一种大型基坑冻结设备的制作方法

1.本实用新型属于建筑物基础工程技术领域，尤其涉及一种大型基坑冻结设备。


背景技术：

2.近年来，随着地下空间的开发，越来越多的建筑物基础建设工程都会选择人工冻结法加固土体。人工冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，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地下工程掘砌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。冻结壁是一种临时支护结构，永久支护形成后，停止冻结，冻结壁融化。岩土工程冻结制冷技术通常利用物质由液态变为气态，即汽化过程的吸热现象来完成的。
3.现有的人工冻结设备往往是利用人工制冷技术，在冻结孔中循环低温盐水，使地层中的水冻结成冰，将天然岩土变成人工冻土，在要开挖体周围形成封闭的连续冻土帷幕，使其弹性模量增大，进而增加冻土帷幕的强度与稳定性；以抵抗地压、水压并隔绝地下水与开挖体之间的联系；然后在该封闭冻土帷幕保护下进行开挖与永久支护的施工。由于冻土具有冻胀性和融沉性，在土体冻结的过程中土体会冻胀，在冻结土体融化时会造成土体沉降，可能对周围的建筑物和管线等造成破坏，而冻胀性和融沉性深受冻结的土体的体积影响。在修建深大型基坑时如果采用冻结法作为临时围护，由于需要冻结的土体体积非常大，就会产生严重影响施工进度的冻胀和融沉，为此，需要设计一种大型基坑冻结设备。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种大型基坑冻结设备，以解决深大型基坑使用冻结法临时围护时产生冻胀和融沉的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型的一种大型基坑冻结设备的具体技术方案如下：
6.一种大型基坑冻结设备，包括制冷装置，所述制冷装置连通设有两层以上依次包围的冻结管路，冻结管路均匀分布有伸入土体的冻结管，每层冻结管路外围设有循环加热管路，循环加热管路均匀分布有伸入土体的加热管，循环加热管路连通设有加热装置，冻结管路和循环加热管路附近设有监测装置，监测装置包括温度传感器。
7.进一步的，所述冻结管包括连通冻结管路的冻结内管和设于土体中的冻结外管。
8.进一步的，所述加热管包括连通循环加热管路的加热内管和设于土体中的加热外管。
9.进一步的，所述冻结管路外部设有保温防碰装置。
10.进一步的，所述循环加热管路外部设有保温防碰装置。
11.进一步的，所述监测系统包括测斜传感器和压力传感器。
12.进一步的，所述冻结管路设置成圆环形区域。
13.进一步的，所述冻结管路设置为依次包围的三层。
14.相比较现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：
15.1、通过设置两层以上依次包围的冻结管路，使深大基坑周围形成多层冷冻区围护，以克服了深大型基坑使用冻结法临时围护时产生冻胀和融沉的缺点。
16.2、本方法通过依次包围的围护区，减少了维护时的施工量，降低了围护施工时额外的耗材和人工成本。
17.3、采用冻土围护，易于施工制造，缩短工程工期，环保无污染。
附图说明
18.图1为本实用新型中实施例3示意图。
19.图中标号说明：11.冻结管，12.制冷装置，13.冻结管路，21.加热管，22.加热装置，23.循环加热管路，3.监测装置，31.温度传感器。
20.具体实施方式：
21.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的理解。
22.设计出一种大型基坑冻结设备，包括制冷装置12，在需要施工的区域按需求划分两层以上依次包围的围护区，围护区包括冻结区域和非冻结区域，冻结区域形成闭环，非冻结区域在冻结区域外部形成围合；冻结区域设有冻结孔，非冻结区域设有加热孔，冻结孔和加热孔设置时，要用测斜传感器实时测斜，保证偏斜满足设计需要，不满足偏斜要求的需要增孔，同时还要保证成孔质量，待冻结完成后，冻结孔还可以用作冻胀释放孔和融沉注浆孔；所述制冷装置12连通设有两层以上依次包围的冻结管路13，冻结管路13均匀分布有伸入冻结区域土体冻结孔中的冻结管11，每层冻结管路13外围的非冻结区域设有循环加热管路23，循环加热管路23均匀分布有伸入非冻结区域土体加热孔中的加热管21，循环加热管路23连通设有加热装置22，冻结管路13和循环加热管路23附近设有监测装置3，监测装置3包括用于实时监测土体冻结效果的温度传感器31，按需设置压力传感器，压力传感器能够根据土体受压情况提供有效准确的数据实时反馈施工情况，预测冻胀和融沉，要保证监测系统3的防压防水防冻性，保证监测数据实时有效。
23.开始冻结工作时，开启制冷装置12，如低温盐水等制冷介质通过冻结管路13进入到冻结管11中，开始对土体进行冻结，当温度传感器31监测到土体已达到预定的冻结效果后，开启加热装置22，如高稳盐水等加热介质通过循环加热管路23进入到加热管21中加热土体，来控制土体的冻结范围。
24.以上实施方式中，列举出3种实施例实现上述技术方案：
25.实施例1
26.本实施例是所述冻结管11包括连通冻结管路的冻结内管和设于土体中的冻结外管。加热管21包括连通循环加热管路的加热内管和设于土体中的加热外管。可以通过调整内管在外管中的高度位置，已达到精准控制不同深度分层的冻结和加热需求。
27.实施例2
28.本实施例是在实施例1的基础上，进一步的，所述冻结管路13外部设有保温防碰装置,所述循环加热管路23外部设有保温防碰装置。保温防碰装置可选为泡沫保温材料，通过设置保温材料，能更好的保证制冷介质和加热介质在管路中温度保持效果，减少温度的传递损耗，达到最好的工作效果，也能防止人员触碰管路受伤。
29.实施例3
30.如图1所示，本实施例是在实施例2的基础上，进一步的，所述冻结管路13设置成圆环形管路，使得冻结管路的布局更为合理美观，冻结区更加紧凑，减少能量浪费。所述冻结管路设置为依次包围的三层，三层围护以实现更好的冻结围护效果。
31.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。


技术特征：
1.一种大型基坑冻结设备，包括制冷装置（12），其特征在于：所述制冷装置（12）连通设有两层以上依次包围的冻结管路（13），冻结管路（13）均匀分布有伸入土体的冻结管（11），每层冻结管路（13）外围设有循环加热管路（23），循环加热管路（23）均匀分布有伸入土体的加热管（21），循环加热管路（23）连通设有加热装置（22），冻结管路和循环加热管路附近设有监测装置（3），监测装置包括温度传感器（31）。2.根据权利要求1所述的一种大型基坑冻结设备，其特征在于：所述冻结管（11）包括连通冻结管路的冻结内管和设于土体中的冻结外管。3.根据权利要求1所述的一种大型基坑冻结设备，其特征在于：所述加热管（21）包括连通循环加热管路的加热内管和设于土体中的加热外管。4.根据权利要求3所述的一种大型基坑冻结设备，其特征在于：所述冻结管路（13）外部设有保温防碰装置。5.根据权利要求1所述的一种大型基坑冻结设备，其特征在于：所述循环加热管路（23）外部设有保温防碰装置。6.根据权利要求1所述的一种大型基坑冻结设备，其特征在于：所述监测装置(3)还包括测斜传感器和压力传感器。7.根据权利要求1所述的一种大型基坑冻结设备，其特征在于：所述冻结管路(13)设置成圆环形管路。8.根据权利要求1所述的一种大型基坑冻结设备，其特征在于：所述冻结管路(13)设置为依次包围的三层。

技术总结
本实用新型公开了一种大型基坑冻结设备，包括制冷装置，所述制冷装置连通设有两层以上依次包围的冻结管路，冻结管路均匀分布有伸入土体的冻结管，每层冻结管路外围设有循环加热管路，循环加热管路均匀分布有伸入土体的加热管，循环加热管路连通设有加热装置，冻结管路和循环加热管路附近设有监测装置，监测装置包括温度传感器。通过设置两层以上依次包围的冻结管路，以解决深大型基坑使用冻结法临时围护时产生冻胀和融沉的问题。时产生冻胀和融沉的问题。时产生冻胀和融沉的问题。


技术研发人员：江军 王申 岳丰田 陆路 袁兆宽 王鹏越 张步俊 张浩 石荣剑 张勇 孙猛 刘增东
受保护的技术使用者：中煤第五建设有限公司
技术研发日：2021.02.05
技术公布日：2021/11/9