[發明專利]一種水下人工凍結裝置

有效

• 申請號: 202110932330.4
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113638396B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 胡俊;任繼勛;曾暉;曾東靈;王志鑫;劉淑芬
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: E02D3/115
• 分類號: E02D3/115
• 代理公司: 海南漢普知識產權代理有限公司 46003
• 代理人: 麥海玲

本發明提供一種水下人工凍結裝置，包括海上作業船、液壓伸縮桿、密封槽箱、凍結機構以及抽水機構，凍結機構包括矩形框、連接桿、凍結管體、鹽水泵、制冷片以及鹽水箱，抽水機構包括抽水泵以及抽水管道，通過海上作業船移動到待施工區域后，由液壓伸縮桿帶動密封槽箱下降到海底土的待施工區域，密封槽箱在海底土上方形成密封空間，通過抽水泵將密封空間內的海水抽出，然后通過鹽水泵將低溫鹽水輸送到凍結管體內，從而凍結管體可以抵海底土進行凍結，以形成凍土帷幕，由于密封槽箱內不存在流動的海水，因此不會發生海水流動帶走凍結管體冷量現象，提高凍結的效率，在凍結所形成的凍土帷幕之間可以進行加固等施工過程，為海洋工程施工提供基礎。

技術領域

本發明涉及海洋巖土工程技術領域，特別涉及一種水下人工凍結裝置。

背景技術

隨著經濟水平的不斷發展，建筑工程不再拘束于陸地上，并且隨著陸地可用面積的不斷減少，人們對于海洋的使用以及開發也在逐年上升，在海洋巖土工程中，無論是橋梁工程、海底隧道還是海上平臺等，在建設過程中均需要考慮到海浪和海風的沖擊，均需要對水下用于承載的海洋土進行加固以提高穩定性，傳統的方法是利用外置的注漿機構對海洋土進行水泥注漿以進行加固，如公開號為CN109440727A(以下簡稱D1)的一種用于加固海底土體基礎的振沖注漿設備及處理方法，D1是利用振沖注漿設備使海底松散土體垮塌后進行注漿，以加固樁基周圍松散土，然而該方式需要向海底土中注入大量的水泥等膠結液，容易對海洋環境造成污染。

常用的海底土加固的方法還有水下凍結法，如公開號為CN205276250U(以下簡稱D2)的一種水下人工凍結板，通過凍結的方式對海底土進行加固，然而D2在進行凍結的時候并沒有考慮水下洋流的流動，海水在流動的時候會將凍結板的大量冷量帶走，導致水下凍結效率較低，延長施工周期。

發明內容

鑒以此，本發明提出一種水下人工凍結裝置，采用凍結法對海洋土進行加固，避免對海洋環境造成污染，同時還可以避免流動的海水帶走凍結管體的冷量，提高凍結效率。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種水下人工凍結裝置，包括海上作業船、液壓伸縮桿、密封槽箱、凍結機構以及抽水機構，所述凍結機構設置在密封槽箱內部，所述密封槽箱以及液壓伸縮桿設置在海上作業船內部，所述液壓伸縮桿與密封槽箱頂面連接，所述密封槽箱底面敞口；所述凍結機構包括矩形框、連接桿、凍結管體、鹽水泵、制冷片以及鹽水箱，所述連接桿連接矩形框頂面以及密封槽箱內頂面，所述凍結管體設置在矩形框底面，其底端向下延伸到密封槽箱之下，所述鹽水箱設置在密封槽箱內側壁上，所述制冷片設置在鹽水箱內部，所述鹽水泵設置在鹽水箱外表面，其進水端與鹽水箱內部連接，所述鹽水泵出水端通過進水管與凍結管體連接，所述凍結管體通過出水管與鹽水箱連接；所述抽水機構包括抽水泵以及抽水管道，所述抽水泵設置在海上作業船上，所述抽水管道一端與抽水泵連接，另一端從密封槽箱頂面伸入到密封槽箱內部。

優選的，所述矩形框包括第一直角管以及第二直角管，所述第一直角管和第二直角管相間拼接成矩形框，所述第二直角管的兩邊分別插入到不同的第一直角管中，所述凍結管體設置在第一直角管底面以及第二直角管底面。

優選的，所述凍結管體包括第一凍結管以及第二凍結管，所述第一凍結管間隔設置在第一直角管底面以及第二直角管位于第一直角管外部的部分底面，所述第二凍結管設置在第二直角管內部，其一端與第二直角管內壁鉸接，所述第二直角管插入到第一直角管內部的部分底面設置有穿行槽，所述第二凍結管位于穿行槽上方，所述第一凍結管和第二凍結管均通過進水管與鹽水泵連接，并均通過出水管與鹽水箱連接。

優選的，所述第二凍結管的一端側壁設置有轉軸，所述第二直角管內壁設置有通孔，所述轉軸設置在通孔中，所述轉軸上設置有凸起，所述通孔內壁設置有常開按鈕，所述常開按鈕位于凸起的轉動行程上，與所述第二凍結管體連接的進水管上設置有電磁閥，所述電磁閥通過常開按鈕與電源電連接。