[发明专利]联络通道的冻结施工方法及冻结系统

权利要求书

1.一种联络通道的冻结施工方法，其特征在于，所述联络通道的冻结施工方法包括以下步骤：

步骤S1：在联络通道两侧分别布设多个冻结孔、多个测温孔和多个泄压孔，分别将冻结管、测温管、泄压管作为钻杆施工所对应的冻结孔、测温孔和泄压孔；

步骤S2：将冻结站设置在联络通道一侧的隧道中，冷冻站对侧隧道沿通道外围冻结壁敷设多排冷冻排管，在两侧隧道之间开设多个对穿孔，对穿孔用于给对侧隧道冻结孔和冷冻排管供冷；

步骤S3：在冷冻站设置冻结系统，调试并运行冻结系统；

步骤S4：对两侧隧道之间的土壤进行积极冻结，利用测温孔测得两侧隧道之间冻土温度，计算冻结壁的平均温度，当平均温度达到预设值时，判定满足联络通道的开挖条件；

步骤S5：开挖联络通道，在开挖期间，对两侧隧道之间的冻土进行维护冻结，并监测维护冻结数据。

2.如权利要求1所述的联络通道的冻结施工方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

利用冻结管作钻杆，冻结管采用丝扣连接，并进行焊接，确保其同心度和焊接强度，冻结管达到设计深度后用丝堵密封孔底部，是利用接长杆将丝堵安装在冻结管的底部；

将钻机设置并固定在冻结孔施工方位，将钻头装入孔口装置内，并用盘根密封，若出现钻杆扭断，便重新定位该冻结孔，采取打补孔措施进行补救，同时对废孔进行充填注浆处理；

在冻结孔钻进时，每个一定钻进深度反复校核冻结管方向，调整钻机位置，检测钻进方向无偏斜后继续进行钻进；

冻结管安装到位后，在冻结管内下入供液管；

采用与冻结管相同的施工方法施工测温孔和泄压孔。

3.如权利要求2所述的联络通道的冻结施工方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

在冷冻站配置冷冻机、冷却水系统和盐水系统；

所述冷却水系统包括有冷却塔、清水箱和清水泵，所述冷却塔、清水箱、清水泵和冷冻机之间通过管路连接形成循环管路，所述冷冻机和清水泵的进出水口、在冷却塔的进水口分别安装控制阀门，在所述清水泵的出水口安装压力表和温度计；

所述盐水系统包括有盐水箱、盐水泵和盐水管，所述盐水箱、盐水泵、冷冻机和冷冻排管及供液管之间通过盐水管连接形成盐水循环管路，所述冷冻机和盐水泵的盐水进出水口分别安装控制阀门，在所述盐水泵的出水口安装压力表和温度计，在每台冷冻机的的盐水出水口安装温度计，所述盐水为氯化钙溶液。

4.如权利要求3所述的联络通道的冻结施工方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

冻结站对侧隧道沿联络通道外围冻结壁敷设6排冷冻排管，排管间距为d，其中300mm＜d＜500mm；

所述冷冻排管采用φ45×3mm无缝钢管；

所述冷冻排管密贴隧道管片敷设。

5.如权利要求3所述的联络通道的冻结施工方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

进行积极冻结时，根据冷却水温度和盐水温度，调节冷冻机的运行参数，用于提高冷冻机的制冷效率；

冻土开冻后巡回检查冻结器结霜，若发现冷冻机结霜不均匀或融化现象，采取调节控制阀门或放空措施使冻结器盐水流量均匀；

根据测温孔温度和泄压孔压力监测结果，分析冻结壁的形成状况，包括冻结壁的交圈情况、平均温度和扩展厚度。

6.如权利要求5所述的联络通道的冻结施工方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：

当满足：

积极冻结时间不低于45天；且

盐水温度不高于-28℃；且

盐水循环管路的首、末端温差不高于2℃；且

冻结壁的平均温度不高于-10℃，冻结壁表面温度不高于-5℃时，判定满足联络通道的开挖条件。

7.如权利要求6所述的联络通道的冻结施工方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

维护冻结期间，盐水温度不高于-25℃，单个冻结孔盐水流量不小于5m³/h并保持均匀流动；

监测暴露冻结壁的表面温度和位移量，若发现局部冻结壁温度升高、发生变形，加大温度升高或发生变形的冻结壁对应位置的冻结孔流量。