一种多节连接自钻冻结管
技术领域
本实用新型涉及人工冻结地层加固施工技术领域，具体涉及一种多节连接自钻冻结管。
背景技术
人工地层冻结法(Artificial Ground Freezing,AGF)(简称“冻结法”),是利用人工制冷技术，抽取使地层中的热量，使得地层中的自由水凝结成冰，把地层中的自然岩土变成人工冻土，增强其工程力学性质，形成的冻结壁同时也可以有效隔绝该区域内外的水力联系，可安全进行地下工程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加固地层。人工土冻结法由于基本不受支护范围和支护深度的限制，能有效加固软弱土层、防止涌水涌沙以及城市挖掘、钻凿施工中相邻上体的变形而受到越来越多的重视，成为地下工程的重要技术手段之一。
人工冻结工程中的冻结管普遍采用的是低碳无缝钢管，低碳无缝钢管在常温和低温下的力学性能较好，热导性较好，能满足冻结施工要求，同时人们对钢管的加工及使用工艺比较熟悉；也可以采用PVC、PPR、ABS、 PE等塑料管。常用的冻结管有直线型和曲线形，在要求冻土帷幕加固结构为曲线时常采用曲线形，除此之外，一般为直线型冻结管。在工程应用过程中，一般先用钻机预先按照深度、直径和数量要求打出一定数量的钻孔，再向各钻孔中安装冻结管外管和内管，之后将各内外管分开并连密封起来，通过冷却介质的循环，在地层中形成冻结壁。工作完成后，在冻结管中循环热水解冻之后拔出冻结管，进行融沉注浆。以上工序可以看出其过程复杂和耗时严重的问题，工程中冻结管若焊接不完整或其他原因造成循环液外泄，将导致岩土体久冻不结，严重浪费工时，同时也会留下很大的安全隐患。而且冻结管解冻后在拔除时容易发生断管现象。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的冻结管施工效率、冻结效率、冻结管密封性和断管问题问题，提供了一种多节连接自钻冻结管。采用本实用新型施工时，在机器提供的扭矩下钻入地层之中，并可以调整中部冻结管身的连接数量调整施工长度。工程结束解冻之后，反向提供力矩能轻松拔出冻结管设置，拆除方便，能有效节省工期，省却断管的麻烦。多节连接的形式，能做到自由调整整体冻结管的长度，具有更佳的实用性和更广的适用性。
为达到上述目的，达到上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：一种多节连接自钻冻结管，包括上部冻结管帽、下部冻结管头以及至少一个中部冻结管身，所述上部冻结管帽、所述中部冻结管身和所述下部冻结管头均设置有外管体和内管体，所述外管体和内管体之间设置有支撑柱；
所述上部冻结管帽设置有供液口和回液口且管体外部无螺纹，所述冻结管帽朝向所述中部冻结管身连接的一端设置有管帽连接锁定部；
所述中部冻结管身一端设置有管身上端连接锁定部，另一端设置有管身下端连接锁定部，所述中部冻结管身的管体外部设置有螺纹横截面呈梯形的环绕螺纹；
所述下部冻结管头的一端延伸设置形成圆锥体尖端，另一段设置有管头锁定部，所述下部冻结管头非圆锥体尖端部的管体外部环绕螺纹横截面呈梯形，所述下部冻结管头圆锥体尖端部的管体外部环绕螺纹横截面呈三角形。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述管头锁定部设置有锁定环与锁定扣，所述管头锁定部设置位置处的管体直径小于非所述管头锁定部设置位置处的管体直径，所述管头锁定部设置位置处的管体外边缘设置有互嵌槽。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述锁定环包括L型卡槽以及互相之间能水平转动卡接的活动卡槽和锁定扣。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述L型卡槽槽的竖直部开口处向两侧延伸外扩，所述L型卡槽槽的水平部末尾向竖直方向延伸外扩。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述管身上端连接锁定部设置有锁定环与锁定扣，所述管身上端连接锁定部设置位置处的管体直径小于非所述管身上端连接锁定部设置位置处的管体直径，所述管身上端连接锁定部设置位置处的管体外边缘设置有互嵌槽；
所述管身下端连接锁定部设置位置处的管体内边缘设置有互嵌槽。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述锁定环包括L型卡槽以及互相之间能水平转动卡接的活动卡槽和锁定扣，所述L型卡槽槽的竖直部开口处向两侧延伸外扩，所述L型卡槽槽的水平部末尾向竖直方向延伸外扩。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述下部冻结管头的一端延伸设置形成实心的圆锥体尖端。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述上部冻结管帽、所述中部冻结管身和所述下部冻结管头均为低碳无缝钢管。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述上部冻结管帽、所述中部冻结管身和所述下部冻结管头互相连接互嵌锁定的位置处还设置有密封垫圈。
本实用新型一个较佳实施例中，进一步包括所述上部冻结管帽管体外部设置有锁定扣。
本实用新型的有益效果是:
装置整体采用模块化分节设计，方便运输和使用，且在实际使用过程中，能根据实际的使用需求，灵活组合拼装，具有较强的泛用性和适用性；管体自带螺纹，具有自钻特点，无须提前打孔，能提高冻结管的铺设和回收效率，减小了工程成本；螺纹的设置和很截面形状能增大管体与岩土体的接触面积，提高导热效率，从而提升装置的使用效果。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型优选实施例未连接时的示意图；
图2是本实用新型优选实施例下部冻结管头的示意图；
图3是本实用新型优选实施例中部冻结管身的示意图；
图4是本实用新型优选实施例上部冻结管帽的示意图；
图5是本实用新型优选实施例管身上端连接锁定部的连接示意图；
图6是本实用新型优选实施例管身下端连接锁定部的连接示意图；
图7是本实用新型优选实施例锁定环环内展开示意图。
图1-7中：1、上部冻结管帽，2、下部冻结管头，3、中部冻结管身， 4、外管体，5、内管体，6、支撑柱，7、供液口，8、回液口，9、螺纹， 10、管帽连接锁定部，11、管身上端连接锁定部，12、管身下端连接锁定部，13、圆锥体尖端，14、管头锁定部，15、锁定环，16、锁定扣，17、互嵌槽，18、L型卡槽，19、活动卡槽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1-7所示，本实施例中公开了一种多节连接自钻冻结管，包括上部冻结管帽1、下部冻结管头2以及至少一个中部冻结管身3，上部冻结管帽 1、中部冻结管身3和下部冻结管头2均设置有外管体4和内管体5，外管体4和内管体5之间设置有支撑柱6；上部冻结管帽1设置有供液口7和回液口8且管体外部无螺纹9，冻结管帽朝向中部冻结管身3连接的一端设置有管帽连接锁定部10；中部冻结管身3一端设置有管身上端连接锁定部11，另一端设置有管身下端连接锁定部12，中部冻结管身3的管体外部设置有螺纹9横截面呈梯形的环绕螺纹9；下部冻结管头2的一端延伸设置形成圆锥体尖端13，另一段设置有管头锁定部14，下部冻结管头2非圆锥体尖端13部的管体外部环绕螺纹9横截面呈梯形，下部冻结管头2圆锥体尖端13部的管体外部环绕螺纹9横截面呈三角形。上部冻结管帽1、中部冻结管身3和下部冻结管头2之间由上下冻结管互嵌槽17互嵌及锁定环 15两个方法连接锁定，上部冻结管帽1旋转嵌入中部冻结管身3，中部冻结管身3和中部冻结管身3对应旋转互相连接，中部冻结管身3内管旋转嵌入下部冻结管头2中，以此完成组装，在实际操作中，能根据实际的使用需求，即钻入深度，选择中部冻结管身3的连接数量，达到目的，多节连接自钻冻结管钻入完成后，循环水从供液口7流入，在装置内循环即从外管循环到内管，最终由回液口8流出。本实用新型中的装置整体采用模块化分节设计，方便运输和使用，且在实际使用过程中，能根据实际的使用需求，灵活组合拼装，具有较强的泛用性和适用性。圆锥体尖端13的外部设计为三角形横截面螺纹9，可以更方便快捷破开土层。管体自带螺纹9，具有自钻特点，无须提前打孔，能提高冻结管的铺设和回收效率，减小了工程成本。螺纹9的设置和很截面形状能增大管体与岩土体的接触面积，提高导热效率，从而提升装置的使用效果。
圆锥尖体外部设计为三角形横截面螺纹9，可以更方便快捷破开土层。中部冻结管管身其它部分的外壁环绕横截面为梯形的螺纹9，尽可能避免工程中对工作人员产生伤害，同时也可以增大冻结管与土体的接触面积，提高导热效率。铺设时，为整体提供旋进力；冻结或解冻时，可以对冻结管周围一定范围的土体冻涨融沉作用进行约束；拆卸时也更方便旋出
其中，中部冻结管管身整体长度为2m，下部冻结管头2整体长度为2m。圆锥尖体部分为实心材料，高度为0.3m,底面直径0.1m，且环绕的螺纹9 较为锋锐。截面为钝角三角形，高和边长为0.02m，螺纹9间距0.09m，中间圆柱端外管环绕的螺纹9截面为直角梯形(下锐角，上直角)，尺寸为：高0.02m，上底长为0.005m，下底长为0.025m。冻结管外管外直径为0.1m，外管壁厚度为0.005m；内管直径为0.04m，内管厚度为0.0025m。3个内外管连接臂为厚0.005m，30°的扇面环，均匀分布。
其中，内管和外管之间设置的支撑柱6能保证其它部分保持独立，以保障循环介质的顺利循环。
本实用新型在使用时，管头锁定部14设置有锁定环15与锁定扣16，管头锁定部14设置位置处的管体直径小于非管头锁定部14设置位置处的管体直径，管头锁定部14设置位置处的管体外边缘设置有互嵌槽17。连接部分之间直径差异化的设计便于互相插接，连接的紧密，还能避免漏液和松脱现象。互嵌槽17的设置，可以保障各冻结管连接部之间不产生相对转动，有效传递扭矩、增加整体契合度，减少循环液外泄的可能性。锁定环15和锁定扣16配接可以固定相邻冻结管，防止出现松脱现象，保障整体密封性。
本实用新型在使用时，锁定环15包括L型卡槽18以及互相之间能水平转动卡接的活动卡槽19和锁定扣16。L型的设置方便连接时卡接和固定，可以保障各冻结管连接部之间不产生相对转动，有效传递扭矩、增加整体契合度，减少循环液外泄的可能性。
本实用新型在使用时，L型卡槽18槽的竖直部开口处向两侧延伸外扩， L型卡槽18槽的水平部末尾向竖直方向延伸外扩。L型卡槽18这样的槽体设置方便连接时卡接和固定，可以保障各冻结管连接部之间不产生相对转动，有效传递扭矩、增加整体契合度，减少循环液外泄的可能性。
本实用新型在使用时，管身上端连接锁定部11设置有锁定环15与锁定扣16，管身上端连接锁定部11设置位置处的管体直径小于非管身上端连接锁定部11设置位置处的管体直径，管身上端连接锁定部11设置位置处的管体外边缘设置有互嵌槽17；
管身下端连接锁定部12设置位置处的管体内边缘设置有互嵌槽17。互嵌槽17的设置，可以保障各冻结管连接部之间不产生相对转动，有效传递扭矩、增加整体契合度，减少循环液外泄的可能性。锁定环15和锁定扣 16配接可以固定相邻冻结管，防止出现松脱现象，保障整体密封性。连接部分之间直径差异化的设计便于互相插接，连接的紧密，还能避免漏液和松脱现象。
本实用新型在使用时，锁定环15包括L型卡槽18以及互相之间能水平转动卡接的活动卡槽19和锁定扣16，L型卡槽18槽的竖直部开口处向两侧延伸外扩，L型卡槽18槽的水平部末尾向竖直方向延伸外扩。
本实用新型在使用时，下部冻结管头2的一端延伸设置形成实心的圆锥体尖端13。圆锥体尖端13的外部设计为三角形横截面螺纹9，可以更方便快捷破开土层。
本实用新型在使用时，上部冻结管帽1、中部冻结管身3和下部冻结管头2均为低碳无缝钢管。整体为耐腐蚀低碳钢材质，以提高冻结管的回收再利用率，避免因循环液腐蚀等原因造成冻结管破损。
本实用新型在使用时，上部冻结管帽1、中部冻结管身3和下部冻结管头2互相连接互嵌锁定的位置处还设置有密封垫圈。密封垫圈的设置能使得各连接部之间连接的更紧密，避免漏液，还增加了整体密封性。
本实用新型在使用时，上部冻结管帽1管体外部设置有锁定扣16。锁定环15和锁定扣16配接可以固定相邻冻结管，防止出现松脱现象，保障整体密封性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
