[实用新型]用于控制冻胀和融沉的套管装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种套管装置，特别涉及：一种冻结施工中释放冻胀压力以及解冻期间减少地面融沉的套管装置，在冻结施工过程中，起到保护地面及地面既有建筑物安全的作用。

背景技术

冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水冻结，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行井筒或地下工程的施工的特殊施工技术。其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质以固结地层。

随着冻结法的广泛应用，冻结施工过程中的冻胀作用以及解冻过程中的地面融沉在很多场合都带来了相当大的危害，尤其是在城市地下的浅埋水平冻结工程，对地面及地面既有建筑物安全构成威胁。

由于在冻结壁的逐渐形成过程中，岩土体中的水不断结冰，使得岩土体的体积不断膨胀，进而产生了一定的冻胀压力，容易造成地面的隆起及地面建筑物的不安全，同时在冻结后期解冻过程中，岩土体中的冰逐渐融化，岩土体的体积减小，又极容易造成地面的不均匀沉降，对地面的既有建筑物的安全构成很大威胁。

现有的技术存在已知的冻胀压力的测量装置，该装置由测量管管体、密封仓、压力传感器等组成，主要是测量出冻胀压力的大小，而不能消除冻胀力，更不能控制解冻时期地面的融沉，起不到保护地面及地面既有建筑物的作用。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有问题而提供一种结构简单的，能有效消除冻胀压力和控制地面融沉的套管，其可以在城市地下水平冻结过程中消除冻胀压力以及在后期解冻过程中控制地面融沉，从而达到保护地面和地面既有建筑物的安全。

为解决上述技术问题，本实用新型采取以下技术方案：一种用于消除冻胀压力和控制地面沉降的套管装置，其设置在冻结壁与地面之间的泄压注浆孔处，其特征在于：其包括外部花管及内部热盐水循环，内部热盐水循环套管的外壁与外部花管下部内管壁紧密贴合，冻结期间可以使土层中的泥水从外部花管中排出，也可以通过外部花管内部的套管循环热盐水控制冻结壁发展，达到消除冻胀力的作用，同时，还可以在冻结后期解冻时通过外部花管向土体进行注浆从而达到控制地面沉降的作用。

进一步，所述套管装置的长度由水平冻结深度确定。

进一步，所述外部花管的内部设置热盐水循环套管。

进一步，所述内部热盐水循环套管的外壁与外部花管下方内管壁紧密贴合。

进一步，所述内部热盐水循环套管由供液管和回液管组成。

进一步，所述外部花管的顶部采用密封板且底部采用多孔底锥进行密封。

进一步，所述外部花管的孔口位置安装有压力表和泄压阀门。

本实用新型中的套管通过在泄压注浆孔中布置控制冻胀和融沉的套管装置来消除冻胀力和减少地面融沉；冻结期间通过外部花管排出泥水和内部套管循环热盐水的两种方式共同消除冻胀力；解冻时通过外部花管向土体进行注浆来减少地面的融沉；通过消除冻胀和减少融沉共同保证地面及地面既有建筑物的安全。

附图说明

图1是冻结管与泄压注浆孔平面布置图。

图2是套管装置的结构示意图。

图3是图2的A-A剖视图。

图中1.冻结管，2.冻结壁，3.泄压注浆孔，4.地面，5.地面建筑物，6.外部花管，7.内部热盐水循环套管，8.热盐水供液管，9.热盐水回液管，10.压力表，11.泄压阀门，12.多孔底锥，13.密封板。

具体实施方式

本实用新型所述控制冻胀和地面融沉的套管装置设置在冻结壁与地面之间的泄压注浆孔处，其包括外部花管及内部热盐水循环套管，在冻结期间可以通过打开泄压阀门使土层中的泥水从外部花管中排出，也可以通过外部花管内部的套管循环热盐水控制冻结壁的发展，达到消除冻胀力的作用；同时，还可以在冻结后期解冻时通过外部花管向土体进行注浆从而达到减少地面融沉的作用。通过消除冻胀和减少融沉共同保证地面及地面既有建筑物的安全。

下面结合附图1-3对本实用新型的套管装置进行具体说明。

图1示出了冻结管与泄压注浆孔平面布置图。图1中，1为冻结管、2为冻结壁、3泄压注浆孔、4为地面、5为地面建筑物，本实用新型中所述控制冻胀和地面融沉的的套管装置就布置在所述泄压注浆孔3之中，从而起到消除冻胀力和减少地面融沉的作用。

图2示出了所述套管装置的结构示意图。如图2所示，所述套管装置包括外部花管6、内部热盐水循环套管7、压力表10、泄压阀门11、密封板13，其中内部热盐水循环套管7由热盐水供液管8和热盐水回液管9组成，以此确保冻结期间土体中的泥水顺利排出、内部热盐水的循环和解冻时期向土体注浆。

图3是图2中的A-A方向的剖视图。如图3所示，内部热盐水循环套管7的外壁与外部花管6下方内管壁紧密贴合，所述外部花管6可以使冻结期间土体中的泥水从外部花管6的管壁和多孔底锥12的孔隙，进入外部花管6中，而当压力表12达到一定值时，可以通过打开泄压阀门11排出外部花管6中的泥水，从而可以消除冻胀力；所述内部热盐水循环套管7包括热盐水供液管8和热盐水回液管9，在冻结期间可以通过从热盐水供液管8流入热盐水，到热盐水回液管9流出，热盐水在内部热盐水循环套管7的流动过程中，会通过外部花管6的管壁向外侧的冻土传递热量，进而控制外部花管6外侧冻结壁2的发展，消除部分冻胀力；所述外部花管6还可以在解冻时期，通过打开阀门11，向外部花管6内注浆，使浆液从外部花管6的管壁和多孔底锥12注入土体，以达到填充周围土体孔隙，减少地面融沉的作用。