和水箱安装在搅拌室上方，搅拌室下方设置注浆阀，注浆阀下方设置注浆管，注浆阀左右两侧设置机械臂，机械臂末端设置定位轮，定位架用于固定可伸缩堵头和机械臂，定位架可用于连接注浆系统和封堵系统，封堵系统与封堵系统之间也使用定位架进行连接，本发明具有结构简单、操作方便等特点。

Description

一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置

技术领域

本发明涉及静态破碎技术研究领域，具体是一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置。

背景技术

静态破碎剂是一种能够与水反映的膨胀性材料，当膨胀产生的力超过被破碎材料的抗拉强度时，就能够使岩石或混凝土材料产生拉伸裂缝；静态破碎技术以影响范围小等优点被广泛应用在建筑物的拆除中，以混凝土结构为例，其施工顺序一般为：

(1)钻孔：根据工程破碎需求，设计钻孔参数，然后在混凝土结构上进行钻孔，并将孔清理干净；

(2)灌孔：将静态破碎剂和水按照设计的水剂比拌和均匀，形成静态破碎剂浆体，然后灌注到钻孔中；

(3)封孔：采用炮泥或覆盖物将灌注好的静态破碎剂浆体的孔封住，以防止喷孔，并增加浆体的膨胀力。

在第二步灌孔步骤中，根据破碎拆除目的不同，可采用不同的灌注方式(如逐排灌注、整体灌注、隔孔灌注)，例如，若想让混凝土试块一排一排的破裂，则需要采用逐排灌注的方式，研究表明，静态破碎剂的膨胀过程可分为硬化阶段、体积迅速膨胀阶段和体积膨胀速度减慢三个阶段，当进入体积迅速膨胀阶段时静态破碎剂才开始发挥破碎效果，因此，当前一排钻孔内部静态破碎剂进入体积迅速膨胀阶段时，开始灌注下一排钻孔，就能够提高破碎效率，其关键技术在于准确得出两排之间灌注静态破碎剂的时间间隔。在中国专利授权书，CN107132247B中公布了一种估算逐排灌注静态破碎剂合理间隔时间的方法，包括以下步骤：

第一步，进行静态破碎剂膨胀性能试验，准备静态破碎剂膨胀测试装置，以便测量静态破碎剂膨胀时的高度和温度随时间的变化关系；

第二步，按照计算水剂比分别称取所需静态破碎剂和水的质量；

第三步，将称取好的静态破碎剂加水后进行搅拌，待拌合均匀后将静态破碎剂浆体迅速倒入静态破碎剂膨胀测试装置中，记录静态破碎剂浆体高度和温度随时间的变化规律；

第四步，根据记录的静态破碎剂高度随时间的变化数据，得出静态破碎剂开始迅速膨胀所对应的时间，记为t_迅速膨胀，根据静态破碎剂浆体温度变化数据，得出时间为t_迅速膨胀时对应的静态破碎剂浆体的温度，记为T_迅速膨胀；

第五步，针对需要进行逐排破碎的被破碎体，如岩石或混凝土，设计合理的破碎参数，包括孔径、排距、孔距、最小抵抗线等，钻孔完成后，按照排数将钻孔分为第一排、第二排、第三排…；

第六步，在每一排选择一个钻孔，在钻孔内放置温度传感器，温度传感器通过导线与温度传感器读数表相连，通过温度传感器读数表读取静态破碎剂浆体的实时温度，按照计算水剂比称取灌注第一排所有钻孔所需的静态破碎剂和水的质量，搅拌均匀后将静态破碎剂浆体灌注到第一排钻孔内，在钻孔孔口上部铺盖一层覆盖物，以防止喷孔，待第一排钻孔内部温度传感器所示温度达到T_迅速膨胀时，开始灌注第二排钻孔，待第二排钻孔内部温度传感器所示温度达到T_迅速膨胀时，开始灌注第三排钻孔，如此循环作业，直至所有钻孔灌注完毕。

通过以上步骤可以看出，通过首先测试静态破碎剂与水混合后的温度变化就可以得到静态破碎剂浆体的开始迅速膨胀时间T_迅速膨胀，该时间就是灌注好一排之后，下一排灌注破碎剂浆体的时间间隔。

上述公布的方法，能够实现在理论上估算逐排灌注静态破碎剂的合理间隔时间，然而，在实际进行岩石或混凝土试件的逐排破碎时，仍采用人工拌料，然后逐排灌孔和封堵的操作方法，存在拌合物质量不易控制、灌注后易喷孔导致安全隐患、逐排灌注的时间间隔不易操作等缺点，鉴于此，需要发明一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置，以实现安全、高效地破碎岩石或混凝土试件的目的。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置，利用该装置，能够实现安全、高效地破碎岩石或混凝土试件。本发明具有结构简单、操作方便等特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置，是由静态破碎剂干料箱、水箱、搅拌室、注浆阀、注浆管、机械臂、定位轮、可伸缩堵头、定位架组成。其中，静态破碎剂干料箱、水箱、搅拌室、注浆阀、注浆管、机械臂、定位轮组成注浆系统；机械臂、定位轮、可伸缩堵头、定位架组成封堵系统；静态破碎剂干料箱和水箱安装在搅拌室上方，搅拌室下方设置注浆阀，注浆阀下方设置注浆管，注浆阀左右两侧设置机械臂，机械臂末端设置定位轮，定位架用于固定可伸缩堵头和机械臂，定位架可用于连接注浆系统和封堵系统，封堵系统与封堵系统之间也使用定位架进行连接。

上述装置中，所述注浆管为圆形。

上述装置中，所述定位轮可根据需要进行滚动和固定卡紧。

上述装置中，所述可伸缩堵头的制作材料为合金钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

通过设置注浆系统，可使静态破碎剂干料和水在设定的时间拌和，而后灌注到钻孔内；通过设置封堵系统，可有效封堵灌注完毕静态破碎剂浆体的钻孔，能够起到防止喷孔的作用；通过设置机械臂和定位轮，可使注浆系统和封堵系统沿着混凝土试块移动；通过注浆系统、封堵系统、机械臂和定位轮的配合，能够实现提前拌和下一排静态破碎剂浆体，且在前一排钻孔内的静态破碎剂浆体膨胀时灌注下一排静态破碎剂浆体的目的，从而很好地控制逐排灌注静态破碎剂浆体的时间间隔，最终实现安全、高效破碎的目的。

附图说明

图1是本发明的注浆系统结构示意图。

图2是本发明的注浆系统俯视图。

图3是本发明的注浆系统正视图。

图4是本发明的封堵系统结构示意图。

图5是本发明的封堵系统正视图。

图6是本发明的用于逐排灌注静态破碎剂的装置在灌注第二排钻孔时的结构示意图。

图7是本发明的用于逐排灌注静态破碎剂的装置在灌注第三排钻孔时的结构示意图。

图中标号说明：1-静态破碎剂干料箱，2-水箱，3-搅拌室，4-注浆阀，5-注浆管，6-机械臂，7-定位轮，8-可伸缩堵头，9-定位架，10-混凝土试样，11-钻孔。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明专利做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1～图7是一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置，是由静态破碎剂干料箱1、水箱2、搅拌室3、注浆阀4、注浆管5、机械臂6、定位轮7、可伸缩堵头8、定位架9组成。其中，静态破碎剂干料箱1、水箱2、搅拌室3、注浆阀4、注浆管5、机械臂6、定位轮7组成注浆系统；机械臂6、定位轮7、可伸缩堵8头、定位架9组成封堵系统；静态破碎剂干料箱1和水箱2安装在搅拌室3上方，搅拌室3下方设置注浆阀4，注浆阀4下方设置注浆管5，注浆阀4左右两侧设置机械臂6，机械臂6末端设置定位轮7，定位架9用于固定可伸缩堵头8和机械臂6，定位架9可用于连接注浆系统和封堵系统，封堵系统与封堵系统之间也使用定位架9进行连接；注浆管5为圆形，定位轮7可根据需要进行滚动和固定卡紧，可伸缩堵头8的制作材料为合金钢。

具体操作步骤如下：

(1)根据中国专利授权书，CN107132247B中公布的一种估算逐排灌注静态破碎剂合理间隔时间的方法，进行静态破碎剂膨胀性能试验，得到静态破碎剂膨胀时的高度和温度随时间的变化关系；根据记录的静态破碎剂浆体高度随时间的变化数据，得出静态破碎剂浆体开始迅速膨胀所对应的时间，记为t_迅速膨胀，由于搅拌好的静态破碎剂浆体需要在搅拌均匀后立刻使用，因此，将静态破碎剂干料与水拌和所需的时间记为t_拌和；

(2)在待破碎的混凝土试样10上按照设计的布孔参数进行钻孔11，并将钻孔11内部的残渣清理完毕，在本实施例中，混凝土试样10上共布置了五排钻孔11，且每排钻孔11的孔距、孔径、孔深都完全相同；

(3)根据准备灌注的钻孔11排数，将装置中的注浆系统和封堵系统进行拼接，如需要灌注两排钻孔11，则需要在注浆系统后面安装一排封堵系统，如需要灌注三排钻孔11，则需要在注浆系统后面安装两排封堵系统，以此类推；

(4)将注浆系统对准第一排钻孔11，根据钻孔11的体积计算所需的静态破碎剂和水的用量，在静态破碎剂干料箱1中加入所需剂量的静态破碎剂，在水箱2中加入按照设计水剂比计算出的用水量，使静态破碎剂和水在搅拌室3内部搅拌t_拌和；

(5)搅拌完成后，打开注浆阀4，静态破碎剂浆体将沿着注浆管5注入第一排的钻孔11中，待灌注完毕后，借助机械臂6和定位轮7，使整个装置向第二排钻孔移动，并使注浆系统中的注浆管5对准第二排钻孔11，且封堵系统中的可伸缩堵头8对准第一排灌注好静态破碎剂浆体的钻孔11，然后降低可伸缩堵头8，使其堵住第一排钻孔11，此步骤所需的时间设为t_移动；

(6)由于第二排钻孔11需要在第一排钻孔11内的静态破碎剂浆体迅速膨胀时再进行灌注，因此，需要在注浆系统移动到第二排钻孔11位置后，再经过t_迅速膨胀-t_移动-t_拌和时，将第二排钻孔11所需的静态破碎剂和水同时加入搅拌室3，搅拌t_拌和后，打开注浆阀4，静态破碎剂浆体将沿着注浆管5注入第二排的钻孔11中，待灌注完毕后，借助机械臂6和定位轮7，使整个装置向第三排钻孔移动，并使注浆系统中的注浆管5对准第三排钻孔11，且封堵系统中的可伸缩堵头8对准第二排灌注好静态破碎剂浆体的钻孔11，然后降低可伸缩堵头8，使其堵住第二排钻孔11，之后以此类推，直至所有钻孔灌注完毕。

Claims (1)

1.一种用于逐排灌注静态破碎剂的装置，是由静态破碎剂干料箱(1)、水箱(2)、搅拌室(3)、注浆阀(4)、注浆管(5)、机械臂(6)、定位轮(7)、可伸缩堵头(8)、定位架(9)组成，其特征在于，静态破碎剂干料箱(1)、水箱(2)、搅拌室(3)、注浆阀(4)、注浆管(5)、机械臂(6)、定位轮(7)组成注浆系统；机械臂(6)、定位轮(7)、可伸缩堵头(8)、定位架(9)组成封堵系统；静态破碎剂干料箱(1)和水箱(2)安装在搅拌室(3)上方，搅拌室(3)下方设置注浆阀(4)，注浆阀(4)下方设置注浆管(5)，注浆阀(4)左右两侧设置机械臂(6)，机械臂(6)末端设置定位轮(7)，定位架(9)用于固定可伸缩堵头(8)和机械臂(6)，定位架(9)可用于连接注浆系统和封堵系统，封堵系统与封堵系统之间也使用定位架(9)进行连接；具体的：

①得出静态破碎剂浆体开始迅速膨胀所对应的时间，记为t_迅速膨胀，将静态破碎剂干料与水拌和所需的时间记为t_拌和；

②钻孔；在混凝土试样上开设钻孔(11)，所述钻孔(11)的孔距、孔径、孔深都完全相同；

③拼接注浆系统和封堵系统；根据所述钻孔(11)排数，将装置中的注浆系统和封堵系统进行拼接；

④制备静态破碎剂；将注浆系统对准第一排所述钻孔(11)，根据所述钻孔(11)的体积计算所需的静态破碎剂和水的用量，在所述静态破碎剂干料箱(1)中加入所需剂量的静态破碎剂，在所述水箱(2)中加入按照设计水剂比计算出的用水量，使静态破碎剂和水在所述搅拌室(3)内部搅拌t_拌和；

⑤第一排钻孔注浆、封堵；灌注完第一排所述钻孔(11)后，借助所述机械臂(6)和所述定位轮(7)，使整个装置向第二排钻孔移动，封堵系统中的所述可伸缩堵头(8)对准第一排所述钻孔(11)进行封堵，此步骤所需的时间设为t_移动；

⑥第二排钻孔注浆、封堵；经过t_迅速膨胀-t_移动-t_拌和后，将第二排钻孔(11)所需的静态破碎剂和水同时加入所述搅拌室(3)，搅拌t_拌和后，打开所述注浆阀(4)，将静态破碎剂浆注入第二排所述钻孔(11)中，灌注完毕后，按步骤⑤使整个装置向第三排所述钻孔(11)移动，并使注浆系统中的注浆管(5)对准第三排所述钻孔(11)，并使用封堵系统中所述可伸缩堵头(8)对准第二排灌注好静态破碎剂浆体的所述钻孔(11)，然后降低所述可伸缩堵头(8)，使其堵住第二排所述钻孔(11)，之后以此类推，直至所有钻孔灌注完毕。

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