[发明专利]可排气冻结管

说明书

技术领域

本发明涉及一种可排气冻结管及其实现方法，尤其适用于人工地层冻结工程。

背景技术

人工地层冻结法是利用人工制冷技术，将低温冷媒送入地层，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，以抵抗地压并且隔绝地下水与开挖体之间的联系，以便在冻结壁的保护下进行隧道、竖井和地下工程的开挖并做永久支护的一种特殊地层加固方法。

人工地层冻结技术起源于天然冻结现象。俄国人最初在西伯利亚采掘金矿时，曾利用过天然冷量冻结地层开凿立井。1862年，英国工程师首次使用人工冻结技术加固地层。1880年，德国工程师波茨舒(P.H.Poetsch)首次提出人工地层冻结（Artificially ground freezing method）原理并获得专利，并于1883年成功应用于阿尔巴里德煤矿深103 m的九号井凿井工程，此后，冻结法在欧、美被广泛应用于矿井、地铁、隧道等工程中：1886年瑞典24m长的人行隧道建设工程、1906年法国塞纳—马恩省河底地铁工程、1942年巴西26层大厦不均匀下沉的调整、1968年英国一上水管渠道工程、1973年美国湖底取水竖井安装工程等。20世纪90年代以后，国际上对人工冻结的应用更为广泛。1991年西班牙巴伦西亚地铁建设中，冻结法以其方便、灵活、有效的特点而获得好评。美国威斯康森州密尔沃基市在建设疏洪大直径深隧道起始段50m深竖井时，采用冻结法支护、止水很好地控制了位移。德国Dusseldorf市中心火车站附近地铁隧道工程通过增加土层含水量而提高冻土强度，使得冻结法施工获得成功。日本名古屋建造一地下输水隧道时，需垂直连接两个不同直径的隧道，在连接处成功应用了人工冻结法，历时323天。

在采用盐水作为冷媒的冻结法施工过程中，盐水循环系统不是完全密封的，盐水循环系统在工作时会不断的将一部分气体经由盐水管路带到冻结管及盐水去回路中，从而导致气体在盐水去回路及冻结管中集聚，阻碍了盐水的循环，这就严重影响了冻结管中的盐水与地层的热交换，进而影响冻结效果。现有的排气方法是在配、集液圈的最高点的位置放置阀门，通过阀门手工排出盐水管路中的气体。这种方法的缺点就是不能很好的将仰角为正值的冻结管中的气体排出来，仰角为正值的冻结管的最高处常有气体集聚，达不到良好的排气效果，影响了上部冻结壁的发展，给工程造成了严重的安全隐患，同时，阀门需要手工操作，需要时时有工作人员看护，较为不便，也经常造成排气不及时，且排气时常排出盐水，污染了工作场地，若看护不当，则会造成盐水大量流失，轻则造成盐水的浪费，重则盐水泄露至土体中，导致土体含盐量增加，无法冻结，造成安全隐患甚至工程的失败。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有问题而提供一种可自动排气的冻结管及其实现方法。

本发明可自动排气的冻结管，包括管体、供液管、定位环、排气管和阀门，还包括自动排空阀，管体内设置有供液管及排气管，定位环固定在管体内，排气管穿过定位环，排气管与阀门连接，自动排空阀设置于阀门后端，与阀门连接。

所述的排气管底部距离管体底部的距离为0.5至20厘米。

所述定位环优选为固定在供液管上。

所述的排气管和阀门通过连接件连接。

所述的阀门优选为球阀。

所述的阀门上设置有观察孔，观察孔位于阀门外部，为透明材质，可观察球阀内是充满气体还是液体。

所述的自动排空阀内部设置有过滤膜，过滤膜的孔径可以让气体通过，但不能通过液体。

所述的自动排空阀的出气口设置有压力单向阀，当压力超过设计值时，自动打开排气，当压力小于预定值时，压力单向阀关闭。