[发明专利]一种岩体打桩作业的碎石方法和装置

说明书

本发明公开一种岩体打桩作业的碎石方法和装置，其中，岩体打桩作业的碎石方法，包括以下步骤：S1、将太阳光聚集至岩体打桩处的局部待打桩区域，持续加热使局部待打桩区域的温度高于200℃；S2、停止太阳光照射，使用温度低于50℃的液体向步骤S1中局部待打桩区域进行喷淋，使局部待打桩区域表面内外温差至少为150℃以上，因受热不均而碎裂；S3、清扫和转运步骤S2中的碎石；S4、将太阳光聚集至岩体打桩处的下一局部待打桩区域，重复步骤S1‑步骤S3，直至完成整个岩体打桩处的打桩作业。本发明优点在于，其岩体打桩作业的碎石方法和装置充分利用太阳能，使岩体表面加热后骤冷形成内外温差而碎裂，打桩过程高效稳定，作业能耗低，节省了大量能源的投入。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种岩体打桩作业的碎石方法和装置。

背景技术

在建筑工程施工过程中，打桩是一项必不可少的工作，而市场上鲜有针对坚硬岩石的打桩设备，施工过程中一旦遇到坚硬岩石，普通钻头极易发生磨损，若使用炸药进行碎石，但使用炸药的安全性难以保障，而且爆炸的震动甚至会破坏施工区域内岩体的稳定性。

申请公布号为CN109162640 A的发明涉及一种激光-水射流联合钻井装置，它主要由钻杆、钻铤、钻头、光纤、清洁水管道、光纤保护管、光束整形装置、光束整形装置外壳、水导激光束通道、激光头、钻头流道组成，钻杆内设有光纤保护管和清洁水管道，将光纤、清洁水和钻井液分隔，钻铤内部设有光束整形装置和光束整形装置外壳。

激光头发出激光，经过光束整形装置，同时清洁水在钻头中心V型截面通道汇聚，形成水导激光束从水导激光束通道射出，利用激光的热效应、清洁水的空化作用破岩，清洁水的喷射可以防止岩石碎屑进入到光束整形装置，钻井液通过井上泵的增压，从钻头流道喷射破岩。

上述技术方案利用激光的热效应、清洁水的空化作用破岩，不但会消耗大量的能源，而且通过加热水流产生的空化作用来碎石，激光的热效应无法得到充分的发挥，其碎石效率不高。

发明内容

本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种岩体打桩作业的碎石方法和装置，充分利用太阳能，使岩体表面加热后骤冷形成内外温差而碎裂，打桩过程高效稳定，作业能耗低，节省了大量能源的投入。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种岩体打桩作业的碎石方法和装置，岩体打桩作业的碎石方法，包括以下步骤：

S1、将太阳光聚集至岩体打桩处的局部待打桩区域，持续加热使局部待打桩区域的温度高于200℃；

S2、停止太阳光照射，使用温度低于50℃的液体向步骤S1中局部待打桩区域进行喷淋，使局部待打桩区域表面内外温差达150℃以上，因受热不均而碎裂；

S3、清扫和转运步骤S2中的碎石；

S4、将太阳光聚集至岩体打桩处的下一局部待打桩区域，重复步骤S1-步骤S3，直至完成整个岩体打桩处的打桩作业。

作为优选的，步骤S2中所述温度低于50℃的液体为常温水。

作为优选的，步骤S2中所述向步骤S1中局部待打桩区域进行喷淋采用雾状喷淋的方式。

岩体打桩作业的碎石装置，包括主反射镜、反射镜阵列以及喷水头，反射镜阵列设置在岩体打桩处正上方，主反射镜用于将太阳光汇聚至反射镜阵列，反射镜阵列用于将太阳光聚焦至岩体打桩处的局部待打桩区域，喷水头用于向岩体打桩处的局部待打桩区域喷淋液体。

进一步的，所述主反射镜设置在第一驱动电机上，第一驱动电机用于控制主反射镜在竖直方向上的转动角度，第一驱动电机设置在第二驱动电机上，第二驱动电机用于控制主反射镜在水平方向上的转动角度。