冻结法凿井施工技术应用与管理
冻结法 凿井 原理
冻结法凿井原理
冻结法是一种用于凿井的原理，它被广泛应用于水井的建设中。
这种方法的原理是利用冻结土壤的能力来形成一个固体的冻结圈，从而阻止井壁周围的水流入井筒。
凿井是一项需要高度技术和经验的工作，它通常在需要获取地下水资源的地区进行。
在过去，人们主要使用爆破技术来凿井，但这种方法有一些缺点，例如容易造成地质灾害和水源污染。
因此，冻结法成为了一种更加安全和可靠的选择。
冻结法的实施需要以下步骤。
首先，需要在井筒周围挖掘一个足够大的坑，然后在井筒的周围安装冷却管。
接下来，通过这些冷却管引入低温冷却剂，使土壤温度迅速下降。
当土壤温度降到冰点以下时，水分开始结冰，形成一个冻结圈。
这个冻结圈将土壤固化，从而阻止水流入井筒。
冻结法的优点是它能够有效地控制井筒周围的水流，确保井筒的稳定性和安全性。
此外，冻结方法还可以减少井筒周围的水污染，因为冻结圈可以阻止地下水与井筒中的水混合。
然而，冻结法也有一些限制和挑战。
首先，冻结法的实施需要大量的冷却剂和设备，成本较高。
其次，冻结圈的形成需要一定的时间，因此对于井筒的建设进度有一定的影响。
此外，冻结法对环境的影响也需要注意，特别是对冷却剂的排放和处理。
总的来说，冻结法是一种有效的凿井方法，它通过冻结土壤来阻止水流入井筒，保证井筒的稳定性和安全性。
虽然冻结法存在一些挑战和限制，但它仍然是一种被广泛应用的技术。
在未来，随着技术的不断进步和创新，冻结法有望得到更好的发展和应用。
冻结法凿井快速施工技术在工程中的应用
冻结法凿井快速施工技术在工程中的应用冻结法凿井快速施工技术在工程中的应用摘要：结合某煤矿中央回风立井冻结表土段凿井施工工程, 该井筒深1005m, 其中冻结段深618m。
介绍了在冻结法施工中所采用的综合机械化配套方案和多项新技术、新工艺、新设备, 实现了快速施工。
关键词: 冻结法；立井井筒；机械化配套设备；快速施工中图分类号: TD262 文献标识码: A文章编号:近年来，冻结法凿井施工技术应用越来越广泛，尤其对于冲积层较厚的煤矿建井施工能有效起到安全快速的作用。
所谓冻结凿井法（freeze sinking method），即是采用制冷技术暂时冻结加固井筒周围不稳定地层并隔绝地下水后再进行凿井的特殊施工方法。
1862年英国首先将人工制冷方法用于基础工程，1883年德国最早用人工冻结法开凿立井，我国是1955年首次在开滦林西煤矿开凿风井中开始应用。
冻结法是特殊凿井的主要方法之一，虽然需用设备较多，工期较长，成本较高，但安全可靠，施工技术较成熟。
现结合工程实例，就实现快速施工所采取的相关技术措施作简要探讨。
该煤矿中央回风立井, 井筒净直径7.5m, 深度1005m, 其中冻结段深度618m, 基岩段深度387m。
冻结段为双层钢筋混凝土井壁, 混凝土强度等级C50～C75。
井筒冻结段穿过第四系表土层, 主要以粘土和砂土为主。
1 凿井施工综合机械化配套方案井筒冻结表土段快速施工的关键环节是掘进、提升运输和砌壁；应根据井筒表土层实际情况和合同要求，合理选用能满足相应工序要求的施工设备。
选用综合机械化配套设备如下：CX55型挖掘机掘进，多台风镐、凿岩机、铁锹等刷帮,HZ-6型中心回转式抓岩机装矸。
主提升为2JK-4.0×2.1(Ⅱ)E型提升机，配单钩5.0m3 吊桶提升。
副提升为JKZ-2.8/15.5型提升机，配单钩4.0m3吊桶提升，座钩式自动翻矸；矸石落地后，铲车装载，自卸式汽车排矸。
设置3 层吊盘, 采用4台德国产JZ-25/1300 型稳车悬吊, 提落集中控制。
冻结法施工工法
冻结法施工工法冻结法施工工法是一种在土壤或地下水中适用的特殊工法，通过使用低温冻结土壤，以达到固结土壤、提高土壤强度的目的。
该工法被广泛应用于地铁隧道、地下工程以及水利工程等领域。
一、工法原理及步骤冻结法施工工法的原理是通过将导热性能较好的冷媒注入到土层中进行冷冻，降低土壤温度，使土壤中的水分形成冰，进而形成冻结固结的效果。
以下是冻结法施工工法的基本步骤：1. 前期准备工作：包括确定施工区域、进行地质勘探、设计冻结井孔等。
根据具体工程的要求，确定冻结井孔的深度和间距，并进行相应的测量放线工作。
2. 预冷：在施工区域进行预冷，通过降低区域温度，使土壤开始结冰。
预冷可以使用喷淋水或者其他降温设备。
3. 钻井：根据设计要求，在施工区域进行钻井，并安装冻结井孔。
冻结井孔的数量和位置应严格按照设计要求进行设置。
4. 注冷液：将冷媒通过冻结井孔注入土体中，并控制注入速度和密度。
冷媒冷却土壤中的水分，使其凝结为冰。
在注入过程中，需要利用监测设备进行实时监控，确保施工的效果和质量。
5. 冻结维持：在冷却液注入完成后，需要维持一定的冷却时间，以保证土壤完全冻结。
同时，需要对温度进行监控，确保土壤的冷冻效果。
6. 结冰固化：待土壤冷冻完全固化后，可以进行下一步的施工工作。
在这个阶段，冰固体将充当支撑结构的作用，可以避免土壤下陷或发生坍塌。
7. 结束施工：当施工工作完成后，需要进行冰体融化处理。
根据具体情况，可以使用加热水或者其他加热设备加快融冰过程。
融冰后，土体恢复正常状态，可以进行后续的工程施工。
二、冻结法施工工法的优点1. 提高土体强度：冻结法施工工法可以将土壤中的水分冻结成冰，使原本松散的土体变得坚实。
这有助于提高土壤的强度和稳定性，保证施工过程中的安全性。
2. 控制水位与土层状况：通过冻结法施工工法，可以有效地控制水位，避免地下水渗透到施工区域。
这对于地铁隧道、水利工程等需要在地下进行施工的项目尤为重要。
3. 提高施工效率：与传统的地下施工工法相比，冻结法施工工法能够提高施工效率。
煤矿冻结法开凿立井工程技术
表4.2.1-1
石灰石粉的细度、密度、水分应满足设
计要求。 3 聚苯乙烯泡沫塑料板 冻土与井壁间所采用的聚苯乙烯泡沫塑料 板物理力学性能指标应符合附录D表D中的 规定。 4 可压缩木屑板 可压缩木屑板的厚度应根据所需的压缩量 确定，一般采用6～20mm。板材性能应满 足压应力值为35N／mm2时，压缩率为30 ％～40％。
2．1．15冻土压力 pressure Of freezing wall 井壁支护后，冻结壁蠕变变形及融土回冻冻胀等因素作用 于井壁上的径向压力的统称，是临时荷载，亦称冻结压力。 2．1．16井壁 shaft lining 在井筒开挖围岩的表面构筑一定的厚度、强度和密封性好 的整体构筑物。井壁为圆形断面，材料一般采用现浇钢筋 混凝土或混凝土，混凝土应具有早强高强的特性。井壁结 构形式一般有单层、双层、双层混凝土塑料夹层复合井壁 等。 2．1．17双层井壁 double-layer lining 由外层井壁和内层井壁组合而成。外层井壁由上而下随 井简短段掘砌直至冻结段底部，其厚度和强度应能承受冻 土压力的作用；外层井壁施工结束后，内层井壁由下而上 连续一次浇筑至井口，其厚度和强度应能承受静水压或负 摩擦力的作用。内外层井壁材料，目前我国采用钢筋混凝 土和混凝土。
2．1．18双层混凝土塑料夹层复合井壁 double-layer concrete composite shaft lining with a plastic-plate sandwich 在双层混凝土井壁的内外层井壁之间铺设一层或两层厚 1．5mm聚乙烯塑料板而成。设置塑料板后，制止了内层井 壁的温度裂缝，井壁防水性能好。 2．1．19砌块沥青钢板混凝土复合井壁steel-concrete-bitum sliding lining 外层井壁由混凝土预制块和可压缩板构成，内层井壁为钢筋混 凝土结构，分段构筑。内外层井壁之间设置沥青和钢板。钢 板封水性好，井壁不漏水，沥青柔性好，在外力作用时，有 缓冲均压作用。允许井壁产生一定的曲率半径。故又称柔性 井壁。 21.20装配式铸件混凝土复合井壁 shaft tubbing 装配式铸件混凝土复合井壁又称丘宾筒。由铸铁或钢带有凸 缘和加强肪的弧形板，在井下装配成筒体，并在其后充填混 凝土。
冻结法凿井快速施工技术在工程中的应用
冻结法凿井快速施工技术在工程中的应用摘要：结合某煤矿中央回风立井冻结表土段凿井施工工程, 该井筒深1005m, 其中冻结段深618m。
介绍了在冻结法施工中所采用的综合机械化配套方案和多项新技术、新工艺、新设备, 实现了快速施工。
关键词: 冻结法；立井井筒；机械化配套设备；快速施工中图分类号: TD262 文献标识码: A文章编号:近年来，冻结法凿井施工技术应用越来越广泛，尤其对于冲积层较厚的煤矿建井施工能有效起到安全快速的作用。
所谓冻结凿井法（freeze sinking method），即是采用制冷技术暂时冻结加固井筒周围不稳定地层并隔绝地下水后再进行凿井的特殊施工方法。
1862年英国首先将人工制冷方法用于基础工程，1883年德国最早用人工冻结法开凿立井，我国是1955年首次在开滦林西煤矿开凿风井中开始应用。
冻结法是特殊凿井的主要方法之一，虽然需用设备较多，工期较长，成本较高，但安全可靠，施工技术较成熟。
现结合工程实例，就实现快速施工所采取的相关技术措施作简要探讨。
该煤矿中央回风立井, 井筒净直径7.5m, 深度1005m,其中冻结段深度618m, 基岩段深度387m。
冻结段为双层钢筋混凝土井壁, 混凝土强度等级C50～C75。
井筒冻结段穿过第四系表土层, 主要以粘土和砂土为主。
1 凿井施工综合机械化配套方案井筒冻结表土段快速施工的关键环节是掘进、提升运输和砌壁；应根据井筒表土层实际情况和合同要求，合理选用能满足相应工序要求的施工设备。
选用综合机械化配套设备如下：CX55型挖掘机掘进，多台风镐、凿岩机、铁锹等刷帮,HZ-6型中心回转式抓岩机装矸。
主提升为2JK-4.0×2.1(Ⅱ)E型提升机，配单钩5.0m3 吊桶提升。
副提升为JKZ-2.8/15.5型提升机，配单钩4.0m3吊桶提升，座钩式自动翻矸；矸石落地后，铲车装载，自卸式汽车排矸。
设置3 层吊盘, 采用4台德国产JZ-25/1300 型稳车悬吊, 提落集中控制。
科技成果——深厚复杂岩土中冻结法凿井关键技术
科技成果——深厚复杂岩土中冻结法凿井关键技术适用范围近年来，我国东、西部地区深井建设中普遍遇到深厚复杂岩土层，冻结法是其最主要的凿井方法。
本技术适用于表土层厚度800m以内，含水岩层深度1000m以内的复杂岩土层中凿井，突破了深厚复杂岩土层下固体资源开发的凿井技术瓶颈制约，推广应用前景广阔。
技术原理在待开凿的井筒周围钻冻结孔；在孔内下入钢质冻结管，再在冻结管内下入塑料管，形成冻结器；在冻结器内循环来自制冷站的低温盐水，使周围地层冻结，形成筒形冻土墙—冻结壁；而后在冻结壁的保护下掘砌施工井壁，形成永久的封水与支护结构。
关键技术冻结井壁关键技术：井壁永久荷载和冻结压力理论，双层复合井壁和单层井壁设计理论，适应表土层沉降的井壁结构及其设计理论，井壁防裂技术、接茬防渗技术，（钢纤维）高强混凝土井壁施工技术。
冻结壁关键技术：冻结壁厚度设计理论，多圈管冻结壁发展厚度与平均温度计算方法，分圈异步冻结技术，高效保温局部冻结技术，预防冻结管断裂技术，控制冻结技术，冻结孔内缓凝水泥浆固管封水技术。
工艺流程1、打井筒检查孔；2、确定冻结深度；3、确定井壁结构与材料，设计井壁厚度等；4、设计冻结壁的厚度及平均温度；设计冻结方案、工艺和冻结孔位置等；5、打冻结孔，下入钢质冻结管和塑料供液管，形成冻结器；同时建制冷站；6、在冻结器内循环来自制冷站的低温盐水，冻结地层形成合格冻结壁；7、掘砌施工井壁；8、停冻，拔出供液管并充填冻结管。
主要技术指标（1）可开凿表土厚度达800m的特厚表土井筒、富水岩层深达1000m的井筒；（2）井壁（钢纤维）混凝土强度等级可达（CF100）C100；（3）可预防冻结管断裂及冻结孔导水淹井事故；（4）可预防深厚表土层沉降引起的井壁破裂灾害；（5）与传统的双层复合井壁技术比，新型单层冻结井壁技术壁厚减少近50%。
典型案例1、深厚表土层冻结法凿井技术：已施工49个表土厚度达400-754m（创世界纪录）的井筒，井壁混凝土设计等级达CF90。
冻结法凿井冷冻孔施工技术应用
求， 泵压能够满足纠斜时给螺杆提供足够动力 的要求 ， 同时 由于施 工 的井 段多 为 第 三 、 四系松 散 地 层 ， 量 不 泵 宜过 大 。综合考 虑 ， 该钻 井工 程选 用 ＴＢ 一岛 ５ ｗ ／０泵
可 以满 足 工程施 工 的需要 。 ２ Ｉ ４ 动力 ．． 钻机 配备 １ Ｏ ｗ 电机 ， １ｋ 泥浆泵 配备 ９ ｋ 电机 。 ０ｗ ２ １ ５ 测斜仪 器 ．．
层。
③石 灰粉锯 末泥浆 ： 这种 泥浆 主要 是处理 冲积层 的
漏失 和翻孔 。
④ 白土聚丙烯 酰胺 泥 浆 ： 种泥 浆 质量 较 高 ， 这 应用 较广 ， 是钻探 中常 用的优 质泥浆 。
３ 防斜 纠斜 钻进 施工
下 钻前上好 钻头 ， 双钳 紧扣 ， 编织袋 将钻用 范 围越来 越广 阔 ， 于 对 冲积层 较厚 的煤 矿建 井 施 工 能有 效 地 起 到安 全 快 捷 的 作 用 ， 场 前景较 好 。冻结 井施 工前期 冷冻 孔 的钻 孔质 市
量 十 分重要 ， 时甚 至决定 着冻 结井施 工 的成 败 。偏斜 有 是 影 响冷冻 孔质 量 的关 键 问题 之 一 。 由于冷 冻 孔 施 工 间距小 （． ～ ２ ７ ， １ ２ ． ｍ） 因此 一 旦 发 生 偏 斜 就 容 易 造 成 “ 穿孔 ” 事故 ， 无形 中增 加 了冷冻 孔施 工难 度 。本 文 主要 对 冷 冻孔施 工过 程 中 的防斜纠 斜 问题 进行 了深 入研 究 ， 并 整理 出 了一套科 学 有效地 施工 方案 。
２ ～３次 。然 后开高 速快速 扫 孔 ２次 。这 样做 的 目的主 要是 修正 钻孔 ， 防孔斜 。所 加 钻 杆必 须 双钳 紧 扣 ， 预 防 止在 划 眼 、 扫孔 时脱扣 。
关于立井冻结法施工的说法
关于立井冻结法施工的说法
立井冻结法施工是一种特殊的施工方法，适用于冰点高于-2℃、地下水流速小于5m/d、地温低于35℃、冲积层厚度小于700m、冻结深度小于950 m的立井井筒。
这种方法通过制冷技术暂时冻结加固立井井筒周围的不稳定地层，隔绝地下水后进行凿井。
在立井冻结法施工过程中，制冷站是关键设施，它集中设置了制冷设备和设施，为地层冻结提供负温循环盐水。
冲积层是覆盖在基岩露头之上的第三系第四系地层。
通过人工制冷方法，使松散不稳定含水地层冻结，形成含有冰的土（岩）。
冻结壁是立井冻结法施工中形成的封闭冻结帷幕，具有一定的厚度、强度和深度。
冻结壁形成期是从开始冻结至达到冻结壁设计要求的时间，也称为积极冻结期。
而冻结壁维持期是冻结壁达到设计要求后，为维持其设计性能的时间。
立井冻结法施工及质量验收应符合国家标准《GBT51277-2018矿山立井冻结法施工及质量验收标准》的规定，同时还要符合国家现行有关标准的规定。
在施工过程中，应实行现代化科学管理，实施绿色施工，积极推广应用成熟的新工艺、新技术、新设备和新材料。
井筒冻结法在矿建施工中的技术应用
井筒冻结法在矿建施工中的技术应用摘要：在井筒施工过程中，冻结法的施工工艺较为简单，同时能够降低工程施工成本，有助于施工企业达到经济利益最大化的目标。
所以，对井筒冻结法的施工工艺以及施工原理进行分析是十分有必要的，这有助于行业的未来发展。
本文论述了井筒冻结法的施工原理和分类，分析了井筒掘砌的施工技术，可供参考！关键词：井筒；冻结法；施工技术随着经济的不断发展进步，国家和社会的建设项目也越来越多，对空间的利用也越来越重视，在矿建施工方面，由于地下空间的情况比地面施工更为复杂，难度也上升了一个很高的层次，面对复杂的矿建工程地质和水文地质环境和施工条件，常规的施工技术显然不能够满足施工的要求，而要根据具体的施工特点和地质环境和条件来进行具体的分析，从而提高施工的质量。
井筒冻结法在矿建施工中就应用的比较广泛，因此，对井筒冻结法在矿建施工中的技术进行分析，对矿建施工具有重要意义。
1井筒冻结法的施工原理冻结法指的是工作人员使用人工制冷方法，对要挖掘地下空间的周边土层中含有的水进行冻结处理，使其和土层之间构成胶结状态，如此一来，就能构成冻土墙或者是构成一个密封的冻土体，从而能够有效科学地抵御土层的压力，解决地下水出现渗漏的情况。
作为在地下工程施工过程较为特殊的施工技术，冻结技术经常被使用在竖井工程项目中。
冻结技术利用人工制冷方式，把天然岩土做成冻土，这不但大大节约了工程施工的成本和周期，也加强了土体的安全性和稳定性，并且有了冻结壁面的保护，相关施工人员就能够在井下进行堆砌、挖掘等特殊工程的施工。
在冻结技术中，冻结壁面被当做一种临时性的支护构造而存在，在永久支护施工完成之后，冻结壁面就不再具备存在价值了，相关工作人员就能够停止对其冻结。
在冻结过程中，工程施工人员常常是采用物质从液态转化成气态的自然现象来进行人工制冷的。
在此环节中，氨是最常被使用到的物质，整个制冷环节也是由盐水循环、氨循环、盐水循环、冷却水循环三个循环环节组成的。
冻结法凿井技术在立井开拓中应用及其注意事项
冻结法凿井技术在立井开拓中的应用及其注意事项摘要：冻结法凿井在井筒特殊施工中被大量应用。
其优点在于：适应性强、支护结构灵活、易控制、隔水性好、对环境影响小，尤其在不稳定表土层中施工井筒。
自90年代中期，随着冻结法凿井技术的逐渐推广，我国已是世界上用冻结法凿井穿过表土层最厚的国家之一。
但是在立井井筒冻结法施工中，仍然存在一些问题。
介绍了冻结法施工技术、存在的问题及其注意事项。
关键词: 冻结法施工；井筒；主要问题；注意事项中图分类号：td265文献标识码： a 文章编号：在立井井筒开挖之前，必须在开挖井筒的周围打一定数量的冻结孔，孔内安装冻结器。
低温盐水在冻结器中流动，吸收其周围地层的热量，形成冻结圈并逐渐扩大连接成封闭不透水的冻结壁，用于抵抗地压、隔绝地下水。
然后，在其保护下进行掘砌施工，待掘砌到预计的深度后，停止冻结，进行拔管和充填工作。
立井井筒冻结法施工主要工艺过程包括冻结孔施工、井筒冻结和井筒掘砌等主要工作。
由于地下空间的不确定性，冻结法在井筒的施工中还存在很多的不确定性，从而引起了很多问题，像冻结管断裂、冻结井壁破裂、工作面底鼓、冻结壁变形、风动机具的冻结堵塞以及地表冻融危害等问题。
现结合多年来的工作实践，就以上相关问题作简要分析，重点阐述了施工过程中的注意事项。
1 冻结孔偏斜及其注意事项1.1 原因分析一方面，随着施工的推进，钻机天轮、立轴和钻孔已不在一条垂直线上，或者钻具发生了弯曲，或者使用的泥浆过浓或过稀，这些问题只要认真检查是可以避免的。
另一方面就是地质条件的变化因素引起的，随着钻孔深度的变化，地层中岩石的性质也在不断变化，无论是由硬变软还是由软变硬，若不改变原来的钻进参数和采取相应的措施，就容易发生冻结孔偏斜。
1.2 注意事项首先要根据工程地质实际情况合理选择钻具，φ89mm钻杆使用方便、纠斜较好，应是冻结孔施工的首选，其次适当加重管的长度和重量也可有效防止偏孔；其三是钻头选择，一般而言，上部采用四翼钻头，下部采用牙轮钻头较为合理。
冻结法凿井冷冻孔施工技术应用
冻结法凿井冷冻孔施工技术应用
徐培远 ＊
（ ） 河南省煤田地质局 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ５ ３ 摘 要： 通过冻结法凿井冷冻孔施工技术在冲积层较厚的煤矿建井施工过程中的应用 ， 介绍了在应用 着重介绍了冷冻孔施 工 过 程 中 的 防 斜 纠 斜 等 技 术 的 该技术的过程中所遇到的技术难题及解决方案 ， 应用以及钻井液和钻井工艺的优选方法 。 关键词 ： 冷冻孔 ； 防斜纠斜 ； 钻井液 （ ） 中图分类号 ： Ｐ ６ ３ ４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ４—５ ７ １ ６ ２ ０ １ １ ０ ９—０ １ ９ ９—０ ２ 对于 近几年冻结法凿井施工应用范围越来越广阔 ， 冲积层较厚的煤矿建 井 施 工 能 有 效 地 起 到 安 全 快 捷 的 市场前景较好 。 冻结井施工前期冷冻孔的钻孔质 作用 ， 量十分重要 ， 有时甚至决定着冻结井施工的成败 。 偏斜 是影响冷冻孔质量 的 关 键 问 题 之 一 。 由 于 冷 冻 孔 施 工 ， 间距小 （ 因此一旦发生偏斜就容易造成 １． ２～２． ７ ｍ） “ 穿孔 ” 事故 ， 无形中增加了冷冻孔施工难度 。 本文主要 对冷冻孔施工过程中的防斜纠斜问题进行了深入研究 ， 并整理出了一套科学有效地施工方案 。 １ 技术关键 （ ） 选配冻结凿井冷冻孔施工的钻机及配套设备 。 １ （ ） 研究冻结凿井冷冻孔施工的泥浆工艺 。 ２ （ ） 钻井过程中如何防斜纠斜 。 ３ ２ 冷冻孔施工技术的研究和应用 ２． １ 主要钻探设备的选型 钻探设备的合理选 择 直 接 影 响 钻 进 施 工 的 正 常 和 快速进行 。 ２． １． １ 钻机 冷冻孔孔深一般在 ５ 孔径 １ 施工 ０ ０～８ ０ ０ ｍ， ９ ０ ｍｍ， ， 的钻 机 要 求 提 升 能 力 大 于 ３ 扭 矩 大 于 ０ ０ ｋ Ｎ １ ４． ０ ｋ Ｎ·ｍ， Ｔ Ｓ Ｊ －２ ０ ０ ０水源钻机在钻井工程中属于 常用机具 。 ２． １． ２ 钻塔 采用四角钻塔 。 ２． １． ３ 泥浆泵 冷冻孔 施 工 孔 径 １ 孔深在５ ９ ０ ｍｍ， ０ ０～８ ０ ０ ｍ之 ， 间 泥浆泵的流量应满足将孔内的岩屑携带出井口的要 泵压能够满足纠 斜 时 给 螺 杆 提 供 足 够 动 力 的 要 求 ， 求， 同时由于施工的井段 多 为 第 三 、 四 系 松 散 地 层， 泵量不 ／ 宜过大 。 综合考虑 ， 该钻井工程选用 Ｔ ＢＷ－８ ５ ０ ５ ０泵 可以满足工程施工的需要 。 ２． １． ４ 动力 钻机配备 １ 泥浆泵配备 ９ １ ０ ｋＷ 电机 ， ０ ｋＷ 电机 。 ２． １． ５ 测斜仪器 钻孔 ０～１ 实际使用井深在 ０ ０ ｍ 段使用灯光测斜（ 。使 用 灯 光 测 斜 结 构 简 单、 操 作 方 便、 数据 ５ ０ ｍ 以内 ） ， 。 准确 而且使用成本低 １ ０ ０ ｍ 以下井段选用 Ｊ Ｄ Ｔ－５ Ａ 型陀螺测斜仪 。 陀螺测斜仪的主要特点是抗磁干扰 、 测 斜数据准确可靠 。 ２． １． ６ 纠偏设备 选用 ５ 同 Ｌ Ｚ １ ２ ０ Ｘ ７、 ５ Ｌ Ｚ １ ６ ５ Ｘ ７ 螺杆定向钻进纠 偏 ， 时配备 Ｊ Ｄ Ｔ－５ Ａ 型陀螺测斜仪及定向控制面板 。 ２． ２ 冲洗液 （ ） 冲洗液是钻探 的 血 液 ， 是钻井工作中尤为重要 １ 泥浆应随时结合 的问题 。 结合冲积层换层频繁变化大 ， 地层进行 调 配 。 开 孔 的 泥 浆 应 适 量 的 稠 一 些 ， 护好井 壁， 随着孔 的 加 深 可 缓 慢 调 配 泥 浆 。 泥 浆 的 综 合 性 能 ， 是： 粘度 １ 失水量小于 １ 比重 １． ８～２ ５ ｓ ０ ｍ Ｌ， ０ ５～１． １ ５， 胶体率大于 ９ 不同的区域 ， 对泥浆 的 要 求 也 是 不 同 ７％ ， 的， 所以要结合实际情况 。 、 现场应备的泥浆材料有 ： 钠 土、 纯碱（ 面碱） ＣＭＣ、 水解 聚 丙 烯 酰 胺 （ ＨＰ ＡＭ ）少 量 、水 解 聚 丙 烯 腈 （ 、 腐植酸钾 。 ＨＰ ＡＮ） （ ） 冷冻孔常用的几种泥浆 ： ２
冻结法施工技术
冻结法施工技术冻结法施工技术，即是利用人工制冷的方法把土壤中的水冻结成冰形成冻土帷幕，用人工冻土帷幕结构体来抵抗水土压力，以保证人工开挖工作顺利进行。
作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有100多年的历史，我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工，其中冻结最大深度达435m，冻结表土层最大厚度达375m。
经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点：1可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术；2冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效；3冻结法施工对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构；4冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。
人工冻结法在南京地铁张府园车站的应用摘要：南京地铁一期工程张府园车站南隧道盾构法施工时，洞门两侧出现大量流砂，附近区域的沉降量较大，为了确保地下管线和地面交通的正常使用和安全运行，在南京首次实施了地下工程的人工冻结法施工。
本文论述了冻结法在该工程中的冻结设计、施工工艺及对周围环境影响等问题和实际取得的效果。
关键词：冻结法,地铁,盾构引言我国冻结法现已成为成熟的凿井施工技术，但在城市岩土工程中的应用还不多。
冻结技术可在地面城市地下工程中的应用范围包括：盾构隧道盾构进墙、深层搅拌桩以及压密注浆对土体进行加固，在凿除洞门钢筋混凝土时发现洞门中心处东、西两侧有流砂涌入，迅速采用双液注浆堵水，过了两天又在有大量流砂涌入，对周围环境产生较大的影响，其中端头井东侧的沉降量增大，东部20 平方米区域下陷1.5 m 左右(图1)。
在这种情况下施工单位及时出洞土体加固、盾构隧道地下或海底对接时土体加采取措施，以保证施工以及周围环境的安全。
特殊凿井技术
用心专注，服务专业
特殊凿井技术
特殊凿井包括钻井法、冻结法、注浆法凿井技术。
冻结法凿井是利用人工制冷原理，达到加固地层的目的，然后在它保护下进行土体开挖。
40年来，对冻结凿井应用基础理论、施工技术和特殊设备应用，广泛深入地进行了研究和研制，研制出如：专用冻结钻机（可钻冻结孔深500米，注浆孔深1000米）和定向钻孔机具及其工艺，可有效进行钻孔纠偏和进行不同倾角、不同方位的定向钻孔，应用于煤炭、矿山、军工等部门。
冻结法凿井施工井筒深度可达500米。
在地基加固和防渗、堵水注浆方面有三重管高压旋喷注浆等注浆技术。
其原理是通过高压发生装置，使液流获得巨大能量后，经注浆管道从喷嘴中以很高的速度喷射出来，冲击、切割破坏土体，使浆液与土体搅拌，混合在土层中凝固成板状、哑铃形状的固结体，在注浆方面有多项先进技术和整套设备与工艺，注浆深度可达1000米。
冻结法凿井技术在立井施工中的应用
冻结法凿井技术在立井施工中的应用1 冻结法凿井原理冻结法起源于天然冻结，随着人工制冷技术的发展和应用，出现了人工冻结。
冻结法在矿井建设中多用于立井的开凿，井筒直径大小和深度基本不受限制。
通常，当存在不稳定地层或含水极丰富的裂隙岩层，地下水含盐量不大，且地下水流速较小时(流速V＜17～10m/s)，均可使用冻结法。
冻结法凿井就是在不稳定含水地层中进行施工时，利用人工设置的冻结管，在冻结管内循环冷媒剂，将井筒周围岩层的热量带走，冻结形成封闭的圆筒——冻结壁，抵抗地压、承受水压力和隔断地下水，在冻结壁的保护下进行开挖地层和砌筑井壁的一种特殊施工方法。
冻结法凿井在煤矿特法建井中具有明显的优势，既能用于不稳定的含水层,又可用于基岩含水层，既可应用于立井，又可应用于斜井及风道口工程，适应性强，安全可靠。
2 工程实例某煤矿主井井筒深度805m，井筒净直径7.5m, 最大掘进直径12.4m，最大掘进工作面积121m2；井筒采用双层钢筋混凝土井壁支护, 双层井壁自上而下分5次变厚, 其总厚度为1.10～2.30m，井壁混凝土强度等级为C40～ C75；内外壁之间夹2层1.5mm厚的聚乙烯塑料板, 外壁外侧增加1层厚25～75mm的聚苯乙烯泡沫板。
该矿矿区表土层厚568.45m，主要成分为砂(砾)、砂质黏土、黏土。
砂砾层富含水, 最厚的砂(砾) 层为18.00～19.51m，砂砾层累计总厚度为309.5m，黏土层累计厚度为253.7m。
根据井筒地质检查孔冻土试验报告, 该井筒表土层厚, 黏土层含水量小，试验土层的冻结温度较低，其土层冰点温度平均为-1.7℃，最低达-2.8℃；冻土强度偏低，冻胀特性明显, 试验各个土层最大冻胀力平均为0.58MPa, 土层最大冻胀率平均为3.06%。
2.1 冻结技术与制冷设备2.1.1 冻结技术设计参数1）冻结深度。
冻结深度确定合理，可节省冻结费用，保证井壁质量，加快建井速度，同时能防止涌水冒砂事故，做到安全可靠。
冻结法 凿井 原理
冻结法凿井原理
冻结法凿井是一种利用冻土原理来进行凿井的方法。
其原理是
通过在地下水位以下的地层中注入冷冻液（通常是液氮或者盐水溶液），使地下水和土壤中的水分迅速冷却结冻，形成一层冻土围绕
井筒，从而形成临时的井壁。
在冻结的土壤中凿井可以避免塌方和
井壁坍塌的问题，从而使得凿井作业更加安全和稳定。
冻结法凿井的原理涉及到地下水和土壤的冷冻特性。
当冷冻液
注入地下后，其温度迅速降低，导致地下水和土壤中的水分迅速结
冻形成冻土。
这样一来，就形成了一个临时的井壁，使得井筒周围
的土壤得到了支撑，从而在凿井作业过程中避免了塌方和坍塌的风险。
在实际应用中，冻结法凿井通常需要在地下水位以下进行作业，因为只有在地下水位以下才能确保冷冻液充分接触到地下水和土壤
中的水分，从而形成坚固的冻土井壁。
此外，冻结法凿井还需要考
虑冷冻液的选择、注入方式、温度控制等因素，以确保冻结效果和
作业安全。
总的来说，冻结法凿井利用冻土原理，在地下水位以下注入冷
冻液，使地下水和土壤中的水分结冻形成临时的井壁，从而实现凿井作业。
这种方法能够有效地解决凿井过程中的安全隐患，是一种重要的凿井技术之一。
091 地下工程冻结法施工技术应用
地下工程冻结法施工技术应用华北科技学院张维亚魏鋆摘要：对某矿风井表土层冻结施工技术方案作了介绍，并分析顺利通过膨胀粘土层的成功经验，为类似地层的矿井建设提供借鉴。
关键词: 冻结法;施工技术;方案;经验1 工程概况及地层条件山西某矿井设计生产能力为300万吨／年，采用立井开拓，布置主、副、风三个井筒，表土段均采用冻结法施工，施工总工期不大于8个月。
据井检孔所提供的地质资料，风井位置地面标高为+931.246m。
表土段以粘土和砂质粘土为主，夹有少量砂土（参见表1）。
地下水水位离地表在10m左右。
冻结深度范围内最高地温约为16℃。
表1 表土层土性组成据地层资料分析，该工程井筒表土层埋深浅，地压小，土性以粘土为主，含水砂层较少，表土段地温偏低。
根据以上地层特点，该工程宜采用冻结法施工。
2 冻结方案由于井筒开挖直径和冻结深度小，要求冻结工期短，该风井采取单圈冻结孔冻结，并采用一次冻全深的冻结方式。
根据设计要求，风井冻结深度为210m。
最终冻结深度应根据冻结孔施工中的实测风化带深度进行适当调整。
按有关规范要求，冻结深度应进入完整基岩不小于10m。
冻结管均采用Φ127×6mm的优质20#低碳钢无缝钢管，采用内衬对焊焊接。
按快速冻结要求，并考虑合理提高冻结效率，逐级降低盐水温度。
设计冻结12d盐水温度降到−20℃以下，开挖时达到−26℃。
设计最低盐水温度为−30℃。
井帮温度降至零度以下后，视冻结壁温度和变形监测情况（冻土进入井帮大于0.5m ，实测井帮位移小于30mm ）可转入维护冻结，维护冻结盐水温度控制在−20℃～−22℃之间。
冻结孔单孔盐水流量取10m 3/h 。
设计控制层冻结壁平均温度为−8℃。
正式开挖时冻土离井帮不大于0.5m ，井帮温度不高于3℃。
掘进到100m 时井帮温度达到0℃以下。
冻结壁的平均温度和井帮温度采用维亚洛夫的成冰公式计算，即：式中：T 为冻结壁平均温度，℃；T 1 为盐水温度，−30℃；T 2为井帮冻土温度，℃；L 为冻结孔间距，m ；E 为冻结壁有效厚度，m 。
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冻结法凿井施工技术应用与管理(精)
作者：黄德发//赵社邦
出版社：煤炭工业出版社
出版时间2011年6月
印刷时间：2011年6月
定价：360元优惠价：280元
内容简介
《冻结法凿井施工技术应用与管理》共十三章，内容包括：冻结法概述，原生态水、土与冻结后水、土性
质，井筒检查孔作用及冻土力学试验，冻结井井壁设计与冻结压力，冻结壁厚度及冻结方案设计与应用，冻结孔布置与施工，冷冻设备与冻结制冷系统冻
结法施工现场管理，冻结井筒掘砌准备与施工工艺，混凝土外加剂应用与井壁
夹层注浆，斜井井筒冻结施工，冻结站的拆除及冻结管的拔管充填，以及冻结井的工程管理等。
《冻结法凿井施工技术应用与管理》对冻结法凿井施工技术、施
工经验进行了全面而系统的总结，列举了
大量具有典型性和代表性的井筒冻结法施工实例，并介绍了施工现场管理的有
关内容，具有实用性、针对性、可借鉴性强的特点，适合从事矿井建设、冻结
法设计与施工的工程技术人员使用，亦可供相关专业大专院校师生参考。
本书目录
第一章冻结法凿井
第一节概述
第二节冻结法基本原理与适用条件
第二章原生态水、土与冰冻后水、土性质
第一节水的原生态性质
第二节地下水对冻土形成的影响
第三节第三、四系冲积层原生态土的性质
第四节我国矿山揭露冲积层的地质特征
第五节冻土的物理力学特性
第六节据检查孔资料对井筒施工方案优选
第三章井简检查孔作用及冻土力学试验
第一节井筒检查孔作用及技术要求
第二节深部黏土层冻土力学试验实例
第四章冻结井井壁设计与冻结压力
第一节冻结井井壁设计简述
第二节冻结压力与外层井壁
第三节深冻结井井壁结构和厚度的选取
第五章冻结壁厚度及冻结方案设计与应用
第一节冻结壁厚度设计
第二节冻结方案设计与应用
第三节冻结壁交圈时间与冻结壁平均温度估算第六章冻结孔布置与施工
第一节冻结孔与观测孔的布置
第二节冻结孔及观测孔施工准备
第三节钻孔施工
第四节冻结孔布置实例
第五节冻结钻孔施工常见事故预防与处理
第七章冷冻设备与冻结制冷系统
第一节冷冻设备选型
第二节冻结制冷系统
第三节冻结制冷系统施工设计实例
第四节冻结站布置与安装
第八章冻结法施工现场管理
第一节冻结井钻冻期间施工用电
第二节冻结设备、设施运转维护与管理
第九章冻结井筒掘砌准备与施工工艺
第一节地沟槽施工和两用井架的优化布置
第二节井筒试挖与开挖掘砌的前期准备条件
第三节冻结井筒的掘砌施工
第十章混凝土外加剂应用与井壁夹层注浆
第一节冻结井井壁结构形式和对筑壁混凝土的要求第二节混凝土外加剂在冻结井筒筑壁中的应用简述第三节高强、高性能混凝土外加剂材料及其优选第四节混凝土外加剂在冻结工程中的应用实例
第五节冻结井筒壁间与壁后注浆
第十一章斜井井简冻结施工
第一节冻结施工方案与冻结设计
第二节冻结掘砌与监测
第三节斜井冻结施工实例
第十二章冻结站的拆除及冻结管的拔管充填
第一节液氨和盐水的回收
第二节设备与设施拆除及冻结孔充填
第三节冻结孔拔管
第十三章冻结井的工程管理
第一节管理模式与工程质量的控制
第二节冻结凿井的监理管理细则
第四节冻结工程的经济费用参考文献
作者简介。