冻结凿井法

在开凿井筒前,将井筒周围含水层用人工制冷方法,冻结成封闭的圆筒形冻结壁,以抵抗地压并隔绝地下水与井筒的联系,在冻结壁的保护下进行掘砌作业的施工方法。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。目前,英国冻结深度已达930m。1955年,中国首次在开滦林西煤矿开凿风井中应用,至1982年已开凿190多个井筒,累计冻结深度超过30000m,最大冻结深度415m。

本法施工顺序是在井筒周围钻若干冻结孔,孔内安装由供液管、回液管和底端封闭的冻结管组成的冻结器;地面冷冻站将制出的低温媒剂(一般为-20~-30℃的盐水-氯化钙溶液)循环输送到冻结器内,吸收地层的热量,使含水层形成以冻结管为中心的冻结圆柱,逐渐扩大与相邻的冻结圆柱连成封闭的冻结壁(见图)。冻结壁达设计厚度后,即可进行井筒掘砌作业,直到顺利穿过不稳定地层为止。从冻结开始到冻结壁达到设计厚度的时间,称积极冻结期。掘砌时期须部分供冷,维护冻结壁,称维护冻结期或消极冻结期。掘砌工作完成后,拆除冷冻站,拔出冻结管,充填冻结孔,冻结壁自然解冻,恢复地层初始状态。

图

冻结法是特殊凿井的主要方法之一,虽然需用设备较多,工期长,工作条件较差,成本较高,但安全可靠,施工技术较成熟。也可用于其他地下工程。

参考书目
  1. 中国矿业学院主编:《特殊凿井》,第一版,煤炭工业出版社,北京,1981。
分类标签: 矿冶 冻结 井筒 开凿
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