主副井冻结施组

1、山东黄金集团昌邑矿业有限公司东辛庄矿区100万吨/年采矿工程井巷掘砌主、副井标段井筒冻结工程施工组织设计编制： 年 月 日审核： 年 月 日批准： 年 月 日 中冶集团华冶资源开发有限公司邯郸马万水分公司目 录 1 编制依据2 工程概况2.1 矿井概况2.2 建筑地点特征3 施工准备3.1 资源准备3.2 施工现场准备4 施工方法4.1 冻结方法4.2 冷冻站制冷设计4.3 供配电设计4.4 钻孔施工技术4.5 冻结施工技术5 劳动组织6 施工工期7 施工技术要求8 工程质量保证措施9 施工安全保证措施 1 编制依据编制本设计的主要依据是： 昌邑市东辛庄莲花山矿区主井工程地质孔抽水试验综合成果

2、图； 昌邑市东辛庄莲花山矿区副井工程地质孔柱状图； 山东省昌邑市东辛庄莲花山矿区主井、副井、莲花山风井工程地质勘查工程位置图；矿山井巷工程施工及验收规范（GB213-90）；冶金矿山井巷工程质量检验评定标准（YBJ218-89）；2 工程概况 2.1 矿井概况山东黄金集团昌邑矿业有限公司东辛庄矿区位于昌邑市东南13km，矿井采用立井开拓方式，由于地质及水文地质条件较复杂，采用普通法施工难度大、效率低。为加快矿井建设速度，决定主、副井井筒采用冻结法施工。表1 井筒技术参数项 目主 井副 井备 注井口坐标X4079203.0004079192.800Y40458541.00040458610.16

3、9Z(m)7.17.1井筒净直径(m)4.55.5井壁厚度(m)0.850.85冻结深度(m)9385 2.2 建筑地点特征2.2.1 位置、交通项目工作区位于昌邑市东南13km，隶属昌邑市围子镇管辖。极值坐标：东经119°3045119°3330，北纬36°483036°5230，矿区距烟(台)潍(坊)公路4km。昌(邑) 平(度)公路从矿区通过，南距潍(坊) 莱(阳)高速公路石埠出口约8.5km。市、乡(镇)级公路与之相通，交通方便。2.2.2 自然地理本区位于潍东北滨海冲洪积平原区，地势平坦，第四系大面积覆盖，仅在东辛庄村东南右零星露头。海拔标高一

4、般4.17.0m。潍河和胶莱河是区内第一、第二大河，自南向北注入莱州湾。潍河原属常年性河流，后经上游蓄水及多年干旱，近年来处于断流状态，年平均径流量为9380万m3/a，最大流量为425m3/s。胶莱河是明清两代开挖的运河，年平均径流量为6812万m3/a，最大流量为232m3/s。其次为漩河，由南而北经工作区西侧注入莱州湾，作为排涝河，常年干枯，最大流量32m3/s。本区属北温带大陆性季风气候，春季风多雨少，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季干冷，春季风速最大，其它三季风速较小，多年平均气温1212.5，最大冻土深度54cm，初霜期最早为9月29日，终霜期最早为2月10日。多年平均降雨量555

5、.9mm，多年平均蒸发量1789.4mm。2.2.3地层结构东辛庄莲花山矿区地层为古元古界粉子山群沉积变质岩类，呈层状、似层状，主要岩性为透辉变粒岩、黑云片岩、二云片岩、石榴石透辉变粒岩及磁铁矿变粒岩。基岩风化深度一般1579m，风化程度为强风化中风化。从岩石破碎、风化裂隙发育程度来看，其稳定性差。单块饱和单轴抗压强度为2.496.80Mpa，平均4.01Mpa，属极软岩石。表2 主井地质结构表序号累计深度(m)层厚(m)地层序号累计深度(m)层厚(m)地层11.001.00耕土724.502.70全风化大理岩23.002.00粉质粘土834.009.50强风化大理岩34.301.30中砂96

6、2.4128.41长石石英岩45.501.20粉质粘土1063.901.49黑云变粒岩517.6012.10中细砂11109.5045.60透辉变粒岩621.804.20砾砂表3 副井地质结构表序号累计深度(m)层厚(m)地层序号累计深度(m)层厚(m)地层12.102.10亚粘土535.4017.50全风化花岗岩23.101.00细砂673.4038.00强风化花岗岩313.9010.80中细砂7109.7036.30中风化花岗岩417.904.00中粗砂3 施工准备3.1 资源准备3.1.1 材料准备表4 钻孔施工主要材料表序号名 称规格及型号单 位数 量备注1无缝钢管Ø108&

7、#215;5m5012冻结管2无缝钢管Ø121×5m100管箍3牙轮钻头Ø171、Ø190个404粘土吨50表5 冻结施工主要材料表序号名 称规 格单位数 量1无缝钢管Ø219×6m3202无缝钢管Ø159×5m203无缝钢管Ø127×5m104无缝钢管Ø57×3.5m1205聚乙稀塑料管Ø60×5m46206塑料薄膜=0.08mmKg507胶管Ø50mm根108钢板=5mmm219聚乙稀泡沫板=1300×750×50块210

8、10木板（盐水箱）=25mmm21511闸板阀Dg200个212闸板阀Dg150个813闸板阀Dg100个614闸板阀Dg125个815氟里昂T116氯化钙T3817铅丝8#Kg10018铅丝10#Kg10019铅丝22#Kg5020盐水箱垫木200×200×1000根1821盐水管路垫木200×200×1000根1522配集液圈托木200×200×2080根4523角钢L50×50×3.5m2024氨阀Dg150个1425氨阀Dg100个826氨阀Dg125个83 .1.2 设备准备表6 打钻、冻结主要设备表序号

9、名 称规格及型号单位数量备 注1冻注钻机DZJ-500/1000台4打钻使用2泥浆泵TBW-850/50台4打钻使用3陀螺仪JDT-3套1打钻使用4经纬仪T2台1打钻使用5电焊机BS-300台2打钻使用6冷冻机YSKF2-20型台4冻结使用7盐水泵8BA-12台4冻结使用8清水泵台4冻结使用9电焊机BS-300台冻结使用10滤油机LY-100台1冻结使用11齿轮油泵台1冻结使用12生产、生活车1.5T辆1钻、冻共用3.2 施工现场准备施工筹备人员进驻现场后，在计划准备期内完成组织准备、物资准备、技术准备。按照施工平面布置完成冻结施工的钻场基础、泥浆泵房、测斜室、供、排浆系统施工、冻结施工的冻结

10、站、配电室等生产大临工程和生活临建工程，以及供水、供电等，为冻结工程施工创造条件，满足施工要求。4 施工方法4.1 冻结方法4.1.1 冻结方式根据主、副井井筒地质特征，采取一次冻全深的冻结施工方案。4.1.2冻结深度主、副井井筒冻结深度暂定位93m、85m，实际冻结深度待第一个冻结孔作为冻检孔，取芯核实地层结构后，最终确定冻结深度。4.1.3 冻结壁厚主、副井表土层埋深分别为21.80m、17.90m。采用拉麦公式进行计算，计算结果为：主井为1.43m；副井为1.42m。其中冻土极限抗压强度取100kg/cm2。安全系数取2.2；冻结壁平均温度取-6。4.1.4 钻孔布置1）冻结孔圈径、孔数

11、与开孔间距 经计算，主、副井井筒冻结孔布孔圈径分别为9.20m、10.20m；主、副井井筒冻结孔孔数分别为25个、27个；主、副井井筒冻结孔开孔间距分别为1.15m、1.18m。2）测温孔 主井：布置3个测温孔，深度均为93m；副井：布置3个测温孔，深度均为85m。测温孔布置在终孔间距最大处外侧界面上，距冻结孔布孔圈径1.00m，一个布置在地下水流上方冻结孔外侧主面上，距冻结孔1.00m。 3）水文孔主井：孔深为20m（花管位置为1419m，封止水位置为16m）；副井：孔深为16m（花管位置为1015m，封止水位置为16m），以便观测冻结壁交圈情况。4）钻孔工程量（见下表）表7 钻孔工程量表序

12、号名 称单位数 量主井副井1冻结孔m232522952测温孔m2792553水文孔m2016合 计m262425664.2 冷冻站制冷设计4.2.1氟系统一）冷量计算（见下表）冷量计算表项 目单位数 量主井副井冻结管散热能力万大卡/小时21.3422.04井筒需冷量万大卡/小时24.5425.35二）冻结运转形式及参数冻结站采用双级压缩制冷，积极冻结期盐水温度取-26，维护期盐水温度取-20-22，盐水比重为1.25。 三）冷冻机选型 经计算，主、副井共用以一个冻结站。主井选用20型盐水机组2台，副井选用20型盐水机组2台。制冷设备总装机标准制冷能力188.4万大卡/小时。 4.2.2盐水系统

13、一）盐水总循环量 Q主=230m3/h；Q副=260m3/h二）主要管路选择1、冻结管：均选用108×5mm无缝钢管；2、盐水干管及集配液圈：均选用219×6mm无缝钢管； 3、供液管：均选用60×5mm聚乙稀塑料供液管； 三）盐水泵：选用8BA12型水泵4台。4.2.3冷却水系统 一）冷却水总循环量为30 m3/h；二）新水补充量为15m3/h；三）水泵选型：选用200QJ40-26/2型水泵四台。冻结主要参数见“冻结设计主要参数表”。 4.2.4 氯化钙用量 主井为29吨，副井为30吨。 冻结设计主要参数表序号项 目单位主井副井1井筒净直径m4.55.52井壁

14、厚度m0.850.853冻结深度m93854冻结壁平均温度-6-65冻结壁厚度m1.431.426冻结孔布孔圈径m9.2010.207冻结孔数个25278冻结孔间距开孔m1.151.18终孔m1.801.809冻结孔向井心偏斜m0.300.3010测温孔个/m3/933/8511水文孔个/m1/201/1612钻孔工程量m2624256613井筒需冷量MJ/h24.5425.3514积极期盐水温度-26-2615维护期盐水温度-20-22-20-2216新水补充量m3/h15154.3 供配电设计冻结孔施工和冻结站供电被列为矿山企业二类负荷，应具有一定的可靠性，只有在特殊情况下才能短时间停电，

15、并且在停电前通知打钻及冻结站负责人，以便提前做好停电工作。供电电压应相对稳定，电压波动值一般不宜超过+5% -10%。冻结站施工设备负荷计算设备名称规格型号数量（台）设备容量(KW)功率因数正切值需用系数计算负荷总台数工作数总计工作容量有功(KW)无功(Kvar)视在(KVA)螺杆冷冻机44100010000.9640.45324.00312.34450.00盐水泵8BA-12421501500.9641.0075.0072.30100.40清水泵200QJ40-26/24211110.9640.804.404.246.10合计171511651165707.00671.13971.45安装容

16、量：1165KW。有功负荷：707KW。无功负荷：671.13Kvar。视在负荷：971.45KVA。功率因数补偿到0.85，低压母线上负荷为：视在负荷832 KVA，有功负荷707KW，无功负荷436 Kvar。4.4 钻孔施工技术4.4.1每井采用钻机2台同时施工，每台钻机各配备TBW-850/50型泥浆泵一台。钻孔测斜采用JDT-5型陀螺仪，实现不提钻测斜。采用JDT-3K型陀螺仪定向，随钻可提式导向器和YL-127型螺杆钻纠斜。4.4.2钻场施工：首先要以井筒中心位置量出场地范围平整场地，分层铺设夯实三七灰土，厚350mm，三七灰土上部浇注混凝土厚300mm，并预留钻孔位置和砌筑泥浆循

17、环沟槽。4.4.3确定孔位：以井筒中心为基准，测定孔位。钻孔孔位采用钉桩法设立明显标志。4.4.4钻机安装：按设备的安装要求进行，并配套好泥浆设施。接通水、电、安装夜间照明，检查钻具，做好各项准备工作。4.4.5钻孔：钻机采用108mm钻杆，159mm加重杆，190.5mm、171.4mm牙轮钻头组成的加重钻具，回转式钻进泥浆护壁的方法，分班连续作业方式。4.4.6泥浆配制（泥浆性能参数见下表）泥浆性能参数表地层名称粘度（S）比重（g/cm3）含砂量（%）胶体率（%）砂 土20-271.10-1.15497粘 土16-181.05497风化带18-201.10497基 岩17-191.0549

18、74.4.7钻进参数(钻进参数见下表)钻进参数表地层名称钻压(kg)泵量(L/min)转速(转/min)砂 土500-600500-60055,77粘 土600-800400-60077,124风化带800-100050077,124基 岩1000500124,1254.5冻结施工技术根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按井巷工程施工验收规范（GBJ213-90）要求试压、检查验收。冻结站采用单级压缩制冷。蒸发式冷凝器作为冷凝设备。以氯化钙盐水溶液为冷媒剂。采用CW-2型计算机自动温度监测系统，监测冻结壁温度场变化情况和验算冻结壁的

19、厚度。4.5.1冻结站安装冻结站安装包括氟系统、盐水系统及冷却水系统安装，要求根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按井巷工程施工及验收规范要求试压、检查验收。冻结站设备、压力容器及阀门在安装前必须进行清洗和压力试验，安全阀、液面指示器、放空气阀安装前必须做灵敏度试验，氟、盐水系统管路采用低碳无缝钢管，盐水箱安设液面自动报警装置。冻结站管路试压合格后，对氟低温管路和站内盐水管路进行保温包扎。4.5.2冻结沟槽施工及冻结器安装冻结钻孔竣工后，进行冻结沟槽施工和冻结器安装，冻结器安装完毕要对沟槽进行清理，做到沟槽内清洁整齐。沟槽内要安装盐

20、水流量检测和控制装置，以便按时检测和调整各冻结器的盐水流量。盐水系统试压合格后要按设计要求对盐水管路进行保温包扎。4.5.3化盐水按照设计的比重配制盐水，配制盐水时，要防止异物混入，以免使冻结器堵塞影响井筒的正常冻结施工。以上各工序进行完毕，即可进行充氟试运转。试运转期间，要认真调试各系统的运转参数，并进行对各冻结器盐水流量的检测和调整工作，各冻结器的盐水流量必须达到设计要求。4.5.4正常运转、设备检修和检测监控包括积极冻结期和维护冻结期。从开机到井筒掘砌到底的时间为积极冻结期，内层井壁施工期间为维护冻结期。冻结期间，要按设计的开机台数和降温计划控制各项运转参数，并进行水文孔水位、参考井水位

21、、测温孔温度的检测，井筒掘进期间的井帮温度、冻结壁位移的观测等要进行严格的检测监控，为井筒的掘进施工提供可靠的依据。5 劳动组织5.1 钻孔期间劳动组织钻孔施工劳动组织表序号工种或职务人数序号工种或职务人数1队长110材料、保管12副队长111劳资、财会13技术人员112炊事员24钻工3413电测工15电焊工2146电工1157机修工2168司机117小 计435合 计485.2 冷冻期间劳动组织冻结施工劳动组织表序号工种或职务人数序号工种或职务人数1站长18测温工22副站长19材料、保管13技术人员110劳资、会计14冻安工1211炊事员25电工312项目副经理16机修工3137电焊工214

22、合 计306 施工工期6.1打钻工期每井两台钻机同时作业，冻结孔施工，工期为45天。 6.2 冻结工期 一）冻结站安装工期为40天，要求在打钻期间内完成。 二）地沟槽挖砌在10天内完成。 三）积极冻结期为40天。 6.3 总工期从打钻至井筒冻结交圈总工期95天。7 施工技术要求为使井筒冻结壁按时达到设计厚度和强度，确保井筒按时开挖和连续掘砌施工，冻结施工过程必须严格按照矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ213-90）和冶金矿山井巷工程质量检验评定标准（YBJ218-89）和本工程设计要求进行施工7.1 钻孔施工技术要求7.1.1孔位严格按设计孔位开孔施工，开孔孔位与设计孔位偏差不得超过30&#

23、160;mm。7.1.2孔径使用108mm钻杆，150mm加重杆，190.5mm、171.4mm牙轮钻头钻进为主，以下置108mm的无缝钢管。7.1.3 孔深各类孔必须确保设计下管深度，不得有负值，不大于设计深度0.5m(以自然地平算起)。考虑到孔径大、钻孔深、孔内沉淀、钻孔偏斜等因素，钻孔施工深度应比设计深度增加1m（以灰土盘面算起）。7.1.4 钻机安装：必须保证天轮中心、转盘中心、孔位中心三点一线，并垫实钻机底盘，保证钻机稳固。7.1.5泥浆制备：选取优质粘土，并经试验确定其各项指标，正常钻进时，泥浆性能为：比重1.10-1.15，含砂量不超过4%，失水量不超过25毫升，胶体率不小于95

24、%。施工中加强对泥浆性能的监测，经常测定泥浆指标，根据冲积层和基岩的地层特点调整泥浆指标以保证钻孔护壁效果。7.1.6 钻孔：钻进时，立轴平稳旋转不能晃动，按钻孔深度及地层情况合理选择钻进参数、钻速、钻压及冲洗量。钻进中严格控制钻机转速，以防止钻孔偏斜。严格控制钻孔偏斜率及钻孔间距，使其符合“规范”和“设计”要求。7.1.7 钻孔测斜：为检查钻孔偏斜情况，按规范和设计要求每钻进20m测斜一次，并每隔20-50m绘制钻孔实际偏斜方位图以指导施工。7.1.8 钻孔偏斜要求： 冻结孔：冻结钻孔偏斜率必须严格控制，相邻孔间距必须符合设计要求。 钻孔相邻孔间距要求：终孔孔间距不得大于1.80m。 测温孔

25、：偏斜率按不大于3控制。 水文孔：各水平落点不超出井筒净断面。7.1.9下管： 所有管材均选用(GB/T8163-1999)20#低碳钢无缝钢管，下管前要重新丈量钻具全长和校验孔深，确保下管深度符合设计要求。 配管：应先对冻结管内壁进行除锈及清除杂物，保证管内畅通，然后根据每个孔的深度进行配管，并对管子逐根进行准确丈量、编号、配组，并做好原始记录。 底锥：冻结管、测温管、水文管设密封底锥和加强隔板，冻结管的底锥焊接必须是双层，焊接后必须在地面打压合格后，方可使用。要求底锥钢板和加强隔板厚度不小于各类管壁厚，材质与各类管相同。焊接采用与管材材质相符合的J422焊条，焊接厚度不得小于各类管壁厚，焊

26、接必须严密。 焊接：冻结管全部采用内衬管连接方式，测温管和水文管采用外接箍连接方式，接箍长度均为150mm。焊接时要求管材、管箍、焊条的材质必须一致，焊接厚度不低于冻结管壁厚，无砂眼，无裂纹，并且要求管端必须对正，保证同心度，焊接要严格按焊接工艺进行焊接。 下管结束经打压合格后， 管口加盖封牢固定，才能转入下一个孔施工。 7.1.10 冻结管耐压试验：冻结管下置完成后，必须按“规范”要求进行水压耐压试漏，试验压力为1.5 Mpa，试压时间为30min内压力不降，或压力下降值小于0.05MPa，再延续15min，其压力保持不变为合格。打压必须设专人，并做好原始记录。打压合格后加盖密封管口，以防杂

27、物掉入或泥浆灌入管内。7.1.11水文孔施工：布置1个水文孔。 水文管规格(见水文孔设计部分)。 滤水孔孔径为20mm，孔距横向100mm，纵向100mm，梅花形排列，管外焊6mm垫筋，按管径不同分别焊3根、4根、6根，外缠22目铁砂网2层，并用14#铅丝按56mm间距均匀扎紧，并用8#铅丝固定。水文管花管位置：2046m。 水文孔底部必须加焊底锥。 水文管连接处必须焊牢，不渗漏并保证同心度。 水文管下置后必须进行认真洗孔，以出清水为准。7.1.12 冻检孔施工：为进一步检验井筒所穿过的地层地质情况，首先施工地层倾斜下方的深冻结孔，对基岩段进行取芯，以便校核地层结构，确保冻结深度合理。主、副井

28、冻结孔取芯起止深度分别为8898m、8090m。7.1.13 各类钻孔施工，均要认真做好原始记录，要求全面、详细、准确。严格按ISO9001：2000标准，做好各环节、各过程控制，确保施工质量。7.1.14冻结钻孔施工竣工后均提交如下资料 钻孔施工数据总表； 钻孔偏斜总平面图； 冻结检查孔柱状图； 水文孔施工结构图； 冻结孔施工竣工报告； 各水平冻结壁交圈平面图。7.2 冻结施工技术要求7.2.1 基础施工：根据平面布置图测量放线，按基础图规格、尺寸要求施工。7.2.2冻结站安装：冻结站安装形式为高、低压双级压缩系统。安装前对所有的设备、阀门检修完好，各种管路清理干净，所用的机具准备齐全，做好

29、设备就位、找平、找正工作。7.2.3试压、保温：制冷三大循环系统安装完毕后，严格按矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ213-90）要求进行压力试验和真空试漏。试压合格后对冷冻机低压管路和盐水系统管路、盐水箱、中冷器等低温管道、设备、阀门等隔热保温包扎，确保隔热性能。7.2.4充氟、试运转：试运转前先按设计比重配制氯化钙溶液（盐水冷媒剂），在冷却水系统、盐水系统工作正常后进行充氟试运转工作。试运转正常即可开始积极冻结运转。7.2.5温度测试：设专人进行测温,冻结站开机前要对原始地温、参考井水位、水文孔水位、水温统一检测一遍，并做好记录。在积极冻结期间测温工作要每天进行一次，维护冻结期间每二天进行

30、一次，所测资料阶段性上报处有关部门。7.2.6冻结器运转初期要检测各孔盐水流量,并观测冻结器结霜情况，确保每个冻结孔畅通且流量基本均匀。7.2.7加强车间管理，使盐水温度尽快达到设计要求。7.2.8在冻结期间，冻结井周围抽水影响半径内的水井一律停止使用，以保证冻结井筒冻结壁按时交圈。7.2.9井筒开挖：通过测温孔、水文孔数据计算，分析冻结壁发展状况，综合分析确认冻结壁已满足开挖条件后，才能开挖。开挖过程中，继续加强井帮温度等各项检测工作。严格控制段高和井帮暴露时间。根据冻土发展状况和冻结壁温度，在冻结壁已满足井筒掘砌施工安全的前提下，适时减少开机台数和供冷量，转入维护冻结。7.2.10应按“规

31、程”和设计要求，根据不同地层严格控制掘进段高。7.2.11冻结段井筒需放炮施工时,在放炮前，掘进单位应通知冻结站值班人员，以便检测盐水系统是否正常运行。冻、掘双方有关人员要密切配合，经常下井观测冻土发展情况及不同地层的井帮温度，做好原始记录，有异常情况双方尽早发现，积极采取措施，确保井筒安全通过冻结段。7.2.12冻结施工人员严格按各项规程施工，认真执行ISO9001程序，坚持把好各工序及施工过程质量关，确保冻结工程达到优良标准。7.2.13冻结工程结束后，提交全部施工资料及竣工报告。8 保证冻结工程质量的有效测试手段和方法8.1 保证钻孔施工质量的有效测试手段和方法为确保本工程的施工质量，我

32、单位将加大投入一批钻孔质量检测设备，以满足对冻结孔施工质量进行有效测试。冻结孔质量主要检测项目是钻孔深度和钻孔垂直度。8.1.1监测目的：为使冻结孔深度符合设计要求，偏斜值符合规定，采用钻、测、纠相结合的冻结孔钻进技术，严格控制冻结孔向井内偏斜，确保钻孔垂直度，缩小冻结孔间距，加快冻结壁形成速度，为缩短凿井工期创造条件。8.1.2监测手段和方法：钻进过程中每个孔均要按要求间隔深度及时测斜，遇有地层发生较大变化或易偏斜地层加密测点，逐点把关并及时上图校验，发现偏斜超限立即纠偏。采用先进的定向纠偏钻具技术，对超偏钻孔进行人工定向纠偏，下好冻结管后要进行成孔复测。8.1.3 孔深监测：每次下入钻具之

33、前，要用钢尺进行测量并记录，在每个钻孔终孔前对孔内所有钻具进行复测，以复核钻孔深度。8.1.4冻结管深度监测：根据每个孔的深度进行配管，并对管子逐根进行准确丈量、编号、配组，并做好原始记录，确保管深不小于设计深度。8.1.5监测成果：整理数据后，按设计水平绘出偏斜总平面图及各水平冻结壁预想交圈图。8.2 工程质量保证措施8.2.1冻结施工监测、监控目的监测目的是为井筒冻结施工及时反馈信息，是完善设计和指导施工的重要手段，是判断冻结壁是否达到设计标准的重要依据，由于深井冻结地质条件的复杂性和施工过程的多变性，对于在设计计算中未能计入的各种因素，通过监测结果进一步修改和完善施工技术措施；施工现场根

34、据监测数据，及时调整冻结施工参数，经监测数据分析、判断冻结壁是否交圈，确定井筒开挖和施工中冻结壁厚度和强度，以保证井筒安全掘砌，并为以后的冻结工程提供较为可靠的技术参数。8.2.1监测内容(见下表)测 项 目 表序号监 测 内 容1原始地温及水位水温监测2冻结站制冷系统运转指标监测3盐水温度、盐水流量、盐水水位监测4冻结壁温度场监测5水文孔、参考井水位水温监测6工作面井帮温度监测8.2.3 原始地温及水位水温监测一）原始地温监测利用测温孔在开机冻结前将原始地温测量出来，为以后与开机后测温孔数据相比较，掌握地层冻结温度温度变化规律。二）原始水位水温监测 利用水文孔及附近参考井在开机冻结前将原始水

35、位、水温测量出来，掌握井筒地下水静止水位标高及水温，为冻结过程中的水位、水温变化做参考。8.2.4冻结站制冷系统运转指标监测一）监测目的通过对冻结站氟、盐水、冷却水系统中的温度、压力等监测，分析运转指标的合理性，以确保冻结站的制冷效率。二）监测手段及方法分别在循环管路中安设测温元件、压力计等，实现上述指标的监测。三）监测频次从冻结运转开始至结束全过程，对运转设备及三大循环系统各部位进行连续观测。四）监测结果利用各项运转指标综合分析表、设备运转状况评价表，运转图表等进行记录。8.2.5冻结制冷盐水温度、流量、水位监测一）监测目的了解每个冻结器的工况、热交换情况，保证对每根冻结管提供足够的冷量，确

36、保冻结壁的形成。通过对盐水箱水位变化的监测及时掌握和控制盐水系统运转情况和防止盐水漏失现象，保证冻结壁的均衡发展和安全稳定性。 二）监测方法 盐水温度监测在去回路盐水干管上，配集液圈头、尾部设置测温点并安设温度计，在冻结器上设置检测去、回路温度装置，测量盐水去、回路总温差和各冻结器去回路温差，反映冻结器的工作状况。监测频次：盐水干管温度每日监测，各冻结器温度每10天监测一次。 冻结管纵向盐水温度监测采用单点热电偶和数字温度计分别在冻结运转1个月和井筒开挖前对冻结管内盐水进行纵向温度监测，反映冻结器是否畅通，掌握冻结壁在各水平上的整体扩展状况。 盐水流量监测安装一套流量检测系统，随时对每个冻结器

37、盐水流量进行监测，且每个冻结器均设置流量调节器，确保各冻结管盐水流量基本保持均匀，并能满足设计要求。 盐水箱水位监测在每个盐水箱安装电子液位自动显示报警器，监测盐水漏失情况。三）监测结果各项监测数据要进行整理分析，并绘制盐水温度变化曲线图、纵向温度变化曲线图。8.2.6 冻结温度场监测一）监测目的随时掌握冻结壁的发展状况，了解其厚度、平均温度、强度及冻结壁形成规律，合理确定井筒开挖时间和正确指导掘砌施工。二）监测方法设置测温孔，孔内布AD-590温度传感器，采用CW-2型计算机测温系统对温度场随机检测，实现自动数据采集、处理、打印、储存。三）传感器布置测温孔内传感器布置原则：主要针对含水砂层和

38、风化基岩地层，以准确掌握这些关键地层的冻土发展状况。根据检查孔柱状图描述，具体布置水平如下：主井：20m、50m、70m、93m；副井：20m、40m、60m、85m。 四） 监测频次从井筒积极冻结开始直到井筒冻结段施工完毕。在积极冻结过程中，每隔24h检测一次，在维护冻结过程中，每两天检测一次，需要时可随时进行检测。五）监测结果数据记录分析表、冻结壁在不同时期沿深度的温度分布曲线图、冻结壁在不同时期各层位水平方向温度分布曲线图。8.2.7 水文孔、参考井水位水温监测一）监测目的根据水文孔内水位和水温变化情况，选择冻结井周围参考水井2-3个量测其水位、水温变化与水文孔作比较，作为初步判断冻结壁

39、是否正常交圈的依据之一。二）监测方法采用电测水位仪辅以测绳测量水文孔和参考井水位变化情况，管口高程用精密水准仪与基准点校核，采用数字温度计测量纵向水温。三）监测频次井筒积极冻结开始，每天检测一次水文孔和参考井水位变化，井筒开挖前每隔20天检测一次水文孔纵向水温变化，每隔一个月检测参考井水温变化情况，必要时随时检测。四）监测结果每次测试的水位、水温数据和累计变化量要认真整理并绘成曲线。8.2.8工作面井帮温度监测一）监测目的判断冻结壁的可靠性，预测工作面以下冻土扩展情况，及时调整冷量，为掘进创造良好、安全的施工条件。二）监测方法在每个掘进段高，沿井帮四周水平方向均布4-8个测点，在工作面垂直方向

40、布置2-3个测点，以检测冻土在荒径内外的扩展情况；使用半导体单点数字温度计，探头遇冻土时，利用钻眼放入冻土检测，在未冻土中直接插入测量，并用钢尺直接量出冻土扩展距离。三）监测频次根据开挖情况适时监测，每个掘进段高测量一次，掘进换层时，及时测量。四）监测结果数据记录分析表，沿井筒周边纵向温度分布曲线图，冻土进荒径纵向扩展图。8.2.9冻结壁的变形和位移监测一）监测目的在厚粘土层掘进中，冻结壁产生塑性变形且向井内位移，其变形量和变形速率往往是判断冻结壁稳定性和冻结管是否安全的重要指标，是确定掘进段高的重要依据。为此，要重视对冻结壁变形和位移量检测，掌握其规律性。二）监测方法在掘进时沿井筒四个方向，在井壁的钢筋挂钩上各悬挂一根垂线，掘进段每隔0.5-1.0m就在冻结壁上依次打入钉子作测点，定期用