[发明专利]一种富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构及其施工方法

权利要求书

1.一种富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构，其特征在于：包括孔口管（1），孔口管（1）竖直插入地面，孔口管（1）一端位于设置在地面上方，孔口管（1）上设置有分流管（11），分流管（11）与孔口管（1）连通，分流管（11）上远离孔口管（1）的一端上设置有闸阀（12），闸阀（12）用于封闭分流管（11），孔口管（1）上远离地面的一端上设置有阀体，阀体用于封闭孔口管（1），孔口管（1）中设置有冻结器（2），冻结器（2）用于插入孔口管（1）并埋入地下。

2.根据权利要求1所述的一种富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构，其特征在于：所述阀体设置为球阀（13），球阀（13）包括壳体（131）和球形件（132），球形件（132）卡嵌在壳体（131）中，球形件（132）用于在壳体（131）中转动，壳体（131）连接在孔口管（1）上远离地面的一端上，球形件（132）上开设有通过孔（133），球形件（132）用于在壳体（131）中转动，直至通过孔（133）长度方向与孔口管（1）长度方向平行，通过孔（133）用于使流体穿过球形件（132），进而使流体能够通过球阀（13）。

3.根据权利要求2所述的一种富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构，其特征在于：所述冻结器（2）贯穿通过孔（133）并插入孔口管（1）中。

4.根据权利要求3所述的一种富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构，其特征在于：所述冻结器（2）包括管体（21）和盖体（22），管体（21）用于盛装冷媒，管体（21）穿过通过孔（133）并插入孔口管（1）中，盖体（22）连接在管体（21）端部，盖体（22）上设置有多个输送管（23），输送管（23）贯穿盖体（22），输送管（23）一端设置在管体（21）内，另一端位于管体（21）外。

5.根据权利要求4所述的一种富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构，其特征在于：所述管体（21）上设置有法兰盘（211），法兰盘（211）用于连接在壳体（131）上。

6.根据权利要求5所述的一种富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构，其特征在于：所述输送管（23）上远离管体（21）的一端设置有冷媒池（3），冷媒池（3）用于盛放冷媒，输送管（23）上远离管体（21）的一端设置在冷媒池（3）中，输送管（23）上设置有泵体（4），泵体（4）用于提供动力，使冷媒在冷媒池（3）和管体（21）之间通过输送管（23）循环流动。

7.根据权利要求6所述的一种富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构，其特征在于：所述冻结器（2）设置有多个，输送管（23）用于串联相邻的管体（21）。

8.一种根据权利要求7所述的富水软弱地层大断面暗挖隧道冻结加固结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

S11:在分流管（11）端部安装闸阀（12），使闸阀（12）处于闭合状态；

S12:在地面上挖设孔洞，将孔口管（1）竖直插入孔洞中，孔口管（1）上端位于地面上方；

S21:在孔口管（1）上位于地上的一端上安装球阀（13）；

S22:开启闸阀（12），转动球形件（132），使通过孔（133）的长度方向与孔口管（1）长度方向平行；

S3:将钻机的钻具竖直插入通过孔（133）中，使钻机的钻具竖直向下钻设安装孔（01），挖设安装孔（01）过程中，通过闸阀（12）收集涌出至地面的地下水；

S4:抽出钻机的钻具，将管体（21）穿过通过孔（133）并插入安装孔（01）中，管体（21）固定连接在孔口管（1）上；

S5:将输送管（23）插入管体（21）中，使盖体（22）固定连接在管体（21）上端部，输送管（23）一端位于管体（21）中，另一端位于管体（21）外；

S6:在地面上砌筑冷媒池（3），将输送管（23）上位于管体（21）外的一端设置在冷媒池（3）中；

S7:在输送管（23）上设置泵体（4），使泵体（4）提供冷媒流动的动力，在冷媒池（3）中安装制冷器；

S8:冷媒池（3）中注入清水，开启泵体（4），冷媒池（3）中清水循环过程中持续向清水中加入固体氯化钙；

S9:泵体（4）开启过程中，观察冷媒池（3）中的液位变化，当泵体（4）运转12小时后冷媒池（3）中液位无变化，即可开启制冷器，使冷媒池（3）中的氯化钙溶液温度保持在低温状态；

S10:当冻结器（2）上的两个输送管（23）中的氯化钙溶液温差不大于两度时，可认定泥土的冻结工作完成，施工人员关闭泵体（4）和制冷器，开始施工。