本发明涉及盾构机技术领域，特别是涉及一种带冷冻功能的管片。
背景技术：
地铁管片属于技术含量较高、对工艺和品质要求特别严格的水泥制品，作为盾构法施工的隧道结构主体，它主要用于建造地铁或大型管道工程等。常见的地铁隧道管片为钢筋混凝土结构，管片产品的几何形状为弧板状一般是分块分段拼装的。管片是用在隧道盾构法施工中的，盾构机向前切土推进后，几个管片就围着隧道内部拼成一环，然后用螺栓连接紧固，形成隧道的衬砌，承受土压力。地铁管片作为隧道支撑体系的结构，是隧道结构的重要的部分；是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。在隧道推进的同时拼装，管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。
现阶段我国城市轨道交通、引水隧道、电力隧道大力发展，隧道穿越地区地质变化较大，在大量的复杂地段。在盾构施工中，盾构机长距离推进后，尾部的盾尾刷会因磨损而损坏，失去密封作用，此时须更换盾尾刷，以上所述的地铁隧道管片只能起到支撑和防水的作用，这种管片无法满足盾构机在特殊地层(裂隙水、砂层等软弱地层)情况下更换盾构机盾尾刷的要求。因此，在更换盾尾刷过程中对隧道施工造成较大的施工风险或较高的施工成本。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种保证盾尾刷更换施工安全以及施工成本低的带冷冻功能的管片。
本发明所采取的技术方案是：
一种带冷冻功能的管片，包括若干首尾拼接形成一环完整的环形隧道管片的管片，还包括若干镶嵌于各管片内的冷冻管，各冷冻管连接有进水管和出水管，其中一个进水管和一个出水管与外部冷冻机连接，其余进水管和出水管首尾相连形成冷冻管路回路。
进一步作为本发明技术方案的改进，各进水管和出水管延伸至管片的内侧，还包括若干连接进水管和出水管形成“u”形结构的外部连接管。
进一步作为本发明技术方案的改进，各冷冻管的外侧设有圆弧形的冷冻板，冷冻板镶嵌于管片的外圆周面，冷冻管紧贴冷冻板。
进一步作为本发明技术方案的改进，冷冻管路有两路，两路冷冻管路相互独立且相互平行设置。
进一步作为本发明技术方案的改进，冷冻管为异型管，冷冻管的横截面为梯形，冷冻管的上表面呈扁平状，冷冻管上表面的宽度大于下表面的宽度。
进一步作为本发明技术方案的改进，冷冻板的内侧、冷冻管和进水管以及出水管的外围均覆盖有保温层，保温层采用保温材料。
进一步作为本发明技术方案的改进，保温层的外侧覆盖有保护层，保护层采用钢板，保护层上设有防腐涂层。
进一步作为本发明技术方案的改进，冷冻板的一侧设有凸起，旁边的另一冷冻板的一侧设有与凸起相互搭接的凹槽。
进一步作为本发明技术方案的改进，还设有若干穿过冷冻板和管片的径向的测温取样孔，各测温取样孔内安装有温度传感器。
进一步作为本发明技术方案的改进，与外部冷冻机连接的进水管和出水管处设有温度传感器和流量传感器。
本发明的有益效果：此带冷冻功能的管片，若干管片拼接形成完整的环形隧道管片，各管片内的冷冻管相互连接形成冷冻回路，通过外部冷冻机将低温冷冻液输送至冷冻管，并将能量传递至土壤，从而将盾构机尾部处的土壤进行冻结，形成具有密封效果的环形冻土加固区域，盾构机在此保护下可在任何地层进行盾尾刷更换作业，从而保证施工安全，且结构简单，施工成本低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例的正视图；
图2是本发明第一实施例一个管片的俯视展开图；
图3是本发明第一实施例图1中a-a部分的剖视图；
图4是本发明第二实施例一个管片的俯视展开图；
图5是本发明第二实施例图4中c-c部分的剖视图；
图6是本发明第二实施例图1中a-a部分的剖视图。
具体实施方式
参照图1～图6，本发明为一种带冷冻功能的管片，包括若干首尾拼接形成一环完整的环形隧道管片的管片1，还包括若干镶嵌于各管片1内的冷冻管21，各冷冻管21连接有进水管22和出水管23，其中一个进水管22和一个出水管23与外部冷冻机连接，其余进水管22和出水管23首尾相连形成冷冻管路2回路。
此带冷冻功能的管片，若干管片1拼接形成完整的环形隧道管片，各管片1内的冷冻管21相互连接形成冷冻回路，通过外部冷冻机将低温冷冻液输送至冷冻管21，并将能量传递至土壤，从而将盾构机尾部7处的土壤进行冻结，形成具有密封效果的环形冻土加固区域，盾构机在此保护下可在任何地层进行盾尾刷8更换作业，从而保证施工安全，且结构简单，施工成本低。
具体的，环形隧道管片采用5+1的分块形式，如图1所示，其中一块为封顶块，也可采用其他的分块形式，如6+1或7+1的形式，根据实际工程情况，进行形式的变化。
采用多路冷冻管路2以保证冷冻效果，冷冻管路2越多，冻结的土壤体积和范围越大，施工作业更加安全。
作为本发明优选的实施方式，各进水管22和出水管23延伸至管片1的内侧，进水管22和出水管23分别设于冷冻管21的首端和尾端，还包括若干连接进水管22和出水管23形成“u”形结构的外部连接管24。冷冻管21、进水管22、出水管23以及外部连接管24的布置与连接结构紧凑，减小与外部环境的接触，从而降低能量损失。
作为本发明优选的实施方式，各冷冻管21的外侧设有圆弧形的冷冻板3，冷冻板3镶嵌于管片1的外圆周面，冷冻管21紧贴冷冻板3，冷冻管21先将冷冻板3冻结，冷冻板3与土壤直接接触，冷冻板3具有较大的表面积，从而快速冻结冷冻板3上方的土壤。采用冷冻板3冻结土壤，虽然增加了一次能量传递，热量从土壤传递至冷冻板3再到冷冻管21和低温冷冻液，能量存在一定的损耗，但是冷冻板3与土壤具有较大的接触面积，能量传递更加快速，具有较高的冷冻效率，且冻结的土壤范围更大，施工作业更加安全。
作为本发明优选的实施方式，采用冷冻板3冻结土壤，增加了冻结的土壤范围，从而可减少冷冻管21的数量，为了保证冷冻效果，冷冻管路2有两路，两路冷冻管路2相互独立且相互平行设置，如图2和图3所示。
作为本发明优选的实施方式，冷冻管21为异型管，冷冻管21的横截面为梯形，冷冻管21的上表面呈扁平状，从而冷冻管21与冷冻板3的接触为面接触，增大了接触面积，减小能量损耗，增强冷冻效果，冷冻管21上表面的宽度大于下表面的宽度。
作为本发明优选的实施方式，冷冻板3的内侧、冷冻管21和进水管22以及出水管23的外围均覆盖有保温层4，保温层4采用保温材料，以防止能量损失，保证冷冻效果，同时起到一定的密封作用。
作为本发明优选的实施方式，保温层4的外侧覆盖有保护层5，保护层5采用钢板，保护层5上设有防腐涂层。保护层5用于保护冷冻管21和保温材料，同时用于固定冷冻管21及冷冻板3。
作为本发明优选的实施方式，冷冻板3的一侧设有凸起31，旁边的另一冷冻板3的一侧设有与凸起31相互搭接的凹槽32，采用搭接的形式连接两块相邻的冷冻板3，保证冷冻效果的连续。
作为本发明优选的实施方式，还设有若干穿过冷冻板3和管片1的径向的测温取样孔6，各测温取样孔6内安装有温度传感器，在冷冻过程中，可实时监测土壤的温度，当土壤的温度达到要求时即可停止冷冻。测温取样孔6布置于需要冻结的土壤范围的末端，当检测的土壤温度达到要求时，前端的土壤也可达到规定的要求。测温取样孔6可沿土壤方向延伸一定深度，以监测更深处的土壤的温度，从而对土壤的冻结效果作出更准确的判断。
作为本发明优选的实施方式，与外部冷冻机连接的进水管22和出水管23处设有温度传感器和流量传感器，以监测冷冻管21的工作状态，保障工作的可靠，当出现异常情况时，须停机检查。
当管片1采用钢筋混凝土管片时，如图2和图3所示为冷冻管21和冷冻板3的结构示意图，当管片1采用钢结构管片时，如图4～6所示，由于钢结构管片的外圆周面板采用钢板，与钢筋混凝土相比，钢板具有良好的导热性能，其作用相当于冷冻板3，因此可不额外设置冷冻板3。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。