本发明专利技术涉及一种冻结长度和位置可调的冻结装置及使用方法，该装置由冻结模块和控制模块组成；冻结模块中的冻结管两端分别插入可调冻结长度和位置的进液管和出液管，将冻结管内部空间分为三段：位于中部的冻结段和分别位于两侧的保温段，通过改变进液管或出液管插入冻结管的深度进行调整冻结段的冻结长度和位置，所述进液管和出液管分别连接冻结站，两侧的保温段分别连接控制模块。与现有人工地层冻结装置相比，本发明专利技术装置能够在冻结过程中改变冻结段的长度和位置，实现非等厚动态冻结控制。实现非等厚动态冻结控制。实现非等厚动态冻结控制。
【技术实现步骤摘要】
一种冻结长度和位置可调的冻结装置及使用方法
[0001]本专利技术涉及一种城市地下空间开发中的动态冻结暗挖技术，具体是一种冻结长度和位置可调的冻结装置及使用方法。
技术介绍
[0002]富水地层暗挖施工常采用冻结法保障施工安全，冻结法的安全屏障为冻结帷幕，主要有两大功能：封水和支护。在冻结暗挖过程中，邻近开挖面的冻结帷幕需要独立抵抗大部分外侧地压，发挥强封水、强支护作用，所需厚度较大；而远离开挖面的冻结帷幕内部有稳定的未开挖土体或已完成的永久衬砌作支撑，只发挥强封水、弱支护作用，所需厚度较小。因此，理想的冻结帷幕应是近开挖面处厚、远开挖面处薄随施工进度动态变化的。形成此类冻结帷幕需要开发非等厚动态冻结技术。
[0003]非等厚动态冻结技术的关键之一是冻结装置，其关键功能是在冻结过程中调整冻结段的长度和位置，与该功能类似的装置成果主要有：
[0004]1.专利技术专利公开号CN111365001A公开的“一种能实现分期冻结的冻结器及分期冻结方法”实现了冻结过程中冻结段长度的分级调整，但其冻结段长度只能按照固定的分段进行调整，且冻结段的划分要在冻结实施前确定，冻结过程中无法改变。
[0005]2.专利技术专利公开号CN113957876A公开的“一种应用于地下结构冻结法施工中分层分段可控冻结管”实现了冻结段长度的无级调整，但其只能调整冻结段一端的位置，另一端固定不变，无法在冻结段长度不变的条件下单独调整冻结段位置。此外，该专利的冻结段长度调整只能在冻结前实施，冻结过程中无法调整。
[0006]因此，目前尚无成熟可靠的冻结装置能够在冻结过程中实现冻结段的长度和位置实时可调，亟需开发新型的可实现动态冻结控制的技术装备。
[0007]综上所述，为实现非等厚动态冻结控制，需要采用特殊的结构形式，将冻结管分为长度和位置可调的冻结区和保温区，并说明实现区域调整的设备和方法。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于提供一种冻结长度和位置可调的冻结装置，实现非等厚动态冻结控制，推进冻结工法向低碳、环保发展。
[0009]为实现冻结长度和位置可调，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种冻结长度和位置可调的冻结装置，由冻结模块和控制模块组成；冻结模块中的冻结管两端分别插入可调冻结长度和位置的进液管和出液管，将冻结管内部空间分为三段：位于中部的冻结段和分别位于两侧的保温段，通过改变进液管或出液管插入冻结管的深度进行调整冻结段的冻结长度和位置，所述进液管和出液管分别连接冻结站，两侧的保温段分别连接控制模块。
[0011]进一步，所述冻结模块包括冻结管、密封连接管、盖板、螺栓、进液管、出液管、转换接头、供液管、回液管和冻结站，所述冻结管为细长不锈钢圆管，一端有封头，封头中心设有
内壁带密封圈的圆孔，封头的一侧设有贯穿封头的密封连接管，冻结管的另一端为外径扩大式开敞结构，端面设置有密封圈，并通过螺栓与盖板紧固连接；盖板为圆柱形，外径与冻结管扩大式端面外径相同，中心开有圆孔，一侧设有贯穿的密封连接管。
[0012]进一步，所述进液管为一端是大直径活塞结构的不锈钢圆管，活塞位于冻结管内部，其外侧面设有密封圈，并与冻结管内侧面接触，圆管段穿过盖板中心的圆孔，其外侧面与盖板圆孔的侧面接触，且圆管部分位于冻结管内，其余部分位于冻结管外；所述出液管的结构形状与进液管相同，安装位置与进液管类似，其圆管段穿过冻结管封头端的圆孔，且外侧面与圆孔侧面接触；所述进液管、出液管的圆管段分别通过转换接头与供液管、回液管的一端连接；供液管、回液管的另一端连接至冻结站。
[0013]进一步，所述控制模块由进液端油脂泵、出液端油脂泵、供油阀、回油阀和三通构成，其中，进液端油脂泵和出液端油脂泵分别通过安装有供油阀的软管与三通的一端连接，三通的另一端通过安装有回油阀的管路与各自的油脂储存罐连接，三通的最后一端通过管路与安装在盖板外端面的密封连接管连接。
[0014]一种冻结长度和位置可调的冻结装置的使用方法，使用时，冻结段通过冻结站循环冷媒对冻结管环向空间进行降温冻结，保温段内则通过油脂泵住满绝缘油脂，阻止该段内冻结管与周围空间进行热交换；冻结段的长度和位置通过改变进液管或出液管插入冻结管的深度进行调整。
[0015]进一步，增大进液管或出液管插入冻结管内深度的方法为：打开供油阀、关闭回油阀，利用油脂泵向冻结管空间内注入绝缘油脂，推动进液管或出液管向插入冻结管内部的方向移动。
[0016]进一步，减小进液管或出液管插入冻结管插入冻结管内深度的方法为：关闭供油阀、打开回油阀，利用人工或者机械向外侧拉拔，使进液管或出液管向冻结管外侧移动，此时绝缘油脂被挤出冻结管，并通过软管流入油脂泵的储存罐内。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]与现有人工地层冻结装置相比，本专利技术装置能够在冻结过程中改变冻结段的长度和位置，实现非等厚动态冻结控制。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的冻结长度和位置可调的冻结装置示意图；
[0020]图中：1：冻结管、2：密封连接管、3：盖板、4：螺栓、5：进液管、6：出液管、7：转换接头、8：供液管、9：回液管、10：冻结站、11：进液端油脂泵、12：出液端油脂泵、13：供油阀、14：回油阀、15：三通。
具体实施方式
[0021]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0022]如图1所示，一种冻结长度和位置可调的冻结装置，整套装置由冻结模块和控制模块组成。
[0023]冻结模块由冻结管1、密封连接管2、盖板3、螺栓4、进液管5、出液管6、转换接头7、供液管8、回液管9和冻结站10构成。其中，冻结管1为细长不锈钢圆管，一端有封头，封头中
心设有内壁带密封圈的圆孔，封头的一侧设有贯穿封头的密封连接管2，冻结管1的另一端为外径扩大式开敞结构，端面设置有密封圈，并通过螺栓4与盖板3紧固连接；盖板3为圆柱形，外径与冻结管1扩大式端面外径相同，中心开有圆孔，一侧设有贯穿的密封连接管2；进液管5为一端是大直径活塞结构的不锈钢圆管，活塞位于冻结管1内部，其外侧面设有密封圈，并与冻结管1内侧面接触，圆管段穿过盖板3中心的圆孔，其外侧面与盖板圆孔的侧面接触，且圆管部分位于冻结管1内，其余部分位于冻结管1外；出液管6的结构形状与进液管5相同，安装位置也与进液管类似，其圆管段穿过冻结管封头端的圆孔，且外侧面与圆孔侧面接触；进液管5、出液管6的圆管段分别通过转换接头7与供液管8、回液管9的一端连接；供液管8、回液管9的另一端连接至冻结站10。
[0024]控制模块由进液端油脂泵11、出液端油脂泵12、供油阀13、回油阀14和三通15构成。其中，进液端油脂泵11通过安装有供油阀13的软管与三通15的一端连接，三通15的另一端通过安装有回油阀14的管路与进液端油脂泵11的油脂储存罐连接，三通15的最后一端通过管路与安装在盖板3外端面的密封连接管2连接；出液端油脂泵12通过安装有供油阀13的软管与三通的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冻结长度和位置可调的冻结装置，其特征在于：由冻结模块和控制模块组成；冻结模块中的冻结管两端分别插入可调冻结长度和位置的进液管和出液管，将冻结管内部空间分为三段：位于中部的冻结段和分别位于两侧的保温段，通过改变进液管或出液管插入冻结管的深度进行调整冻结段的冻结长度和位置，所述进液管和出液管分别连接冻结站，两侧的保温段分别连接控制模块。2.根据权利要求1所述的冻结长度和位置可调的冻结装置，其特征在于：所述冻结模块包括冻结管、密封连接管、盖板、螺栓、进液管、出液管、转换接头、供液管、回液管和冻结站，所述冻结管为细长不锈钢圆管，一端有封头，封头中心设有内壁带密封圈的圆孔，封头的一侧设有贯穿封头的密封连接管，冻结管的另一端为外径扩大式开敞结构，端面设置有密封圈，并通过螺栓与盖板紧固连接；盖板为圆柱形，外径与冻结管扩大式端面外径相同，中心开有圆孔，一侧设有贯穿的密封连接管。3.根据权利要求2所述的冻结长度和位置可调的冻结装置，其特征在于：所述进液管为一端是大直径活塞结构的不锈钢圆管，活塞位于冻结管内部，其外侧面设有密封圈，并与冻结管内侧面接触，圆管段穿过盖板中心的圆孔，其外侧面与盖板圆孔的侧面接触，且圆管部分位于冻结管内，其余部分位于冻结管外；所述出液管的结构形状与进液管相同，安装位置与进液管类似，其圆管段穿过冻结管封头端的圆孔，且外侧面与圆孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宝生，文新伦，尹富秋，赵国伟，李伟，韩泽亮，郭宏斌，赵永强，沈李强，
申请(专利权)人：上海公路投资建设发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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