專利名稱：可排氣凍結管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可排氣凍結管，尤其適用于人工地層凍結工程。
背景技術：
人工地層凍結法是利用人工制冷技術，將低溫冷媒送入地層，使地層中的水凍結，把天然巖土變成凍土，增加其強度和穩(wěn)定性，以抵抗地壓并且隔絕地下水與開挖體之間的聯系，以便在凍結壁的保護下進行隧道、豎井和地下工程的開挖并做永久支護的一種特殊地層加固方法。人工地層凍結技術起源于天然凍結現象。俄國人最初在西伯利亞采掘金礦時，曾利用過天然冷量凍結地層開鑿立井。1862年，英國工程師首次使用人工凍結技術加固地層。1880年,德國工程師波茨舒(P.H.Poetsch)首次提出人工地層凍結(Artificially groundfreezing method)原理并獲得專利，并于1883年成功應用于阿爾巴里德煤礦深103 m的九號井鑿井工程，此后，凍結法在歐、美被廣泛應用于礦井、地鐵、隧道等工程中:1886年瑞典24m長的人行隧道建設工程、1906年法國塞納一馬恩省河底地鐵工程、1942年巴西26層大廈不均勻下沉的調整、1968年英國一上水管渠道工程、1973年美國湖底取水豎井安裝工程等。20世紀90年代以后，國際上對人工凍結的應用更為廣泛。1991年西班牙巴倫西亞地鐵建設中，凍結法以其方便、靈活、有效的特點而獲得好評。美國威斯康森州密爾沃基市在建設疏洪大直徑深隧道起始段50m深豎井時，采用凍結法支護、止水很好地控制了位移。德國Dusseldorf市中心火車站附近地鐵隧道工程通過增加土層含水量而提高凍土強度，使得凍結法施工獲得成功。日本名古屋建造一地下輸水隧道時，需垂直連接兩個不同直徑的隧道，在連接處成功應用了人工凍結法，歷時323天。在采用鹽水作為冷媒的凍結法施工過程中，鹽水循環(huán)系統(tǒng)不是完全密封的，鹽水循環(huán)系統(tǒng)在工作時會不斷的將一部分氣體經由鹽水管路帶到凍結管及鹽水去回路中，從而導致氣體在鹽水去回路及·凍結管中集聚，阻礙了鹽水的循環(huán)，這就嚴重影響了凍結管中的鹽水與地層的熱交換，進而影響凍結效果?，F有的排氣方法是在配、集液圈的最高點的位置放置閥門，通過閥門手工排出鹽水管路中的氣體。這種方法的缺點就是不能很好的將仰角為正值的凍結管中的氣體排出來，仰角為正值的凍結管的最高處常有氣體集聚，達不到良好的排氣效果，影響了上部凍結壁的發(fā)展，給工程造成了嚴重的安全隱患，同時，閥門需要手工操作，需要時時有工作人員看護，較為不便，也經常造成排氣不及時，且排氣時常排出鹽水，污染了工作場地，若看護不當，則會造成鹽水大量流失，輕則造成鹽水的浪費，重則鹽水泄露至土體中，導致土體含鹽量增加，無法凍結，造成安全隱患甚至工程的失敗。
發(fā)明內容本實用新型的目的是為了解決現有問題而提供一種可自動排氣的凍結管。本實用新型可自動排氣的凍結管，包括管體、供液管、定位環(huán)、排氣管和閥門，還包括自動排空閥，管體內設置有供液管及排氣管，定位環(huán)固定在管體內，排氣管穿過定位環(huán)，排氣管與閥門連接，自動排空閥設置于閥門后端，與閥門連接。所述的排氣管底部距離管體底部的距離為0.5至20厘米。所述定位環(huán)優(yōu)選為固定在供液管上。所述的排氣管和閥門通過連接件連接。所述的閥門優(yōu)選為球閥。所述的閥門上設置有觀察孔，觀察孔位于閥門外部，為透明材質，可觀察球閥內是充滿氣體還是液體。所述的自動排空閥內部設置有過濾膜，過濾膜的孔徑可以讓氣體通過，但不能通過液體。所述的自動排空閥的出氣口設置有壓力單向閥，當壓力超過設計值時，自動打開排氣，當壓力小于預定值時，壓力單向閥關閉。本實用新型與現有技術相比有如下優(yōu)點:本可排氣的凍結管可排出凍結管上部集聚的氣體，保證了上部凍結壁的發(fā)展，縮短了工程工期，保證了施工安全和施工質量，可自動排氣，排氣及時，減少了工作量，不需要工作人員時時看護，且結構簡單，安裝方便，廣泛適用于各類凍結工程中。

·圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中:1、管體，2、供液管，3、定位環(huán)，4、排氣管，5、連接件，6、閥門，7、自動排空閥，
8、觀察孔，9、過濾膜。
具體實施方式
結合附圖中的實施例如下:某地鐵施工聯絡通道凍結法施工工地，由于施工第一個聯絡通道時發(fā)現凍結區(qū)域上部的凍結管尤其是仰角為正值的上部凍結管的最高處常有氣體集聚，嚴重阻礙了鹽水循環(huán)，溫度檢測數據異常，上部凍結壁發(fā)展明顯偏慢，嚴重時，上部部分凍結管化霜，溫度較中下部凍結管高二十多度，在配、集液圈的最高點設置的閥門需要人工操作，且只能排出配、集液圈內的氣體，對于仰角為正值的上部凍結管最高處的氣體沒有效果，排氣后，上部凍結壁的溫度監(jiān)控數據沒有明顯改善，造成上部凍土壁非常薄弱且延誤了工期。為了解決這一問題，在施工第二個聯絡通道時，設計了如下的凍結管:一種可排氣凍結管，包括管體1、供液管2、定位環(huán)3、排氣管4和閥門6，還包括自動排空閥7，管體I內設置有供液管2和排氣管4，供液管2上固定有定位環(huán)3，排氣管4穿過定位環(huán)3，排氣管4底部距離管體I底部的距離為0.5至20厘米，排氣管4與閥門6通過連接件5連接。自動排空閥7設置于閥門6后端，與閥門6連接，自動排空閥7內部設置有過濾膜9，過濾膜9的孔徑可以讓氣體通過，但不能通過液體，自動排空閥7的出氣口設置有壓力單向閥，當壓力超過設計值時，自動打開排氣，當壓力小于預定值時，壓力單向閥關閉。所述的閥門6為球閥，閥門6上設置有觀察孔8，觀察孔8位于閥門6外部，為透明材質，可觀察球閥內是充滿氣體還是液體。本可排氣凍結管的實現方法為:將凍結管管體I打鉆鉆入巖土層中，安裝定位環(huán)3，將供液管2插入管體I內，再將排氣管4穿過定位環(huán)3，使排氣管4底部距離管體I底部的距離為0.5至20厘米，焊接凍結管管體I端部的蓋板及回液羊角，通過連接件5連接排氣管4和閥門6，在閥門6后端連接自動排空閥7。使用時，首先判斷凍結管上部是否有氣體集聚，可觀察閥門6上設置的觀察孔8，若觀察孔8內為氣體，則判斷凍結管上部有氣體集聚，必須進行排氣，但由于有時雖然凍結管上部集聚了一定量的氣體，但排氣管4中仍有殘留的鹽水未排出，閥門6上的觀察孔8內仍是液體，所以當觀察孔8內為液體時，不能直接判斷凍結管上部沒有氣體集聚，需要結合每日的鹽水去回路溫度及測溫孔溫度的監(jiān)測結果做出判斷，若觀察孔8內為液體且每日的鹽水去回路溫度及測溫孔溫度的監(jiān)測結果正常，則判斷凍結管上部沒有氣體集聚，若觀察孔8內為液體但每日的鹽水去回路溫度及測溫孔溫度的監(jiān)測結果有異常，則須卸下自動排空閥7，打開閥門6，觀察流出一定量的鹽水后是否有氣體排出，若流出一定量的鹽水后有氣體排出，則判斷凍結管上部有氣體集聚，若流出一定量的鹽水后沒有氣體排出，則判斷凍結管上部沒有氣體集聚，須檢修或重新布鹽水去回路上及測溫孔內的溫度測點。若判斷凍結管上部有氣體集聚，則進行排氣操作，裝上自動排空閥7，打開閥門6，由于鹽水回路內有一定的壓力，凍結管上部集聚的氣體也具有一定的壓力，選擇好自動排空閥7出氣口位置上的壓力單向閥的開閥的壓力，凍結管上部集聚的氣體就會通過排氣管
4、閥門6和自動排空閥7，排出到凍結管外部，由于自動排空閥7上設置有過濾膜9，過濾膜9的孔徑可以讓氣體通過，但不能通過液體，即使凍結管上部集聚的氣體已經排出，進入排氣管4的是鹽水，且 閥門6也沒有關閉，凍結管中循環(huán)的鹽水也不會通過自動排空閥7排出，若壓差不足以使凍結管上部集聚的氣體排出，則卸下自動排空閥7，打開閥門6，進行人工排氣，必要時可在閥門6的接口上施加負壓以抽出氣體。在第二個聯絡通道施工中，由于使用了如上的凍結管，可以很方便的排出上部凍結管內集聚的氣體，使得凍結壁發(fā)展較為均勻，縮短了工程工期，且排氣及時，實現了無人看守，減輕了工作人員的負擔。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求1.一種可排氣凍結管，包括管體(I)、供液管(2)、定位環(huán)(3)、排氣管(4)和閥門(6)，其特征在于:還包括自動排空閥(7)，管體(I)內設置有供液管(2)及排氣管(4)，定位環(huán)(3)固定在管體(I)內，排氣管(4)穿過定位環(huán)(3)，排氣管(4)與閥門(6)連接，自動排空閥(7)設置于閥門(6)后端，與閥門(6)連接。
2.根據權利要求1所述的可排氣凍結管，其特征在于:所述的排氣管(4)底部距離管體(I)底部的距離為0.5至20厘米。
3.根據權利要求1所述的可排氣凍結管，其特征在于:所述定位環(huán)(3)優(yōu)選為固定在供液管(2)上。
4.根據權利要求1所述的可排氣凍結管，其特征在于:所述的排氣管(4)和閥門(6)通過連接件(5)連接。
5.根據權利要求1所述的可排氣凍結管，其特征在于:所述的閥門(6)優(yōu)選為球閥。
6.根據權利要求1所述的可排氣凍結管，其特征在于:所述的閥門(6)上設置有觀察孔(8)，觀察孔(8)位于閥門(6)外部，為透明材質。
7.根據權利要求1所述的可排氣凍結管，其特征在于:所述的自動排空閥(7)內部設置有過濾膜(9)，過濾膜(9)的孔徑可以讓氣體通過，但不能通過液體。
8.根據權利要求1所述的可排氣凍結管，其特征在于:所述的自動排空閥(7)的出氣口設置有壓力單向閥，當壓力超過設計值時，自動打開排氣，當壓力小于預定值時，壓力單向閥關閉。
專利摘要本實用新型涉及一種可排氣凍結管，包括管體、供液管、定位環(huán)、排氣管和閥門，其特點是還包括自動排空閥，管體內設置有供液管及排氣管，定位環(huán)固定在管體內，排氣管穿過定位環(huán)，排氣管與閥門連接，自動排空閥設置于閥門后端，與閥門連接。優(yōu)點在于可排出凍結管上部集聚的氣體，保證了上部凍結壁的發(fā)展，縮短了工程工期，保證了施工安全和施工質量，可自動排氣，排氣及時，減少了工作量，不需要工作人員時時看護，且結構簡單，安裝方便，廣泛適用于各類凍結工程中。
文檔編號E02D19/14GK203096720SQ20132006872
公開日2013年7月31日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權日2013年2月6日
發(fā)明者李修明, 王繼剛, 曹小為, 高書豹, 姚升, 劉傳磊 申請人:徐州市城市軌道交通有限責任公司