冻结法土体加固方法与流程

1.本发明涉及土体加固的技术领域，尤其是涉及一种冻结法土体加固方法。


背景技术：

2.冻结法是通过人工制冷，将地层中的水冻结成冰，使地层中的土壤变成冻土，从而能够增强土体的强度和稳定性，同时还能有效防止地下水的渗透，常用于地铁、深基坑等工程中。
3.现有技术中，当需要对目标地层进行冻结法施工时，一般先通过钻机对土体进行钻孔，然后将冷却管插入土体当中，再通过持续向冷却管内输送冷却剂，从而能够便于降低土体温度，进而实现土体加固。
4.但是，当钻机完成钻孔工作后，将钻杆拔出时，钻孔侧壁的土体可能会由于松动而发生滑落，从而不便于冷却管插入土体中。


技术实现要素：

5.本技术提供一种冻结法土体加固方法，能够便于冷却管插入土体。
6.实现上述目的的技术方案是：本发明提供一种冻结法土体加固方法，包括以下步骤：s1：提供一种冻结法土体加固设备，操作人员驱动第一底座移动至目标位置，启动第一电机以及第一液压缸驱动钻杆竖直向下进行钻孔；s2：当钻孔完毕后，取消固定机构对套管的固定作用，再通过阻挡机构对套管进行阻挡，然后启动第一液压缸驱动钻杆竖直向上移动，直至钻杆与套管分离；s3：将冷却管插入套管，再驱动套管竖直向上移动，直至套管与土体分离，然后通过冷却管对土体进行冷冻加固。
7.本发明冻结法土体加固方法的进一步改进在于，提供一种冻结法土体加固设备：一种冻结法土体加固设备，包括第一底座，所述第一底座上设置有多个万向轮，所述第一底座上设置有钻杆，所述钻杆的底端固定连接有钻头，所述钻杆上套设有套管，所述钻杆上设置有用于对所述套管进行固定的固定机构，所述套管上固定连接有螺旋板；所述第一底座上固定连接有机架，所述机架上安装有第一液压缸，所述第一液压缸的活塞杆固定连接有第二底座，所述第二底座上安装有第一电机，所述第一电机的输出轴与钻杆固定连接；所述第一底座上设置有多个用于对套管进行阻挡的阻挡机构。
8.通过采用上述技术方案，当需要将冷却管插入土体中时，先驱动第一底座移动，第一底座驱动钻杆移动，当钻杆移动至目标位置时，启动第一电机驱动输出轴转动，第一电机驱动钻杆转动，钻杆驱动套管转动，再启动第一液压缸驱动钻杆竖直向下移动，从而能够便于对土体进行钻孔，当钻孔完毕后，先取消固定机构对套管的固定作用，再通过阻挡机构对套管进行阻挡，然后通过第一液压缸驱动钻杆竖直向上移动，当钻杆与套管分离时，将冷却管插入套管，当冷却管插入套管后，驱动套管竖直向上移动，当套管与土体分离时，从而便
于将冷却管插入土体中。
9.优选的，所述阻挡机构包括第二液压缸，所述第二液压缸安装于所述第一底座上，所述第二液压缸的活塞杆固定连接有第一水平块，所述第一水平块的一侧开设有滑动槽，所述滑动槽上滑动设置有第二水平块，所述第一水平块上设置有用于驱动所述第二水平块移动的第一驱动组件；所述第二水平块能够抵接于所述套管。
10.通过采用上述技术方案，当需要对套管进行阻挡时，先通过第一驱动组件以及第二液压缸的设置，能够便于驱动第二水平块朝套管的方向移动，当第二水平块抵接于套管时，从而能够便于对套管进行阻挡。
11.优选的，所述第一驱动组件包括丝杠，所述丝杠转动设置于所述第一水平块上，所述丝杠与所述第二水平块螺纹配合，所述第一水平块上安装有第二电机，所述第二电机的输出轴与所述丝杠固定连接。
12.通过采用上述技术方案，当需要驱动第二水平块朝套管的方向移动时，启动第二电机驱动输出轴转动，第二电机驱动丝杠转动，从而能够便于驱动第二水平块朝套管的方向移动。
13.优选的，所述固定机构包括固定块，所述钻杆的外侧壁上开设有第一水平槽，所述固定块与所述第一水平槽滑动配合，所述套管的内侧壁上开设有固定槽，所述固定块能够插接于所述固定槽，所述第一水平槽的一侧侧壁开设有置物槽，所述置物槽内设置有用于驱动所述固定块移动的第二驱动组件。
14.通过采用上述技术方案，当需要对套管进行固定时，通过第二驱动组件驱动固定块插接于固定槽，从而能够便于对套管进行固定；当需要解除对套管的固定作用时，通过第二驱动组件驱动固定块与固定槽分离，从而能够便于取消对套管的固定作用。
15.优选的，所述第二驱动组件包括驱动块，所述驱动块滑动设置于所述置物槽，所述驱动块与所述固定块之间设置有连杆，所述连杆的两端分别铰接于所述固定块与所述驱动块的相对内侧，所述驱动块的顶部固定连接有光杆，所述光杆远离所述驱动块的一端固定连接有第一斜块，所述钻杆的外侧壁开设有第二水平槽，所述第二水平槽上滑动设置有第二斜块，所述第一斜块与所述第二斜块的相对内侧分别设置有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与第二斜面能够相配合，所述第二水平块能够抵接于所述第二斜块；所述置物槽的一侧开设有复位槽，所述第一斜块上固定连接有复位块，所述复位块的一侧固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧远离所述复位块的一端固定连接于所述复位槽的内侧壁。
16.通过采用上述技术方案，当需要驱动固定块与固定槽分离时，先驱动第二水平块抵接于第二斜块，第二水平块驱动第二斜块移动，第二斜块驱动第一斜块移动竖直向下移动，此时第一弹簧处于被压缩状态，第一斜块驱动光杆竖直向下移动，光杆驱动驱动块竖直向下移动，从而能够便于驱动固定块与固定槽分离；当驱动第二水平块与第二斜块分离时，第一斜块在第一弹簧的弹力作用下移动，第一斜块驱动光杆移动，光杆驱动驱动块移动，驱动块驱动固定块移动，当固定块对准固定槽时，从而能够便于驱动固定块插接于固定槽。
17.优选的，所述第二水平块上设置有用于对所述套管进行限位的限位机构。
18.通过采用上述技术方案，通过限位机构的设置，能够便于将套管固定于第二水平块，此时通过第二液压缸驱动第二水平块竖直向上移动，从而能够便于驱动套管竖直向上移动，进而便于驱动套管与土体分离。
19.优选的，所述限位机构包括插块，所述插块固定连接于所述套管的顶端，所述第二水平块上开设有插槽，所述插块能够插接于所述插槽，所述插槽内滑动设置有阻挡块，所述插块能够抵接于所述阻挡块，所述阻挡块远离所述插块的一侧固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧远离所述阻挡块的一端固定连接于所述插槽的侧壁；所述插槽的一侧侧壁开设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有限位块，所述限位块能够抵接于所述阻挡块，所述限位块远离所述阻挡块的一侧固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧远离所述限位块的一端固定连接于所述滑槽的侧壁；所述插块的一侧开设有限位槽，所述限位块能够插接于所述限位槽。
20.通过采用上述技术方案，当需要将套管固定于第二水平块时，先驱动第二水平块移动，当插块对准插槽时，驱动第二水平块竖直向下移动，当插块抵接于阻挡块时，插块驱动阻挡块移动，当阻挡块与限位块分离时，限位块在第三弹簧的弹力作用下插接于限位槽，从而能够便于将套管固定于第二水平块。
21.综上所述，本技术具备以下有益效果：1.当需要将冷却管插入土体中时，先驱动第一底座移动，第一底座驱动钻杆移动，当钻杆移动至目标位置时，启动第一电机驱动输出轴转动，第一电机驱动钻杆转动，钻杆驱动套管转动，再启动第一液压缸驱动钻杆竖直向下移动，从而能够便于对土体进行钻孔，当钻孔完毕后，先取消固定机构对套管的固定作用，再通过阻挡机构对套管进行阻挡，然后通过第一液压缸驱动钻杆竖直向上移动，当钻杆与套管分离时，将冷却管插入套管，当冷却管插入套管后，驱动套管竖直向上移动，当套管与土体分离时，从而便于将冷却管插入土体中；2.当需要驱动固定块与固定槽分离时，先驱动第二水平块抵接于第二斜块，第二水平块驱动第二斜块移动，第二斜块驱动第一斜块移动竖直向下移动，此时第一弹簧处于被压缩状态，第一斜块驱动光杆竖直向下移动，光杆驱动驱动块竖直向下移动，从而能够便于驱动固定块与固定槽分离；当驱动第二水平块与第二斜块分离时，第一斜块在第一弹簧的弹力作用下移动，第一斜块驱动光杆移动，光杆驱动驱动块移动，驱动块驱动固定块移动，当固定块对准固定槽时，从而能够便于驱动固定块插接于固定槽；3.当需要将套管固定于第二水平块时，先驱动第二水平块移动，当插块对准插槽时，驱动第二水平块竖直向下移动，当插块抵接于阻挡块时，插块驱动阻挡块移动，当阻挡块与限位块分离时，限位块在第三弹簧的弹力作用下插接于限位槽，从而能够便于将套管固定于第二水平块。
附图说明
22.图1是本实施例的整体结构示意图；图2是图1中a处的局部放大图；图3是本实施例中显示第二水平块的剖视图；图4是本实施例中显示钻杆的剖视图。
23.附图标记说明：1、第一底座；11、万向轮；12、钻杆；13、钻头；14、套管；15、螺旋板；16、机架；17、第一液压缸；18、第二底座；19、第一电机；2、固定机构；211、固定块；212、第一水平槽；213、固定槽；214、置物槽；22、第二驱动组件；221、驱动块；222、连杆；223、光杆；224、第一斜块；2241、第一斜面；225、第二水平槽；226、第二斜块；2261、第二斜面；227、复位
槽；228、复位块；229、第一弹簧；3、阻挡机构；311、第二液压缸；312、第一水平块；313、滑动槽；314、第二水平块；32、第一驱动组件；321、丝杠；322、第二电机；4、限位机构；41、插块；42、插槽；43、阻挡块；44、第二弹簧；45、滑槽；46、限位块；47、第三弹簧；48、限位槽。
具体实施方式
24.本发明公开一种冻结法土体加固方法，包括如下步骤：s1：提供一种冻结法土体加固设备，操作人员驱动第一底座1移动至目标位置，启动第一电机19以及第一液压缸17驱动钻杆12竖直向下进行钻孔；s2：当钻孔完毕后，取消固定机构2对套管14的固定作用，再通过阻挡机构3对套管14进行阻挡，然后启动第一液压缸17驱动钻杆12竖直向上移动，直至钻杆12与套管14分离；s3：将冷却管插入套管14，再驱动套管14竖直向上移动，直至套管14与土体分离，然后通过冷却管对土体进行冷冻加固。
25.作为本发明一种冻结法土体加固方法的一较佳实施方式，提供一种冻结法土体加固设备，如图1所示，包括第一底座1，第一底座1呈方形且沿水平方向设置，第一底座1的底部通过螺栓安装有四个万向轮11，第一底座1上设置有钻杆12，钻杆12沿竖直方向设置，钻杆12的底端固定连接有钻头13，钻杆12上套设有套管14，套管14的横截面呈圆环状且沿竖直方向设置，钻杆12上设置有用于对套管14进行固定的固定机构2。
26.如图1所示，套管14上固定连接有螺旋板15；第一底座1上固定连接有机架16，机架16上通过螺栓安装有第一液压缸17，第一液压缸17沿竖直方向设置，第一液压缸17的活塞杆竖直朝下设置，第一液压缸17的活塞杆固定连接有第二底座18，第二底座18上通过螺栓安装有第一电机19，第一电机19的输出轴与钻杆12的顶端固定连接；第一底座1上设置有两个用于对套管14进行阻挡的阻挡机构3。
27.当需要将冷却管插入土体中时，先驱动第一底座1移动，第一底座1驱动钻杆12移动，当钻杆12移动至目标位置时，启动第一电机19驱动输出轴转动，第一电机19驱动钻杆12转动，钻杆12驱动套管14转动，再启动第一液压缸17驱动钻杆12竖直向下移动，从而能够便于对土体进行钻孔，当钻孔完毕后，先取消固定机构2对套管14的固定作用，再通过阻挡机构3对套管14进行阻挡，然后通过第一液压缸17驱动钻杆12竖直向上移动，当钻杆12与套管14分离时，将冷却管插入套管14，当冷却管插入套管14后，驱动套管14竖直向上移动，当套管14与土体分离时，从而便于将冷却管插入土体中。
28.如图1和图2所示，阻挡机构3包括第二液压缸311，第二液压缸311沿竖直方向设置，第二液压缸311通过螺栓安装于第一底座1的顶部，第二液压缸311的活塞杆固定连接有第一水平块312，第一水平块312呈方形，第一水平块312靠近钻杆12的一侧开设有滑动槽313，滑动槽313的横截面呈方形且沿第一水平块312的长度方向延伸，滑动槽313内沿第一水平块312的长度方向滑动设置有第二水平块314，第二水平块314呈方形，第一水平块312上设置有用于驱动第二水平块314移动的第一驱动组件32；第二水平块314能够抵接于套管14的顶部。
29.当需要对套管14进行阻挡时，先通过第一驱动组件32以及第二液压缸311的设置，能够便于驱动第二水平块314朝套管14的方向移动，当第二水平块314抵接于套管14时，从而能够便于对套管14进行阻挡。
30.如图1和图3所示，第一驱动组件32包括丝杠321，丝杠321沿第一水平块312的长度方向设置，丝杠321通过轴承转动设置于第一水平块312内，丝杠321与第二水平块314螺纹配合，第一水平块312远离钻杆12的一侧通过螺栓安装有第二电机322，第二电机322的输出轴与丝杠321固定连接。当需要驱动第二水平块314朝套管14的方向移动时，启动第二电机322驱动输出轴转动，第二电机322驱动丝杠321转动，从而能够便于驱动第二水平块314朝套管14的方向移动。
31.如图4所示，固定机构2包括固定块211，钻杆12的外侧壁上开设有第一水平槽212，第一水平槽212的横截面呈方形且沿固定块211的长度方向延伸，固定块211与第一水平槽212的内侧壁沿固定块211的长度方形滑动配合，套管14的内侧壁上开设有固定槽213，固定槽213的横截面呈方形且沿固定块211的方向延伸，固定块211能够插接于固定槽213的内侧壁，第一水平槽212的一侧侧壁开设有置物槽214，置物槽214内设置有用于驱动固定块211移动的第二驱动组件22。
32.当需要对套管14进行固定时，通过第二驱动组件22驱动固定块211插接于固定槽213，从而能够便于对套管14进行固定；当需要解除对套管14的固定作用时，通过第二驱动组件22驱动固定块211与固定槽213分离，从而能够便于取消对套管14的固定作用。
33.如图4所示，第二驱动组件22包括驱动块221，驱动块221呈方形，驱动块221沿竖直方向滑动设置于置物槽214的内侧壁，驱动块221与固定块211之间设置有连杆222，连杆222呈方形，连杆222的两端分别铰接于固定块211与驱动块221的相对内侧，驱动块221的顶部固定连接有光杆223，光杆223的横截面呈圆形且沿竖直方向设置。
34.如图4所示，光杆223远离驱动块221的一端固定连接有第一斜块224，钻杆12的外侧壁开设有第二水平槽225，第二水平槽225的话横截面呈方形且沿固定块211的长度方向延伸，第二水平槽225内沿固定块211的长度方向滑动设置有第二斜块226，第一斜块224与第二斜块226的相对内侧分别设置有第一斜面2241和第二斜面2261，第一斜面2241与第二斜面2261能够相配合，第二水平块314能够抵接于第二斜块226的侧壁。
35.如图4所示，置物槽214的一侧开设有复位槽227，复位槽227的横截面呈方形且沿竖直方向延伸，第一斜块224上固定连接有复位块228，复位块228呈方形，复位块228的一侧固定连接有第一弹簧229，第一弹簧229沿固定块211的长度方向设置，第一弹簧229远离复位块228的一端固定连接于复位槽227的内侧壁。
36.当需要驱动固定块211与固定槽213分离时，先驱动第二水平块314抵接于第二斜块226，第二水平块314驱动第二斜块226移动，第二斜块226驱动第一斜块224移动竖直向下移动，此时第一弹簧229处于被压缩状态，第一斜块224驱动光杆223竖直向下移动，光杆223驱动驱动块221竖直向下移动，从而能够便于驱动固定块211与固定槽213分离；当驱动第二水平块314与第二斜块226分离时，第一斜块224在第一弹簧229的弹力作用下移动，第一斜块224驱动光杆223移动，光杆223驱动驱动块221移动，驱动块221驱动固定块211移动，当固定块211对准固定槽213时，从而能够便于驱动固定块211插接于固定槽213。
37.如图3所示，第二水平块314上设置有用于对套管14进行限位的限位机构4。通过限位机构4的设置，能够便于将套管14固定于第二水平块314，此时通过第二液压缸311驱动第二水平块314竖直向上移动，从而能够便于驱动套管14竖直向上移动，进而便于驱动套管14与土体分离。
38.如图1、图2和图3所示，限位机构4包括插块41，插块41呈方形，插块41固定连接于套管14的顶端，第二水平块314上开设有插槽42，插槽42的横截面呈方形且沿竖直方向延伸，插块41能够插接于插槽42的内侧壁，插槽42内沿竖直方向滑动设置有阻挡块43，阻挡块43呈方形，插块41的顶部能够抵接于阻挡块43的底部，阻挡块43远离插块41的一侧固定连接有第二弹簧44，第二弹簧44沿竖直方向设置，第二弹簧44远离阻挡块43的一端固定连接于插槽42的内顶壁。
39.如图1、图2和图3所示，插槽42的一侧侧壁开设有滑槽45，滑槽45的横截面呈方形且沿阻挡块43的长度方向延伸，滑槽45内沿阻挡块43的长度方向滑动设置有限位块46，限位块46呈方形，限位块46能够抵接于阻挡块43，限位块46远离阻挡块43的一侧固定连接有第三弹簧47，第三弹簧47沿限位块46的长度方向设置，第三弹簧47远离限位块46的一端固定连接于滑槽45的侧壁；插块41的一侧开设有限位槽48，限位槽48的横截面呈方形且沿限位块46的长度方向延伸，限位块46能够插接于限位槽48的内侧壁。
40.当需要将套管14固定于第二水平块314时，先驱动第二水平块314移动，当插块41对准插槽42时，驱动第二水平块314竖直向下移动，当插块41抵接于阻挡块43时，插块41驱动阻挡块43移动，当阻挡块43与限位块46分离时，限位块46在第三弹簧47的弹力作用下插接于限位槽48，从而能够便于将套管14固定于第二水平块314。
41.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。