一种地铁联络通道冻结法施工高效辅助降温的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地铁联络通道冻结法施工的辅助降温装置及方法。
【背景技术】
[0002]地铁联络通道是指地铁上下行线隧道之间的横向连接道，它的作用是供乘客遇到紧急情况从出事隧道向另一条安全隧道转移。联络通道冻结法施工技术，是指在施工地下构筑物之前，用人工制冷的方法，将构筑物周围含水地层进行冻结，形成具有临时承载和隔水作用并满足工程施工安全需要的冻结壁，然后在冻结壁的保护作用下进行构筑物掘砌作业的一种施工方法。目前，联络通道冻结法施工技术在城市含水软土、含水风化岩等地层都得到广泛应用，取得了很好的经济效益和社会效益。
[0003]目前常规地铁联络通道冻结法施工，考虑到冻土帷幕发展速度以及成本，多采用的是单侧冻结孔冻结设计，而对侧由于混凝土管片和钢管片相对土层容易散热，会影响隧道管片附近土体的降温速度，从而影响冻土帷幕的整体稳定性和封水性，给工程带来很大的潜在风险及危害，所以在不增加冻结孔的设计基础上，采用一种高效的保温措施来改进对侧的冻结效果是迫切所需的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为解决目前地铁联络通道冻结法施工单侧冻结孔冻结设计的冻土帷幕的整体稳定性和封水性较差，存在潜在安全风险的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种地铁联络通道冻结法施工的辅助降温装置，所述辅助降温装置设于冻结孔所在主冻结面的对侧隧道中，包括在隧道混凝土管片内壁上敷设的冷排管；所述冷排管由轴向直管和周向圆弧管组成，轴向直管沿混凝土管片轴向从混凝土管片顶部向下以一定的间距并排敷设，从最上部依次往下直到最下部的轴向直管的长度递减，在每根轴向直管两端焊接有周向圆弧管，周向圆弧管的圆弧外径与混凝土管片的内径相同，周向圆弧管沿混凝土管片圆周方向以一定的间距并排敷设，相邻两根周向圆弧管之间通过高压胶管连接；在顶部轴向直管上设有放气球阀用于排出冷排管内空气。
[0006]进一步地，所述冷排管以所述联络通道的纵向中心线为对称轴对称敷设。
[0007]进一步地，在所述轴向直管之间和周向圆弧管之间平整均匀地填有导热胶泥。
[0008]进一步地，在所述冷排管和导热胶泥上表面铺设有保温板，相邻保温板连接处注有隔绝空气流动的发泡剂。
[0009]进一步地，所述保温板厚度为50mm。
[0010]进一步地，所述冷排管由腰高75mm的槽钢开口端焊接3mm厚的钢板制成。
[0011]为了解决上述技术问题，本发明还提供一种地铁联络通道冻结法施工的辅助降温方法，包括如下步骤:
[0012](I)计算需设于冻结孔所在主冻结面的对侧隧道中冷排管的敷设量:首先确定联络通道冻土帷幕拱顶与隧道混凝土管片连接处冻土帷幕的厚度，据此厚度计算出联络通道冻土帷幕拱顶及侧墙冻土帷幕与隧道混凝土管片的交接面积，据此交接面积计算所需的制冷量，据此制冷量计算所需的冷排管敷设量；
[0013](2)敷设冷排管:在隧道混凝土管片内壁上钻孔，孔里固定膨胀螺丝，冷排管通过膨胀螺丝固定在隧道混凝土管片上；所述冷排管由轴向直管和周向圆弧管组成，轴向直管沿混凝土管片轴向从混凝土管片顶部向下以一定的间距并排敷设，从最上部依次往下直到最下部的轴向直管的长度递减，在每根轴向直管两端焊接有周向圆弧管，周向圆弧管的圆弧外径与混凝土管片的内径相同，周向圆弧管沿混凝土管片圆周方向以一定的间距并排敷设，相邻两根周向圆弧管之间通过高压胶管连接；在顶部轴向直管上设有放气球阀用于排出冷排管内空气；
[0014](3)冷排管打压测试:使用肥皂水进行打压测试，检查轴向直管和周向圆弧管连接的焊缝处以及周向圆弧管之间的高压胶管连接处是否存在漏点，测试压力值为0.8MPa，稳压30分钟不掉压为合格；
[0015](4)布设测温点:在混凝土管片顶部和侧壁均匀布设测温探头，其中顶部不少于3个，侧壁不少于2个；
[0016](5)填充导热胶泥:在轴向直管之间和周向圆弧管之间平整均匀地填充导热胶泥；
[0017](6)冷排管保温:在冷排管和导热胶泥上表面铺设保温板，相邻保温板连接处注入隔绝空气流动的发泡剂。
[0018]进一步地，步骤(I)所述冷排管以所述联络通道的纵向中心线为对称轴对称敷设。
[0019]进一步地，步骤(6)所述保温板厚度为50_。
[0020]进一步地，步骤(I)所述冷排管由腰高75mm的槽钢开口端焊接3mm厚的钢板制成。
[0021]本发明在现有冻结设计的基础上，增加了冷排管、导热胶泥、发泡剂、保温板、测温探头等部件，经过合理的组装，通过控制冷排管的制冷量，提高联络通道冻结施工冻土帷幕的整体稳定性和安全性。冷排管的冷冻盐水供给与回收由透孔来实现，并入对侧隧道的集、配液圈内，从而融入整个冷冻循环回路。接入盐水循环后，应对冷排管内盐水的流量进行监测。通过对盐水流量及温度的控制，可以辅助冻结孔使混凝土管片后土层快速冻结，提高冻土帷幕的整体稳定性和封水性，提高工程的安全性。
【附图说明】
[0022]图1为敷设冷排管的隧道径向剖视图；
[0023]图2为敷设冷排管的隧道轴向剖视图。
[0024]图中:1隧道混凝土管片；101管片缝；2冷排管；201轴向直管；202周向圆弧管；203高压胶管；3 土层；4导热胶泥；5联络通道纵向中心线；6放气球阀。
【具体实施方式】
[0025]现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，且其不应理解为对本发明的限制。
[0026]如图1-2所示，本发明的辅助降温装置包括在隧道混凝土管片I内壁上敷设的冷排管2，冷排管2以联络通道的纵向中心线5为对称轴对称敷设，冷排管2由腰高75_的槽钢开口端焊接3mm厚的钢板制成；冷排管2由轴向直管201和周向圆弧管201组成，轴向直管201沿混凝土管片I轴向从混凝土管片I顶部向下以一定的间距并排敷设，从最上部依次往下直到最下部的轴向直管201的长度递减，在每根轴向直管201两端焊接有周向圆弧管202，周向圆弧管202的圆弧外径与混凝土管片I的内径相同，周向圆弧管202沿混凝土管片I圆周方向以一定的间距并排敷设，相邻两根周向圆弧管202之间通过高压胶管203连接；在顶部轴向直管201上设有放气球阀6用于排出冷排管2内空气。在轴向直管201之间和周向圆弧管202之间平整均匀地填有导热胶泥4。在冷排管2和导热胶泥4的上表面铺设有厚度为50_的保温板，相邻保温板连接处注有隔绝空气流动的发泡剂。
[0027]本发明的辅助降温方法包括如下步骤:
[0028](I)计算需设于冻结孔所在主冻结面的对侧隧道中冷排管2的敷设量:首先确定联络通道冻土帷幕拱顶与隧道混凝土管片I连接处冻土帷幕的厚度，据此厚度计算出联络通道冻土帷幕拱顶及侧墙冻土帷幕与隧道混凝土管片I的交接面积，据此交接面积计算所需的制冷量，据此制冷量计算得出所需的冷排管2敷设量和冷排管2的尺寸，计算过程如下式所示；
[0029]Q = 300 (L1ClpL1Cl2)；
[0030]Q = Qg= qA ；
[0031]式中:Q为管片散热能力，kj/h ；
[0032]Qg为