一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法技术

本发明专利技术涉及联络通道冻结施工技术领域，且公开了一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法，进行施工前准备，准备施工设备；进行详细的工程勘察和地质调查，了解砂层的性质、水流情况等重要参数；设计并布置针对该地质条件的冻结施工方案；设置冻结管道，根据设计方案，在砂层中设置一系列冻结管道；注入冷却剂，将冷却剂通过冻结管道注入砂层中；施工期间的监测，在施工过程中，持续监测冻结带的温度和冷却状态，确保工作区域的安全。该全断面富水砂层联络通道冻结施工方法，得到富水砂层联络通道施工中风险发生的相关自身影响因素，更能够提升富水砂层联络通道施工的安全性和可靠性，降低成本，加快施工进度。加快施工进度。加快施工进度。

【技术实现步骤摘要】
一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法


[0001]本专利技术涉及联络通道冻结施工
，具体为一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法。

技术介绍

[0002]全断面富水砂层联络通道施工一般采用人工地层冻结技术，人工地层冻结技术的发展，人工冻结技术最早于1862年在英国应用,此后德国、比利时、美国、法国、奥地利、荷兰、苏联、瑞典和日本等相继应用了冻结法，冻结法最初应用最多的领域是矿山工程,但在其他工程领域起步也较早。
[0003]目前,国内外联络通道施工方法取得成功应用的主要有顶管法、管棚法、矿山法和类矿山法(冰冻法是其中一种)等,类矿山法根据其地层加固的施工工艺不同主要分为水平冻结法和旋喷桩加固、深层搅拌桩加固等采用水泥系加固方法，几种方法方案在应用中各有其优势与不足,对不同地层的适应性也各有不同，各类方案的对比分析水平冻结法施工技术不仅有许多成功应用的先例,而且通过综合对比可知,水平冻结施工技术在全断面富水砂层联络通道施工中将是一个相对较为优化的方案,其优势明显，但是冻结法施工时只短期改变地层的温度,而不改变地层的化学成分,对地层无污染,尤其是不会污染容易扩散的地下水,属环保型工法，但是富水砂层施工由于渗透系数高，极其不稳定，施工时易出现流水、涌水现象，采用施工风险低、可控性好、对场地要求低的冻结法施工，但是该方法造价高工期长而且整个过程中也有很多风险源，很容易造成施工风险甚至人员伤亡的严重后果，所以现在提出一种新的方法，来解决这一技术问题。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法，具备提高安全性和可靠性等优点，解决了上述
技术介绍
中提到的传统的方法具有施工风险的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述
技术介绍
中提到的提高安全性和可靠性的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一、进行施工前准备，准备施工设备；
[0009]步骤二、进行详细的工程勘察和地质调查，了解砂层的性质、水流情况重要参数；
[0010]步骤三、设计并布置针对该地质条件的冻结施工方案；
[0011]步骤四、设置冻结管道，根据设计方案，在砂层中设置一系列冻结管道；
[0012]步骤五、注入冷却剂，将冷却剂通过冻结管道注入砂层中；
[0013]步骤六、监测温度和冷却效果，使用温度传感器和其他相关设备进行实时监测，确保冷却效果满足要求；
[0014]步骤七、砂层冻结，当砂层冻结带达到设计要求时，开始在冻结带内进行施工；
[0015]步骤八、施工期间的监测，在施工过程中，持续监测冻结带的温度和冷却状态，确保工作区域的安全。
[0016]优选的，所述进行施工前准备，准备施工设备，准备冻结器材，并根据管道规格和施工需要，选择适当尺寸的冻结设备，如冻结机或冷却杆，再根据需要数量的冻结器材，将其安装在管道上，并根据器材要求，连接冻结设备上的冷却剂或冷却介质的进出口管道。
[0017]将冷却剂通过冻结设备中的进口管道注入管道中，冻结器材中的冷却剂通过热交换作用，使管道周围的介质迅速冷却，并形成冰层，使管道中的介质停止流动，当施工工作完成后，关闭冻结设备中的冷却剂供应，使冰层逐渐融化，确认管道周围的介质温度和流动状态恢复正常后，可重新开启管道的使用。
[0018]优选的，所述进行详细的工程勘察和地质调查，了解砂层的性质、水流情况等重要参数，包括收集地质资料、原位勘探、地下水调查、现场勘察、测量和标记、地质数据分析、水文地质分析、工程评估。
[0019]收集地质资料，收集并研究相关的地质资料，包括地质图、地貌图、岩石分布图、地下水位图等；
[0020]原位勘探，进行地质勘探，例如钻探取样、地质雷达勘探等，获取地质剖面、含水层信息、土层特性等数据；
[0021]地下水调查，了解砂层的水流情况，包括水位、水质、水流速度等，通过水文地质方法进行调查；
[0022]现场勘查，实地踏勘施工区域，观察地表状况、地貌特征、土层类型等，并记录现场情况；
[0023]测量和标记，进行精确的测量工作,确定施工区域的边界、倾斜、起伏等地形参数，并进行标记；
[0024]地质数据分析，对采集的地质数据进行分析和综合，了解砂层的分布、厚度、密实度、质地、孔隙度等性质；
[0025]水文地质分析，分析地下水的水位变化、水质特征、水流方向和速度等，预测可能的水流情况和水力条件；
[0026]工程评估，根据上述分析结果，评估施工区域的地质条件和水力条件，确定冻结施工方案、设计参数和施工风险。
[0027]优选的，所述设计并布置针对该地质条件的冻结施工方案，根据地质调查结果，确定需要冻结的砂层范围和深度，设计冻结带的形状和尺寸，根据冻结带的形状和尺寸，确定冻结管道的位置、间距和深度以及冻结管道的数量和布置并充分考虑冷却均匀性和施工效率。
[0028]根据地质条件、冷却剂性质和冻结需求，确定相应的冷却参数，如冷却剂流量、温度、压力等；
[0029]设计冻结施工过程中的温度和压力监测系统，安装温度传感器、压力传感器等设备，进行实时监测和数据记录。
[0030]优选的，所述设置冻结管道，根据设计方案，在砂层中设置一系列冻结管道，根据施工要求和工程条件，选择合适的冷却剂，如液氮、冷冻液等，确保其冷却效果和安全性，设
计冷却剂的供应系统，包括冷却剂的储存设施、输送管道和泵站等，保证足够的冷却剂供应和均匀分配。
[0031]优选的，所述注入冷却剂，将冷却剂通过冻结管道注入砂层中，使用挖掘机等工具挖掘孔洞，深度根据设计要求而定，控制挖掘孔洞的大小和形状，确保冻结管道能够嵌入其中。
[0032]安置冻结管道，在挖掘好的孔洞中，将冻结管道推入并确保嵌入深度符合设计要求，针对需要连接的冻结管道，使用管道连接工具进行连接，确保连接牢固，固定冻结管道，使用固定材料，如夹具、支架等，对冻结管道进行固定，防止其移位或倾斜。
[0033]优选的，所述监测温度和冷却效果，使用温度传感器和其他相关设备进行实时监测，确保冷却效果满足要求，包括安装温度传感器、建立温度监测系统、实时监测、分析与评估、调整冷却参数以及施工记录与报告。
[0034]安装温度传感器，根据设计方案，选择合适的温度传感器，如热电偶或温度探针等，在冻结管道附近的关键位置，安装温度传感器，并确保其与管道表面接触密切；
[0035]建立温度监测系统，将温度传感器与数据采集系统连接，建立温度监测系统，根据实际情况和工程要求，选择合适的数据采集设备，如数据记录器或远程监测系统；
[0036]实时监测，在冻结施工过程中，通过温度监测系统实时监测温度变化。b.定期记录和保存温度数据，为后续分析和评估提供依据；
[0037]分析与评估，根据温度监测数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、进行施工前准备，准备施工设备；步骤二、进行详细的工程勘察和地质调查，了解砂层的性质、水流情况重要参数；步骤三、设计并布置针对该地质条件的冻结施工方案；步骤四、设置冻结管道，根据设计方案，在砂层中设置一系列冻结管道；步骤五、注入冷却剂，将冷却剂通过冻结管道注入砂层中；步骤六、监测温度和冷却效果，使用温度传感器和其他相关设备进行实时监测，确保冷却效果满足要求；步骤七、砂层冻结，当砂层冻结带达到设计要求时，开始在冻结带内进行施工；步骤八、施工期间的监测，在施工过程中，持续监测冻结带的温度和冷却状态，确保工作区域的安全。2.根据权利要求1所述的一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法，其特征在于：所述进行施工前准备，准备施工设备，准备冻结器材，并根据管道规格和施工需要，选择适当尺寸的冻结设备，如冻结机或冷却杆，再根据需要数量的冻结器材，将其安装在管道上，并根据器材要求，连接冻结设备上的冷却剂或冷却介质的进出口管道。3.根据权利要求1所述的一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法，其特征在于：所述进行详细的工程勘察和地质调查，了解砂层的性质、水流情况重要参数，包括收集地质资料、原位勘探、地下水调查、现场勘察、测量和标记、地质数据分析、水文地质分析、工程评估。4.根据权利要求1所述的一种全断面富水砂层联络通道冻结施工方法，其特征在于：所述设计并布置针对该地质条件的冻结施工方案，根据地质调查结果，确定需要冻结的砂层范围和深度，设计冻结带的形状和尺寸，根据冻结带的形状和尺寸，确定冻结管道的位置、间距和深度以及冻结管道的数量和布置并充分考虑冷却均匀性和施工效率。5.根据权利要求1所述的一种全...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠海鹏，张四俊，许卓亚，刘朝，罗石磊，刘荣，宋中雨，姜维，文广，勾志文，彭练，
申请(专利权)人：中交隧道工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：