本科畢業(yè)論文-龍祥煤礦副井井筒凍結(jié)施工設計

1煤炭行業(yè)，顧名思義，是以開采煤炭資源為主的一個產(chǎn)業(yè)。它是國家能源的主要來源之一，也是國家經(jīng)濟的重要支柱之一。我國自1955年在開灤煤礦林西風井首次應用凍結(jié)法鑿井獲得成功后，至20世紀末，已在黑龍江、吉林、河北、安徽、江蘇、河南等地采用凍結(jié)法共施工了約450個立井井筒，凍結(jié)總長度超過75公里，成為國內(nèi)安全通過不穩(wěn)定地層(沖積層)施工龍祥煤礦副井井深548m,表土段364.1m,凍結(jié)主要針對深厚基巖。該區(qū)內(nèi)巖層主要以粉砂巖和砂巖為主，其特點是遇水易軟化，強度較低。凍結(jié)施工中主要內(nèi)容有凍結(jié)方案、凍結(jié)深度、凍結(jié)壁的確定，三大循環(huán)系統(tǒng)的設計及凍結(jié)施工監(jiān)測等等。本次設計凍結(jié)深度為448m,凍結(jié)壁厚度為6.4米。設計4個測溫孔，3個水文孔，加強對凍結(jié)壁的監(jiān)測。2industry.Itisoneofthemainsourcesofnationalenergy,andiimportantpillarsofthenationaleconomy.fHeilongjiang,Jilin,Hebei,Anhui,Jiangsu,Henanandotherfconstructionofthemainconstructionmethods.determinationofthefrozenwall,thedesignofthethreemajorcirculatorysystemandthemonitoringofthstrengthenthemonitoringofthefrozenwall.3本次設計是大學期間最后一次理論與實踐相結(jié)合的總結(jié)性學習活動，是對大學四年所學知識全面系統(tǒng)的檢驗和考核，同時也是我學生時代最后一次作業(yè)，是四年努力求學的成果，是對學校和老師的一個匯報。本著認真、嚴謹、求實、創(chuàng)新的學習工作態(tài)度，完成此次設計。本次設計中，積極選取經(jīng)濟合理、技術(shù)可行、安全可靠的施工方案，以提高機械化程度，減輕勞動強度，加快施工進度，提高施工效率，降低工程成本，確保施工安全為最佳原則，其宗旨是保證施工質(zhì)量、縮短建井工期，以取得最佳效益。本次設計主要包括三篇內(nèi)容：第一篇為龍祥煤礦副井基本概況，第二篇為龍祥副井凍結(jié)相關(guān)設計與計算，第三篇為專題設計。本次設計的完成得到了林登閣和喬衛(wèi)國老師熱情指導和大力幫助，感謝兩位老師在學習生活中的關(guān)懷與愛護，在此表示衷心的感謝!由于本人缺乏現(xiàn)場施工的經(jīng)驗，以及對有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及實際情況理解不夠透徹，編寫過程中出現(xiàn)錯誤在所難免，在此編者真誠希望老師給予批評指2016年6月4日4第一篇龍祥煤礦副井凍結(jié)施工組織設計1.龍祥煤礦副井井筒概況 4 41.1.1自然交通 41.1.2地形地貌與地表水系 51.1.3水電供應 5 52.井筒地質(zhì)及水文地質(zhì)情況 72.1工程地質(zhì)概況 72.2水文地質(zhì) 83.凍結(jié)設計 93.1設計原則 93.2凍結(jié)深度的確定 93.3凍結(jié)壁設計 9 93.3.2控制層位的選取 93.3.3地壓力計算 93.3.4凍結(jié)壁厚度的計算 3.3.5凍結(jié)壁平均溫度 3.4鉆孔布置設計 3.4.1凍結(jié)孔及測溫孔布置設計 3.4.2凍結(jié)圈徑 3.4.3凍結(jié)孔數(shù) 3.4.4開孔間距 3.6凍結(jié)造孔技術(shù)要求 3.7凍結(jié)壁形成預測 4.凍結(jié)制冷系統(tǒng)設計 4.1氨系統(tǒng)設計 4.1.2凍結(jié)管散熱能力計算 4.1.3制冷方式選擇 4.1.4串聯(lián)雙級壓縮制冷計算 54.2鹽水系統(tǒng)設計 4.2.1基本資料 4.2.2鹽水管路設計 4.2.3鹽水泵的設計 4.3冷卻水系統(tǒng)設計 4.3.1基本資料 4.3.2冷卻水需求量 4.3.3水源井的設計 4.4凍結(jié)可靠性保證措施 4.4.1低溫管路和設備的隔熱 4.4.2凍結(jié)質(zhì)量可靠性措施 4.4.3凍結(jié)管可靠性措施 4.4.4鹽水系統(tǒng)可靠性措施 5.施工技術(shù)措施 5.1施工技術(shù)要求 5.1.1鉆孔施工的主要技術(shù)要求 5.1.2凍結(jié)管安裝技術(shù)要求 5.1.3凍結(jié)孔驗收的技術(shù)要求 5.1.4凍結(jié)站安裝技術(shù)要求 5.2施工順序 5.3施工工藝流程 5.3.1制冷工藝流程 5.3.2施工工藝流程 5.3.3施工進度計劃 5.4凍結(jié)施工技術(shù)保證措施 5.4.1凍結(jié)工程的準備工作 5.4.2凍結(jié)技術(shù)措施 5.4.3凍結(jié)運轉(zhuǎn) 6.凍結(jié)法鑿井的監(jiān)測工作 6.1冷凍系統(tǒng)、凍結(jié)壁及井壁的溫度測量 6.2冷凍三個系統(tǒng)的流量監(jiān)測 6.3.1凍結(jié)壓力和永久地壓的測量 6.3.2鋼筋應力的測量 6.4凍結(jié)壁厚度和變形的測量 6.4.1用超聲波檢測凍結(jié)壁厚度 6.4.2凍結(jié)壁位移的測量方法及優(yōu)缺點 67.凍結(jié)井筒掘進 7.1試挖與正式開挖的條件及時間估算 7.1.1計算原理 77.1.2開挖條件及估算時間 7.2開挖前的準備工作 7.2.1四通一平 7.2.2臨時工業(yè)建筑 7.2.3鎖口、井口盤、固定盤和鑿井吊盤、穩(wěn)繩盤 7.2.4提升信號系統(tǒng) 7.2.5壓風系統(tǒng) 7.2.6混凝土攪拌運輸系統(tǒng) 7.3凍結(jié)段掘進與支護的特點 7.3.1凍結(jié)段井筒掘砌的特點 7.3.2井筒掘砌的要求 7.4段高的確定 7.4.1影響掘進段高的主要因素 7.4.2根據(jù)井幫穩(wěn)定性確定掘進段高 7.5挖掘方法 7.5.1凍土進入荒徑前的挖掘方法 7.5.2凍土進入荒徑的挖掘方法 7.6風動工具的防凍措施 7.6.1壓風過濾干燥法 7.6.2降低冰點法 7.6.3風動工具直接消凍法 7.7凍結(jié)鉆孔施工技術(shù)措施 8.凍結(jié)法鑿井主要事故分析與防治措施 8.1.2凍結(jié)管斷裂的原因分析 8.1.3斷管預防措施 8.2凍結(jié)段施工過程透水淹井 8.2.1淹井出水部位及原因 8.2.2防止凍結(jié)段施工過程透水淹井的措施 8.3凍結(jié)段井壁透水淹井 8.3.1凍結(jié)段井壁透水淹井的原因 78.3.2防止井壁透水淹井的措施 9.拔管充填與冷凍站拆除 9.1液氨和鹽水的回收 9.1.2氨液回收注意事項 9.1.3鹽水回收方法 9.1.4鹽水貯存運輸 9.1.5鹽水回收注意事項 9.2冷凍設備和管路的拆除及注意事項 9.2.1冷凍設備和管路的拆除 9.3拔管與充填 9.3.1拔管 9.3.2凍結(jié)管充填 第二篇淺談巷道圍巖松動圈測試技術(shù)1.概述 2.圍巖松動圈的主要測試技術(shù) 2.1聲波法測試圍巖松動圈 2.2多點位移計法測試圍巖松動圈 2.3地質(zhì)雷達法測試圍巖松動圈 2.4地震波法測試圍巖松動圈 2.5電阻率法測試圍巖松動圈 2.6滲透法測試圍巖松動圈 2.7其它測試技術(shù) 3.圍巖松動圈測試技術(shù)的展望 4.結(jié)論 參考文獻 4第一篇龍祥煤礦副井凍結(jié)施工組織設計1.龍祥煤礦副井井筒概況本井田(原名正邦井田)位于巨野煤田東部，山東省嘉祥縣孟姑集鄉(xiāng)、馬村鎮(zhèn)和老僧堂鄉(xiāng)境內(nèi)，距嘉祥縣城15km,行政區(qū)劃隸屬嘉祥縣。本井田以南2km處日菏高速公路自東而西通過，以南11km處兗菏鐵路及327國道自東而西通過，本井天東鄰有338國道，井田內(nèi)有大黃級路由南向北穿過，鄉(xiāng)級公路四通八達，交通非常方便。主立井所在位置地勢平坦，地面標高約為38.7米。均為農(nóng)田，工程車可直達施工地點，交通便圖1-1-1井田交通示意圖5本區(qū)屬黃河沖積平原，地形平坦，地勢略呈西南高東北低，地面標高一般為+37～+40m,自然地形坡度為0.2%。區(qū)內(nèi)除村莊外，均為高產(chǎn)農(nóng)田，主要作物有小麥、玉米和蔬菜等。本區(qū)水系較發(fā)育，河流及農(nóng)用溝渠縱橫成網(wǎng)，主要河流有新趙王河靳莊溝及趙王河故道，均系人工開掘的季節(jié)性河流，旱季可引水灌溉，雨季可防洪排澇。根據(jù)嘉祥縣水利勘測設計室提供，趙王河上距井口以西200m處的趙橋百年一遇水位為40.20m(廢黃河口高程系),換算為1956黃海高水路方面：京杭大運河流經(jīng)濟寧市，構(gòu)成重要的水上運輸通道，井田內(nèi)主要河流有新趙王河，自西向東流入京杭大運河。本井田附近已建有菏澤發(fā)電廠和濟寧發(fā)電廠，總裝機容量規(guī)劃為1150MW,均以220kV網(wǎng)絡與山東電網(wǎng)相連。本礦井電源電壓采用35kV,如上所述距離礦井較近的變電站有，張樓110kV變電站、黃崗35kV變電站和嘉祥220kV變電站，其電源可靠，均可向礦井提供電源。經(jīng)與濟寧市供電公司協(xié)商，確定本礦井兩回35kV電源分別引自張樓110kV變電站35kV母線和嘉祥220kV變電站35kV母線，其供電距離分別為9km和16km。1.2工程概況龍祥煤礦副井井筒工程由煤炭工業(yè)濟南設計研究院設計，井筒表土段設計采用凍結(jié)法施工。井筒基巖段用普通爆破法施工。副井的主要施工內(nèi)容包括副井井筒、副井井筒與管子道聯(lián)接處、副井馬頭門、副井永久鎖口、副井井底搖臺及操車基礎(chǔ)等。副井井筒直徑φ6.0m,井深506m,井口標高+41.0m。井筒主要技術(shù)特征見6副井井深506m,井筒凈直徑6m。副井表土段448m,基巖段58m。采用表土段凍結(jié)，凍結(jié)深度為448m,井壁結(jié)構(gòu)采用雙層鋼筋混凝土井壁結(jié)構(gòu)，井壁厚度450～750mm,內(nèi)、外層井壁間鋪設雙層聚苯乙烯泡沫塑料板(2×1.5mm);凍結(jié)壁(標高-100.00至-367.00米)與現(xiàn)澆混凝土外層井壁之間鋪設75mm厚的泡沫塑料板。混凝土設計標號C30、C40、C50和C60四種。鋼筋豎筋采用直螺紋連接，環(huán)筋采用搭接。附表：主立井井筒主要技術(shù)特征表主立井井筒井壁結(jié)構(gòu)特征表附圖：副井井壁結(jié)構(gòu)剖面圖副井井壁結(jié)構(gòu)斷面圖井筒主要技術(shù)特征表表1序號項目名稱單位副井1井口坐標緯距(X)m經(jīng)距(Y)m標高(Z)m2井口自然地坪標高m~+38.73井筒深度m4井底水平標高m5井筒凈直徑m6沖積層深度m7凍結(jié)深度m8砌壁厚度鋼筋砼段素砼段8相關(guān)硐室管子道、馬頭門、井底清理斜巷按井壁結(jié)構(gòu)的不同將井筒由上而下分為7段。井筒鎖口段，管子道、7井筒特征序號單位副井備注1沖積層厚度米2井筒凈直徑米3井壁最大厚度毫米4最大掘進荒徑米5凍結(jié)深度米2.井筒地質(zhì)及水文地質(zhì)情況根據(jù)《山東省巨野煤田龍祥礦井井筒檢查孔施工報告》描述，主、副檢孔揭露地層自上而下為第四系、新近系、二疊系、石炭系及奧陶系。第四系：底深109.20～114.80m,平均厚度112.0m。主要為黃褐色粘土、砂質(zhì)粘土與砂層相間沉積，局部見鐵錳質(zhì)結(jié)核及鈣質(zhì)結(jié)核。含水砂層多以中、細砂為主，局部為粉砂、粗砂，礦物成份以石英長石為主，較松新近系：底深364.10～364.40m,厚度249.60～254.90m,上段以綠灰色為主，夾黃褐色，巖性為粘土、砂質(zhì)粘土與多層砂層、砂礫層相間沉積，下段以灰綠色、偶夾黃褐色、灰白色，由粘土、砂質(zhì)粘土含鈣粘土及粘土質(zhì)砂、粘土質(zhì)礫層組成，下部局部弱固結(jié)，粘土與砂質(zhì)粘土膨脹性較強，見石膏團塊，多夾鈣質(zhì)粘土，局部為鈣質(zhì)層，偶見粘土質(zhì)砂。二疊系8洲相沉積，以淺灰黃、淺灰、灰白色中細砂巖為主，泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)，發(fā)育斜層理、平行層理，局部顯混濁狀及波狀層理，弱風化帶底深為371.20~太原組：為淺海與濱海環(huán)境下的碳酸鹽巖及細碎屑巖含煤交替沉積。副檢孔未全揭露；主檢孔底深為561.00m,厚度為171.54m。巖性以深灰色泥巖、粉砂巖、灰色細砂巖、石灰?guī)r及煤層等組成。2.2水文地質(zhì)第四系(Q):厚109.20~114.80m,由粘土、砂質(zhì)粘土隔水層及含水沙層相間成層組成。砂層6~13層，厚21.90~31.70m,占本組厚度的28%~20%。砂層含水層及粘土層厚度比0.25~0.38。含水砂層中以細沙為主，局部有粉砂和粗砂，其礦物成份主要為石英、長石。為硬塑的粘土及砂質(zhì)粘土，具良好的隔水性能。新近系(N):地層厚249.60～254.90m,由粘土隔水層和沙礫含水層相間沉積而成，粘土層為23～15層，厚103.50～94.10m,占本段厚度的72~79%.具良好的隔水性能含水層主要為中細沙，砂層厚度較大，與灰綠色粘土、砂質(zhì)粘土互層，砂質(zhì)較松散，屬富水性較強的孔隙承壓含水層，徑流補給山西組(P1S)砂巖含水層：殘留地層有砂巖3~4層，副檢孔主要含水太原組(P1t):主要含水層為三灰及八灰，其它含水層不含水或弱含水。三灰：底板埋深426.40~428.10m,厚度2.82~5.19m,簡易水文觀測帶是基巖含量水層的共用通道，其橫向連通性較好。93.凍結(jié)設計(1)根據(jù)業(yè)主提出的要求進行設計，確保各項設計，施工參數(shù)到達或超過業(yè)(2)確保本工程凍結(jié)質(zhì)量滿足井筒安全掘砌施工的要求，井筒掘砌中不發(fā)生因凍結(jié)壁原因引起的人員和工程質(zhì)量事故。(3)根據(jù)國內(nèi)外及此類凍結(jié)井的施工經(jīng)驗，結(jié)合龍祥礦井的實際，以滿足凍結(jié)壁強度，防止凍結(jié)壁變形及凍結(jié)管斷裂為目的，選擇合理的施工方案及(4)以施工安全為前提，減少工程量、提高工程效率、降低工程造價，達到安全、快速、高效的施工目的。3.2凍結(jié)深度的確定凍結(jié)深度為448m。根據(jù)業(yè)主提供的資料，副井表土段448m,基巖段58m。采用表土段凍結(jié)，凍結(jié)深度為448m。3.3凍結(jié)壁設計由于龍祥礦井表土深度較深，也屬于深表土凍結(jié)井，且在沖積層中有厚粘土層，膨脹性強。根據(jù)附近礦井的凍結(jié)經(jīng)驗，設計應確保凍結(jié)壁有足夠的厚度和強度，以防止凍結(jié)壁變形和凍結(jié)管斷裂。根據(jù)招標人提供柱狀圖，副井選取334.9米細砂層作為控制層位來計算式中1水土混合液比重，設計取0.011;H-控制層深度334.9m;3.3.4凍結(jié)壁厚度的計算目前國內(nèi)凍結(jié)井普遍采用以砂性土為控制地層，采用多姆克公式計算凍結(jié)壁厚度。在應用上述設計計算的基礎(chǔ)上，進行適當優(yōu)化調(diào)整來確定凍結(jié)壁厚度。式中E按強度條件計算的凍結(jié)壁厚度(m);R井筒掘進半徑(m);P計算水平的地壓(Mpa);K砂性土層的凍土計算強度(Mpa)。與凍結(jié)壁暴露時間相適應的凍土長時強度，在沒有做蠕變實驗，不能確定長時強度時，可用瞬時強度除2～2.5。本設計采用的瞬時強度為-12°C時的瞬時強度，得到結(jié)果為表3-1凍結(jié)壁厚度計算表井別控制層深計算地壓凍土計算強度掘進半徑/m凍結(jié)壁厚副井3.3.5凍結(jié)壁平均溫度為1.3m,井幫溫度按規(guī)定取-7℃.采用成冰公式進行計算，鹽水溫度取-30℃L——凍結(jié)孔間距m;E——凍結(jié)壁厚度m;計算結(jié)果得到凍結(jié)壁的平均溫度為-12℃。3.4鉆孔布置設計3.4.1凍結(jié)孔及測溫孔布置設計要形成設計厚度又有相應凍土平均溫度及強度的凍結(jié)壁，必須有足夠的凍結(jié)孔數(shù)和合理的凍結(jié)孔布置方式，本工程采用兩圈孔的布置方式，外圈主凍結(jié)孔為形成凍結(jié)壁的核心，采用差異凍結(jié)，深孔至設計凍結(jié)深度，淺孔穿過凍結(jié)段內(nèi)最下一個含水層。輔助孔采用梅花狀布置，外輔孔深度穿過基巖風化帶；內(nèi)輔孔深度副井為270米。防止開挖時片幫。根據(jù)柱狀圖及地質(zhì)資料，結(jié)合以往凍結(jié)工程的成功經(jīng)驗，兩井均設計測溫孔4個，水文觀測孔3個。井別名稱個數(shù)深度使用管材副井測溫孔4水文孔3主凍結(jié)孔的圈徑H——最大地壓處計算深度；(2)輔助凍結(jié)孔的圈徑經(jīng)過計算得到D=14mD?=11.8m計算得到n=44個計算得到n,=14個3.4.4開孔間距(1)主孔開孔間距，采用公式計算得到1=1.263m(2)輔助孔開孔間距，采用公式3.5凍結(jié)管設計為防止凍結(jié)管斷裂，本井筒所使用凍結(jié)管均選用國內(nèi)大型鋼廠生產(chǎn)的符合GB/8163-2008,20號低碳鋼無縫鋼管，采用內(nèi)襯管接頭連接。3.6凍結(jié)造孔技術(shù)要求凍結(jié)造孔偏斜、偏值和孔間距的要求凍結(jié)造孔的質(zhì)量能否符合要求，關(guān)系到井筒凍結(jié)的成敗。根據(jù)其它井筒凍結(jié)造孔質(zhì)量控制的經(jīng)驗，結(jié)合目前國內(nèi)凍結(jié)造孔的實際水平，在龍祥煤礦主、副井的凍結(jié)造孔質(zhì)量要求上采用如下控制；①凍結(jié)孔：凍結(jié)鉆孔偏斜率必須嚴格控制，相鄰孔間距必須符合設計要求，偏斜率按不大于2%控制。副井：外圈主孔松散層孔間距不得大于2.0m。基巖短腿終孔孔間距短腿不得大于2.5m,深孔孔間距不得大于3.6m,靶域半徑400mm。中圈孔孔間距不大于4.40米，內(nèi)輔孔孔間距不大于3.60米，外圈孔內(nèi)向徑偏小于0.5米，輔助孔內(nèi)向徑偏小于0.5米。③測溫孔：質(zhì)量要求按照凍結(jié)造孔控制。④水文孔：質(zhì)量要求按照凍結(jié)造孔控制。3.7凍結(jié)壁形成預測水文孔冒水后證實主要含水層凍結(jié)壁已交圈，根據(jù)測溫資料分析，井筒掘砌至各水平時，凍結(jié)壁能夠達到設計需用的強度和厚度。凍結(jié)中不僅考慮砂層交圈，還應考慮粘土層的凍土發(fā)展狀況，以合理確定試開挖時間，在試開挖后，經(jīng)過檢測來確定是否進行正式開挖，以保證凍結(jié)壁的強度和3.8鹽水溫度的確定根據(jù)多年井筒凍結(jié)的經(jīng)驗，鹽水低溫大流量對凍結(jié)的成功是很重要的，制備的鹽水溫度高低會直接影響凍結(jié)壁的平均溫度和凍土擴展速度?，F(xiàn)在采用的螺桿制冷機組串聯(lián)雙級壓縮制冷技術(shù)制備的低溫鹽水可以然采用分階段降溫方法，即井筒交圈前鹽水溫度降至-30℃,井筒試挖前的積極凍結(jié)期降至-32℃,保持-28～-30℃的鹽水溫度至沖積層底，掘進通過沖積層后視具體情況緩慢回升鹽水溫度。表3-3山東龍祥煤礦副井凍結(jié)技術(shù)設計參數(shù)表序號單位凍結(jié)技術(shù)參數(shù)副井1表土深度m2井筒凈徑m3井筒最大荒徑m4凍結(jié)深度m5凍結(jié)壁厚度m6凍結(jié)壁平均溫度℃7主排凍結(jié)孔m個開孔間距m孔深m凍結(jié)管規(guī)格φ159×7/φ159×6(300m以淺φ159×6,以深φ159×7)供液管規(guī)格8輔助凍結(jié)孔m個開孔間距m孔深m凍結(jié)管規(guī)格φ140×7/φ140×6(300m以淺φ140×6,以深φ140×7)供液管規(guī)格9測溫孔深度/個數(shù)m/個測溫管規(guī)格水文孔深度/個數(shù)m/個水文管規(guī)格鉆孔工程量m凍結(jié)最大需冷量裝機標準制冷量1280萬4.凍結(jié)制冷系統(tǒng)設計凍結(jié)管散熱能力的計算采用下列公式計算q單位面積熱流量，取250KJ/m2·h;副井凍結(jié)站裝機制冷量1280萬KJ/h,裝機8臺LG25冷凍機。由于蒸發(fā)溫度較低(-35℃)和冷凝溫度較高(30℃),凍結(jié)深度和設計需冷量較大，因此選用串聯(lián)雙級壓縮制冷。(1)中間壓力確定1)根據(jù)冷凝溫度和蒸發(fā)溫度查表確定相應的壓力，在冷凝溫度為30℃時，冷凝壓力P為1.1895Mpa,在蒸發(fā)溫度為-35℃時，蒸發(fā)壓力P為0.9504MPa。按照下面公式計算氨壓縮機的理想中間壓力：P——冷凝壓力，Mpa;經(jīng)計算，理想中間壓力為0.3295Mpa。查表得理想中間溫度為-7℃,其相應的中間壓力P'm=0.33452Mpa。2)假設另一個中間溫度3℃(比理想中間溫度高10℃),其相應的中間壓力P”m=0.4892Mpa;3)繪制假設的串聯(lián)雙級壓縮制冷循環(huán)圖(見圖4-1),求得各狀態(tài)下的氨熱力系數(shù)(見表4-1);圖4-1理想的和假設的串聯(lián)雙級壓縮制冷熱力循環(huán)圖表4-1理想和假設的熱力參數(shù)各狀態(tài)點參數(shù)單位理想條件假設條件焓i?,i?”i?,i?”比容4)根據(jù)經(jīng)驗理論容積比范圍，選用6臺8AS-25型作低壓機，2臺8AS-25型作高壓機；高低壓機的理論容積比為式中：n——高、低壓機的理論容積比5)根據(jù)冷凍機試配組，按相應公式計算有關(guān)參數(shù)，求得理想的和假設的高、低壓機理論容積比。6)繪制高、低壓機理想的和假設的理論容積比與中間壓力的直角坐標圖(見圖),得適配組的高低壓機理論容積比。表4-2串聯(lián)雙級壓縮制冷的理想和假設基本參數(shù)基本參數(shù)計算公式計算結(jié)果符號意義及其數(shù)值低壓機吸氣系數(shù)理想立式壓縮機e,—低壓機的吸氣系數(shù)；P?—中間壓力，Mpa;P—蒸發(fā)壓力，Mpa;t,—中間溫度，℃;T—絕對溫度，T=273℃;c—壓縮機的余隙系，0.04;假設氨理循環(huán)量想V,—低壓機總吸氣容積i,—將飽和蒸汽氨從蒸發(fā)壓力絕熱壓縮至中間壓力時，過熱蒸汽氨的焓，kJ/kg;焓，kJ/kg:焓，kJ/kg:i?—在冷凝壓力下液氨假設高壓機吸氣系數(shù)理想假設氨循環(huán)量理想假設理想吸氣容積理想假設高低壓機的理論容積比理想焓，kJ/kg:P—冷凝壓力，Mpa;t.—冷凝溫度，℃;e—高壓機的吸氣系數(shù)；V—高壓機的理論吸氣容積，m3/h;vm—中間壓力時氨的比容，假設7)繪制高低壓機理想的和假設的理論容積比與中間壓力的直角坐標圖，得試配組的中間壓力為0.3542MPa。中間壓力P中間壓力P圖4-2高、低壓機理想的和假設的理論容積比與中間壓力的直角坐標圖(2)根據(jù)高、低壓機實際配組及工作條件計算實際工作制冷量1)根據(jù)實際配組(實際配組選用選用6臺8AS-25型作低壓機，2臺8AS-25型作高壓機)的中間溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度及其相應的壓力為0.3542MPa,繪制熱力循環(huán)圖，并求得各狀態(tài)下氨的熱力參數(shù)。表4-3各狀態(tài)下氨的熱力參數(shù)狀態(tài)點焓值圖4-3實際的串聯(lián)雙級壓縮制冷熱力循環(huán)圖2)進行實際壓力下有關(guān)參數(shù)的計算：IV.高壓機的氨循環(huán)量V.高壓機的理論吸氣容積3)計算串聯(lián)雙級壓縮制冷的實際制冷量經(jīng)計算，串聯(lián)雙極壓縮機的實際制冷量為15470000kJ/h,大于冷凍站需冷量11712360kJ/h,滿足要求。(2)計算高、低壓機的電動機功率1)低壓機I.計算低壓機理論功率N,p低壓機的理論功率，kW;i?從蒸發(fā)壓力絕熱壓縮至中間壓力時過熱蒸汽氨的焓，kJ/kg;860功率換算系數(shù)。Ⅱ.計算低壓機的指示效率p;低壓機的指示效率；T——絕對溫度，273℃;t氨的中間溫度，℃;Ⅲ.計算低壓機的指示功率N,p壓縮機的理論功率KW;IV.計算低壓機的摩擦功率P——摩擦壓力，MPa,取0.3;V.計算低壓機的有效功率N=NL+NLmN,——低壓機的有效功率，kW。VI.計算低壓機的軸功率ηp——低壓機的傳動率，直接傳動取1.0;N,=1.15Ny2)高壓機I.計算高壓機理論功率=1435KWN高壓機理論功率，kW;i?從中間壓力絕熱壓縮至冷凝壓力時過熱蒸汽氨的焓，kJ/kg;nm——高壓機的指示效率Ⅲ.計算高壓機的指示功率N=1616KW IV.計算高壓機的摩擦功率=38.13KWV高壓機的氨循環(huán)量，kg/h;V.計算高壓機的有效功率N=Nm+NN=165413KW VI.計算高壓機的軸功率N ηm——高壓機的傳動效率，直接傳動取1.0。VI.計算高壓機的電動機功率N=1.15N=190225KW(4)附屬設備計算1)冷凝器(采用立式)冷凝器是將氨在蒸發(fā)器和壓縮機中吸收的熱量傳遞給冷卻水的熱交換裝置，使經(jīng)壓縮機壓縮后的過熱氨氣凝結(jié)成液體。計算雙極壓縮制冷冷凝器的總熱負荷Q雙極壓縮制冷冷凝器的總熱負荷，kJ/h;G制冷系統(tǒng)高壓機總的氨循環(huán)量，kg/h;i?——從中間壓力絕熱壓縮至冷凝壓力時，過熱蒸汽氨的焓，kJ/kg;i?——冷凝壓力下液氨的焓，kJ/kg。計算冷凝器的總冷卻面積FO 冷凝器單位面積的冷卻能力，立式取16720kJ/m2.h;μa冷凝器工作條件系數(shù)，一般取1.1(新設備)。選用大連冷凍機廠生產(chǎn)的LN-250型立式冷凝器5臺，總冷卻面積為2)蒸發(fā)器(采用立式)計算蒸發(fā)面積蒸發(fā)器單位面積上的傳熱能力，kJ/m?·h,取10450KJ/m2·hu。蒸發(fā)器工作條件系數(shù)，取1.1(新設備)。選用大連冷凍機廠生產(chǎn)的LZL-240型立式蒸發(fā)機7臺，總蒸發(fā)面積為3)中間冷卻器安裝在低壓機和高壓機之間，冷卻低壓機排出的過熱蒸汽氨，避免高壓機的排氣溫度過高，以保持高、低壓機的之間壓力；是液氨在進入蒸發(fā)器之前得到過冷，提高低壓機的制冷量；分離低壓機排氣中夾帶的潤滑油，起油氨分離器的作用。選用數(shù)量：3個；計算筒體內(nèi)直徑Wim.氨的允許流速，一般為0.5~0.75m/s;取0.75m/s。型(直徑1.0m)中間冷卻器4)高壓貯液桶計算高壓貯液桶容積選用上海第一冷凍機廠生產(chǎn)的ZA-2型氨貯液器5個，總貯液量9.6m3。5)氨油分離器用來除去氨氣中夾帶的油霧，保證冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱效率。擬用數(shù)量：8個；計算氨油分離器的筒體直徑E?高壓機的吸氣系數(shù)；n?-擬用氨油分離器的數(shù)量；選用大連冷凍機廠生產(chǎn)的YF-125型(直徑為0.6m)氨油分離器8個。6)氨液分離器分離由氣體中所帶的液滴，防止進入制冷壓縮機而造成磨損或沖缸的危險。對保證壓縮機的安全運轉(zhuǎn)和提高制冷效率有良好的作用。擬用數(shù)量：12個；計算氨液分離器的筒體直徑we——氨液分離器內(nèi)氣氨的流速，取0.5m/s;選用上海第一冷凍機廠生產(chǎn)的AF-1000型(直徑1m)氨液分離器，數(shù)量12個。7)集油器凍結(jié)需冷量高峰時要開8臺8AS-25冷凍機，總標準制冷量為416{×103×8=3334400@J/h,安裝上海第一冷凍機廠生產(chǎn)的JY-300型集油器3個。8)空氣分離器用以排除在制冷系統(tǒng)中的不凝性氣體，保證制冷裝置長期正常運轉(zhuǎn)和減少制冷劑的損失，提高制冷效果。在設計鹽水溫度低于-25C時就應該安裝空氣分離器。安裝上海第一冷凍機廠生產(chǎn)的KF-20型空氣分離器3個。4.2鹽水系統(tǒng)設計(1)凍結(jié)站實際最大制冷量1547×10kJ/kg;(2)氯化鈣溶液的比重1270kg/m3,鹽水的比熱為2.78kJ/kg°C;(3)鹽水在管路中的允許流速，供液管內(nèi)為0.5～1.5m/s,凍結(jié)管環(huán)形空間內(nèi)為0.15(凍結(jié)深度小于100m)～0.5m/s(凍結(jié)深度大于300m);干管和集、配圈內(nèi)為1.5～2.0m/s;(4)凍結(jié)管去、回路鹽水溫度差取4.5℃。主凍結(jié)孔形成獨立的鹽水循環(huán)系統(tǒng)，輔助凍結(jié)孔和防片孔形成共用鹽水循環(huán)系統(tǒng)，以排除冷量分配中的相互干擾，以達到獨立控制調(diào)節(jié)的目的?？紤]到地層下部地溫高、凍結(jié)孔孔間距大等因素，鹽水循環(huán)采用正循環(huán)方式，優(yōu)先凍結(jié)下部地層。鹽水溫度：積極凍結(jié)-28～-32℃;維護凍結(jié)-25～-28℃。鹽水流量：主孔單孔12～18m3/h,輔孔單孔12～15m3/h。(1)鹽水總循環(huán)量W,,(2)供液管直徑d式中Wor供液管內(nèi)鹽水的允許流速m/sn'供液管數(shù)量，根供液管規(guī)格選用聚乙烯塑料軟管φ75×6mm。鹽水實際流速為1.32m/s(3)凍結(jié)管環(huán)形空間內(nèi)鹽水流速o。,式中d,——凍結(jié)管的內(nèi)直徑，mn,凍結(jié)孔的數(shù)量，個主動接管環(huán)形空間內(nèi)鹽水流速輔助凍結(jié)管環(huán)形空間內(nèi)鹽水流速以上兩者均小于0.5m/s,符合要求。(4)鹽水干管和集、配液管的直徑d。選用鹽水干管的規(guī)格：選用Q425×8mm的無縫鋼管，驗算鹽水干管的流速為1.8m/s。集配液圈的規(guī)格：選用φ425×8mm的無縫鋼管。4.2.3鹽水泵的設計(1)基本資料1)鹽水總循環(huán)量927.8m3/h2)鹽水比重1270kg/m3;動力粘滯系數(shù)為15×10?kg·s/m23)鹽水干管，集、配液圈內(nèi)徑為0.409m,供液管的內(nèi)徑為0.063m,外徑為0.075m,凍結(jié)管的內(nèi)徑為主動接管為0.142m,輔助凍結(jié)管為0.118m。4)鹽水在管路內(nèi)的流速：干管和集、配液圈內(nèi)為1.8m/s,供液管內(nèi)為1.32m/s,凍結(jié)管的環(huán)形空間內(nèi)主凍結(jié)管的流速為0.356m/s,輔助凍結(jié)管的流速為0.224m/s。5)凍結(jié)孔的布置圈徑：主凍結(jié)孔為13.5m,輔助凍結(jié)孔為10.2m。去回路鹽水干管的長度為70m。6)蒸發(fā)器式的回路鹽管高出鹽水泵1.5m。(2)主凍結(jié)管鹽水干管和集、配液管內(nèi)為相當于從層流向紊流的過渡。凍結(jié)管內(nèi)環(huán)形空間內(nèi)為：2)鹽水流動阻力系數(shù)λ3)壓力損失h4)鹽水泵=1.15×(1.82+14.39+0=113.3KW1)雷諾數(shù)R。鹽水干管和集、配液管內(nèi)為：Hb——鹽水動力粘滯系數(shù)；0——干管內(nèi)鹽水流速。相當于從層流向紊流過渡。凍結(jié)管內(nèi)環(huán)形空間內(nèi)為：2)鹽水流動阻力系數(shù)λ鹽水干管和集、配液管內(nèi)：3)壓力損失h凍結(jié)管的環(huán)形空間內(nèi)：管路內(nèi)彎頭、三通、閥門等局部阻力：回路鹽水管高出鹽水泵的高度：h?=1.5m4)鹽水泵所需揚程H=1.15×(1.65+14.39+1所需電動機功率Npa=38.3KWη,電動機的功率為0.85最后綜合考慮主凍結(jié)管和輔助凍結(jié)管的情況，選擇12SH-6A型鹽水泵6臺，流量為918m3/h,揚程70m,電機310KW,5臺工作，1臺備用。4.3冷卻水系統(tǒng)設計臺低壓機(8AS-25),高壓機的氨總循環(huán)量為14944kg/h;2、冷凝器進口處的冷卻水溫度24℃,冷凝器出口處的水溫為28℃,氨的冷凝溫度為30℃,中間溫度為-3.5℃;3、氨的中間壓力為0.3824MPa,冷凝壓力為1.1895MPa。Q.——冷凝器的總熱負荷，kJ/h;At冷凝器進、出口水的溫差，取5℃(新設備)。(2)冷凍機的冷卻水需水量=455m3/ht冷凝器的進水溫度，24℃;t,從冷凝器回流循環(huán)水池的溫度，28℃;t?新鮮冷卻水進入循環(huán)水池的溫度，20℃。4.3.3水源井的設計水源井的個數(shù)n按照下式進行計算式中：Q——每個水源井的抽水量m3/h;n取為4個，設計4口水源井。選200QJ/80-88/8潛水泵(流量80m3/h)4臺。4.4凍結(jié)可靠性保證措施在制冷過程中為了減少低溫介質(zhì)與周圍環(huán)境的熱交換，在低溫管路和設備的表面以適當?shù)母魺峤Y(jié)構(gòu)覆蓋一層導熱系數(shù)較小的隔熱材料，對減少冷量損失，提高凍結(jié)效果，保證凍結(jié)的可靠性和降低凍結(jié)法鑿井成本具有重要意義。(1)氨系統(tǒng)低溫設備、管路保溫氨系統(tǒng)低溫設備包括：氨液分離器、中冷器等，保溫材料用橡塑絕熱保溫材料(厚60mm)進行保溫。(2)鹽水系統(tǒng)保溫鹽水系統(tǒng)包括：鹽水泵、鹽水箱、鹽水干管、配集液圈等，分別用橡塑絕熱保溫材料(60mm)、100mm厚聚乙烯保溫板、聚氨脂殼管(50mm)等進行保溫。(1)嚴格按照ISO9001-2000版質(zhì)量標準程序操作，建立健全質(zhì)量保證體系、質(zhì)量管理機構(gòu)、組織機構(gòu)和監(jiān)督機構(gòu)，確保質(zhì)量方針及質(zhì)量目標的實現(xiàn)。認真分析該工程地質(zhì)資料，抽調(diào)專業(yè)技術(shù)人員進行討論，并聘用國內(nèi)知名專家為該工程的專業(yè)技術(shù)顧問，成立專門機構(gòu)，精心編制施工組(2)認真執(zhí)行國家現(xiàn)行頒布實施的《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗評定標準》,嚴格按技術(shù)規(guī)范和設計圖紙施工。合理選擇施工方法和施工機具，組織編制技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、能夠確保工程質(zhì)量的施工組織設計和施工作(3)堅持以工序質(zhì)量控制為核心，把握施工的每一環(huán)節(jié)，設置質(zhì)量控制點進行預控。堅持本道工序未經(jīng)檢查驗收或驗收不合格，不得進入下一道工序施工。定期對職工進行技術(shù)考核，考核合格方能持證上崗，實行末位淘汰制度，促進職工學習和認真性，確保施工隊伍的理論和技術(shù)水平滿(4)認真研究地質(zhì)、水文地質(zhì)、凍土試驗資料，通過解析計算、工程類比等科學手段設計安全可靠的凍結(jié)壁。認真研究學習國外深井凍結(jié)工程事例，總結(jié)國內(nèi)深井凍結(jié)施工經(jīng)驗和教訓，設計合理、可靠、經(jīng)濟的技術(shù)(5)采用新設備、新技術(shù)、新工藝，保證凍結(jié)技術(shù)方案的實現(xiàn)。配合甲方、監(jiān)理做好凍結(jié)孔復測工作。成立現(xiàn)場技術(shù)攻關(guān)顧問組，聘請經(jīng)驗豐富、國內(nèi)知名、享受政府津貼的凍結(jié)專家現(xiàn)場質(zhì)量把關(guān)。(6)凍結(jié)方案設計結(jié)合工程類比、解析計算及國內(nèi)施工水平現(xiàn)狀最終確定凍結(jié)壁、凍結(jié)孔設計技術(shù)參數(shù)。控制冷凝器循環(huán)水溫度，改善制冷工結(jié)制冷量滿足凍結(jié)需冷量的要求。嚴格控制冷凍站安裝質(zhì)量和冷卻水的質(zhì)量，提高制冷效率，確保鹽水降溫過程順利。(7)加強凍結(jié)監(jiān)測，及時分析并預報凍結(jié)壁、凍結(jié)管的穩(wěn)定性、安全性。加強鹽水流量、溫度、井幫溫度、測溫孔溫度等參數(shù)的檢測與分析，確保凍結(jié)系統(tǒng)工作正常。在凍結(jié)壁交圈前，還應密切注視附近水源井抽水對凍結(jié)壁交圈的影響，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。(1)井筒掘至深厚粘土層時，凍結(jié)壁有效厚度必須達到設計要求。(2)根據(jù)凍土特性，深厚粘土層及單軸抗壓強度低或具脆性破壞的粘土層，掘進應實行小段高快掘砌的方式通過。(3)強化凍結(jié)：在通過深厚粘土層時，鹽水溫度降至-35℃,以降低凍結(jié)壁平均溫度，提高其強度以減少凍結(jié)壁變形量。(4)加強井下觀測，并及時核算確定合理的安全段高指導掘砌施工。(5)嚴控凍結(jié)管材質(zhì)量及焊接質(zhì)量，確保凍結(jié)管變形的韌性和強度。(6)凍結(jié)管使用內(nèi)襯管焊接，其接頭強度較其他連接方式提高近1/3~2/3;各凍結(jié)管接頭應盡量避免處于同一水平。(7)采用分段套壁的方式，延長深部粘土層的積極凍結(jié)時間，確保安(8)內(nèi)排凍結(jié)孔施工過程中，應嚴格控制其內(nèi)偏值。(9)加強鹽水箱水位觀測，并設置警鈴，以便及時預報因凍結(jié)管斷裂(10)預備兩個孔的套管材料，以防凍結(jié)管斷裂時及時套管恢復凍結(jié)。(1)鹽水循環(huán)方式：深厚粘土層凍結(jié)的關(guān)鍵在中、下部凍結(jié)壁厚度、強度能否滿足施工要求，為此在施工中外圈、中圈、內(nèi)圈孔鹽水始終采用正循環(huán)，優(yōu)先加強中下部凍結(jié)，加快凍土發(fā)展速度，提高凍結(jié)壁厚度和強度，防止凍結(jié)壁變形；防片孔采用反循環(huán)。(2)加大鹽水流量，降低鹽水溫度，采用大流量、高揚程鹽水泵，加大鹽水流量，向井下輸送更多的冷量。提高設備運轉(zhuǎn)效率，加快鹽水降溫速度，從而加快凍土發(fā)展速度，提高凍結(jié)壁強度。(3)加強鹽水箱水位觀測，并設置報警裝置，及時發(fā)現(xiàn)因凍結(jié)管斷裂引起的鹽水漏失。必要時凍結(jié)孔采用單孔回液方式，既可直觀檢測凍結(jié)孔鹽水流量，便于在凍結(jié)管出現(xiàn)斷裂、供液管及回液管堵塞時，及時查明哪個孔出現(xiàn)問題，采取處理措施；又能減少回液阻力，提高鹽水流量。副井凍結(jié)主要施工機械設備表序號設備名稱型號規(guī)格數(shù)量國別產(chǎn)地制造年份額定功率(kw)、生產(chǎn)能力備注1鉆機4石家莊2泥漿泵043陀螺2北京4冷凍機8武漢冷凍機250kw;制冷量100萬一.5冷凍機6武漢冷凍機制冷量50萬6蒸發(fā)器7大連冷凍機8kw;蒸發(fā)面積320m2/臺7冷凝器0大連冷凍機17.5kw冷凝面積8中間冷卻器6大連冷凍機9貯氨器4大連冷凍機/熱虹吸貯氨器2武漢冷凍機/集油器1大連冷凍機J鹽水泵2錦州水泵廠鹽水泵2錦州水泵廠清水泵2錦州水泵廠自動空分1大連冷凍機鉆進時，一般轉(zhuǎn)速限制在80～100r/min,最大不超過150r/min,轉(zhuǎn)速過快會使鉆桿產(chǎn)生波狀彎曲撞擊孔壁造成孔斜；打鉆時嚴禁兩孔相背偏斜；根據(jù)造孔質(zhì)量情況，隨時對凍結(jié)孔偏斜情況進行隨機復查，發(fā)現(xiàn)問題及時(1)凍結(jié)孔1)開孔(深10～20m)直徑比正常鉆進直徑大20～40mm;開孔是整個鉆進的關(guān)鍵，應嚴格保持垂直；開孔坑的周圍應墊好，防止跑漿；鉆頭的翼片直徑應相等，否則不能開孔；開孔時，鉆桿提離孔底，不碰撞開孔坑的孔底和孔壁，如易坍塌，需下孔口套管護孔。2)終孔直徑比凍結(jié)管外箍大15～20mm。3)凍結(jié)孔在300m以上鉆孔偏斜率≤2.5%;300m以下按靶域施工，靶域4)孔深比設計孔深誤差應小于500mm,孔位偏值：徑向向外0～25水泄壓后，用壓氣或提水器把水提凈。6)在井筒相對方向不允許多數(shù)凍結(jié)孔向同一方向偏斜，應嚴格控制鉆進過程中的偏斜，防止打穿相鄰凍結(jié)孔，必須提供中間偏斜及糾偏資料的7)終孔驗收應有業(yè)主、監(jiān)理、凍結(jié)單位、造孔單位共同參加；8)施工完每一個凍結(jié)孔后，必須及時將其開孔和偏斜情況繪制在同一偏斜平面圖上，便于下一個孔參照施工。20#優(yōu)質(zhì)低碳鋼無縫鋼管保凍結(jié)管的韌性和強度。10)外圈、中圈、內(nèi)圈孔凍結(jié)管采用內(nèi)襯箍坡口對接焊，接頭強度提高達30%,達到母材的90%以上。焊接質(zhì)量應有專人監(jiān)督管理，確保焊接強11)減少凍結(jié)管溫度應力，開機運行至鹽水溫度降到-2℃左右，運轉(zhuǎn)3~5天，讓凍結(jié)管在泥漿還未凍結(jié)未及抱住情況下，充分自由收縮。然后，在短時間內(nèi)鹽水驟然降至-15℃以下，讓凍結(jié)管在短時間內(nèi)急速收縮。這樣凍結(jié)管1/2收縮量為自由狀態(tài)收縮量，拉應力遠小于鋼管抗拉強度，為安全狀12)配管時，有意錯開接頭位置，使所有凍結(jié)管接頭的2/3不在同一水平上，上下錯開3～5m,也可避免應力集中。(2)測溫孔1)基本要求與凍結(jié)孔相同，另外終孔應進行成孔測斜，合格后下測溫2)要求管接頭不滲不漏，下管后要用壓氣或灌水作靜壓試漏，合格后3)如靜壓試漏不合格時，應拔出重新下管，以保證測溫元件的正常下4)測溫管不打壓(決不能灌水)焊接質(zhì)量要嚴格保證，不能滲漏。(3)水文孔1)基本要求和凍結(jié)孔相同。過濾器包扎應符合要求，下管時接頭部位2)單孔綜合報導和分層報導，水文孔中可下鉆具，用清水沖洗；單孔分層報導，可分別連接管路，進行沖孔，直到水清為止。3)按設計要求將各種規(guī)格的管材搭配、配組、編號，將過濾器準確的4)在含水層部位，設過濾器，濾水孔直徑為15mm,孔隙率為20%,孔距、排距均為33.5mm,插花排列，外包單層鐵紗布，其上均勻牢固地纏繞12～14鉛絲，間距為3～5mm。從小至大依次長出200mm,并各用一個管卡放在大管之上，提出大管后，6)花管位置一定要下到層位，花管部位先包一層塑料紗窗網(wǎng)再包二層棕皮，外裹一層25目鐵紗網(wǎng)，每隔100mm用18#鐵絲纏捆一道，再每隔1m用10#鐵絲扎一道。7)擴孔時選用大于水文管50mm的鉆頭擴孔、泥漿稍稀，沖洗干凈，待水文管下到底，再下一趟巖芯管，注入清水沖洗水文孔。(4)鉆進注意事項1)根據(jù)不同的地層合理調(diào)配泥漿參數(shù)。2)注意軟硬變層的操作。根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，判斷變層部位，軟變硬時，注意控制進尺，在變層部位，上下竄動鉆具掃孔鉆進，適當增加轉(zhuǎn)速；硬3)在砂漿石、礫石層鉆進時，少刻取，多研磨，將砂漿、礫石破碎，防止擠進孔壁，可采取邊鉆進邊掃孔或穩(wěn)壓勻速進尺，防止忽快忽慢。較4)合理使用鉆頭，翼片外徑應相等；新鉆頭下入孔底后，先慢掃到底，均勻加壓，防止合金崩刃；鉆頭損壞要及時更換。5)上下鉆具和測斜管時，應向孔內(nèi)注入優(yōu)質(zhì)泥漿，防止塌孔。終孔要用優(yōu)質(zhì)泥漿循環(huán)30分鐘以上，將孔底巖粉全部排出，以防巖粉沉淀、凍結(jié)6)始終保持慢轉(zhuǎn)、減壓、大流量鉆進，使鉆具的中和點落在加重管上。7)合理使用鉆具，彎曲(每秒變形超過3mm)、磨損(單邊超過2mm,均勻超過3mm)和絲扣損壞者不準使用。8)鉆具量尺應準確，記錄完整、清楚。終孔時核實鉆具長度，確保鉆孔深度符合設計要求。9)停鉆時，將鉆具提至安全地段或全部提出，防止埋孔事故。(1)凍結(jié)管結(jié)構(gòu)要求1)凍結(jié)管連接采用外箍焊接，凍結(jié)管在地面兩兩對焊，增加節(jié)長2)凍結(jié)管連接應嚴密不漏，能夠適應低溫(-35℃)條件下工作，能夠承受地壓、鹽水工作壓力及溫度應力而不至于破壞。3)焊接接頭強度應等于管材本身強度，不得彎曲變形。(2)管箍要求1)長度為200mm,厚度≥8mm,內(nèi)徑比外徑大1～1.5mm。中碳鋼用低合金鋼焊條，并用預熱除去水蒸氣，防止砂眼。2)用低碳鋼卷焊，管材材質(zhì)相同，焊縫不得滲漏，不得有砂眼和裂紋，且低于管外緣。同心偏差要求小于1.5mm。電焊工持證上崗，在保證焊接質(zhì)量的前提下，加快焊接速度；下管時雙人施焊，減少中間試壓次數(shù)，嚴格檢查凍結(jié)管質(zhì)量，保證最后試壓成功。(3)底錐要求砂眼和裂縫，且低于表面，先焊檔板，后焊底錐。第一根管焊好底錐，對所有凍結(jié)管要嚴格檢查、丈量、編號、配組，丈量尺寸和打壓試漏要專人記錄，對每一個孔派專人現(xiàn)場驗收，合格后方準下入。(4)凍結(jié)管的配制加工三次，厚9～10mm的為四次。復用的管材必須進行除銹，以防止鐵銹沉淀2)對管材(管箍、底錐)進行質(zhì)量檢查，以確定能否使用。嚴格檢查管材的材質(zhì)和焊接質(zhì)量，防止損壞的管材混入編組。使用氧氣平其端面時，應清除毛刺，以免影響與管箍的配合。3)丈量長度，記錄應該準確可靠，并向下管人員交待清楚，以免下錯，(5)凍結(jié)管的下放1)使用鉆機提升，配合管卡，改造鉆機鉆架，鉆架高度≥24m,確保凍結(jié)管提升高度。提前將下放凍結(jié)管運到鉆機附近，減少額外作業(yè)時間，自2)下管前復核配管尺寸，檢查質(zhì)量，并作記錄，確保下管長度，焊接時管頭在管箍內(nèi)應對齊，以防卡陀螺儀，焊好后，冷卻10分鐘以上放入孔3)管子放不下去時，先用人力扭轉(zhuǎn)加壓，再提起緩沖幾下，實在不行再加鉆機滑車向下加壓，嚴禁加壓過猛，損壞管接箍和底錐。凍結(jié)管下入后，管子四周填土，管口加蓋，防止雜物落入管內(nèi)。4)無論在地面或下管，焊管接箍時，最后一個人操作并記錄，發(fā)生滲(6)凍結(jié)管的試漏1)動壓試漏，凍結(jié)管下去后立即注入清水，用水壓機進行動壓試漏，向孔內(nèi)打壓至設計壓力，經(jīng)15分鐘壓力下降不超過49KPa,再延續(xù)15分2)試壓工具、連接管路、蓋板等，必須嚴密不漏。凍結(jié)管應下放到底后試漏，不得用管卡懸吊在井口板上，以防猛脫，撞壞底錐和管接箍。3)靜壓試漏，向安裝好的凍結(jié)管內(nèi)灌入清水，經(jīng)1～2日后再注入30~40mm的機油，油面距管口100～200mm。注油后8～12小時進行液面降落測量，測量時應選擇管口較平的位置做上標記，以便每次在同一位置測量，減少誤差，每晝夜測一次，連續(xù)測3～4晝夜，液面下降不超過1mm為合格，否則應進行處理。項目部組織對凍結(jié)孔進行逐孔二次復核試壓，試壓要求同初次打壓，此時由公司組織有關(guān)人員對凍結(jié)孔抽查驗收。(1)嚴密性所有凍結(jié)孔按規(guī)范設計要求進行動壓實驗，以檢查與原壓有無出入，或有無被鄰孔打穿、滲漏現(xiàn)象，并做驗收記錄。若嚴密性達不到要求，應進行堵漏或套管法處理，實在不行應拔出另一管或另打一孔。(2)垂直度和孔間距根據(jù)成孔測斜資料，檢查終孔間距是否達到設計要求，根據(jù)終孔間距確定(3)深度和管內(nèi)有無填充物用測繩測量所有鉆孔深度，復核打鉆下管記錄，檢查管內(nèi)有無鐵銹、泥漿、砂子等沉淀物。充填物為鐵銹、砂子時，可用撈砂管將其撈凈，并用清水循環(huán)，充填物為泥漿時直接用清水循環(huán)，鉆孔不夠深，影響凍結(jié)時，應該(1)基礎(chǔ)施工，根據(jù)平面布置圖測量放線，按基礎(chǔ)圖規(guī)格、尺寸要求施工位置的選擇不應妨礙井筒掘進時提升絞車房及穩(wěn)車的布置，避開掘進排矸線路及廣場運輸線路，避開砂、石、磚、水泥、木材等施工材料的堆放場地，鹽水系統(tǒng)的干管彎頭最少，冷卻水排泄方便，冷凍站至井口的距離，一般為50m左右，變(配)電室應用防火材料建筑，在可能條件下盡量離開(2)凍結(jié)站安裝形式為高、低壓雙級壓縮系統(tǒng)，安裝前對所有的設備、閥門檢修完好。各種管路清理干凈，所用的機具準備齊全，做好設備就位、(3)冷凍設備基礎(chǔ)布置時應便于設備的維護、操作和整齊美觀。兩臺相鄰壓縮機的突出部位間距不應小于1m,在油泵方向，應有抽出曲軸的空間和大部件卸裝的吊點，壓縮機上的壓力表、油壓表、排氣閥門等，應面向主要操作通道。閥門的高度應為1.2～1.5m,超過高度應設操作臺。中間冷卻器應位于冷凍站中間，但靠近高壓機。冷凝器設于室外，蒸發(fā)器應面向井口，并盡量接近井口。油氨分離器基礎(chǔ)應使冷凝器出液口高于油氨分離器的進液口200～250mm。貯液器基礎(chǔ)應保證冷凝液氨自重留下，冷凝器出液口高于貯液桶上部250～300mm。鹽水泵應安裝在蒸發(fā)器附近，多臺時應有(4)氨壓縮機的安裝1)基礎(chǔ)澆筑7d后，表面鏟麻，每100cm2應有5～6個直徑10～15mm小洞。安放地腳螺栓，壓縮機就位，擰上螺帽，基礎(chǔ)麻面及地腳螺栓孔，2)加放墊板，墊平找正，墊板要露出底座外邊25～30mm,墊板至地腳螺栓邊緣的距離為螺孔直徑的1.5倍，墊板高度為30～60mm,每組墊板數(shù)3～4塊，同一組墊板應點焊在一起，墊平找正，充分搗固，基礎(chǔ)外露部分要抹光，7d后上緊螺帽，壓縮機軸與電機軸同心度偏差不大于0.1mm。3)安裝電機跑道及地腳螺栓，電動機就位，調(diào)整壓縮機軸與電機軸的同心度，灌注混凝土，固定螺栓，充填設備與基礎(chǔ)之間的空隙。4)電動機澆筑7d后，電動機就位，操平找正。電動機應能在跑道上(5)氨壓縮機輔助設備的安裝1)冷凝器進氣口與油氨分離器出氣口的法蘭盤面應平行，法蘭盤墊片口應無損壞，安裝前應清洗干凈，多臺并聯(lián)時，進氣口、出液口應在同一標高，溢水槽應平整，嚴密不漏，分水器分水均勻。2)油氨分離器的進液口應低于冷凝器的出液口200～250mm,進液管應從冷凝器出液管低部接入，工作時有振動，應加彈簧墊圈和雙螺帽固定，3)高壓貯液筒頂面應低于冷凝器出液口250～300mm,用均液管與冷凝器聯(lián)通，向放油器端微傾斜，應有液面指示器，多臺并聯(lián)使用時，桶徑4)氨液分離器裝在蒸發(fā)器和低壓機之間，靠近蒸發(fā)器一側(cè)，可用支架撐起，分離器的底部法蘭盤應略高于蒸發(fā)器的進液口，保證重力供氨。蒸發(fā)器排管入箱前，應與氨液分離器、氨氣收集器、集油器等試裝合格后，方能編號順序入箱。蒸發(fā)器的排管應垂直安放，相互間隔應相等。多臺箱體并聯(lián)時，標高應一致，相鄰箱體要有200～250mm的隔熱層間隙，用聯(lián)通管串通。箱體外側(cè)要留300～350mm隔熱間隙，采用松散物作隔熱層時，要砌磚墻保護。氨液分離器要安裝垂直，蒸發(fā)器頂部應加蓋隔熱，攪拌器方向和轉(zhuǎn)數(shù)應符合設計要求，裝配部位不應漏鹽水。5)中間冷卻器的安裝供液閥組安裝高度，應使浮球閥體所示水平標線與中間冷卻器規(guī)定液面高度在同一水平面上，遠距離液面指示器的安裝高度，應使中冷器正常液面位于指示器上下標線之間。安全閥安裝前，要做靈敏性試驗，限定壓力1.2MPa,中間冷卻器必須設置自動液面控制器，在安裝前，復用設備，油分離器及中間冷卻器應用熱火堿水或四氯化碳清洗內(nèi)部油脂及氨，至無6)氨液分離器氨液分離器液氨進液口應高于蒸發(fā)器液氨進口0.4m,應安裝液氨自動7)管路的安裝必須保證設備安全運轉(zhuǎn)，操作檢修方便，使管內(nèi)介質(zhì)流動阻力小，組裝前應加工好彎頭、法蘭、接頭，按尺寸配好管，備好閥門。裝管時應禁止強力拉緊和硬扭對中，如管道有偏差或長度不合適，應拆下糾正，無法糾正的應更換新管。每條管道的最后一節(jié)閉合管，應根據(jù)實際尺寸使用樣板精確制備，禁止采用厚墊圈補救管子過短的缺陷。安全閥的手輪禁止朝下設置，壓縮機排氣管的水平管段應向冷凝器方向傾斜，吸氣管應向壓縮機方向適當提高，傾斜度一般為0.1%～0.5%。氨管路架空部分，應予以固定，支撐跨度必須小于允許跨度，冷凝器至調(diào)節(jié)站之間應安設流量計，以測量氨液的循環(huán)量，充氨管上亦應安裝流量計。(6)鹽水泵的安裝1)機座的安裝基礎(chǔ)的質(zhì)量必須經(jīng)過檢查和驗收，鏟出麻面和放好墊板，安裝應進行操平找正，機座與基礎(chǔ)之間必須牢固的固定在一起。2)泵的安裝吊裝泵體，調(diào)整標高，操平找正。安裝后泵的軸線必須成水平，中心線位置和標高必須符合設計要求。各聯(lián)接部分必須具備較好的嚴密性，泵體與機座之間用螺栓聯(lián)接牢固。泵的進水口要裝過濾器及閘閥，進水口中心線與鹽水箱出水口中心線要在一個水平面上。多臺泵并聯(lián)使用時，應保持泵體在同一高度上，泵的出水口必須安裝閥門和壓力表。3)電動機的安裝電動機軸中心線與泵軸中心線必須在一條直線上，高差不超過0.1mm,中心度誤差不超過0.1mm。電動機與泵的兩半聯(lián)軸節(jié)之間，軸向間隙按設計要求調(diào)整，達到手可轉(zhuǎn)動和不抗勁。泵和電機完全裝好后，對4)試車泵的各種配件部分必須正常運轉(zhuǎn)，泵和電機的震動必須很小，軸承溫度、進口真空度和出口壓力都必須符合設計要求。(7)鹽水管路的安裝1)鹽水干管均采用無縫鋼管，干管采用法蘭盤聯(lián)接，連接嚴密，不滲不漏，相鄰管路的法蘭盤要錯開布置。流量計前后都要裝閘板閥門，并裝有旁路。管路應安設流量計，以測量鹽水循環(huán)量。根據(jù)管路跨度，用方木墊平管路。從冷凍站至環(huán)形冷凍溝槽的鹽水干管應直線安裝并稍向下傾斜，不得上下起伏，冷凍站鹽水干管出口應高于集配液圈進口管100mm以上。2)環(huán)形冷凍溝槽的安裝集、配液圈之間的距離，應考慮處理凍結(jié)管故障時能順利的提起和下放供液管。采用法蘭連接，集、配液圈的法蘭接頭要錯開，接頭必須不滲不漏，封閉端應裝設放氣閥門，集、配液圈本身應在同一水平面上，不得傾斜。3)凍結(jié)器頭部與集、配液圈的連接凍結(jié)器頭部是指集、配液圈與凍結(jié)器的相連接部分，配液圈與供液管向連，均設溫度計插座，其開口必須向上，以便在插座內(nèi)充油。凍結(jié)管上的插座應有一定的長度(≥200mm),以便測得流動鹽水的溫度。應在供液管上安(8)冷卻水系統(tǒng)的安裝1)安裝期限冷卻水系統(tǒng)的安裝工作要在鹽水管路打壓試漏前10天完成，以便為置2)水泵的安裝深井泵的傳動軸心和電動機軸心要在同一直線上，并保持垂直，用手轉(zhuǎn)動不抗勁后將電動機固定牢靠。清水泵的泵體軸心和電動機軸心在同一直線上，并保持水平。多臺水泵并聯(lián)使用時，應保證泵體在同一高度上，出口及進口設閘門，出口設壓力表。水泵上端放風口標高應低于循環(huán)水池水面100mm。深井泵出口處應裝設閘門及壓力表。3)管路的安裝冷卻水管路包括水源井至循環(huán)水池、冷卻水泵至冷凝器和冷凍機的全部管路。水源井至冷卻水池的管道應埋設在冰凍線以下，其余設在地面。管路可用普通鋼管，法蘭盤聯(lián)接。全部閥門采用閘板閥，管路通過主要道口時，應加強保護，以防斷管。管線沿途不得漏水，水源井來水管路兩端、冷卻水泵出水口及冷凝器進、出水口處應設有溫度計插座。來自深井泵的管路上和去冷凝器的管路上應安設流量計，安裝質(zhì)量要求與鹽水管路上安(9)其他技術(shù)要求1)試壓、保溫：制冷三大循環(huán)系統(tǒng)安裝完畢后，嚴格按《礦山井巷工程施工及驗收規(guī)范》(GBJ213-90)要求進行壓力試驗和真空試漏。試壓合格后對冷凍機低壓管路和鹽水系統(tǒng)管路、鹽水箱、中冷器等低溫管道、設2)充氨、試運轉(zhuǎn)：試運轉(zhuǎn)前先按設計比重配置氯化鈣溶液(鹽水冷媒劑),在冷卻水系統(tǒng)、鹽水系統(tǒng)工作正常后進行充氨試運轉(zhuǎn)工作。試運轉(zhuǎn)正3)設專人進行測溫，凍結(jié)站開機前要對原始低溫、參考井水位、水文孔水位、水溫統(tǒng)一檢測一遍，并做好記錄。在積極凍結(jié)期間測溫工作要每天進行一次，維護凍結(jié)期間每二天進行一次，所測資料階段性上報處有關(guān)4)凍結(jié)器運轉(zhuǎn)初期要檢測各孔鹽水流量，并觀測凍結(jié)器結(jié)霜情況，確保每個凍結(jié)孔暢通且流量基本均勻。5)加強車間管理，使鹽水溫度盡快達到設計要求。6)在凍結(jié)期間，凍結(jié)井周圍抽水影響半徑內(nèi)的水井一律停止使用，以8)凍結(jié)段井筒需放炮施工時，在放炮前，掘進單位應通知凍結(jié)站值班人員，以便檢測鹽水系統(tǒng)是否正常進行。凍、掘雙方有關(guān)人員要密切配經(jīng)常下井觀測凍土發(fā)展情況及不同地層的井幫溫度，做好原始記錄，有異常情況雙方盡早發(fā)現(xiàn)，積極采取措施，確保井筒安全通過凍結(jié)段。9)凍結(jié)施工人員嚴格按各項規(guī)程施工，認真執(zhí)行ISO9001:2000程序，堅持把好各工序及施工過程質(zhì)量關(guān)，確保凍結(jié)工程達到優(yōu)良標準。5.2施工順序施工前的準備工作；基礎(chǔ)施工；設備就位及管路和地溝槽的安裝；試壓保溫包扎；配制鹽水；清水、鹽水系統(tǒng)試運行；充氨、試運轉(zhuǎn)凍結(jié)正常運轉(zhuǎn)；監(jiān)測、監(jiān)控；試挖；正式掘砌；維護凍結(jié)；停機；凍結(jié)驗收。5.3施工工藝流程(1)施工人員進駐現(xiàn)場后，在計劃準備期內(nèi)完成組織準備、物資準備、技及供水、供電等，為凍結(jié)施工創(chuàng)造條件滿足施工的要求。(2)凍結(jié)施工的方法根據(jù)凍結(jié)站的總體設計，按照先設備后管路的安裝程序和施工圖的技術(shù)要求，將三大循環(huán)系統(tǒng)分別進行安裝，并按照《井巷工程施工驗收規(guī)范》 (GBJ213—90)要求試壓、檢查驗收。凍結(jié)站采用8AS—25型冷凍機，串聯(lián)雙級壓縮制冷。以氯化鈣鹽水溶液為冷媒劑，采用CW—2溫度監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測凍結(jié)壁溫度場變化情況和驗算凍結(jié)壁厚度。(3)凍結(jié)施工工藝控制1)凍結(jié)站安裝凍結(jié)站的安裝包括氨系統(tǒng)、鹽水系統(tǒng)及冷卻水系統(tǒng)安裝，要求根據(jù)凍結(jié)站的總體設計，按照先設備后管路的安裝程序和施工圖的技術(shù)要求將三大循環(huán)系統(tǒng)進行分別安裝。凍結(jié)站安裝完畢要按《井巷工程施工及驗收規(guī)凍結(jié)站設備、壓力容器及閥門在安裝前必須進行清洗和壓力試驗，安全閥、液面指示器、放空氣閥安裝前必須做靈敏度試驗，氨、鹽水系統(tǒng)管路采用低碳無縫鋼管，鹽水箱安設液面自動報警裝置。凍結(jié)站管路試壓合格后，對氨低溫管路和站內(nèi)鹽水管路進行保溫包扎。2)凍結(jié)溝槽施工及凍結(jié)器安裝凍結(jié)鉆孔竣工后，進行凍結(jié)溝槽施工和凍結(jié)器安裝，凍結(jié)器安裝完畢要對溝槽進行清理，做到溝槽內(nèi)清潔整齊。溝槽內(nèi)要安裝鹽水流量監(jiān)檢測裝置和各凍結(jié)器安裝閥門控制裝置，以便按時檢測和調(diào)整各凍結(jié)器的鹽水流量。鹽水系統(tǒng)試壓合格后要按照設計要求對鹽水管路進行包扎。3)配置鹽水按照設計的比重配置鹽水，配置鹽水時，要防止異物混入，以免使凍以上各工序進行完畢，即可進行充氨試運轉(zhuǎn)。試運轉(zhuǎn)期間，要認真調(diào)試各系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)系數(shù)，并進行對各凍結(jié)器鹽水流量的檢測和調(diào)整工作，各4)正常運轉(zhuǎn)、設備檢修和檢測監(jiān)控包括積極凍結(jié)期和維護凍結(jié)期。從開機到井筒掘砌至沖擊層底板的時間為積極凍結(jié)期，井筒基巖段掘砌和內(nèi)層井壁施工期間為維護凍結(jié)期。凍結(jié)期間，要按照設計的開機臺數(shù)和降溫計劃控制各項運轉(zhuǎn)參數(shù)，并進行水文孔水位、參考井水位、測溫孔溫度的檢測，井筒掘進期間的井幫溫度、凍結(jié)壁位移的觀測等要進行嚴格的檢測監(jiān)控，為井筒的掘進施工提供可靠監(jiān)測監(jiān)控基礎(chǔ)施工試壓保溫化鹽水凍結(jié)溝槽施工凍試壓保溫化鹽水結(jié)器安裝充氨試運轉(zhuǎn)正常運轉(zhuǎn)凍結(jié)站拆除工期一覽表序號施工內(nèi)容副井備注1造孔2溝槽3開機至試挖4試挖安三盤5正式開挖至停機7總工期5.4凍結(jié)施工技術(shù)保證措施技術(shù)人員根據(jù)施工組織設計和現(xiàn)場實際情況做好如下工作：1)冷凍站設計包括冷凍站平面布置圖、基礎(chǔ)布置詳圖、安裝平面圖、凍結(jié)溝槽圖、鹽水系統(tǒng)圖、冷卻水系統(tǒng)圖等。2)提出設備檢修計劃。3)提出工程材料計劃。4)編制《施工安全技術(shù)措施》。5)現(xiàn)場技術(shù)交底。本工程使用的冷凍機及輔助設備全部為新購進設備，使用前按規(guī)范要求進行本檢驗，壓力容器進行壓力試驗，并領(lǐng)取壓力容器實驗合格證明。1)對重復使用的材料(如閥門等)進行檢修。2)依材料計劃表，按施工需要的先后順序購置，并按規(guī)格種類存放，本次施工使用的施工工具檢修確認完好后掛牌，并在指定地方存放，表5-2凍結(jié)施工準備工具表電焊機4臺無齒鋸1臺離合器1臺臺鉆1臺空壓機1臺彎管機1臺電動試壓泵1臺砂輪機1臺項目部人員組織對施工現(xiàn)場三通一平工作繼續(xù)完善，車間及臨時生活設施的建設及土建工程有關(guān)項目驗收(如：設備基礎(chǔ)尺寸、標高、預埋件(1)凍結(jié)站安裝：依設備布置圖和安裝圖完成冷凍站機房設備安裝和臨時配電室安裝，安裝過程要按作業(yè)指導書的要求進行，并符合有關(guān)標準要求。(2)溝槽砌筑安裝：砌筑溝槽要求底幫不得漏水，安裝后的干管及配液圈符試壓，24小時壓力不降為合格，鹽水干管及配液圈以1Mpa試水壓，1小(4)保溫包裝：鹽水箱用50mm聚苯乙烯板雙層保溫，鹽水干管河集配液圈用50mm厚聚苯乙烯雙層保溫。鹽水密度控制在1.26～1.27g/cm3之間。制冷系統(tǒng)打壓試漏結(jié)束時充氨，充氨要嚴格按《充注制冷劑作業(yè)指導書進行》,充注量要嚴格計量，認真保證充氨過程的安全。充氨時氨液面以達到貯氨器液面的80%為準。1)凍結(jié)孔全部投入運行，保證鹽水流量達到設計要求。2)冷凍設備全部投入運行，確保鹽水溫度盡快達到-30℃,以利迅速交1)開挖后，繼續(xù)全負荷運行，降低鹽水溫度-32℃以下，降低凍結(jié)壁平2)掘進至270米左右的深度，根據(jù)實際情況調(diào)整開機狀況，同時保證沖積層掘進至井底，保持溫度在-26℃左右，掘進至凍結(jié)深度后保持溫度在-25～-28℃,直至打完壁座套壁至井筒的2/3左右停機。井筒套內(nèi)壁結(jié)束后，放除制冷系統(tǒng)中的氨及鹽水系統(tǒng)中的氯化鈣鹽水，進行凍結(jié)站拆除，拔出凍結(jié)孔中塑料管。6.凍結(jié)法鑿井的監(jiān)測工作6.1冷凍系統(tǒng)、凍結(jié)壁及井壁的溫度測量凍結(jié)施工過程中對各種溫度的監(jiān)測至關(guān)重要，其中包括凍結(jié)制冷鹽水溫度、凍結(jié)壁溫度場、工作面井幫溫度。通過對凍結(jié)壁溫度場監(jiān)測可以全面掌握整個凍結(jié)壁在凍結(jié)過程中的發(fā)展情況和施工過程中的溫度分布規(guī)律，正確判斷凍結(jié)壁的交圈時間、厚度、溫度，以便及時采取相應的措施。冷凍系統(tǒng)、凍結(jié)壁和井壁的測溫介質(zhì)包括(氣態(tài)、液態(tài))、鹽水、冷卻水、凍土、融土和混凝土，大部分為承壓介質(zhì)，甚至深埋地下。通常采用6.2冷凍三個系統(tǒng)的流量監(jiān)測液氨、鹽水、冷卻水監(jiān)測常用流量計(1)液氨流量：為了了解冷凍站的實際制冷量和設備的制冷效率，在冷凝器至蒸發(fā)器調(diào)節(jié)站之間進行液氨流量的檢測。通常采用LW-50型渦輪(2)鹽水流量：為了了解每個凍結(jié)器的工作狀況和散熱系數(shù)，以及全部凍結(jié)管的平均散熱能力，在鹽水干管和凍結(jié)器的部位進行鹽水流量的檢測。鹽水干管的部位通常采用BLD-150、200型電磁流量計、孔板流量計。(3)冷卻水流量：為了了解冷卻水的供應情況和冷凝器的冷卻效果，在冷卻水泵至冷凝器之間進行冷卻水流量的檢測。通常采用LSL-200型水6.3井壁內(nèi)外力測量井壁外力的測量內(nèi)容為永久壓力和凍結(jié)壓力。一般采用鋼弦式、差動變壓器和液壓式等壓力盒。目前以鋼弦式應用最為廣泛，使用效果較好。(1)鋼弦式的特點：電磁線圈固定在底座的壓膜上，鋼弦固定在支架上并處于拉緊狀態(tài)。當壓力盒受壓后，受壓膜變形，從而改變鋼弦應力和頻率，因鋼弦不會自動震蕩，可利用激發(fā)放大器不斷想鋼弦下部的電磁圈發(fā)脈沖，以激發(fā)鋼弦震蕩。由于鋼弦在磁芯上不斷震蕩，電磁線圈就會感應出與鋼弦自由震蕩頻率相等的交變信號，輸送到頻率計上，便可進行測(2)差動變壓器的特點：差動變壓器的線圈放在封蓋的套筒中，而磁芯通過支撐桿固定在底座的受壓膜上。當壓力盒受壓時，將產(chǎn)生磁芯和線圈的相對位移，從而改變差動變壓器輸出的電壓，并輸送到電子管電壓表或其它儀表上，便可以進行測量。鋼筋應力的測量主要采用鋼弦式鋼筋計。(1)結(jié)構(gòu)特點：鋼筋計布置在需要測量應力的鋼筋軸線上；能夠直接測出鋼筋應力的大小，具有足夠的靈活性，不需要進行計算；鋼筋計的材質(zhì)應與鋼筋材質(zhì)一致，鋼筋計的斷面應與被測鋼筋的斷面相等，但考慮到外殼被管的接頭的固定孔削弱，因此其實際斷面比鋼筋斷面要大一些。(2)標定方法：標定前先測量鋼筋計的初頻，徐徐在壓力計上加壓或受拉，當壓力機上表盤的指針達到指定位置時，立即測定鋼筋計的頻率。反復進行加載試驗2~3次，如果初頻變化不大，說明鋼筋計質(zhì)量良好。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制鋼筋計的應力頻率曲線，并標上鋼筋計號碼。(3)安裝方法：預先在鋼筋計的兩端的拉桿上分別焊接短鋼筋，焊接鋼筋時，為避免由于高溫而使鋼弦和電磁線圈受到損壞，鋼筋計用水冷卻，并用耐火材料做防護。將鋼筋計安裝在實測地點的鋼筋位置，綁扎牢固；在安設鋼筋時，務必使鋼筋計免受側(cè)向力，因為側(cè)向力會造成鋼弦頻率大幅度的變化，最后導致測量結(jié)果難以分析。超聲波是一種高頻聲波，在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的，但在某一介質(zhì)中的傳播速度是不變的，聲波在介質(zhì)中傳播時，如果遇到另外一種介質(zhì)，它會產(chǎn)生聲波反射。由于聲波在凍結(jié)土壤中的傳播速度比在未凍結(jié)的土壤中快50%以上，所以我們可以利用這一特性來檢測凍結(jié)壁的厚度。(1)掛垂球法成本低，誤差大；讀數(shù)不方便(2)千分表法精度高，讀數(shù)不方便(3)應變計法精度高，讀數(shù)方便(4)直接測量法觀測方便，精度較高；受到段高的限制。7.凍結(jié)井筒掘進凍結(jié)壁厚度時按凍結(jié)地層的最大地壓計算的，最大地壓值一般時在凍結(jié)段的下部。而上部的地壓較小，要求凍結(jié)壁的厚度也相應的小些。若等到凍結(jié)壁的厚度達到設計厚度時才進行開挖，隨著凍結(jié)的繼續(xù)，凍結(jié)壁不斷增厚，當挖到最大地壓處時，凍土將擴展到荒徑以內(nèi)很多，甚至使井筒結(jié)壁的厚度或強度足以抵抗該處的地壓時就可以進行開挖，并繼續(xù)進行積極凍結(jié)，使凍結(jié)壁繼續(xù)擴展，以適應深部地壓的要求。(1)試挖：1.水文觀測孔內(nèi)的水位已有規(guī)律的上升并冒水；2.測溫孔的溫度降至設計要求值，證實含水層的凍結(jié)壁已全部交圈；3.按不同地區(qū)、不同地層的凍結(jié)速度以及凍結(jié)壁的平均溫度推算，在井筒掘砌過程中，每一巖層的凍結(jié)壁厚度和強度均能符合要求。T不同孔距的凍結(jié)壁交圈時間；Z?凍結(jié)壁交圈后至開始試挖時間，一般取10～20天。計算得T=135天(2)正式開挖：1.根據(jù)水文孔和測溫孔的資料，確認全部含水層的凍結(jié)壁已經(jīng)交圈；2.通過試挖已證實凍結(jié)壁有一定的厚度，按凍土擴展速度推算，不同深度的凍結(jié)壁厚度和強度可以適應掘進速度要求；3.正式開挖前的準備工作已全部就緒。式中T——估算井筒正式開挖時間，天；Z?凍結(jié)壁交圈后至開始開挖時間，一般取20～40天。7.2開挖前的準備工作(1)場外公路及場內(nèi)主要運輸線路已能滿足井筒施工設備、材料運輸?shù)男?2)供配電系統(tǒng)已正常供電，供電量能適應井筒施工的需要；(3)工程施工供水系統(tǒng)已正常供水，供水量滿足井筒施工的需要；(4)通信聯(lián)絡系統(tǒng)已正常使用，能滿足井筒施工的需要；(5)施工場地的平整度已能適應井筒施工的需要。凍結(jié)段掘砌工程有關(guān)的臨時工業(yè)建筑已經(jīng)正常使用，并能適應井筒施工的7.2.3鎖口、井口盤、固定盤和鑿井吊盤、穩(wěn)繩盤(1)凍結(jié)井筒一般先施工臨時鎖口，風井還應統(tǒng)一考慮風道口的施工；(2)鎖口、井架基礎(chǔ)和環(huán)形冷凍溝槽協(xié)同施工，鎖口的底板應位于隔水層中，比環(huán)形冷凍溝槽的底板深0.5米以上；(3)應注意井架基礎(chǔ)與環(huán)形冷凍溝槽的相互關(guān)系，當井架基礎(chǔ)與凍結(jié)管、集液圈位置相互影響時，應提出具體方案和施工圖；(4)井口安裝質(zhì)量合格；(5)固定盤、吊盤和穩(wěn)繩盤已加工好，并在地面完成整體試組裝工作；(6)井口棚用不燃性材料建筑，標高應比附近地面高0.5米以上。(1)井架、天輪、翻矸臺、溜矸槽和矸石倉安裝完畢，質(zhì)量合格；(2)提升機、絞車安裝完畢，試運轉(zhuǎn)正常；(3)提升機鋼絲繩纏繞完畢，提升系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常；(4)信號系統(tǒng)安裝完畢，聯(lián)絡方便、準確。(1)壓風機安裝完畢，試運轉(zhuǎn)正常；(2)壓風管路和壓風干燥裝置安裝完畢，質(zhì)量合格。(1)混凝土攪拌機安裝完畢，試運轉(zhuǎn)正常；(2)砂石堆放和清洗場地施工完畢，系統(tǒng)安裝和試運轉(zhuǎn)正常；(3)砂、石、水泥過磅裝置及運輸系統(tǒng)已施工和安裝完畢，試運轉(zhuǎn)正常。(1)凍結(jié)壁交圈10～20天左右進行試開挖，深度一般為20米左右；(2)試挖15～20米后進行吊盤、固定盤及其他鑿井懸吊設備穩(wěn)繩盤、完成各工種的安全、質(zhì)量和技術(shù)操作的培訓工作，有些特殊工種要經(jīng)7.3凍結(jié)段掘進與支護的特點(1)凍結(jié)段穿過的地層穩(wěn)定性差，壓力大，水量豐富，水頭高；(2)凍結(jié)壁為彈塑性體，具有流變性，在施工過程中易于產(chǎn)生塑性變形和