深厚冲积层冻结法凿井理论与技术

前言

第1章总论

第2章深厚冲积层土质物理特性

第3章人工冻土力学特性

第4章深厚冲积层人工冻结壁温度场

第5章深厚冲积层冻结壁强度与稳定性研究

第6章冻结壁与外层井壁共同作用机理

第7章冻结井壁外荷载

第8章深厚冲积层冻结压力实测研究

第9章冻结井筒高强高性能钢筋混凝土井壁研究与应用

第10章冻结井筒高强钢筋混凝土预制弧板井壁研究

第11章冻结井竖向可缩性井壁结构的研究与应用

第12章深厚冲积层冻结法凿井典型工程应用

附表

本书针对黄淮地区（特别是两淮地区）深厚冲积层冻结法凿井存在的理论与关键技术问题，系统总结了作者及其学术团队二十多年在该方面研究成果。全书共十二章，主要内容包括：通过大量的试样室内试验，分析深厚冲积层土质物理特性、冻土力学与变形性质；采用理论分析、模型试验和数值模拟相结合的方法，揭示深井多排孔冻结温度场形成规律、冻结壁的力学特性和变形特征、冻结壁与井壁共同作用机理、冻结压力形成机制和分布规律；提出满足不同水文与工程地质条件的新型冻结井壁结构形式，建立新型井壁结构设计计算方法；介绍研究成果在深井冻结法凿井成功应用的典型案例。

1 综述

1.1 冻结法凿井技术现状

1.2 程村主、副井深厚冲积层冻结法凿井技术攻关

1.3 技术攻关效果

2 矿井简况

2.1 矿井地理位置及交通

2.2 煤炭资源条件

2.3 井田地质、水文地质特征

2.4 矿井设计简况

2.5 井筒地质、水文地质特征及施工方法选择

3 打钻、冻结与冻结段掘砌

3.1 冻结钻孔工程

3.2 制冷冻结工程

3.3 冻结段掘砌工程

4 冻结法凿井工程项目管理

4.1 项目特点

4.2 项目管理的特点、模式及人员配备

4.3 项目管理工作程序

4.4 合同及招投标管理

4.5 项目控制

4.6 小结

5 冻结凿井技术攻关

5.1 技术关键与攻关内容

5.2 冻结设计

5.3 冻结段井壁设计

5.4 冻结信息化施工

5.5 冻结壁位移实测

5.6 高性能混凝土的试验应用

6 经验体会

6.1 冻结壁厚度设计

6.2 冻结壁平均温度计算

6.3 冻结壁掘进段高计算

6.4 冻结孔布置方式

6.5 冻结信息化施工

6.6 低水化热高性能混凝土的应用

参考文献

《程村主副井深厚冲积层冻结法凿井技术》根据作者参与程村主、副井430m冲积层冻结方案设计、技术攻关和施工实践的亲身经历编写。系统地总结了深厚冲积层的冻结设计、冻结段井壁结构设计、冻结信息化施工、深部厚黏土层冻结壁位移监控、低水化热高性能混凝土试验应用等技术攻关成果和防止冻结管断裂、外层井壁压坏、内层井壁开裂漏水、卵(砾)石层厚度比例为38%的深厚冲积层冻结段快速施工、工程项目管理等成功经验。对类似地层条件冻结凿井具有重要的参考意义。

随着煤矿建并技术的发展,特殊凿井技术也有了长足的进步，特别是冻结法施工深厚冲积层井筒的掘砌技术得到了快速的发展，形成了钻孔、冻结、掘进、砌壁等一系列完整的技术系统，已成为施工深厚冲积层立井井简主要的施工方法。

冻结法凿井的主要原理就是在地面按设计钻冻结钻孔到预计需冻结的深度，然后在冻结钻孔内下冻结管，利用冻结站内的制冷设备压缩低温盐水在冻结钻孔内循环流动，形成冻结帷幕，当冻结帷幕达到设计强度后，就可以在冻结帷幕的保护下进行井简掘砌。

冻结井简施工适时开挖，是加快井简施工速度、缩短工期的重要一环。开挖过早，会发生片帮甚至通砂透水;开挖过迟,随着冻土墙的不断扩展，会增加施工难度，影响施工进度。因此，并简开挖时间应遵循以下原则。

(1) 当水文观测孔内的水位已有规律地上升并冒水;

(2) 测温孔的温度已降至设计值,证实冻结壁已全部浇圈，其强度具备开挖条件;

(3) 开挖前的准备工作均已就绪,完全具备井筒施工条件。

根据以上条件开挖时间一般选定在冻结壁浇圈10 d 后进行，即预计主机开冻90 d后试挖,井简试挖30 m 后进行吊盘及其他凿井悬吊设备安装，在开冻120 d 后井筒即可正式开挖。 2100433B