一种用于硬岩隧道施工的二氧化碳致裂器的制作方法

1.本实用新型涉及致裂器技术领域，尤其是涉及一种用于硬岩隧道施工的二氧化碳致裂器。


背景技术：

2.目前，岩石地层隧道和地下工程施工的主要方法仍然沿袭传统的钻爆法，这种施工方法具有灵活性、适应性强的特点。但钻爆法施工会产生大量的粉尘和有害气体(因炸药爆破是化学反应，会产生大量的有害气体)，并引起一定的爆破振动，造成掁动波和强噪音。例如，在城市地铁施工工程，受人员、建(构)筑物密集等各方面因素的影响，对钻爆法施工有严格的要求。因此，如何应对爆破施工引起的掁动对周边建(构)筑物造成危害，如何控制爆破振动并减轻其对邻近建(构)筑物的影响，成为此类工程的重难点。
3.因此，实有必要设计一种用于硬岩隧道施工的二氧化碳致裂器，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.为了避免上述问题，提供了一种用于硬岩隧道施工的二氧化碳致裂器，安全可靠、微振动、低噪音、操作方便，能高效的用于硬岩隧道施工，安全稳定，且能保护环境。
5.本实用新型提供的一种用于硬岩隧道施工的二氧化碳致裂器，包括：主体管、活化剂、接线柱、引线、法兰、充装阀、充气口、泄压阀和调节机构；
6.活化剂放置在主体管内，法兰密封设置在主体管上端，充装阀设置在法兰中央，充气口与充装阀连接，用于通过充装阀向主体管内充装液态二氧化碳，接线柱一端穿过法兰伸入主体管内并通过引线与活化剂连接，泄压阀密封设置在主体管下端，用于调节泄压方向的调节机构设置在泄压阀上；
7.泄压阀中部设有连通上下方向延伸的泄压通槽，泄压通槽内设有泄压片将泄压通槽分割成上下两个部分；
8.调节机构密封连接在泄压阀下端，调节机构上设有左右方向延伸的调节通槽，调节通槽中部通过一连接通槽与泄压通槽下端连通。
9.优选地，调节机构可转动的设置在泄压阀下端。
10.优选地，调节机构上端套设在泄压阀下端，泄压阀下端外周设有环形卡槽，调节机构上设有与环形卡槽配合的环形凸起，且环形凸起和环形卡槽之间设有密封垫。
11.优选地，调节机构和泄压阀外套设有加强套，加强套上端套设在泄压阀外，下端套设在调节机构外，泄压阀及调节机构外均设有环形卡槽，加强套内设有与这些环形卡槽匹配的环形凸起。
12.优选地，泄压片与泄压阀一体成型。
13.优选地，泄压通槽位于泄压片上方的部分其直径大于泄压通槽位于泄压片下方的部分的直径。
14.优选地，调节机构上设有前后方向延伸的调节通槽，与左右方向延伸的调节通槽
呈十字交叉。
15.优选地，充装阀为单向阀。
16.优选地，法兰上设有两根接线柱。
17.二氧化碳相变膨胀致裂技术基本原理可简述为二氧化碳由液态相变为气态，体积急剧膨胀并伴随冲击波对物体的作用和位移、破碎。由于其相变膨胀致裂是一种物理作功，不产生大的振动，无火花，无有毒有害气体产生和微噪音等显著特点，可得到市场认可并被广泛运用。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.1、将二氧化碳相变膨胀致裂技术应用到地铁、隧道开挖领域，由于相变膨胀致裂产生的振动微弱，破坏力极小，对于保护建筑物，减少冲击地压诱发有害因素提供了技术支撑；
20.2、保证了施工安全。由于釆用先填埋、后充装施工工艺，避免了致裂管在搬运、填埋、连接导线、检测电阻等诸环节的不安全因素，消除了安全隐患；
21.3、该相变膨胀致裂方式振速值小，可控制在0.5cm/s以内,对周边环境的自身环境扰动小,有效减小了相变膨胀致裂施工对环境的污染,达到了保护环境的作用；
22.4、釆用二氧化碳相变膨胀致裂技术进行地铁、硬岩隧道施工，降低了开挖难度，加快了施工进度，从而节约了施工成本。
附图说明
23.图1为本实用新型一优选实施例的用于硬岩隧道施工的二氧化碳致裂器的结构示意图；
24.图2为本实用新型一优选实施例的用于硬岩隧道施工的二氧化碳致裂器的部分结构放大图；
25.图3为图1中a的放大结构图；
26.具体实施方式的附图标号说明：
27.1、主体管，
28.2、活化剂，
29.3、接线柱，
30.4、引线，
31.5、法兰，
32.6、充装阀，
33.7、充气口，
34.8、泄压阀，81、泄压通槽，82、泄压片，
35.9、调节机构，91、调节通槽，92、连接通槽，
36.10、环形卡槽，
37.11、环形凸起，
38.12、加强套。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.如图1至图3所示，本实施例提供的一种用于硬岩隧道施工的二氧化碳致裂器，包括：主体管1、活化剂2、接线柱3、引线4、法兰5、充装阀6、充气口7、泄压阀8和调节机构9。
42.活化剂2放置在主体管1内，法兰5密封设置在主体管1上端，充装阀6设置在法兰5中央，充气口7与充装阀6连接，用于通过充装阀6向主体管1内充装液态二氧化碳，接线柱3一端穿过法兰 5伸入主体管1内并通过引线4与活化剂2连接，泄压阀8密封设置在主体管1下端，用于调节泄压方向的调节机构9设置在泄压阀 8上。
43.主体管1两端进行焊接密闭，充装阀6釆用单向阀，即充装液态二氧化碳时，单向阀打开进气，达到设计充装量时，单向阀关闭，使充装的液态二氧化碳保存在主体管1空腔内。充气口7与充装导气管一端连接，另一端连接充装机充气头。使用时，将致裂管填埋于事先钻好的致裂孔内，连接导线，测试电阻，然后打开充装机通过充装导气管对致裂器充装液态二氧化碳，当充装量达到设定值时单向阀工作，充装完毕，然后通过接线柱3连接起爆器，启动起爆器即能实施相变膨胀致裂；本实施中，法兰5上设有两根接线柱3，确保连接稳定性。
44.如图1和图3所示，泄压阀8中部设有连通上下方向延伸的泄压通槽81，泄压通槽81内设有泄压片82将泄压通槽81分割成上下两个部分，即泄压片82处于泄压通槽81的中部。
45.同时，调节机构9密封连接在泄压阀8下端，调节机构9上设有左右方向延伸的调节通槽91，调节通槽91中部通过一连接通槽 92与泄压通槽81下端连通；调节机构9可转动的设置在泄压阀8 下端，通过转动调节调节机构9，从而能调节调节通槽91的朝向，当泄压片82被冲击破裂，压力从从泄压通槽81，经过连接通槽92，再从调节通槽91出去，能达到调节高压膨胀致裂的导向作用。
46.且，调节机构9上端套设在泄压阀8下端，泄压阀8下端外周设有环形卡槽10，调节机构9上设有与环形卡槽10配合的环形凸起11，且环形凸起11和环形卡槽10之间设有密封垫；使调节机构 9稳定的密封设置在泄压阀8上，同时不会影响相互之间的转动调节。
47.同时，在调节机构9和泄压阀8外套设有加强套12，加强套12 上端套设在泄压阀8外，下端套设在调节机构9外，泄压阀8及调节机构9外均设有环形卡槽10，加强套12内设有与这些环形卡槽 10匹配的环形凸起11。能进一步加强调节机构9和泄压阀8的连接稳定性，同时不会影响调节机构9的调节转动。
48.本实施例中，泄压片82与泄压阀8一体成型，提高泄压阀8 的密封稳定性；泄压通
槽81位于泄压片82上方的部分其直径大于泄压通槽81位于泄压片82下方的部分的直径，泄压片82能更好的完成箱变膨胀爆破时的破裂，使更多的气体通过泄压通槽81出去，最后经过调节通槽91对周围岩石等进行致裂作业。
49.且调节机构9上设有前后方向延伸的调节通槽91，与左右方向延伸的调节通槽91呈十字交叉，使得致裂器从泄压阀8处更好的对周围进行致裂，而该处一遍埋设在内部，从内而外的进行致裂，安全稳定，噪音小。
50.该致裂器安全可靠、微振动、低噪音、操作方便，能高效的用于硬岩隧道施工，安全稳定，且能保护环境。
51.新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。