施工项目

此项目约有150km管沟处于岩石段，前期工程主要采用2种手段进行岩石开挖：1.用20～50T的挖机破碎锤进行破碎；2.爆.破。前者的优点是大部份岩石能用破碎掉；缺点是后期剩下一部份坚硬的石头用50吨破碎锤一天只能破碎5～10m³或者更少，成本极高（在当地，50吨破碎锤租赁费用1800元/天），施工进度缓慢，爆.破的方法，由于当地政府对炸药、导火索和雷管制特别严格，每次爆.破审批和购买周期太长，安全及施工技术水平要求高，管沟成型不是很好且工期很紧，阴碍工期进展。基于以上施工情况，从项目成本和施工工期考虑，决定后期采用液压劈裂机来劈裂石方。

FL90A型液压劈裂机工作原理：

任何物体都有其自身的特点，岩石和混凝土具有极高的外部抗压强度，而从内部向外的抗拉强度却很小，其抗压与抗拉强度具有100：2～10的差异，处于脆性状态。

液压劈裂机抓住岩石与混凝土呈脆性特点，利用楔块原理来设计的——在最狭窄的孔中向外能够释放出极大的分裂力。

它由泵站和分裂器两大部分组成，由泵站输出的高压油，驱动油缸，产生巨大推力，驱动楔块组中的中间楔块向前驶出，将反向楔块向两边撑开。

其具体实施步骤如下：首先，在被分裂的物体上钻一个特定直径和深度的孔，将液压劈裂机的楔块组（一个中间楔块和两个反向楔块）插入孔中，中间楔块通过液压压力的作用在两个反向楔块之间向前运动，由内向外释放出极大的能量，将被分裂的物体在几秒钟之内按预定方向裂开。

FL90A型液压劈裂机特点：                                

1.安全性  劈裂机在静态液压环境下可控制性的工作，不会像爆破机和其它冲击性拆除、凿岩设备那样产生一些危险隐患，无需采取复杂的安全措施。

2.环保性  劈裂机工作时，不会产生震动、冲击、噪音、粉尘、飞屑等。周围环境不会受到影响，即使在人口稠密地区或室内，以及精密设备旁，都可以无干扰地工作。

3.经济性  劈裂机数秒钟可完成分裂过程，并且可连续无间断地工作，效率高，运行及保养成本很低，无需爆破作业那样采取隔离或其它耗时和昂贵的安全措施。

4.**性  劈裂机与大多数传统的拆除方法和设备不同，该劈裂机可以预先**的确定分裂方向，分裂形状以及需要的部分尺寸，分裂精度高。

5.适用性  劈裂机人性化的外形设计和耐用性结构设计，确保了其使用方法简单易学，仅需单人操作，维护保养便捷，使用寿命长，劈裂机和液压泵站搬运十分方便。

坚硬石方劈裂工艺

1.       劈裂点设备

劈裂点的合理设置是保证作业质量和工作效率的关键，以下几个参数是劈裂点设置的关键：1.底孔轴线是否在同一平面；2.底孔深度；3.底孔间距。

2.       参数2、3中的具体数值设置，主要取决于劈裂机的型号，同时受岩石的密度、强度等影响。例如该项目采用的FL80A型液压劈裂机在劈裂花岗岩的时候，一般劈裂1m²面积的花岗岩需要100T劈力，如劈开长约5m，高约2m的花岗岩石，一般设置3～4个劈力点。

3.       底孔参数选择及钻孔

1）底孔直径   底孔直径取决于液压劈裂机楔块组件工作部份外径的大小，而楔块组件的大小取决于现场的岩石大小，岩石体积较大，选用大直径楔块件，岩石体积较小，选用小直径楔块组件，该项目采用￠42mm的底孔直径。

        2）底孔深度   底孔深度主要有液压劈裂机的型号决定，该项目选取500mm的底孔深度。

        3）底孔间距   底孔间距取决于岩石的特性及液压劈裂机的型号，该项目选取500mm的底孔间距。

        4）钻孔   岩石钻孔的方向应垂直于孔所在的表面，孔的大小应与劈裂器的直径相适应，钻孔的深度比楔块组件插入长度深100mm。严禁打斜孔和浅孔，不应在受力不好的位置打孔。

4.  劈裂

   将劈裂枪插入孔中，根据需要适当调整劈裂方向。该项目用的劈裂机一台配3把劈裂枪，在劈裂时，要把3把劈裂枪集中放在3个紧挨在一起的3个孔内，而且楔块方向（劈裂方向）要一致，这样劈力集中，劈裂效果更好，根据岩石大小和坚硬度，可以考虑用2台（6把劈裂枪）同时劈裂，大大提高了劈裂的效率。

   启动泵站，控制换向阀，使活塞伸出，进行劈裂，待岩石裂开一个裂缝后（也可以从压力表上观察，当压力升高到一定值时突然下降）换向阀换向，这时楔块反向运动，当其复位后将劈裂器转动一个角度，重复上述劈裂过程，这样可以在一个孔内进行多方向劈裂，将石头劈裂成多块，减少钻孔的工作量。

4 出现问题及解决方法

4.1 劈裂点设置不合理

   现场施工时经常出现劈裂不成功或者劈裂不彻底的现象，经分析这主要是劈裂点设置不合理造成的。要达到理想的效果，在劈裂前，要分析岩石的纹理和岩性，合理分布劈裂点，才能达到**的劈裂效果。

4.2 钻杆断裂

    在用岩心钻打孔的过程中，钻杆消耗量比较大，主要原因是操作员操作不当，钻进没有扶正，使钻杆受到外力作用，造成钻杆断裂，要避免这种现象，岩心钻操作员操作前必须经过岗位培训，学会操作要领，尤其要保证钻杆与岩石钻孔面保持垂直，严格按照操作要求进行打眼。

4.3 粉尘危害

    在劈裂过程中，粉尘是不可避免的，对人的健康十分有害，因此必须采取有效的防护措施，带好防护镜、口罩和专用防护面罩，**可能的减少粉尘对人体的危害。

4.4 劈裂效率不高

   经过多次的使用，积累更多的经验，**的分析岩石的纹理和岩性，可使岩石的劈裂效率翻倍。另外，合理的配置岩心钻台数，保证每天打孔的数量，提供足够的孔数进行劈裂，也能加快岩石劈裂速度。

5   效益比较

5.1 成本

   对统计结果进行对比，1台50T挖机破碎锤1天破碎石方按照5～10 m³计算，每天的成本折算（加上油料，平板转场等费用）为280～440元/ m³；1台劈裂机1天可以劈裂40～70 m³，每天的成本折算（人员工资，轻卡租用费用、风镐费用、空压机费用、发电机及油料损耗等）为13～25元/ m³。从施工成本上来讲，劈裂1立方只有破碎锤1立方成本的1/22，大幅度节约了项目成本。

5.2 工期

1台劈裂机每天40～70 m³，1台50T的破碎锤是5～10 m³，劈裂的速度是破碎的速度的7～8倍，大大缩短了期

 6   结语

   劈裂机在此水管线项目上的应用，取得了良好的效益，降低成本，加快施工进度，能够在狭小的空间作业，操作维护方便，安全可靠，得到了业主和监理的充分肯定。在其它一些类似的项目投标中，劈裂机已成为技术标获胜的有效手段。国外同行纷纷仿效，现基础设施和油气管道项目很多，相信劈裂机的市场潜力巨大，具有广泛应用前景。

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