一种管幕间土体弱冻结密封止水结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种管幕间土体弱冻结密封止水结构，包括多个管幕钢管和套设在所述每个管幕钢管的内的一冻结管和一与所述冻结管对称设置的测温管，其特征在于：所述各冻结管紧靠所述各管幕钢管的内管壁，所述各冻结管位于各管幕钢管的腰线外侧与水平线夹角15～20°处且对称设置；在所述各冻结管外涂抹导热砼，使所述冻结管外形成一凸透镜形砼体，使冻结管、导热砼和幕管成为无间隙冷量传导体，所述冻结管内填充制冷液；所述各管幕钢管内的剩余空间充填非导热普通混凝土和/或素混合浆。本实用新型专利技术以弱冻结方式实现管幕间的密封止水，积极冻结期短，冻结维护期供冷量较常规冻结法少；箱涵顶进工期短，使得弱冻结止水帷幕工程成本控制相对较低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术主要应用于大型管幕施工工程中，提供一种在管幕间形成止水挡土帷幕的管幕间土体弱冻结密封止水结构。
技术介绍
目前在富水地区管幕顶进过程中，通常需在管幕间形成止水帷幕，以阻止管外水体，同时起到挡土支撑作用，控制地层沉降。传统方法一般采用管外锁扣连接，或管间土体水平旋喷注浆，其主要缺陷是，当管幕顶进距离较长时，钢管在顶进过程中不可避免发生旋转，锁扣较易发生断裂，造成止水失败，同时，管外锁扣对管间土体有一定扰动，也不利于管外保压减阻泥浆的洞门封堵；而水平旋喷注浆技术的限制，对于长距离顶管施工，其止水效果也难以保证，施工风险较大。冻结法具有防水和加固地层能力强，不污染水质、冻结壁形状设计灵活等优势，但常规冻结法在管幕外和工程开挖线内易产生大量无需冻结的土体，其冻胀融沉现象对周围环境的影响·明显，制约了其在管幕顶进工程中的推广与应用。
技术实现思路
本技术的目的在于解决传统管幕顶进过程中采用锁扣连接等方法进行管间土体止水的缺点，提供一种设计施工方便、止水效果好、施工质量易保证的管幕间土体弱冻结密封止水结构，以有效实现管幕的支撑及冻结体的止水作用。为了达到上述目的，本技术的技术方案是一种管幕间土体弱冻结密封止水结构，包括多个管幕钢管和套设在所述每个管幕钢管内的一冻结管和一与所述冻结管对称设置的测温管，其特征在于所述各冻结管紧靠所述各管幕钢管的内管壁，所述各冻结管位于各管幕钢管的腰线外侧与水平线夹角(a )为15 20°处且对称设置；在所述各冻结管外涂抹导热砼，使所述冻结管外形成一凸透镜形砼体，使冻结管、导热砼和幕管成为无间隙冷量传导体，所述冻结管内填充制冷液；所述各管幕钢管内的剩余空间充填非导热普通混凝土。进一步地，本技术的技术方案还可以是所述冻结管为0 73 89mm的无缝钢管。所述各测温管上等距离布设测点。所述制冷液的温度为-20 -30°C。本技术以弱冻结方式实现管幕间的密封止水，其优点在于(I)在粘性土中应用，由于粘性土渗透系数小，弱冻结极易止水；在砂土中应用，虽渗透系数大，但更易冰冻，交圈更快；(2)由于是弱冻结，积极冻结期短，冻结维护期供冷量较常规冻结法少；箱涵顶进工艺较其他方案工期短，相应冻结期短，使得弱冻结止水帷幕工程成本控制相对较低；(3)冻结柱体积小，其形成过程中冻胀体积非常微小，冻胀量在冻结柱周围小范围内即可衰减掉，冻结柱所处位置决定了冻胀力对管幕挤压作用主要沿管幕纵向，因此，弱冻结帷幕的冻胀与融沉对周围环境不会产生影响，也不会危及管幕与箱涵顶进施工的安全；(4)管幕弱冻结法止水，免去锁扣连接，大大减少了管幕施工的难度和风险，必将有力推进超长管幕支护下箱涵顶进工程的发展。附图说明图1为本技术的管幕间土体弱冻结密封止水结构的结构示意图。图2为本技术的弱冻结效果示意图。图号说明1-管幕钢管 2-冻结管 3-测温管 4-导热砼 5-普通混凝土6-冻结体 7-箱涵外结构面 8-土体具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。如图1-2所示的本技术的一种管幕间土体弱冻结密封止水结构，包括多个管幕钢管I和套设在每个管幕钢管的内的一冻结管2和一与该冻结管对称设置的测温管3，各冻结管2紧靠各管幕钢管I的内管壁，各冻结管2位于各管幕钢管I的腰线外侧与水平线夹角a为15 20°处且对称设置；在各冻结管2外涂抹导热砼4，使冻结管外形成一凸透镜形砼体，在各冻结管2内填充制冷液；从而使冻结管2、导热砼4和管幕钢管I成为无间隙冷量传导体，各管幕钢管内的剩余空间充填非导热普通混凝土 5。本技术的冻结管内充填的制冷液的温度优选为-20 -30°C。本技术利用管幕弱冻结技术将冻结管直接固定于管幕钢管内的设定位置，冷量通过管幕钢管的管壁传导给管幕钢管间土体从而形成冻结体6，冰冻体与管幕钢管相接形成闭合的止水帷幕，相邻冰冻体之间无需相连形成交圈。管幕的支撑作用与冻结体的止水作用共同保障箱涵顶进施工的顺利与安全。本例中，每根管幕钢管内一侧布置冻结管，对应的另一侧布设测温管。具体来说，冻结管布置于幕管腰线外侧与水平线夹角a 15 20°处的内管壁上。冻结管可选用073 89mm的无缝钢管，根据冻结管规格选择相应的供液管。本技术为了冷量更好传导，用导热混凝土在冻结管外抹出一凸透镜形砼体，使冻结管、导热砼、幕管成为无间隙冷量传导体。本技术还在测温管上等距离布设测点(图中为显示)。本技术冻结壁结构设计根据工程设计管幕与地下水的相对空间位置设计冻结壁横断面形状主要分为“ 口 ”字型(全封闭)、槽型(半封闭)等。本技术的冻结壁厚度设计以冻结器为圆心，当管幕钢管之间的净间距(200mm时，冰冻半径理论值控制在300mm，具体工程根据实际幕管净间距设计冰冻半径。本技术的地层冻结运转与维护地层冻结积极冻结期要按设计最大制冷量运转，制冷液温度-20 -30°C。加强冻结体形成的观测工作，及时预报冻结体形成情况。积极冻结期大约5 10天。冻结维护期供冷温度控制在-5 -10°C，控制冻结体半径保持在300mm左右，严格控制冻结体的进一步发展。箱涵顶进过程中经常观察管幕附近土体温度，适时调整供冷量，以保证顶进施工的顺利进行。上述仅对本技术中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本技术的保护范围，凡是依据本技术中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管幕间土体弱冻结密封止水结构，包括多个管幕钢管和套设在所述每个管幕钢管内的一冻结管和一与所述冻结管对称设置的测温管，其特征在于：所述各冻结管紧靠所述各管幕钢管的内管壁，所述各冻结管位于各管幕钢管的腰线外侧与水平线夹角（α）为15～20°处且对称设置；在所述各冻结管外涂抹导热砼，使所述冻结管外形成一凸透镜形砼体，使冻结管、导热砼和幕管成为无间隙冷量传导体，所述冻结管内填充制冷液；所述各管幕钢管内的剩余空间充填非导热普通混凝土。

【技术特征摘要】
1.一种管幕间土体弱冻结密封止水结构，包括多个管幕钢管和套设在所述每个管幕钢管内的一冻结管和一与所述冻结管对称设置的测温管，其特征在干所述各冻结管紧靠所述各管幕钢管的内管壁，所述各冻结管位于各管幕钢管的腰线外侧与水平线夹角(a )为15 20°处且对称设置；在所述各冻结管外涂抹导热砼，使所述冻结管外形成一凸透镜形砼体，使冻结管、导热砼和幕管成为无间隙冷量传导体，所述冻结管...

【专利技术属性】
技术研发人员：程元林，罗国锋，龚建伍，任隆远，黄兴，程曦，
申请(专利权)人：北京深林开物市政工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：