一建矿业实务复习第6章井巷工程61_第2页_日常生活和工作

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一建矿业实务复习第6章井巷工程61（第2页）

冻结孔一般等距离的布置在井筒同心的圆周上，冻结孔钻场布置要与井筒冻结、掘砌综合考虑，不要妨碍冻结和掘砌施工用地，施工时应对钻孔周围的松散砂土用粘土或三七灰土置换，并分层压实，钻场宜选用混凝土盘冻结孔间距一般为12到15米，孔径为200到250毫米孔深不应小于冻结深度，并符合施工规范要求。

冻结孔钻进宜采取钻测纠相结合的钻进工艺，一般每隔30米测斜一次，钻进小于100米，可采用灯管测斜，钻进大于100米，宜采用陀螺仪测斜。

偏斜超过设计值时进行纠偏，钻进小于200米时可采用扫孔、扩孔、铲孔纠偏法纠偏，大于200米，宜采用井下动力钻具纠偏，成孔后进行成孔测斜。

冻结孔的圈数一般根据要求的冻结壁厚度来确定，表土较浅时一般采用单圈冻结，对于深厚表土可采用双圈或三圈冻结。

2）地层冻结立井井筒地层冻结有一次全深冻结、差异冻结、局部冻结、分期冻结和双圈或多圈孔冻结等方案，具体应根据井筒检查孔提供的冲击层深度、土性、含水层、隔水层、冻结实验报告和基岩含水层、岩性等资料，以及井筒安全施工需要，选择合理的地层冻结方案。

（1）一次全深冻结一次全深冻结方案适应性强，应用比较广泛，一般冲积层以下基岩风化带涌水量大，围岩稳定性差，宜采用一次全身冻结方案。

实际应用中除采用同径冻结管，还有采用异径管、双供液管等。

异径管冻结，是通过加大上部或局部冻结管直径，增大冻结管与地层热交换面积，来加快上部或局部冻土扩展速度，以达到上部或局部冻结壁早日交圈或防止浅部片帮的目的（2）差异冻结差异冻结也称为长短管冻结，是根据地层热学性能差异，采用差异性的冻结方案来协调不同地层的冻结效率，控制冻结壁发展，从而提高冻结工程的安全性和经济性。

冲积层以下的基岩风化带厚度较大，且围岩稳定性较好，或靠近风化带下部赋存含水层，或井筒全深内有数层含水层采用其他施工方法，难以通过含水层时，宜采用长短管冻结方案。

短冻结管应穿过冲积层和强风化带，长冻结管应穿过含水层，进入不透水稳定基岩，穿过马头门、硐室的冻结管应在打钻下冻结管时和在冻结壁解冻前与掘砌过程中给予封堵处理。

差异冻结具体包括单圈孔差异冻结，多圈孔差异冻结。

单圈孔差异冻结的冻结管采用长短管间隔布置，下部长管的孔间距增大一倍，为使上下冻结壁的交圈时间和厚度相适应，可适当加大长管的供液管直径，并采用正循环，短管则采用反循环。

多圈孔差异冻结其主动冻结孔差异冻结与单圈孔差异冻结类似，防片帮孔的差异冻结和不同圈径的组合需根据土层性质和井壁结构进行调整（3）局部冻结冲积层厚度较浅且井筒中上部赋存较稳定的、用其他施工方法可通过的底层或发生淹井需要恢复施工的井筒，宜采用局部冻结方案。

新建井筒某段施工困难时采用局部冻结，非冻结段地层必须为稳定土层，否则非冻阶段容易发生冻结管断裂事故。

局部冻结的应用效果还取决于冻结器的结构及控制，常用的冻结器结构有充填气压式、充填盐水式、隔板式和套管式四种（4）分期冻结分期冻结也称分段冻结。

当冻结深度较大时，为避免使用过多的制冷设备将一个井筒所需要的冻结深度分为两段或两段以上进行顺序冻结。

当冻结一定时间并转入井筒掘砌后，再开始下段冻结，达到减少冻结总需冷量的目的。

在深厚冲积层中，为防止冻结管断裂，应谨慎选择分期冻结方案。

当中部有较好的粘土隔水层，可作为分期冻结的止水底垫时方能使用，且上、下段冻结分界线应深入隔水层不少于十米，下段井筒掘砌段高不宜过大，以防止冻结壁变形过大引起冻结管断裂，！

（5）双圈或多圈孔冻结冻结深厚冲积层且深部有厚粘土层，冻结壁厚度大于65米时，可采用双圈或多圈孔冻结方案。

地下水流速大及含盐量高的地层，也可采用双圈或多圈孔冻结方案。

深井冻结时可采用在主冻结孔与井孔荒径之间布置辅助冻结孔的主辅孔冻结方案，辅孔布置圈直径和深度应根据地质条件、冻结壁状况及井筒开挖时间、掘砌速度等因素确定3）井筒掘进与支护冻结井筒掘进特点是井筒内无涌水、淋水，不设排水设备，一般不用临时支护采用冻结法施工，井筒的开挖时间要选择适时，通常选择当冻结壁已经形成而又尚未冻至井筒范围以内时开挖最为理想，井筒开挖必须具备以下条件：（1）水文观测孔内的水位有规律的上升，并溢出管口不应少于七天。

当水文观测孔失效或无水文孔时，井筒内的水位应有规律的上升（2）测温孔的温度以符合设计规定，井筒浅部不应发生较大片帮，且不同深度、不同土层的冻结壁厚度，应符合设计规定，同时应满足连续掘砌施工要求（3）地面提升、搅拌、运输、供热、材料供应等辅助设施均已具备井筒连续施工的条件冻结井筒井壁一般采用钢筋混凝土双层或者复合井壁。

外层井壁厚度为400到600毫米，随掘随进行浇筑。

内层井壁厚度一般为500到1千毫米，它是在通过冻结段后自下向上一次施工到井口。

井筒冻结段双层井壁的优点，是内壁无接槎，井壁抗渗性好，内壁在冻结壁维护期（消极冻结期）施工，混凝土养护条件较好，有利于保正井壁质量冻结井筒掘砌段高应根据地层性质、冻结壁强度、井邦稳定性和井壁结构、施工工艺、掘砌速度等因素综合分析确定。

冲积层掘进段高：试挖阶段不宜大于两米，正式开挖阶段不应大于四米（冻结壁径向位移不应大于50毫米，循环作业时间不应大于30小时）；膨胀性大的厚粘土层不宜超过25米，且井帮暴露时间不应大于24小时。

基岩段掘进段高不宜大于四米，风化破碎带岩层应实行短段掘砌，段高不应超过四米，较稳定岩层可实实际情况加大段高，并应进行临时支护冻结井筒应适当提高井壁混凝土的早期强度，使其温度降至0度前，获得足够强度以抵抗冻结压力，并在受冻后继续硬化而不影响终期强度。

冻结井壁提高混凝土强度的措施主要包括掺入低温早强剂、减水剂或防裂密实剂，提高温混凝土入模温度，采用大流态低温混凝土等。

一般要求外壁施工混凝土的入模温度以为15度，低温季节施工时不应低于10度，内壁施工温度不宜低于15度。

采用夹层时不应低于10度，基岩段不应低于20度。

外壁砌壁模板可选用液压整体金属模板、装配式钢模板等，且应备有不少于一组1到15米高的应急模板；内壁砌壁模板可选用液压滑升钢模板、装配式钢模板，且施工速度不宜超过12米每天4）冻结管（孔）处理冻结管拔管前利用热盐水在冻结器里循环，使冻结管周围的冻土融化达100毫米，以便顺利拔管。

冻结管拔起500毫米左右后，便可停止循环热盐水。

拔冻结管要占用井口工期至少1到15个月，目前大多数井筒不拔冻结管。

冻结管是否回收由冻结施工单位和建设单位协商确定。