冻结法施工组织设计毕业论文
井筒冻结法施工工艺和风险分析
井筒冻结法施工工艺和风险分析【摘要】冻结法具有适应性强、支护结构灵活、隔水性好等特点,在深厚表土层中井筒施工主要采用冻结法。
本文介绍冻结法的施工工艺进行介绍,为深厚表土层冻结施工提供经验。
【关键词】井筒冻结设计;冻结施工;冻结原理【Abstract 】Freezing method has strong adaptability and flexible support structure ,impermeable and good features,in deep alluvium Shaft Construction mainly freezing method. This article describes the method to freeze the construction process will be introduced to freeze the construction of deep topsoil provide experience.【Key words 】Freeze wellbore design;Freeze construction;Freeze principle1.引言由于我国地层条件比较复杂,在华东、华北、西北地区井筒建设无法采用普通凿井法凿井,需要采用冻结法、沉降法和盾构法等特殊凿井技术进行建设。
当建设井筒地层为不稳定厚表土层时,采用的施工方法主要以冻结法为主。
并且煤矿向深部开采延伸,其井筒往往要穿过特殊地层,如过含水丰富或碎破的基岩,都要采用冻结法施工。
因此,冻结法施工是广泛采用行之有效的技术方法之一。
2.冻结原理在地下工程施工之前,采用人工技术制冷,将地下工程周围的含水或者含有松散碎石岩层冻结,形成冻土结构物一一冻结壁,用来承受来自地层中压力和隔绝砂子和地下水涌入,然后在形成冻土结构中进行开挖、支护的特殊施工方法称为人工冻结法(简称冻结法) 。
3.冻结设计在深厚表土层采用冻结法建设井筒,冻结壁设计是关键问题之一。
论文(冻结)
赵庄煤矿二号井副井表土层及风化带快速冻结摘要:晋城煤业集团赵庄煤矿二号井副立井井筒所穿越的表土段和基岩风化带,虽然厚度不太大,但含水层较多,涌水量较大,且含有三层流沙层,水文地质条件复杂。
本文简要介绍了复杂地质条件下,快速冻结通过表土段和基岩风化带,并且保证优质工程的施工经验。
关键词:立井井筒施工;快速冻结;冻结圈径;开孔间距一、工程简介晋城煤业集团赵庄煤矿二号井设计设计生产能力0.9Mt/ a,服务年限30a,采用立井开拓方式。
副立井井筒设计净直径6.5m,井深511.5m,穿过第四系松散地层、二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组和二叠系山西组。
其地质及水文地质条件复杂,特别是第四系松散地层含三层粉、细砂岩,基岩风化带58.60—78.60m为强含水层段,这将给井筒施工带来很大的困难,为了改善井筒凿井施工条件,确保施工安全,建设单位决定对井筒采用冻结法施工,冻结深度为115m。
为了缩短施工工期,加快矿井建设速度,在冻结施工过程中,采用了缩小冻结圈径和开孔间距等措施,有效的缩短了冻结工期,取得了较好的效果。
二、地质及水文地质条件1、地层根据井筒检查孔资料。
井筒冻结段穿过的地层为第四系和二叠系,地层特征如下:(1)第四系:层厚62.90m,岩性主要为粘土及砂质粘土中间夹二层细砂,底部含卵砾石层。
(2)二叠系上石盒子组:层厚311.06 m,岩性主要为灰白、灰绿色砂岩,杂色斑块泥岩、砂质泥岩等,上部(90.50m以内)基岩风化裂隙发育,岩芯破碎,工程地质条件差。
井筒地层特征见表12、水文地质副井冻结段穿过的含水层共5个。
(1)第四系含水层:共三个,①细砂岩,埋深26.32—28.92m,厚度2.60m;②细砂岩,埋深52.95—57.55m,厚度4.60m;③含砾细砂岩,埋深58.95—62.90m,厚度3.95m。
(2)上石盒子组含水层:共二个,①粗砂岩,埋深62.90—73.15m,厚度10.25m;②中砂岩,埋深103.95—107.55m,厚度3.60m。
冻结法施工技术【范本模板】
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.固、城市地铁泵房、旁通道和急转弯部分、建筑基根据管线及房屋调查结果显示,在张府园车站坑加固、地下工程涌水、坍塌事故的抢险修复、地南端头井的东侧沿中山南路方向15 m 范围内有下隧道交叉处土体加固、桥墩基础施工等。
冻施施工方案(3篇)
第1篇一、项目背景随着我国基础设施建设的快速发展,冻土地区的施工问题日益凸显。
冻土施工具有特殊性、复杂性和风险性,对施工技术和工艺提出了更高的要求。
冻施施工方案旨在解决冻土地区施工中遇到的问题,确保工程质量和安全。
二、冻土施工特点1. 冻土温度低:冻土温度通常在0℃以下,施工过程中易受温度影响,影响施工质量和进度。
2. 冻土结构复杂:冻土地区地质条件复杂,存在多种冻土类型,如永久冻土、季节冻土等,施工难度较大。
3. 冻土施工风险高:冻土施工过程中,易发生冻胀、融沉、冻融循环等病害,对施工质量和安全构成威胁。
4. 冻土施工周期长:冻土施工受季节性影响,施工周期较长,需合理安排施工计划。
三、冻施施工方案1. 施工准备(1)现场勘查:对施工区域进行详细勘查,了解冻土类型、地质条件、水文地质状况等。
(2)施工组织设计:根据勘查结果,制定合理的施工组织设计,包括施工进度、人员配备、设备配置等。
(3)施工材料准备:根据工程需求,提前准备施工材料,如混凝土、钢筋、冻土融化剂等。
2. 施工工艺(1)地基处理1)冻结法:通过在地下埋设冷冻管,降低土壤温度,使冻土层达到设计要求。
2)排水法:在施工区域设置排水沟,将地下水排出,降低地下水位。
3)换填法:对冻土层进行开挖,用非冻土材料进行回填。
(2)基础施工1)混凝土基础:采用普通混凝土进行基础施工,确保混凝土强度和耐久性。
2)钢筋基础:在基础施工过程中,合理布置钢筋,确保钢筋间距和间距均匀。
(3)主体结构施工1)砌体结构:采用砖混结构,确保砌体强度和稳定性。
2)框架结构:采用钢筋混凝土框架结构,确保框架结构的刚度和稳定性。
3)钢结构:采用钢结构,确保钢结构的安全性和耐久性。
(4)路面施工1)水泥混凝土路面:采用水泥混凝土进行路面施工,确保路面平整度和耐久性。
2)沥青混凝土路面:采用沥青混凝土进行路面施工,确保路面平整度和抗滑性。
3. 施工质量控制(1)施工过程控制:严格按照施工规范和工艺要求进行施工,确保施工质量。
冻结法论文
中国矿业大学力学与建筑工程学院2014^2015学年度第一学期《岩土工程冻结法》课程报告号级_______________________名_______________________ 力学与建筑工程学院教学管理办公室冻结法在城市地下施工中的技术及应用(中国矿业大学力学与建筑学院矿建)摘要:冻结法是城市地下空间开挖中一种重要的辅助工法,已越来越被设计和施工单位所重视,掌握冻结法施工技术己成为城市地下工程生产发展和社会竞争的需要。
本文首先对人工冻结法施工的基本原理和施工工艺进行了简单的介绍,列举了冻结法施工的一个应用实例,并对冻结法设计和施工中的问题进行了总结,最后对冻结法的前景进行了展望。
关键字:冻结法施工技术应用展望近三四十年,冻结法技术发展更是突飞猛进,除了理论上的完善和提高外在施工工艺和监测控制手段方面也有较大的改进。
我国的冻结法施工技术经历了引进、推广、改进和发展几个阶段。
如今冻结法施工除了在矿井建设中的应用外,还成功应用于市政工程的地下结构、地铁车站及街区明挖施工、地下水泵站施工、水平隧道、桥梁基础等的临时支护和封水。
1冻结法的基本原理冻结法是用人工制冷的方法,将待开挖地下空间周围的土体中的水冻结为冰并与土体胶结在一起,形成一个按照设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体,用以抵抗土压力,隔绝地下水,并在冻土墙的保护下,进行地下工程施工的一种岩土特殊施工方法,常用于竖井工程。
冻结技术是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,把天然岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下工程的联系,以便在冻结壁的保护下进行地下工程掘砌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固结地层。
冻结壁是一种临时支护结构,永久支护形成后,停止冻结,冻结壁融化。
岩土工程冻结制冷技术通常利用物质由液态变为气态,即汽化过程的吸热现象来完成的。
其制冷系统多以氨作为制冷工质,为了使氨由液态变为气态,再由气态变为液态,如此循环进行,整个制冷系统由氨循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统3大循环构成。
冻结施工方案设计
冻结施工方案设计冻结施工方案设计由于穿越段开挖范围内有近4m厚的超细粉砂层,且地下水水压较高,施工时很容易发生水砂突出灾难性事故。
尤其是穿越段上方紧挨原地铁车站,要求施工引起的原地铁车站结构沉降要控制在毫米级以内,对施工方案选择提出了很高的要求。
根据以往施工经验,目前在隧道工程施工中经常采用的降水、注浆、管棚以及顶管等工法在该工程中都难以实施,或存在极大的风险,因而必须寻找一种新的施工方法,以彻底解决堵水、加固和有效控制周围地层及建筑物变形的难题。
地层冻结法是用人工制冷的方法使含水地层冻结,形成冻土,从而提高地层稳定性和止水性的地层加固方法,适用于饱和砂土、淤泥等各种复杂地层加固。
地层冻结法技术可靠,对施工条件要求宽,国际工程界认为它是在其他地层加固方法难以应用时的最终解决方案。
尽管地层冻结法有很多优点,但根据分析,在穿越段工程中应用该项技术还存在一些技术难题。
首先是地层冻结时会产生冻胀变形,最大冻胀量可以达到冻土体积的7%以上,而冻土解冻时又会发生收缩融沉,且收缩量可以超过冻胀量,从而使周围地层出现明显隆起和沉降现象,引起周围建筑物移位或产生变形破坏。
其次是穿越段工程冻结边界条件极为复杂,冻结区与地铁一号线车站底板、围护地下连续墙等易散热物体直接接触,使得接触面处特别容易出现冻结薄第三是在拟开挖隧道从而影响冻结维护结构的强度与封水性。
弱区,周围施工冻结钻孔和安装冻结管难度较大,钻孔时容易发生水砂突出事故。
下行线隧道与上行线隧道均采用“田”字形断面的冻结壁形式,冻结设计参数见附表。
冻结系统设计最低盐水温度为-28~-30℃,维护冻结盐水温度为-20℃,单孔盐水流量为5~7m3/h.每条隧道计算需冷量为470MJ/h,实际装机制冷量为700MJ/h。
3、冻结施工关键技术3.1 水平冻结孔施工技术(1)采用二次开孔工艺,以防钻透地下连续墙时大量出泥出水。
一次开孔采用金刚石取心钻在地下连续墙上钻进300mm深左右,不钻透连续墙。
冻结施工方案设计
冻结施工方案设计一、工程概述本次冻结施工的工程项目为_____,位于_____。
该工程的地质条件较为复杂,地下水位较高,且周边环境对施工的变形控制要求严格。
二、冻结施工的目的和要求(一)目的通过冻结法施工,形成坚固的冻土帷幕,以达到止水和加固地层的目的,为后续的施工提供安全稳定的作业环境。
(二)要求1、冻土帷幕的强度和稳定性要满足设计要求,能够承受周边土体和地下水的压力。
2、冻结过程中要严格控制冻胀和融沉对周边环境的影响。
3、确保冻结施工的质量和进度,按时完成施工任务。
三、冻结施工的原理和方法(一)原理冻结施工是利用人工制冷技术,将地层中的水冻结成冰,形成具有一定强度和稳定性的冻土帷幕。
(二)方法通常采用液氮或盐水作为冷媒,通过冻结管将冷媒输送到地层中,使地层温度降低,实现冻结。
四、冻结施工的设备和材料(一)设备1、冷冻机组:提供冷媒制冷的核心设备。
2、冻结管:用于输送冷媒到地层中。
3、测温系统:实时监测地层温度。
(二)材料1、冷媒:液氮或盐水。
2、密封材料:确保冻结管与地层之间的密封性。
五、冻结孔的布置和设计(一)布置原则根据工程的地质条件、施工要求和周边环境,合理布置冻结孔,确保冻土帷幕的完整性和有效性。
(二)设计参数包括冻结孔的间距、深度、倾斜角度等,需要通过详细的计算和分析确定。
六、冻结施工的工艺流程(一)施工准备包括场地平整、设备安装调试、材料准备等工作。
(二)钻孔施工按照设计要求进行冻结孔的钻进,保证钻孔的质量和精度。
(三)冻结管安装将冻结管安装到钻孔中,并进行密封处理。
(四)冷媒循环启动冷冻机组,使冷媒在冻结管中循环,开始冻结地层。
(五)温度监测通过测温系统实时监测地层温度,根据监测结果调整冷媒的流量和温度。
(六)维护冻结在冻结过程中,要定期检查设备运行情况,保证冻结的持续进行。
(七)解冻和拆除施工完成后,进行解冻和拆除冻结设备。
七、施工中的质量控制措施(一)钻孔质量控制检查钻孔的直径、垂直度和深度,确保符合设计要求。
快速强化冻结法施工动态设计方法初探论文
快速强化冻结法施工动态设计方法初探论文•相关推荐关于快速强化冻结法施工动态设计方法初探论文论文关键词:快速强化冻结动态设计设计程序实时监测冻强壁论文摘要:结合我国冻结工程技术现状及发展趋势,阐述了快速强化冻结设计目标及原则,详细介绍了快速强化冻结设计程序和设计内容。
指出了只要遵循强化冻结设计程序进行冻结设计,就能很好地满足深厚冲积层冻结井筒凿井施工要求,确保井筒掘砌施工安全顺利地进行。
快速强化冻结设计方法可为地下工程冻结设计提供有益的参考。
岩土工程中,当遇到涌水、流砂、淤泥等复杂不稳定地层条件时,常采用冻结法施工。
冻结法自1955年在我国首次获得实际应用以来,经过多年的发展,现已成为我国矿井通过深厚冲积层的主要施工方法之一。
我国将冻结法应用于地下基础工程始于1987年。
近年来,冻结法在上海、北京、广州等城市的地铁和市政基础设施等工程项目中得到了越来越广泛的应用。
经过多年的实践,我国工程技术人员基本掌握了近水平冻结设计、施工方法以及地层变形控制方法,并积累了大量的第一手资料和丰富的工程经验。
目前,我国已成为世界上冻结法应用较多的国家之一口I。
]。
实践证明,冻结法是在松散含水土层中施工地下结构工程的一种较为安全可靠的工法。
但随着冻结深度的不断加大,原有的设计方法已不能适应冻结法施工发展趋势,研究快速强化冻结的动态设计方法势在必行。
1快速强化冻结设计目标及设计原则快速强化冻结设计目标与安全、优质、快速、高效施工的工程总目标是一致的。
从价值工程的观点来讲,就是要用最少的资源投入来实现最佳的地层冻结加固效果。
但在实际工程中,由于地层和施工条件的不同,对冻结设计与施工的要求也不同。
如深厚粘土层应重点解决冻结管断裂和外层井壁压坏等疑难技术问题;地层条件较好时,应重点解决降低冻结施工费用和提高井筒掘砌速度等问题。
对于一个冻结井筒工程项目来说,冻结设计的最佳目标就是将解决冻结施工技术难题与降低冻结施工费用和提高井筒掘砌速度更好地统一起来。
岩土工程冻结法课程学习论文-浅析岩土冻结法在城市地下工程中的应用
《岩土工程冻结法》课程报告学号班级姓名浅析岩土冻结法在城市地下工程中的应用摘要: 随着我国经济建设的发展, 富含水困难地质条件下的城市地下工程将日益增多, 为冻结法的应用提供了广阔的空间。
冻结法适宜于以及松软地层的隧道、地铁和地铁车站、排水泵房、地铁主干道间的联系通道、盾构施工的端头井施工,有着广阔的应用经济前景。
冻结法还在街区明挖施下、地下水泵站施工以及其他领域,这充分表明冻结法具有很强的拓展性。
特别是近年来,我国北京、上海、广州、天津等城市地铁建设,以及将陆续兴建的南京、深圳等16个大城市地下快速交通线路建设,为冻结法的应用开辟了广阔的前景。
岩土工程冻结法在我们的土木建设中占据着重要的地位,这项技术在国内外也日趋成熟,并且在一些施工较为困难的场所屡建奇功。
系统总结和发展已取得的理论研究成果和施工实践经验,对推动冻结法更加经济安全可靠的应用,拓宽冻结法应用领域具有长远的意义。
关键词:冻结法, ,岩土工程,应用岩土工程专业是土木工程的分支,是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。
作为其重要的组成部分,城市地下空间工程也是岩土工程中发展潜力较大的一个重要组成部分。
我国十分重视地下空间的开发利用。
自从上世纪60年代,我国开始利用城市地下空间并以初具规模,如北京修建地下铁路,上海建设打浦路隧道,70年代建设大量的人防工程,改革开放以来地下空间的发展更为迅速,目前我国其他一些大城市也正在进行地铁建设。
不仅如此,我国还建设了各种公路隧道、铁路隧道和海底隧道。
这些工程的建设极大的促进了我国现代化建设,但是在这过程中也遇到了大量的技术难题,复杂的地质水文条件和其他条件制约了工程建设,某一领域的单一技术手段难以解决问题,这就使这就使得大量不同领域内的技术手段在相互之间应用开来。
岩土冻结法就是其中一种,从原来的井筒建设应用中逐渐成为各种工程土层加固的很有效的手段。
在地铁,隧道,桥梁,特殊地段事故处理中,乃至水利水电工程,工厂,仓库,地下输送管道,军事工程(地下实验场、核发射井)等。
人工冻结法的施工技术研究毕业
人工冻结法的施工技术研究毕业本科毕业论文人工冻结发的施工技术研究摘要:本文首先介绍了选题的目的与意义、国际及国内人工冻结法的研究与应用现状及冻胀融沉机理及试验研究。
接下来介绍了人工冻土的分类和构造以,及地下水对冻土形成的影响。
在冻土形成的过程中,物理力学性质也发生了很大的变化,于是在文中进一步研究了冻土的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度。
并阐述了人工冻结法的原理、设计以及冻结壁形成过程中温度场的变化。
在上述理论的基础上,进一步了解冻结法的设计和施工。
于是本文主要从冻结方案选取、冻结孔的布置与施工以及土体开挖过程对人工冻结法进行阐述。
最后结合某地铁隧道联络通道冻结法施工技术,对人工冻结发法在实际工程中的应用,进行了深一步的了解。
关键词:人工冻结法、冻土、冻结壁、冻结孔Abstract: Frist, this paper introduces the topics of the purpose and significance of international and domestic Artificial Freezing Method Research and Application Status and frost thaw Mechanism and Experimental Study.Next comes the classification of artificial frozen soil and structure, as well as the impact of groundwater on the formation of the freezing soil.In the process of the formation of the freezing soil, the physical and mechanical properties great changes have taken place .So this paper study the tensile strength, compressive strength and shear strength of the freezing soil in the text for further.And describes the principles of artificial freezing method , design, and the changes of the freezing wall temperature field during the formation.It’s b ased on the above theory , learn more about the design and construction of freezing.Then select of the article elaborates artificial freezing method from the frozen solution , freezing hole layout and construction as well as during the excavation of soil.Finally, a subway tunnel connecting passage freezing construction technology, made of artificial freezing method in practical engineering applications, conducts a deep understanding of step.Keywords: artificial freezing , frozen , freeze wall , freezing hole目录第一章绪论 (5)1.1选题意义 (5)1.2问题提出 (6)1.3国内外研究现状 (8)1.4冻胀融沉机理及试验研究 (10)第二章冻土描述及其性质 (11)2.1冻土定义 (11)2.2冻土分类 (11)2.2.1按含冰特征 (11)2.2.2按冻结状态持续时间分类 (11)2.2.3按活动层与下卧层的类别及其关系分类 (12)2.2.4其他类型的冻土 (12)2.3冻土构造类别 (14)2.4冻土形成过程 (15)2.5地下水对冻土影响 (17)2.5.1土粒与水的相互作用 (17)2.5.2水质与流速对岩土冻结影响 (18)第三章人工冻结法原理及其力学参数和特性 263.1人工冻结法原理 (26)3.1.1制冷技术 (26)3.1.2地下水对冻结的影响 (27)3.1.3温度场和冻结速度 (27)3.1.4冻胀和融沉效应 (28)3.2人工冻土的力学参数 (28)3.3冻土强度 (29)3.3.1单轴抗压强度 (29)3.3.2单轴抗拉强度 (31)3.3.3抗剪强度 (32)3.4冻结壁的温度场 (34)3.4.1冻结壁形成 (34)3.4.2冻结壁温度场的影响因素 (35)3.5人工土冻结法设计 (37)3.5.1冻土墙结构设计 (37)3.5.2设计方法 (38)第四章冻结法凿井技术 (39)4.1冻结方案选取 (39)4.1.1一次冻全深方案 (39)4.1.2分段冻结方案 (39)4.1.3差异冻结方案 (39)4.1.4局部冻结方案 (40)4.2钻孔布置及钻孔施工 (41)4.2.1钻孔布置 (41)4.2.2冻结孔钻进 (43)4.2.3磁性单点测斜仪 (43)4.2.4陀螺测斜仪 (44)4.3冻土体开挖及风险分析 (45)4.3.1冻土体开挖 (45)4.3.2联络通道冻结加固暗挖法风险分析 (47)第五章某地铁隧道联络通道冻结法施工 (48)5.1工程概况 (48)5.2冻结法的设计及施工 (49)5.2.1冻结孔布置设计 (49)5.2.2冻结系统设计及技术指标 (50)5.2.3冻胀、融沉及隧道变形控制设计505.2.4冻结施工情况 (51)5.3信息化监测技术 (52)5.3.1冻结帷幕温度场监测 (52)5.3.2钢护筒内壁温度监测 (53)5.3.3盾构管片背后土体冻胀压力监测545.3.4盾构隧道变形监测 (55)5.4冻结过程中若干问题及对策 (57)5.4.1盐水冻结系统运转的控制 (57)5.4.2冻胀的控制 (57)5.4.3融沉的控制 (58)5.4.4施工过程中对关键技术的控制. 58 结论与展望 (60)参考文献 (61)第一章绪论1.1选题意义随着社会经济的不断发展,人口的不断增长和土地资源的稀缺性。
冻结法在地下施工中的运用
冻结法在地下施工中的运用【摘要】冻结法作为一种重要的辅助工法,已越来越被设计和施工单位所重视,掌握冻结法施工技术已成为城市地下工程生产发展和社会竞争的需要。
本文从冻结法在城市地下工程中应用的基本技术特点和冻结方法入手,介绍了冻结法施工的原理和工艺要点,以及掌握和运用冻结法施工技术的现实途径等问题。
进一步指出了冻结法在施工过程中需要注意的若干问题,以促进冻结法在城市地下工程中的应用。
【关键词】冻结法;施工技术;城市地下工程;原理;应用0.前言冻结法是利用人工制冷技术,使地层中的水冻结,把天然岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下工程的联系,以便在冻结壁的保护下进行隧道、竖井和地下工程的开挖与衬砌施工的特殊施工技术。
其实质是利用人工制冷技术临时改变岩土的状态以固结地层。
在矿井建设、地基基础、水利工程、河底隧道、地下铁道和其它地下工程中,遇到不稳定地层或含水量丰富的裂隙岩层,只要其地下水含盐量不大,而且流速较小(小于6m/d),采用冻结法阻断地下水、固结地层,容易获得成功。
冻结法源于天然冻结,随人工制冷技术的发展,逐渐用于工程,形成了工程冻结技术。
据统计,发达国家都有较早应用冻结法技术的先例。
人工冻结技术在我国也已经得到了成功的应用:1955年我国首次在开滦煤矿成功地应用冻结法进行竖井施工。
截止到1999年,我国煤炭系统已用冻结法建成竖井近500个,总长度超过70km,我国的水平孔冻结技术和斜井冻结技术也已经取得了很大的成功。
近些年来,随着城市地下工程的日益增多,特别是随着地下铁道建设的兴起,冻结技术已开始应用于城市地下铁道的隧道施工。
在北京市、上海市、广州市的地下铁道建设过程中,已经分别采用了垂直孔冻结技术、水平孔冻结技术,并取得良好的效果。
1. 冻结法施工的原理和工艺要点1.1 原理采用人工冻结技术,首先需要在准备冻结的地层中钻孔铺管,安装冻结器和盐水循环系统,然后利用人工制冷手段(低温盐水,液氮或干冰)提供冷量,通过低温在冻结器中循环,带走岩土热量,使岩土中的水结冰,将天然岩土变成冻土,形成整体性好、强度高、不透水的临时固结体,达到加固和稳定地层、隔绝地下水与地下工程开挖面的联系,达到安全、无水的施工环境的目的。
冻结法施工工程(3篇)
第1篇一、冻结法施工工程的特点1. 适用范围广:冻结法施工适用于软土地层、膨胀土、泥炭土等不良地质条件,能有效解决常规施工方法难以解决的问题。
2. 施工安全可靠:冻结法施工过程中,土壤强度和稳定性得到提高,有效防止了坍塌、滑坡等事故的发生。
3. 施工周期短:冻结法施工可快速形成冻土层,缩短了施工周期,提高了施工效率。
4. 施工成本低:与一些特殊地基处理方法相比,冻结法施工成本较低,经济效益显著。
5. 环境友好:冻结法施工过程中,不会产生大量废水、废气等污染物,对环境友好。
二、冻结法施工工程的应用1. 地铁隧道施工:在地铁隧道施工中,冻结法施工可有效解决软土地层、膨胀土等不良地质条件带来的问题,确保隧道施工安全。
2. 深基坑施工:冻结法施工可用于深基坑的支护,提高基坑稳定性,防止坍塌。
3. 地下管道施工:在地下管道施工中,冻结法施工可用于管道周围土壤的加固,确保管道安全运行。
4. 地下工程维修:冻结法施工可用于地下工程维修,如地下管道、隧道等,提高维修效率。
三、冻结法施工工程的关键技术1. 冻结设计:根据工程地质条件、施工要求等因素,合理确定冻结孔布置、冻结孔直径、冻结孔间距等参数。
2. 冻结孔施工:采用冻结孔钻机进行冻结孔施工,确保冻结孔质量。
3. 冻结孔注浆:采用注浆泵将冷冻剂注入冻结孔,形成冻土层。
4. 冻结效果监测:通过监测冻结孔温度、冻土层厚度等参数,确保冻结效果。
5. 冻土层解冻:在施工完成后,根据设计要求,逐步解冻冻土层,恢复土壤原状。
总之,冻结法施工工程作为一种特殊的地下工程建造技术,在软土地层、复杂地质条件等不利环境下具有显著优势。
通过合理设计、施工及监测,可确保冻结法施工工程的安全、高效、环保。
随着我国城市化进程的加快,冻结法施工技术将在地下工程建设中发挥越来越重要的作用。
第2篇一、冻结法施工工程的特点1. 施工环境安全:冻结法施工可确保地下工程在复杂地质条件下安全施工,降低施工风险。
冻结法施工组织设计-毕业设计论文
第二篇第一章:井de筒概况梁宝寺二号井由肥城矿业集团公司投资兴建,矿址位于山东省嘉祥县,东南距嘉祥县城约20km。
矿井由中煤国际工程集团南京设计研究院设计,设计生产能力为1.2Mt/a;采用立井开拓,工业场地内布置有主、副、风三个立井井筒。
风井井筒井口设计标高+40.500m,井筒中心坐标:X=3939282.968m,Y=20426652.891m,井筒净直径5.5m,井筒总深度977.500m。
梁宝寺二号井风井井筒主要技术特征表第二章:井筒地质及水文地质2.1地层区域东起峄山断层,西至聊考断层,北起汶泗断层,南至单县、韩台断层。
地层区划属华北地层区鲁西地层分区济宁地层小区。
地层自上而下有新生界第四系,上、下第三系;中生界侏罗系;古生界二迭系、石炭系、奥陶系、寒武系、震旦系、太古界泰山群。
巨野煤田位于华北地台鲁西台背斜鲁西南断块坳陷的中、西部,就东西向构造带而言,位于昆仑~秦岭纬向构造带的东延北支部分,并处于和新华夏系第二沉降带的复合端。
因受昆仑-秦岭构造带、环太平洋构造带的影响,东西向及南北向的正断层发育较好,形成棋盘格状的构造格局,具有经济价值的煤层均赋存于地堑内。
风井井筒由上到下穿过的地层有第四系、第三系、二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组地层,分述如下:(1)第四系底深145.55m,厚145.55m,主要由中-巨厚层砂质粘土、粘土质砂砾及砂层组成。
粘土的粘性及膨胀性较强;砂质粘土含中-细砂为主,粘性不均一,较松散,局部有钙质结核;砂层以细-粗粒为主,纯净,松散。
本段地层粘土、砂质粘土总厚度105.22m,占本段地层的72.3%。
(2)第三系底深453.85m,厚308.30m,为一套湖相沉积,不整合于下伏基岩之上,主要有厚层粘土,砂质粘土及砂层组成。
粘土的粘性、膨胀性较强,切面光滑,局部半固结,含细砂及钙质结核。
本段地层粘土、砂质粘土总厚度234.59m,占该段地层的75%。
(3)二叠系a、上石合子组:底深966.15m,厚度512.30m,主要为厚层泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩组成。
岩土工程冻结法_课程论文
浅谈冻结技术在地铁施工中的应用摘要:关键词:冻结技术,基本原理,城市地下,矿山建设正文:前言冻结技术最初起源于天然冻结, 随着人工制冷技术的出现才逐渐用于工程, 经过100多年的发展, 到今天已经形成了一项专门的工程冻结施工技术。
人工冻结技术是指采用人工制冷方法将低温冷媒送入具有一定含水量和地下水流速的软弱地层中, 使地层中的水与周围土颗粒发生冻结, 从而形成强度高、弹模大和抗渗性好的冻结壁, 在冻结壁的保护下进行内部开挖和永久支护结构施工的一种特殊地层加固方法。
此法可以隔绝地下水与结构的联系, 从而在冻结壁的保护下进行通道开挖和结构施工。
所以, 冻结法与搅拌、旋喷等其他地层加固方法相比具有以下优点:( 1)对周围结构形状适应性强。
只要冻结孔的布置位置准确, 并保持足够的冻结时间, 就可以形成不同形状且均匀性好的冻结壁。
( 2)隔水性能极好。
交圈以后冻结壁连续性好、强度高, 因而隔水性能非常之好。
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。
( 3)对地层污染小。
冻结法是一种环保型工法由于冻结法只是通过降低温度来提高原位土体的强度, 并不改变地层成分,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,因而对地层污染程度很小。
(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。
2.人工冻结法基本原理在岩土工程中, 冻结制冷技术通常是根据物理学中的汽化原理, 即利用物质由液态变为气态的过程要吸收热量来实现的。
通常在进行开挖以前, 在孔洞周围钻造一圈或数圈钻孔, 并在钻孔内下放冻结管( 冻结器) , 利用人工制冷的方法, 降低盐水( 冷媒介) 温度, 通过低温盐水在冻结管内循环吸收地层热量, 使地层形成一个连续、封闭的冻土结构---冻结壁( 冻土墙) , 以抵抗地层的水土压力, 隔绝地下水与开挖工作面的联系, 在冻结壁的保护下进行施工。
砌体工程冻结法施工(3篇)
第1篇一、引言冬季施工在我国部分地区是不可避免的,尤其是在北方地区,冬季气温较低,施工难度较大。
为了确保砌体工程在冬季顺利进行,保证工程质量,冻结法成为了一种重要的施工方法。
本文将详细介绍砌体工程冻结法施工的原理、工艺、注意事项及质量控制要点。
二、冻结法施工原理冻结法施工是指利用低温条件下,使砌筑砂浆中的水分结冰,从而降低砂浆的流动性,增加其强度的一种施工方法。
冻结法施工分为冻结、融化、硬化三个阶段。
1. 冻结阶段:在低温条件下,砌筑砂浆中的水分逐渐结冰,形成冰晶,使得砂浆流动性降低,强度增加。
2. 融化阶段:当气温升高,砌体中的冰晶逐渐融化,砂浆恢复流动性,但强度仍然保持较高。
3. 硬化阶段:在气温转入正温后,水泥水化作用重新进行,砂浆强度继续增长。
三、冻结法施工工艺1. 施工准备(1)材料准备:选用普通水泥、砂、砖等原材料,确保材料质量符合要求。
(2)施工工具准备:砖夹、水平尺、线锤、切割机等施工工具。
(3)施工场地准备:清除施工场地内的积雪、冰块,确保施工环境整洁。
2. 施工步骤(1)砌筑前处理:将砖块表面清理干净,不得有污物、冰霜等。
(2)砂浆拌制:按照设计要求,将水泥、砂、水等材料搅拌均匀,确保砂浆稠度适中。
(3)砌筑施工:按照“三一”砌筑方法,先砌筑房屋转角处和内外墙交接处的灰缝,再进行其他部位的砌筑。
(4)水平分段施工:墙体一般应在一个施工段范围内,砌筑至一个施工层的高度,不得间断。
(5)施工缝处理:每天砌筑高度和临时间断处均不宜大于12m,不设沉降缝的砌体,其分段处的高差不得大于4m。
(6)保温措施:在砌筑过程中,采取保温措施,防止砌体表面结露。
3. 施工注意事项(1)砌筑时,砖块应平整放置,灰缝应饱满。
(2)砌筑过程中,严禁敲打、撞击砖块,以免破坏砌体结构。
(3)冻结法施工的砌体,在解冻期间,应加强观测,防止出现裂缝、变形等问题。
四、冻结法施工质量控制要点1. 材料质量:确保水泥、砂、砖等原材料质量符合要求,避免因材料不合格导致工程质量问题。
冻结法施工组织设计
冻结法施工组织设计
冻结期间的施工组织设计首先需要明确冻结的原因和时间,这将影响
到后续的施工计划和流程。
例如,如果原因是天气原因导致的停工,那么
施工组织设计应该考虑到冻结期间天气变化对工程的影响,并做好相应的
应对措施。
其次,冻结期间的施工组织设计还需要考虑到人员和设备的安排。
一
方面,应该合理安排施工人员的工作,比如可以将一些没有受冻结影响的
工序提前安排,保证施工的连续性和效率;另一方面,应该合理安排设备
的使用,避免设备在冻结期间长时间闲置造成不必要的损失。
此外,冻结期间的施工组织设计还需要考虑到冻结期间可能出现的技
术难题和安全问题。
例如,冻结期间可能会有一些工序需要特殊的技术手
段或者安全措施来保证施工的顺利进行,施工组织设计应该在这方面提前
考虑并制定相应的计划。
最后,冻结期间的施工组织设计还需要考虑到工程的预算和进度。
冻
结会给工程的预算和进度带来一定的影响,施工组织设计应该在这方面进
行合理的调整和控制,以降低冻结给工程造成的成本和时间损失。
综上所述,冻结期间的施工组织设计是至关重要的,它关系到施工的
顺利进行和最终的项目质量。
在进行冻结法施工组织设计时,需要考虑冻
结的原因和时间、人员和设备的安排、技术难题和安全问题以及工程的预
算和进度等方面。
只有综合考虑这些因素,并制定相应的施工方案和措施,才能保证冻结期间的施工工作能够顺利进行,并最终达到预期的工程质量。
冻结法在地下施工中的运用
冻结法在地下施工中的运用随着城市化进程的不断加速,地下空间的开发已经成为城市规划的一个重要方面。
然而,地下空间开发所涉及的施工技术和管理难度极大,需要运用多种复杂的技术手段来实现。
其中,冻结法作为一种重要的技术手段,被广泛应用于地下管道、隧道和地铁等建设领域中。
本文将从冻结法的原理、运用案例及优缺点等方面进行探讨。
一、冻结法的原理冻结法是一种通过对土壤进行冻结,使其达到一定硬度,从而达到控制土体变形的目的。
一般来说,冻结法分为两个步骤:首先要在地下工程周围的土体中注入一定的冷却介质,如液氮或气氮来冷却土体;然后再注入一定的硬化介质,如水泥浆等,来增加土体的强度和硬度。
通过这些步骤,冻结法可以有效控制土体变形,从而确保地下工程的安全性。
二、冻结法在地下施工中的运用案例1. 地铁隧道建设在地铁的建设过程中,冻结法被广泛应用于隧道的施工。
比如在北京地铁23号线的建设过程中,冻结法被运用于隧道施工中。
通过对周围土体进行冷却和加固,成功地控制了隧道周围土体的变形和稳定,在施工过程中保证了地铁客运安全性。
2. 燃气管道铺设在燃气管道的铺设过程中,冻结法也是常见的施工技术。
比如在广州某燃气公司的项目中,采用了冻结法铺设燃气管道。
通过对管道周围土体的冷却和硬化,确保了管道施工过程中的安全和稳定。
三、冻结法在地下施工中的优缺点1. 优点冻结法可以有效控制土体变形,确保地下工程的安全性。
同时,冻结法还可以控制地下水位,减少水位的影响对施工的影响。
2. 缺点冻结法在施工过程中较为耗能和耗时,需要大量的冷却介质和硬化介质。
同时,冻结法在一些土体条件较差的地区并不适用。
总体而言,冻结法在地下施工中的运用具有极大的优势和灵活性,但也需要按照实际情况进行选择。
在今后的地下施工中,冻结法将继续发挥重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
冻结法施工组织设计毕业论文第二篇第一章:井de筒概况梁宝寺二号井由肥城矿业集团公司投资兴建,矿址位于省嘉祥县,东南距嘉祥县城约20km。
矿井由中煤国际工程集团设计研究院设计,设计生产能力为1.2Mt/a;采用立井开拓,工业场地布置有主、副、风三个立井井筒。
风井井筒井口设计标高+40.500m,井筒中心坐标:X=3939282.968m,Y=20426652.891m,井筒净直径 5.5m,井筒总深度977.500m。
梁宝寺二号井风井井筒主要技术特征表第二章:井筒地质及水文地质2.1地层区域东起峄山断层,西至聊考断层,北起汶泗断层,南至单县、韩台断层。
地层区划属华北地层区鲁西地层分区地层小区。
地层自上而下有新生界第四系,上、下第三系;中生界侏罗系;古生界二迭系、石炭系、奥陶系、寒武系、震旦系、太古界泰山群。
巨野煤田位于华北地台鲁西台背斜鲁西南断块坳陷的中、西部,就东西向构造带而言,位于昆仑~秦岭纬向构造带的东延北支部分,并处于和新华夏系第二沉降带的复合端。
因受昆仑-秦岭构造带、环太平洋构造带的影响,东西向及南北向的正断层发育较好,形成棋盘格状的构造格局,具有经济价值的煤层均赋存于地堑。
风井井筒由上到下穿过的地层有第四系、第三系、二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组地层,分述如下:(1)第四系底深145.55m,厚145.55m,主要由中-巨厚层砂质粘土、粘土质砂砾及砂层组成。
粘土的粘性及膨胀性较强;砂质粘土含中-细砂为主,粘性不均一,较松散,局部有钙质结核;砂层以细-粗粒为主,纯净,松散。
本段地层粘土、砂质粘土总厚度105.22m,占本段地层的72.3%。
(2)第三系底深453.85m,厚308.30m,为一套湖相沉积,不整合于下伏基岩之上,主要有厚层粘土,砂质粘土及砂层组成。
粘土的粘性、膨胀性较强,切面光滑,局部半固结,含细砂及钙质结核。
本段地层粘土、砂质粘土总厚度234.59m,占该段地层的75%。
(3)二叠系a、上石合子组:底深966.15m,厚度512.30m,主要为厚层泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩组成。
泥岩呈灰、褐红、紫褐、褐黄色,块状构造,硬度低,生滑面发育,遇水易崩解。
砂岩灰白色,细-中粒结构,钙质胶结,硬度较高,垂直裂隙发育。
粉砂岩呈灰色,致密坚硬,岩芯较完整。
顶部为风化带,厚度18m,风化带岩石强度低,裂隙发育,岩芯破碎。
b、下石合子组;底深985.12m(未透),厚19.06m,主要由浅灰色粗粒砂岩,中粒砂岩、细砂岩及粉砂岩组成。
局部裂隙发育,充填方解石。
2.2构造井检孔穿过的地层取芯率高,岩芯完整,地层倾角正常,未发现断层破碎带。
风化带地层裂隙发育。
附图1-3 梁宝寺二号井风井井筒检查钻孔柱状图2.3地层产状及主要褶曲全区呈宽缓褶曲构造,次一级褶曲发育,翼部倾角较缓,为5-10°,受F1、F13断层的影响,本区东、西地段局部地层倾角较大,为20°±,纵观全区,地层呈南部缓、北部陡的趋势。
区褶曲以贯穿全区的梁宝寺向斜为骨架构造,从东向西依次为王庄向斜、南宋庄背斜、梁宝寺向斜、黄河背斜、申庄向斜、贺庄背斜、程庄向斜、武寨背斜、杜垓向斜、庄背斜。
表2-3-1 主要褶曲一览表2.4 断层断层分为东西向、北东向、北西向及南北向四组,其中北西向断层最多,北东向断层次之,东西向断层和南北向断层较少。
除F26为逆断层外,其余均为正断层。
经地震和钻探发现、证实落差大于30m的断层共47条,其中东西向断层4条,南北向断层5条,北东向断层15条,北西向断层23条;按照落差划分,落差≥l00m的断层10条,落差≥50m~<100m的断层23条,落差≥30m~<50m的断层14条。
见表2-4-1表2-4-1梁宝寺井田断层情况一览表2.5岩浆岩井田有一中性岩浆岩侵入体,侵入组地层之中,对16、17煤层及煤质有不同程度的影响1、岩浆岩的侵入围及产状全区共有78个钻孔,其中见岩浆岩25个钻孔,占32%,主要分布于井田的中部及东部。
从钻孔所获资料看其侵入层位、深度、侵入体的层数、厚度均有较大变化。
2.5.1、岩浆岩的矿物成分与结构、构造肉眼鉴定:岩浆岩呈灰色,矿物组成主要为斜长石、角闪石及石英等,角闪石晶形完好,呈针状及长条状、半晶质细粒斑状结构,块状构造。
据地矿局中心实验室对L-1,L-4号孔岩浆岩标本的镜下鉴定为闪长粉岩,斑状构造,基质为显微粒状结构,岩石的组成矿物有斜长石、普通角闪石、石英、磁铁矿、磷灰石、铅石等。
据核工业部北京第三研究所采用钾-氢法对岩浆岩的同位素年龄测定,绝对年龄为68.15百万年,大致相当于燕山晚期。
2.5.2、对煤层、煤质的影响本区岩浆岩侵入层位在三灰到十二灰之间,并以顺16煤层侵入为主,因而对16、17煤层的影响较大,使煤层部分被吞蚀或变成天然焦。
因组3煤层距岩浆岩间距较大,煤层厚度未受影响,仅在本区中西部煤层变质程度略有些高2.6 水文地质2.6.1井田水文地质条件梁宝寺井田位于巨野煤田东北部围属黄河冲积平原,煤系地层被新生界、古生界二叠系上、下石盒子组地层深层覆盖,为全隐蔽井田。
本井田地处东西两侧边界大断层所处的地堑块段,边界断层F1、F13落差均大于700m,区外下盘奥灰抬起,使得区煤系地层中含水层与区外奥灰对接,形成东、西部补给边界;北部以F24断层为界,落差l000m,区地层下降、区外上升,煤层赋存深度大于1500m,煤系含水层接受补给条件差;南部以奥灰隐伏露头为界,形成南部补给边界。
2.6.2含(隔)水层井田,与煤层开采有关的含水层段主要有6个,从上至下依次是Q+N砂砾层,P12+P21砂岩、3煤顶、底板砂岩、组三灰、十下灰及中奥陶统石灰岩。
其中3煤顶、底板砂岩和组三灰为开采上组煤的直接充水含水层;十下灰及中奥陶统石灰岩为开采下组煤的直接充水含水层。
一、新生界含(隔)水层(1)第四系砂砾层孔隙含水层第四系地层广布全区,与下伏上第三系地层呈不整合接触,厚度94.90~146.30m,平均116.85m。
含水的砂、砾层与隔水的粘土、砂质粘土层相间分布,地下水呈多层赋存状态,第四系含水层含水丰富,为农业用水及生活用水的主要来源。
(2)上第三系砂砾层孔隙含水层上第三系地层厚195.23~368.73m,平均280.84m,由粘土类隔水层和砂砾层含水层相间沉积而成本区第四系、上第三系的粘土层分布广泛,厚度稳定,隔水性能良好,且大都与含水的砂层交互沉积,从而使得各砂层间在垂向上的水力联系较差。
上第三系底部普遍沉积有一层含砾粘土,局部块段有粘土质砂砾层不整合于基岩上。
由于这些粘土隔水层隔水性能较好,使得第四系、第三系砂砾层含水层对基岩含水层补给能力差,在垂向上无水力联系。
二、P12+P21含(隔)水层该地层含水层岩性主要为中、细砂岩,局部有粗砂岩和含砾砂岩,砂岩中的裂隙比较发育。
区有78个孔穿过,10个孔漏水,漏水孔率12.8%。
据L7-3号孔抽水试验资料,单位涌水量0.0031~0.0141L/s.m,富水性弱,水质类型为SO42-—K++Na+型,矿化度4.097g/L.该段含水层远离煤层,一般均位于采煤裂隙带之上,正常情况下对采煤没有影响。
该地层杂色泥岩和粉砂岩厚度大、隔水性能良好,使基岩含水层垂向补给微弱,进一步阻隔了上部含水层对煤系含水层的补给。
三、断层导水性井田断层极为发育,东、西、北三个边界均为落差大于700m的大断层组成,经过多次勘探和物探证实,井田共有断层300多条,其中落差大于30m的断层有47条,从已掌握的资料来看,除东部、西部、北部三个大断层接受区外含水层补给外,绝大部分断层均不导水2.6.3本矿井充水因素一般来讲,决定矿床充水条件好坏的根本原因取决于充水水源的规模和充水途径的导水性能。
本区开采上组煤时的主要水源为3煤顶底板砂岩裂隙水和组三灰水,它们接受补给的能力均较差;开采下组煤的主要充水水源为组十下灰水和奥灰水,其中尤以奥灰对下组煤的开采威胁最大。
矿井主要的充水途径为断裂带、接触带、采空区上方冒落裂隙带及底板被破坏导致的裂隙带等。
断裂带、接触带是地下水进入矿井的重要途径之一,它们在矿井充水中具有特殊的重要意义。
据有关统计资料表明,矿井突水事故大多与它们有关,因为构造断裂与接触带地段,岩层破碎、裂隙、岩溶相对其它地段发育,导致岩层透水性增强,常常成为地下水的汇集带和强迳流带,含水丰富。
因此在生产过程中接近或触及这些地段时,矿井涌水量往往会突然增大,有时甚至造成突水淹井事故。
生产实践资料证明,在断层密集地段、断层交叉处或断层尖灭处,往往岩层支离破碎,大大降低了隔水层的抗强度,因此极易发生突然涌水。
本井田构造较复杂,小断层、小褶曲发育,它们将是影响未来矿井涌水的重要因素。
采空区上方冒落裂隙带是地下水进入矿井的又一重要途径。
采空区上方岩层因其下部采空失去平衡,引起岩层破坏和断裂,使得原有的裂隙扩、延伸,若向上触及含水层时,亦会造成矿井涌水量的增大。
底板突破导致地下水涌入矿井,在本区亦存在这种途径。
开采下组煤时,奥灰水由于强大的水压力向上冲破煤层至奥灰顶界面之间的压盖隔水层而涌入矿井。
奥灰水能否底鼓受多种因素制约:奥灰岩溶发育程度和奥灰水压力的大小、奥灰压盖隔水层的厚度、岩性组合关系、抗强度、地质构造及采煤方法等。
本区煤系基底含水层奥灰在井田南部埋藏较浅,岩溶裂隙发育,富水性强,水量大,水压高,对下组煤的开采威胁极大。
下组煤层至奥灰的间距偏小,又因奥灰含水丰富,水压亦大,致使开采下组煤的难度增大,生产过程中应采取有效的防治措施,加强防,以策安全。
2.6.4矿井涌水量计算本矿井主采3煤层,生产过程中的主要充水含水层为3煤顶、底板砂岩和组三灰。
根据地质报告,一水平3煤层顶底板砂岩和三灰的正常涌水量为346.0m3/h和129.0 m3/h,3煤层顶底板砂岩和三灰的最大涌水量为600.0m3/h和180.0m3/h;二水平3煤层顶底板砂岩和三灰的正常涌水量为262.0m3/h和39.0m3/h,3煤层顶底板砂岩和三灰的最大涌水量为500.0m3/h和150.0m3/h;考虑到井筒淋水、防火灌浆回水、消防洒水等因素的影响,设计确定一水平矿井正常排水量为516.0m3/h,考虑三灰及3煤顶、底板砂岩涌水量的不均匀性,为安全起见,矿井最大排水量取820.0m3/h。
设计确定二水平矿井正常排水量为340.0m3/h,考虑三灰及3煤顶、底板砂岩涌水量的不均匀性,为安全起见,矿井最大排水量取690.0m3/h。
由于本矿井为两个水平开拓,梁宝寺一水平后期为下山开采,为节约排水费用,中后期梁宝寺一水平的矿井涌水全部由梁宝寺二水平排至地面,此时,二水平正常排水量为856.0 m3/h,矿井最大排水量为1510.0 m3/h第三章.冻结设计3.1设计原则和目的(1)设计的冻结壁厚度和强度满足井筒安全掘砌施工的要求,井筒掘砌中不发生因冻结壁原因引起的人员和工程质量事故。