[发明专利]一种解决冻土融化的方法和装置

说明书

本申请提供一种解决冻土融化的方法及装置，所述装置包括发电机1、空压机2、空气处理单元3，储气罐4、压力调节装置5、涡轮冷却器6、通风管路7、控制装置8、可移动单元9、冻土土体10，其中：所述可移动单元9为用于承载设备的平台，所述可移动单元9上安装有发电机1、空压机2、空气处理单元3，储气罐4、压力调节装置5、涡轮冷却器6、通风管路7和控制装置8上；发电机1和空压机2通过电路相连接；空压机2、空气处理单元3、储气罐4、压力调节装置5和涡轮冷却器6依次通过管路相连接。

技术领域

本发明涉及道路工程健康保障技术领域，特别涉及一种解决冻土融化的方法和装置。

背景技术

冻土是一种对温度十分敏感而且性质不稳定的土体，这类土体具有负温且含有冰的各类土(岩)，同时也是一种多孔结构的复杂物质，冻土中包含了土、水、冰、气四种成分。冻土是一种广泛存在的地质条件，包括多年冻土、季节冻土和瞬时冻土。冻土区域面积占到全球陆地面积的70％，我国冻土面积位列世界第三。随着对冻土地区的开发利用，大量的工程结构被建立在冻土地区。在大量的前期勘测、勘探中发现，冻土的分布规律表现出明显的地带性特征。同时，冻土本身性质复杂，力学性能容易受到环境影响而发生变化，在特定环境因素的作用下会引发翻衆、冻胀等工程病害。这些病害降低了工程结构的稳定性，造成极大的安全隐患。

我国多年冻土地区约占国土面积的21.5％，主要分布在青藏高原，东北大小兴安岭和西部的天山、阿尔泰山及祁连山等地区。目前我国青藏铁路、青藏公路、青藏高速公路格尔木至玉树试验路段等高原冻土地质道路建设已经积累了丰富的高原冻土地质道路建设经验，形成了高原冻土地质道路建设技术体系。但是，高原冻土地质路段道路工程建设中还存在一些难题，包括高原冻土地质路段道路工程建设中路基边坡框架通风锚管、热锚管多年冻土边坡支护结构在钻锚管安装孔、支护结构制作过程可能造成冻土融化形成滑坡隐患，高原冻土地质路段道路工程隧道挖掘施工建设中为了防止冻土融化造成塌方，只能在冬季施工，影响工程进度，高原冻土地质路段道路桥梁建设工程中，为了保证桥墩桩基周围冻土冻实，通常要等4到6个月才能进行桥面铺设，拖延了工程进度。

现有道路施工领域的冻土土体冷却方式有三种：普通锚管、通风锚管和热锚杆。目前普通锚管无法解决冻土土体的健康保障问题，即冻土土体施工存在的滑坡、塌方等问题；通风锚管采用外界冷空气与冻土土体进行热交换，吸收土体热量的方式实现对坡体的降温，其中外界冷空气和吸收土体热量后形成的热空气在锚管内进行对流换热循环，优点是依靠自然通风，无需额外动力，依据外界空气温度的变化还能够实现通风功能的自主控制，但是只能冬季施工，所以施工时间受到限制，施工周期无法保证，且由于采用自然压差的方式换热效率低导致施工效率差；热锚杆采用蒸发制冷系统，主要是气液两相对流循环传热降温，巧妙的解决了注浆锚固与换热降温同时进行的难题，换热效率明显提高，但是因为要使用外界空气，所以对环境温度要求比较高，只能冬季或者夏季夜间进行施工，另一方面由于风压较小，风量较小，换热效率还是不能达到同时施工同时冷却的目的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种解决冻土融化的方法和装置，能够解决施工时间受限，不能同时作业完成的技术难题。

第一发明，本申请提供一种解决冻土融化的装置，所述装置包括发电机1、空压机2、空气处理单元3，储气罐4、压力调节装置5、涡轮冷却器6、通风管路7、控制装置8、可移动单元9、冻土土体10，其中：

所述可移动单元9为用于承载设备的平台，所述可移动单元9上安装有发电机1、空压机2、空气处理单元3，储气罐4、压力调节装置5、涡轮冷却器6、通风管路7和控制装置8上；发电机1和空压机2通过电路相连接；空压机2、空气处理单元3、储气罐4、压力调节装置5和涡轮冷却器6依次通过管路相连接；储气罐4的输出信号和通风管路7的输入信号分别与控制装置8的输入通过信号线相连接；控制装置8的输出分别通过信号线与压力调节装置5和涡轮冷却器6连接；通风管路7一边连接在涡轮冷却器6上，通风管路7另一边可直接作用在冻土土体10上；