[发明专利]一种液氮冻结施工方法

说明书

本发明公开了一种液氮冻结施工方法，包括以下步骤：S1、在地表处标注拟开挖井筒等地下工程的顶视范围，并在此范围的外部标注液氮冻结施工点，该施工点需均匀分布于地下工程范围的外部；S2、以S1中液氮冻结施工点为基点，向地下安置液氮冻结器；当所有液氮冻结器全部安置成型后，相邻的每组液氮冻结器假想连线可组成一个封闭的空间，该空间的中心点即为地下工程的顶视范围的中心点；S3、同步启动所有液氮冻结器，液氮通过液氮供液管进入液氮冻结器；本发明提供了特型“冻结帷幕”的施工方式，相较于传统液氮施工方法，本发明能够在地下工程的施工点形成一层封闭的冻土层，为地下工程的开挖提供安全和友好的环境保障。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种液氮冻结施工方法。

背景技术

液氮是一种理想的制冷介质。常压下其沸点是-195.8℃，蒸发潜热为250kJ/m3；液氮冻结工艺可称为“快速冻结工艺”，因为使用液氮只需很短的时间即可冻结土体，可以达到常规盐水循环冻结速度的10倍；液氮冻结无需在工地安装冷冻站而只需把冻结管插入地层；

传统的液氮冻结采用冻结器直接蒸发与地下工程进行热交换的做法，造成冻结器温度极度不均衡，容易造成地下冻结工程失败。

本发明主要采用一种液氮间接吸热与地下工程进行热交换的方法，是一种地下工程冻结施工方法，可以很好的利用液氮副产品，并实现地下冻结工程冻结均匀，安全可靠，不需要额外增加设备，具有很好的节能环保效果。

为此，提出一种液氮冻结施工方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种液氮冻结施工方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择；

本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种液氮冻结施工方法，包括以下步骤：

S1、在地表处标注拟开挖井筒等地下工程的顶视范围，并在此范围的外部标注液氮冻结施工点，该施工点需均匀分布于地下工程范围的外部；

S2、以S1中液氮冻结施工点为基点，向地下安置液氮冻结器；当所有液氮冻结器全部安置成型后，相邻的每组液氮冻结器假想连线可组成一个封闭的空间，该空间的中心点即为地下工程的顶视范围的中心点；

S3、同步启动所有液氮冻结器，液氮通过液氮供液管进入液氮冻结器；随着热交换的进行，液氮升温、气化、变成气体在液氮冻结器的内部上升，同时带动冻结器内一侧冷冻液上升，另一侧冷冻液下降，形成内循环；保证冻结器内冷冻液温度上下一致；

S4、待冷冻不断进行，使冻结器周围形成均匀的冻土层；待多个冻结器的冻土层相互交接到一起之后，形成完整的冻结帷幕；

S5、对地层内的冻结帷幕进行强度、温度检测；指标满足施工需求时，即可沿地下工程的顶视范围进行施工作业。

作为本技术方案的进一步优选的：在S1中，注液氮冻结施工点以环形阵列的方式均匀排布于地下工程范围的外部。

作为本技术方案的进一步优选的：在S2中，地表需安置液氮分布器，液氮分布器的出口均通过一个闸阀连通于一个液氮冻结器的液氮供液管；

液氮供液管呈J型，且其贯穿于液氮分布器的内侧；

作为本技术方案的进一步优选的：液氮分布器的顶部连通有一气液分离器。

作为本技术方案的进一步优选的：液氮分布器的内侧壁安装有分隔板，分隔板的一侧下放液氮供液管；

液氮冻结器的内部充满无法溶于水的油质冷冻液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：