[实用新型]一种地下工程冻结施工实训装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种地下工程冻结施工实训装置，适用于岩土工程模拟施工技术领域。

背景技术

冻结法施工技术，就是在地下工程施工当中，利用人工制冷技术把土壤中（或裂隙岩层中）的水冻结成冰，形成冻土帷幕结构体来抵抗水土压力（或封堵地下水力通道），以保证地下工程施工的顺利进行。作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市地下工程和煤矿建设中。

冻结法施工效果的影响因素较多。自然因素包括土质，土层含水量，土中含盐量等。设计因素有冻结管直径、冻结管间距、盐水温度等。以上各因素对冻结壁厚度和冻结时间均有影响。

目前，用于教学的冻结法施工装置多为演示模型，结构简单，不具备冻结试验和研究的功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研究冻结效果与冻结管路布置、冻结时间、土层含水量、土层含盐量等参数之间关系的模拟施工实训装置。

为实现上述发明目的，本实用新型采取的技术方案为：一种地下工程冻结施工实训装置，包括若干段内钢筒和一体式外钢筒，模拟土层位于所述内钢筒和所述外钢筒之间的空腔里；所述外钢筒下端通过井壁环形挡板固定在下支承筒体上，所述下支承筒体内侧壁面安装有支座，所述支座上安装有井壁支承千斤顶，所述内钢筒穿过导向环后支撑在所述井壁支承千斤顶上；所述外钢筒上端固定有反力架耳环，所述反力架耳环中间安装有井壁下移千斤顶，所述井壁下移千斤顶通过反力下梁推动每段所述内钢筒向下运动；所述模拟土层内设有若干冻结孔，所述冻结孔内安装有冻结管，环形水管位于所述模拟土层的上端，所述模拟土层内还设有温度传感器。

上述方案中，所述内钢筒和所述外钢筒之间的空腔设置有若干块隔板，每相邻两块所述隔板之间放置有不同类型的模拟土层。

上述方案中，所述反力架耳环的下方还设有反力上梁，所述反力上梁上固定有若干土层压力补偿千斤顶，所述土层压力补偿千斤顶通过承力板与所述模拟土层接触。

上述方案中，与所述井壁下移千斤顶接触的一段内钢筒为带有视窗口的内钢筒。上述方案中，所述环形水管的入口与连接在外钢筒上的水平供水管连接，所述冻结管的入口与连接在外钢筒上的供液管连接，所述冻结管与位于在所述模拟土层内的集液圈连接。。

上述方案中，所述下支承筒体上开有进人口。

上述方案中，所述外钢筒通过外筒连接法兰连接呈一体。

上述方案中，所述反力架耳环通过反力架法兰连接在所述外钢筒上的上支承盖上。

本实用新型的有益效果：1） 通过设置模拟的冻结施工装置，可以揭示冻结体形成过程；2） 利用本发明的模拟冻结施工装置，可以改变不同的环境条件，来揭示冻结效果与冻结管路布置、冻结时间、土层含水量、土层含盐量等参数之间的关系。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本发明装置的主视图。

图2为本发明装置的俯视图。

图3为图1中A-A的剖面图。

图4为支护前的冻结壁结构图。

图5为支护后的冻结壁结构图。

图6为本发明开有视窗孔的普通钢制内钢筒的俯视图。

图7为图6中B-B剖面图。

图中：1-反力架耳环；2-反力上梁；3-井壁下移千斤顶；4-反力下梁（十字）；5-反力架法兰；6-上支承盖；7-集液圈；8-模拟土层；9-外钢筒；10-冻结孔；11-隔板；12-外筒连接法兰；13-冻结管；15-下支承筒体；16-导向环；17-井壁支承千斤顶；18-支座；19-井壁环形挡板；20-供液管；22-环形水管；23-水平供水管；24-进人口；25-视窗口；26-土层压力补偿千斤顶；27-承力板；28-温度传感器；29-内钢筒。

具体实施方式