专利名称：一种用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冷冻排管与隧道环形管片组合的结构，在低温补偿冻结时冻结质量高好，节约了冷量，同时便于施工。
背景技术：
冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水冻结，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行井筒或地下工程的施工的特殊施工技术。其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质以固结地层。地铁联络通道冻结过程中需要对土体进行补偿冻结，增加其安全性。常用盾构管片由六块预制钢筋混凝土管片拼装而成，环向可分为六块，即三块标 准管片、两块邻接管片、一块封顶管片组成一环。地铁联络通道冻结法施工中因考虑两侧隧道内管片的散热对冻结效果的影响，在隧道两侧隧道管片内侧安装冷冻排管，加强冻结。目前，公知的冷冻排管是在施工过程中安装在隧道管片外表面，可以弥补水平冻结管对隧道管附近位置冻结的不足，加速该区域的冻结。由于地铁施工工期短，对施工进度要求高，该管片可提高冻结效果和施工效率。由于安装过程中不能保证冷冻排管于管片完全接触，以及冷冻排管与隧道管片为线接触，冻结过程中冷量损失较大，不能获得很好的冻结效果。冷冻排管的安装与后期的拆卸难度大，耗时多。
发明内容本实用新型的目的是为了解决现有问题而提供一种用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，使得联络通道在使用补偿冻结法施工时冻结范围增大，冷量损失小，同时降低了施工难度，节约了工程造价，减少了工期。本实用新型的目的可通过以下方式来实现一种用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，包括冻结标准管片、冻结邻接管片、水平冷冻排管和环向冷冻排管。冻结标准管片和冻结邻接管片内部设置有外部混凝土和内部冷冻排管，环向冷冻排管连接冻结标准管片与冻结邻接管片内的内部冷冻排管。其中内部冷冻排管包括长弯曲管和向内弯起接头，内部冷冻排管的外壁与外部混凝土紧密贴合。该外部混凝土上设置有与向内弯起接头相匹配的圆形开口。环向冷冻排管包括短弯曲管和向外弯起接头，短弯曲管的外壁与冻结标准管片和冻结邻接管片内壁紧密贴合。水平冷冻排管包括水平管和90度弯起接头，以及连接低温盐水的盐水接口，水平管的外壁与冻结标准管片和冻结邻接管片的内壁紧密贴合。向外弯起接头和90度弯起接头与向内弯起接头在圆形开口处连接。冻结邻接管片内部冷冻排管排放位置和圆形开口位置和冻结标准管片位置相同。该外部混凝土 6内部设置有钢筋，其中距离冷冻排管5-lOcm处的钢筋直径大于其他部分的钢筋直径。该内部冷冻排管的设置应避开盾构管片一次开孔的位置。[0010]本实用新型的有益效果是，结构简单，低温盐水循环时冷量损失小，增加了补偿冻结深度和宽度，加快了补偿冻结速度，可以在补偿冻结时取得较好的冻结效果，保证了冻结帷幕更好的形成，大大降低了施工的难度，减少了工期，节约了工程造价。
图I是本实用新型盾构管片准备冻结时的剖面图；图2是本实用新型盾构管片拼装完成后的剖面图；图3是本实用新型冻结标准管片的平面示意图；图4是本实用新型内部冷冻排管示意图；图5是本实用新型环向冷冻排管示意图；·图6是本实用新型水平冷冻排管示意图；图中I.冻结标准管片，2.冻结邻接管片，3.普通封顶管片，4.普通邻接管片，
5.普通标准管片，6.外部混凝土，7.内部冷冻排管，8.环向冷冻排管，9.水平冷冻排管，10.圆形开口，11.手孔，12.注衆孔，13.长弯曲管，14.向内弯起接头，15.短弯曲管，16.向外弯起接头，17.水平管，18. 90度弯起接头，19.盐水接口。
具体实施方式
结合附图如下，本实用新型提供了一种用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，包括冻结标准管片I、冻结邻接管片2、水平冷冻排管9和环向冷冻排管8。冻结标准管片I和冻结邻接管片2内部设置有外部混凝6 土和内部冷冻排管7，环向冷冻排管8连接冻结标准管片I与冻结邻接管片2内的内部冷冻排管7。其中内部冷冻排管7包括长弯曲管13和向内弯起接头14，内部冷冻排管7的外壁与外部混凝土 6紧密贴合。该外部混凝土 6上设置有与向内弯起接头14相匹配的圆形开口 10。环向冷冻排管8包括短弯曲管15和向外弯起接头16，短弯曲管15的外壁与冻结标准管片I和冻结邻接管片2内壁紧密贴合。水平冷冻排管9包括水平管17和90度弯起接头18，以及连接低温盐水的盐水接口 19，水平管17的外壁与冻结标准管片I和冻结邻接管片2的内壁紧密贴合。向外弯起接头16和90度弯起接头18与向内弯起接头14在圆形开口 10处连接。该外部混凝土 6内部设置有钢筋，其中距离冷冻排管5-lOcm处的钢筋直径大于其他部分的钢筋直径。该内部冷冻排管7的设置应避开盾构管片一次开孔的位置，内部冷冻排管7 —般可设置2或4排，以冻结标准管片I的环向中心面为中心对称排列。内部冷冻排管7为冻结主体，中部设有长弯曲管14，头部和尾部设有向内弯起接头15，长弯曲管14的外壁的曲率与盾构管片中心曲面的曲率相同，其弧长和间距为实际工程需要冻结的范围。内部冷冻排管7与用于补偿冻结的冻结标准管片I和冻结邻接管片2构成一整体。该内部冷冻排管7、环向冷冻排管8和水平冷冻排管9焊接为一整体，双排冷冻排管7、环向冷冻排管8和水平冷冻排管9的内径相同。该内部冷冻排管7为无缝钢管结构或不锈钢结构，保证了冻结标准管片I和冻结邻接管片2的正常使用以及盐水循环时的结构强度和稳定性。在其他实施例中，内部冷冻排管7内具有槽钢，或借助冻结期间用于控制隧道变形的预应力支架，可以提高冻结标准管片I和冻结邻接管片2的结构强度和稳定性。环向冷冻排管8和水平冷冻排管9为无缝钢管结构或不锈钢结构。冻结标准管片i、冻结邻接管片2、普通封顶管片3、普通邻接管片4和普通标准管片5相互之间采用弯螺栓连接。内部冷冻排管7与注浆孔12的距离随冷冻排管7的孔径不同而改变，一般为IOcm至20cm。内部冷冻排管7与手孔11的距离根据内部冷冻排管7与注浆孔12的距离调节。在该地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片具体使用时，依托焊接技术，只要把环向冷冻排管8和水平冷冻排管9与内部冷冻排管7进行焊接就能实施补偿冻结。在进行补偿冻结时，在一定压力作用下，低温盐水从与冻结标准管片I贴合的从水平冷冻排管9盐水接口 19流入冻结标准管片I内部冷冻排管7，并通过环向冷冻排管8流入冻结邻接管片2内部冷冻排管7中，最后从与冻结邻接管片2贴合的水平冷冻排管9盐水接口 19流出。低 温盐水通过内部双排冷冻排管7，使得盾构管片外壁能够保持比较均匀的低温，从而使盾构管片后的补偿冻结区域内土体温度梯度保持一致，冻结壁发展速度加快，盐水冷量损失减小，最终形成设计所要求的冻结区域。冻结完成后，首先割除环向冷冻排管8和水平冷冻排管9，再将混凝土灌入内部冷冻排管7中并捣实以加大其强度和刚度，形成钢管混凝土结构，钢管混凝土结构借助内填混凝土提高了钢管受压时的稳定性，提高了钢管的抗腐蚀性和耐久性，且钢管管壁对混凝土的套箍作用大大提高了混凝土的抗压强度和延性，最后在圆形开口 10处用混凝土进行封填找平。
权利要求1.一种用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，包括冻结标准管片(I)、冻结邻接管片(2)、水平冷冻排管(9)和环向冷冻排管(8)，冻结标准管片(I)和冻结邻接管片(2)内部设置有外部混凝土(6)和内部冷冻排管(7)，环向冷冻排管(8)连接冻结标准管片(I)与冻结邻接管片(2)内的内部冷冻排管(7)，其中内部冷冻排管(7)包括长弯曲管(13)和向内弯起接头(14)，内部冷冻排管(7)的外壁与外部混凝土(6)紧密贴合，该外部混凝土(6)上设置有与向内弯起接头(14)相匹配的圆形开口(10)，环向冷冻排管(8)包括短弯曲管(15)和向外弯起接头(16)，短弯曲管(15)的外壁与冻结标准管片(I)和冻结邻接管片(2)内壁紧密贴合，水平冷冻排管(9)包括水平管(17)和90度弯起接头(18)，以及连接低温盐水的盐水接口(19)，水平管(17)的外壁与冻结标准管片(I)和冻结邻接管片(2)的内壁紧S贴合，向外弯起接头(16)和90度弯起接头(18)与向内弯起接头(14)在圆形开口(10)处连接。
2.根据权利要求I所述的用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，其特征在于该外部混凝土 ￠)内部设置有钢筋，其中距离冷冻排管5-lOcm处的钢筋直径大于其他部分的钢筋直径。
3.根据权利要求I所述的用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，其特征在于该内部冷冻排管(7)的设置应避开盾构管片一次开孔的位置，内部冷冻排管(7) —般可设置2或4排，以冻结标准管片⑴的环向中心面为中心对称排列。
4.根据权利要求I所述的用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，其特征在于该内部冷冻排管(7)、环向冷冻排管(8)和水平冷冻排管(9)焊接为一整体,双排冷冻排管(7)、环向冷冻排管(8)和水平冷冻排管(9)的内径相同。
专利摘要一种用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，一种用于地铁联络通道处补偿冻结的盾构管片，包括冻结标准管片、冻结邻接管片、水平冷冻排管和环向冷冻排管。冻结标准管片和冻结邻接管片内部设置有外部混凝土和内部冷冻排管，环向冷冻排管连接冻结标准管片与冻结邻接管片内的内部冷冻排管。内部冷冻排管的外壁与外部混凝土紧密贴合。向外弯起接头和90度弯起接头与向内弯起接头在圆形开口处连接。该盾构管片结构简单，低温盐水循环时冷量损失小，增加了补偿冻结深度和宽度，加快了补偿冻结速度，可以在补偿冻结时取得较好的冻结效果，保证了冻结帷幕更好的形成，大大降低了施工的难度，减少了工期，节约了工程造价。
文档编号E21D11/04GK202731930SQ20122030842
公开日2013年2月13日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者顾强 申请人:顾强