[發明專利]隧道鋼管幕內異形凍結器

有效

• 申請號: 201610195915.1
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105626085A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 曹化春;王宗金;魏紅兵;郭圣旵;亓燕秋;王靈敏;魏延平;王先鋒;李公生;高梅;榮懷宇;王明思;易鵬;張紹峰;牛磊;陳于明;閆良濤
• 申請（專利權）人: 中煤特殊鑿井有限責任公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;F25B41/00
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 王偉

技術領域

本發明涉及凍結施工法技術領域，具體涉及一種隧道鋼管幕內異形凍結器。

背景技術

申請人同日申請的名稱為《大斷面暗挖隧道鋼管幕內凍結施工方法》中公開了一種 針對大斷面隧道的施工方法，其中在隧道施工之前，在隧道的兩端的施工處開設兩個工 作井，通過頂管機在待施工的隧道周邊開設多個頂管，這樣就形成了結構強度非常高的 隧道鋼管幕，為確保斷面尺寸大、長度尺寸大的暗挖隧道施工的穩定性，在頂管內通入 凍結管，將凍結管與外界的制冷設備連接，然后通過向頂管內充填混凝土，使得頂管形 成葷混凝土鋼柱，在通入冷媒時，充填有混凝土的頂管能夠快速實施對頂管內壁所在的 巖土體進行凍結操作，這樣充填有混凝土的頂管就形成了凍結主管，然而隧道的長度較 長，為方便頂管內的檢修，不能將每一個頂管內都充填混凝土，因此在混凝土填充操作 時，都是每隔一個頂管再充填混凝土，然而，現有的凍結管截面多為圓形，如若頂管內 不充填混凝土，凍結管在通入冷媒的情況下多所在頂管的凍結效果十分有限，無法形成 對凍結主管的輔助凍結。

發明內容

本發明的目的就是提供一種可增強與頂管內壁熱交換效率的隧道鋼管幕內異形凍 結器，可輔助凍結主管的凍結。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種隧道鋼管幕內異形凍結器，包 括貼靠在設置在頂管內壁處的異型管，所述異型管的截面形狀整體呈三角形結構，異型 管的長度方向與頂管的長度方向平行且一側板面與頂管內壁貼合，所述異型管的兩端分 別設置有冷媒入口和冷媒出口分別與制冷裝置的冷媒出口和冷媒入口連通。

與現有技術相比，本發明具備的技術效果為：將異型管的截面形狀設置成三角形， 利用三角形的一側面與頂管的孔壁貼合，從而最大程度上增大異型管與頂管的接觸面 積，增加熱交換效率，從而可輔助隧道鋼管幕內的凍結主管的凍結施工，實現封水及補 強作用，同時這種異形凍結器，無需使用混凝土對鋼管幕進行充填，可方便人員進行監 測和檢修。

附圖說明

圖1是頂管的截面示意圖；

圖2是隧道鋼管幕內異形凍結器的截面示意圖；

圖3是異型管及兩端的延伸管的結構結構示意圖；

圖4是圖3的A-A剖切視圖；

圖5是圖3的B-B剖切視圖。

具體實施方式

結合圖1至圖5，對本發明作進一步地說明

一種隧道鋼管幕內異形凍結器，包括貼靠設置在頂管10內壁處的異型管20，所述 異型管20的截面形狀整體呈三角形結構，異型管20的長度方向與頂管10的長度方向 平行且一側板面與頂管10內壁貼合，所述異型管20的兩端分別設置有冷媒入口和冷媒 出口分別與制冷裝置的冷媒出口和冷媒入口連通。

利用制冷裝置將冷媒導送至異型管20內，將異型管20的管截面制作成三角形結構， 該處的三角形并非一定是標準的三角形，是近似三角形的形狀，三角形的一側板面與頂 管20的內壁接觸面最大，可最大程度上增大與頂管20內壁的接觸面積，從而可顯著提 高異型管20與頂管10的冷傳導效率，進而最短時間內實施對頂管10的凍結操作，該 異形凍結器能夠輔助鋼管內幕凍結主管的凍結施工，實現封水及補強作用，同時這種異 形凍結器，無需使用混凝土對鋼管幕進行充填，可方便人員進行監測和檢修。

作為本發明的優選方案，結合圖4所述，所述的異型管20包括截面夾角設置的折 板21，所述折板21的長度方向沿著頂管10的長度方向布設，折板21的兩側板的端面 與頂管10的內壁焊接固定，所述折板21與頂管10的內壁之間圍合的腔室構成冷媒通 過的管腔。利用鋼板材質的折板21與頂管10進行焊接操作，利用頂管10的內壁作為 異型管20的一部分，可直接使得冷媒與頂管10內壁接觸，進而最大程度上提高凍結的 效率。

優選地，所述折板21的彎折角度為90°。

為提高整個進孔10的凍結效率，所述異型管20位于頂管10內布設有多個，異型 管20的一端連通設置有延伸管30，所述延伸管30沿著頂管10內壁周向布置，延伸管 30的管端設置有管接頭31，延伸管30與延伸管30之間通過插接在管接頭31的連通軟 管40實現連通。利用延伸管30即可實現兩個異型管20內的冷媒的循環，實頂管10 內凍結效率的同步，該出的延伸管30也可采用異型管20的制作方法，結合圖5所示。

進一步地，所述管接頭31的外壁設置成波浪形。

為實現對異型管20內提供冷媒，所述頂管10內還設置有冷媒主管50，所述冷媒 主管50與電磁閥60的進液口連通，所述電磁閥60為三通球閥，電磁閥60的另外兩個 出液口分別與連通軟管40連通。利用電磁閥60實現對兩個異型管20的同時供液或者 單獨供液。