[发明专利]一种冻结管、冻结器及采用冻结法开挖岩土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土开挖技术领域，尤其涉及一种用于岩土开挖的冻结管、冻结器及采用冻结法开挖岩土的方法。

背景技术

冻结法开挖岩土的方法,是在岩土工程开挖之前，用人工制冷的方法将开挖工程周围的岩土层冻结成封闭的冻结壁，以临时加固地层，抵抗地压，隔绝地下水，然后在冻结壁的保护下进行正常施工的一种特殊施工法。其施工过程大致如下：首先要打一定数量的冻结孔，孔内安装冻结管或冻结器。冷冻站制出的低温盐水（大约-30℃）经输送干管到各孔内冻结器，再由回路干管返回到冷冻站的盐水箱。低温盐水在冻结管中沿环形空间流动时，吸收其周围岩层的热量，使周围岩层冻结，逐渐扩展形成冻结壁。随着盐水循环的进行，冻结壁厚度逐渐增大，直到达到设计厚度和强度为止。

目前，冻结法施工立井井筒中，经常由于井筒开挖范围内的岩土被冻实，导致开挖困难，风镐或挖掘机挖不动，必要时还需要爆破施工；而在周边具有冻结管的情况下，放炮施工对冻结管具有很大的风险。同时，井筒荒径范围内的岩土被冻实，某种程度上浪费了大量的冷能和电力，给冻结施工成本带来很大的增加。 

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题是提供一种冻结管，能够控制冷能的传导方向。

为达到上述目的，本发明冻结管实施例采用如下技术方案：

一种冻结管，包括冻结管本体，在所述冻结管本体的一侧设有隔热材料。

进一步地，所述冻结管本体的横截面呈圆缺型；所述隔热材料设置在所述冻结管本体的外侧并位于所述圆缺处。

优选地，所述冻结管本体的横截面呈圆形或多边形；在所述冻结管本体内部、沿冻结管本体长度的方向设有隔板；在所述隔板的一侧与所述沿冻结管本体的内壁之间形成有隔热介质容纳腔，在所述隔板的另一侧与所述沿冻结管本体的内壁之间形成有冷媒介质流动腔；在所述隔热介质容纳腔中设有隔热材料。

优选地，所述隔板为弧形板，所述隔板的弧形面朝向所述冻结管的中心方向凸出。

其中，所述隔热材料为空气或聚氨酯泡沫。

进一步地，所述冻结管包括至少两根相互对接的冻结管段，在相互对接的冻结管段之间焊接有内箍。

本发明冻结管实施例，由于在冻结管本体的一侧设有隔热材料，通过所述隔热材料能够控制冷能的传导方向，减少冷能向设有隔热材料的一侧传递。

本发明实施例所要解决的另一个技术问题是提供一种冻结器，能够控制冷能的传导方向。

为达到上述目的，本发明冻结器实施例采用如下技术方案：

一种冻结器, 包括冻结管，所述冻结管的一端封闭，一端开口；在所述冻结管的开口端设有盖体，在所述盖体上设有供液管和回液管；其中所述供液管伸入所述冻结管内部，并在所述供液管的底部具有开口，所述冻结管为前述任一项所述的冻结管。

优选地，所述供液管设置在所述隔热介质容纳腔内，并由所述隔热材料所包围；所述供液管的底部开口于所述冷媒介质流动腔。

本发明冻结器实施例，由于在冻结管本体的一侧设有隔热材料，通过所述隔热材料能够控制冷能的传导方向，减少冷能向设有隔热材料的一侧传递。

本发明实施例所要解决的再一个技术问题是提供一种采用冻结法开挖岩土的方法，能够降低电力和施工成本。

为达到上述目的，本发明采用冻结法开挖岩土的方法实施例采用如下技术方案：

一种采用冻结法开挖岩土的方法，其特征在于，包括步骤：在要开挖的井筒或隧道的荒径外围开设冻结孔；在所述冻结孔内放置冻结器；控制所述冻结器的冷能传导方向，减小冷能向井筒或隧道开挖区内传递。

优选地，所述控制所述冻结器的冷能传导方向，减小冷能向井筒或隧道开挖区内传递包括：在所述冻结器的冻结管的一侧设置隔热材料，通过所述隔热材料阻挡冷能向井筒或隧道开挖区内传递。

本发明采用冻结法开挖岩土的方法实施例，由于通过控制所述冻结器的冷能传导方向，减小冷能向井筒或隧道开挖区内传递，避免井筒或隧道荒径范围内的岩土被冻实，一方面节省了为实施冷冻所消耗的电力，降低了电力成本，另一方面有利于井筒或隧道荒径范围内岩土的顺利开挖，降低了施工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明冻结管一实施例放置在冻结孔中的横截面示意图；