一种用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统，所述该系统包括冻结孔和隧道洞口，所述冻结孔分布在隧道洞口周围，所述冻结孔周围形成冻结圈，所述冻结圈是含水土层形成的冻结体，所述冻结孔之间有数据传输线相连，所述数据采集仪采集的数据由数据传输线向数据采集装置输送并反馈，所述数据传输线跟变电站相连接，所述数据采集装置由数据传输线跟冻结器开关相连接，所述冻结器开关由数据传输线跟数据显示控制终端相连接。本实用新型专利技术解决了冻结法施工过程中根据当时地压和水位的相关情况使冻结圈大小得到实时控制与调整，收集相关的冻结与安全参数，实现冻结工程机组停开机监测、合理调配冷冻冷量、流量、温度、氨气浓度控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及地下工程建设人工地层冻结设施设备
，具体属于用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统。
技术介绍
现有的人工地层冻结技术是利用人工冻结方法，冻结土中含水层形成冻结体，以抵抗地压形成支撑体并形成不透水层的一种方法。目前地层冻结技术是由于水热状态变化引起土中应力和围岩应力的变化。国内外对于土体冻结技术应用很广范，一般应用于软土隧道地铁、桥墩基础、矿山及地下工程等。隧道工程在实际的冻结过程中冻结孔一般采用水平布置，直立方向布置，或者水平和倾斜方向交互布置的方式，遇到曲线的隧道线时则需要有支撑冻结孔的支撑体。冻胀、沉融对环境是隧道工程中的两大危害，对于冻胀人为采取的措施是间歇性冻结以控制冻结壁的发展、人工开挖泄压槽减少水平冻胀力、减少土中多余水分已减少多余冻土体积，对于沉融则一般采取加速地层融化速度和地层注浆的方法。传统的冻结法主要是人工控制冻结圈的大小，但是地下结构温度场、位移场、应力场变化复杂，冻结周期一般较长，所以很难有效控制冻结深度和冻结圈的大小。对于长距离水平冻结来说可能会涉及到多次重复钻孔和冻结，使得施工工况复杂，工期增加。因此使用隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统可以有效实现盐水位报警、冷冻机停开机、盐水温度和流量、氨气浓度的信号传输和反馈，监测整个系统是否正常，实时控制管路温度、盐水液线位、氨气浓度值的反馈，为冷量调配提供数据以控制冻结圈的大小，节省工程费用，实时管理为系统安全提供保障，完善人机之间交互，提高管理水平。
技术实现思路
本技术解决了冻结法施工过程中根据当时地压和水位的相关情况使冻结圈大小得到实时控制与调整，收集相关的冻结与安全参数，实现冻结工程机组停开机监测、合理调配冷冻冷量、流量、温度、氨气浓度控制，以确保管路安全无渗漏并可以及时有效的快速排除安全事故。本技术采用的技术方案如下：本技术公开了一种用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统，所述该系统包括冻结孔和隧道洞口，所述冻结孔分布在隧道洞口周围，所述冻结孔周围形成冻结圈，所述冻结圈是含水土层形成的冻结体，所述冻结孔之间有数据传输线相连，所述冻结孔上均布数据探测采集仪，所述数据采集仪采集的数据由数据传输线向数据采集装置输送并反馈，所述数据传输线跟变电站相连接，所述数据采集装置由数据传输线跟冻结器开关相连接，所述冻结器开关由数据传输线跟数据显示控制终端相连接。所述隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统包括冻结孔和隧道洞口。所述冻结孔分布在隧道洞口周围。所述冻结孔周围形成冻结圈。所述冻结圈含水土层形成的冻结体。所述冻结孔之间有数据传输线相连。所述冻结孔上均布数据探测采集仪。所述数据采集仪采集的数据由数据传输线向数据采集装置输送并反馈。所述数据传输线跟变电站相连接。所述数据采集装置由数据传输线跟冻结器开关相连接。所述冻结器开关由数据传输线跟数据显示控制终端相连接。与已有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术一种用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统可以有效实现盐水箱位报警、冷冻机停开机、盐水温度和流量、氨气浓度的信号传输和反馈，监测整个系统是否正常，实时控制管路温度、盐水箱液线位、氨气浓度值得反馈，为冷量调配提供数据以控制冻结圈的大小，节省工程费用，实时管理为系统安全提供保障，完善人机之间交互，提高管理水平。本技术冻结孔上均布数据探测采集器，可以探测盐水温度和流量、氨气浓度；采用数据传输线将各个子系统相连、实现实时数据采集，自动化监测和调度；冻结器开关根据地下结构温度场、位移场、应力场的复杂变化实时控制冷冻率；数据显示控制终端能监视各子系统内设备运行状态，收集冻结和安全参数，及时调节和反馈工程工况方便人机交互。本技术可以适用于超大断面隧道开挖的冷冻施工，采用水平和倾斜联合的方式可以适用于各种复杂线路的隧道工程，冻结孔布置形式灵活不需要重复钻孔，当发生冻胀或沉融时及时调整冻结圈的大小可以有效抵御土体的周围应力，不会出现地面隆起等状况。实现以上问题的解决可使隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统得到广泛应用。附图说明图1为隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统的冻结孔分布图。图2为隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统的系统图。图中，1、冻结孔；101、数据探测采集器；2、冻结圈；3、隧道洞口；4、数据传输线；5、变电站；6、数据采集装置；7、冻结器开关；8、数据显示控制终端。具体实施方式参见附图1，一种用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统，所述该系统包括冻结孔1和隧道洞口3，所述冻结孔1分布在隧道洞口3周围，所述冻结孔1周围形成冻结圈2，所述冻结圈2是冻结孔降低土体温度使含水土层形成的冻结体，可以抵抗地压并隔绝地下水的侵蚀.所述冻结孔2之间有数据传输线4相连。 参见附图2，所述冻结孔1上均布数据探测采集仪101，所述数据采集仪101采集的数据由数据传输线4向数据采集装置6输送并反馈，所述数据传输线4跟变电站5相连接，所述数据采集装置6由数据传输线4跟冻结器开关7相连接，所述冻结器开关7由数据传输线跟数据显示控制终端8相连接。已上实施例并非仅限于本技术的保护范围，所有基于本技术的基本思想而进行修改或变动的都属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统，其特征在于：包括冻结孔和隧道洞口，所述冻结孔分布在隧道洞口周围，所述冻结孔周围形成冻结圈，所述冻结圈是冻结孔降低土体温度使含水土层形成的冻结体，可以抵抗地压并隔绝地下水的侵蚀，所述冻结孔之间有数据传输线相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制系统，其特征在于：包括冻结孔和隧道洞口，所述冻结孔分布在隧道洞口周围，所述冻结孔周围形成冻结圈，所述冻结圈是冻结孔降低土体温度使含水土层形成的冻结体，可以抵抗地压并隔绝地下水的侵蚀，所述冻结孔之间有数据传输线相连。2.根据权利要求1所述的一种用于隧道工程冻结法施工时的冻结圈控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕琳，叶中豹，王勇，
申请(专利权)人：煤炭工业合肥设计研究院，
类型：新型
国别省市：安徽;34