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行业视点 | 用子弹“打”出隧道!美国HyperSicence研发基于高超声速弹丸撞击技术的硬岩掘进法

  来源:隧道网  发布:2021/12/16  浏览:+ 放大字体 | - 减小字体

摘 要:小编语:来自美国华盛顿州的HyperSciences公司推出了一项名为“Hypersonic Tunnel Boring”的工法,这是一种基于高超声速弹丸撞击技术的掘进工法,可实现硬岩隧道的高速掘进。

小编语:来自美国华盛顿州的HyperSciences公司推出了一项名为“Hypersonic Tunnel Boring”的工法,这是一种基于高超声速弹丸撞击技术的掘进工法,可实现硬岩隧道的高速掘进。

技术简介

这项技术基于一种名为“HyperCore”的高超声速弹丸撞击技术,通过重复引导弹丸以超高速(1-2 km/s)撞击硬岩,完成隧道开挖;弹丸的冲击力一般能达到硬岩抗压强度的10-100倍,因此这种隧道开挖方法在硬岩与磨蚀性岩层内非常高效。

HyperCore弹丸发射器

弹丸撞击过程

HyperSciences公司基于这项技术,研发出了相应的隧道掘进设备Hypersonic Tunnel Boring Machine,简称HTBM。

该设备配备了即以HyperCore为隧道开挖工序的核心步骤,使用直径38mm的超高速弹丸“打”出隧道;同时,机头前方还配备了隧道钻挖机,但仅用于在隧道成型后对断面进行修整、出渣;机头下方安装了带有碎石收集器的铲斗,将开挖出的硬岩碎屑收集起来,之后通过后方的皮带机运走,而机头后方还有与TBM类似的后配套系统,用于注浆、支护、衬砌施工等作业。

技术应用

HTBM的性能只受到岩层与弹丸密度的影响,其掘进速度几乎完全由弹丸撞击的次数决定;同时,该方法开挖隧道的断面灵活多变,可以通过激光制导精确控制弹丸撞击的位置,形成较为复杂的几何形状。

点击链接观看视频:

用子弹“打”出隧道!美国HyperSicence研发基于高超声速弹丸撞击技术的硬岩掘进法

HyperSciences公司目前已经对HTBM设备在断面为5.5m*4.5m的隧道内进行了实地测试,据悉,该设备在一周之内开挖了长达1.6km的硬岩隧道,掘进速度是传统钻爆法的2.5倍,同时减少碳排放。

此外,HyperSciences公司还针对石油、天然气与地热的开采开发了“HyperDrill”微型隧道钻探技术,将HyperCore发射器直接导入地下,并在发射器的前段安装刀具,在弹丸冲击的同时直接切削地层,实现超高速连续钻探。

本文整理自Hypersciences官网

编辑:徐蓉蓉

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