一种超声钻孔与盾构截割协同的破岩装置及方法

本发明公开的一种超声钻孔与盾构截割协同的破岩装置及方法，涉及硬岩高效破碎技术领域。该破岩装置包括盾构机截割系统和超声振动钻孔装置；施工时，先确定待施工硬岩的目标截割面大小，结合岩石力学参数，确定大直径卸压空孔的参数；然后再将超声振动钻孔装置固设于盾构机刀盘圆心处，通过超声共振效应钻凿大直径卸压空孔，盾构机刀具截割卸压后的岩石，并同步控制超声振动钻孔速率与刀盘截割速率，实现超声振动钻孔与盾构截割并行作业。本发明通过弹塑性力学原理定量化设计空孔半径与长度，使空孔周缘形成覆盖盾构全断面的卸压区，实现硬岩应力重分布与强度劣化，同时确立空孔参数与破岩速度的适配关系，实现破岩效率最优化。