花园煤矿主井井筒冻结法凿井施工实践

126 实例8：用于隧道支护中的地层冷冻法（隧道译丛1985-5）1．以往的应用在冻结的地层中开挖洞室，采用任何一种方法，有时总会遇到意外的困难。

而爆破法或许是一种有效的方法。

与岩石比较，当然冻结的材料不如其坚硬，但对于起爆点来说不存在裂化。

冻结的地层是致密和不透水的。

用人工法来冻结地层使地层更加坚固和密实，这一概念是在大约一百年以前产生的。

德国人首先采用在通过含水土层的矿山竖井施工中。

在瑞士第一次考虑采用这种方法要追溯到1908年对勒奇堡铁路隧道的病害处理。

当时松散地层伴随高压水意外地坍塌，水和碎石涌入开挖的坑道，大约充填了1km ，淹没了25个人(图1)。

为了定出沿隧道轴向劣质土体的长度，用一台德国冷冻压缩机从地表打下两个勘探孔，一直打下220米深，超过隧道底部，发现底下没有岩石，即确定出隧道的位置后，沿轴向必须要通过350米极坏地层。

若用冷冻压缩机从地表通过钻孔来冻结地层或许能够开挖，然而当时这样一种装置的造价超过一般通用的设备，造价昂贵。

因此，决定改变隧道方向，来一个大的拐弯，使隧道轴线不脱离密实的岩层。

这样就使隧道延长了约800米，但允许用常规的爆破法继续开挖。

在瑞士第一次真正使用冷冻法是1968年在翁格林(Hongrin ）属于水工用途的一个过水隧洞。

当时证明，在不得已的情况下冷冻法是最后一种可采用的手段。

由于隧洞完全位于岩层之中，又加上高压水的作用，使隧洞堵塞停工达两年。

在试用其它方法处理以后，在这种情况下求助于冷冻法。

围绕奥尔滕(Olten)铁路系统改建工程中，有一浅埋的博尔纳(Born)隧道已经施工。

部分位于粘土层斜坡上，由于覆盖层相当薄，冷冻是靠从地表垂直打下或多或少的管子来实现的。

2．米尔黑布克隧道最近的一个工程实例是在苏黎士市区的米尔黑布克(Milchbuck)公路隧道。

对于这个例子我们将比较详细地加以讨论，不仅阐述这—施工方法的特性，还要对如何解决与市区的正确位置有关的问题进行讨论。

复杂地质条件下竖井井筒冻结法施工技术探析一、引言二、竖井井筒冻结法概述竖井井筒冻结法是一种常用的竖井井筒施工方法，其原理是通过向井筒周围注入冷却液冻结土层，形成冻结土壁，使得井筒周围土壤具有一定的承载能力，从而保证井筒的稳定和安全。

这种施工方法在复杂地质条件下尤其得到了广泛应用，其主要优势在于可以有效应对地下水涌入、土层松软、地下构造复杂等问题，保证了井筒的施工质量和安全性。

1. 地下水涌入问题在复杂地质条件下，地下水涌入是竖井井筒施工中常见的问题之一。

地下水的涌入会导致井筒周围土壤的松软和失稳，给井筒的施工带来了很大的不利影响。

由于竖井井筒冻结法可以形成一定厚度的冻结土壁，可以有效隔绝地下水的涌入，保证井筒周围土壤的稳定，因此在处理地下水涌入问题上具有明显的优势。

2. 土层松软问题3. 地下构造复杂问题复杂地质条件下的地下构造复杂问题也给竖井井筒的施工带来了很大的挑战。

竖井井筒冻结法具有较强的适应性，可以很好地适应复杂的地下构造，保证了井筒的施工质量和安全性。

四、竖井井筒冻结法的施工关键技术1. 冷却液的选择在竖井井筒冻结法施工中，冷却液的选择对施工效果具有很大的影响。

一般来说，选择低温冷却液，如液氮、液氩等，可以更好地提高土壤的冻结效果，保证冻结土壁的形成，并且效果更为稳定。

2. 冻结控制在施工过程中，需要对冻结过程进行精确的控制，避免出现过度冻结的情况，从而导致土壤的龟裂或者其他问题。

需要根据具体情况，合理控制冻结过程，保证冻结效果的稳定和均匀。

3. 安全保障由于竖井井筒冻结法是一种较为复杂的施工方法，施工过程中需要加强安全保障措施，避免出现意外事故。

需要对施工人员进行专门的培训和指导，提高他们的安全意识，保证施工过程的安全性。

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: 262 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（），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：55型挖掘机掘进，多台风镐、凿岩机、铁锹等刷帮6型中心回转式抓岩机装矸。

主提升为24.0×2.1(Ⅱ)E型提升机，配单钩5.0m3 吊桶提升。

副提升为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25/1300 型稳车悬吊, 提落集中控制。

另外, 根据需要, 布置了多台225/1300和16/1300 型稳车。

井筒冻结法施工的常见问题及防治措施xxx xxx xxx（中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州221116）摘要：在不稳定表土层中施工井筒时，冻结法具有大量的优点，主要包括：适应性强；支护结构灵活、易控制；隔水性好；对环境影响小等。

因此，冻结法在井筒的特殊施工中被大量应用。

我国煤矿于1955年在开林西风井首次使用冻结法凿井，此后，冻结法凿井技术逐渐推广。

现在，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，但是井筒在冻结法施工中，仍然存在很多的问题，这些问题必须引起我们的高度重视。

本文主要是介绍了冻结法施工的原理及共存在的主要问题，并提出了相关的防治措施。

岩土工程冻结法通常是利用物质气化过程的吸热现象来达到将主体中的水冷却、结冰的目的。

其制冷系统多以氨作为制冷物质。

为了使氨由液态变成气态，由气态又变为液态，如此循环进行，整个制冷系统由三大循环构成：氨循环系统、盐水系统、冷却水循环系统。

在井筒开挖之前，在欲开井筒的周围打一定数量的冻结孔。

低温盐水在冻结器中流动，吸收其周围地层之热量，形成冻结圈。

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，在其保护下进行崛砌施工，待掘砌到预计的深处后，停止冻结，进行拔管和填充工作。

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，像冻结管的断裂问冻结井壁的破裂问题、工作面底冻结壁的变形问风动机具的冻结堵塞问题和地表冻融危害问题等。

冻结法井筒施工中的常见问题及防治措施。

在冻结井筒掘进中，冻结管断裂现象时有发生。

近年来，由于冻结深度逐年增加，遇到厚粘土层的机会越来越多，冻结管断裂的现象也就会越来越严重。

究其问题，主要有：冻结壁的变形过大，冻结孔偏斜大，冻结管接头焊接质量差或丝扣连接时扣形不适。

其防治措施有：合理确定冻结孔布置圈直径。

第一章术语、符号1.1冻结法凿井在井筒开凿之前，用人工制冷的方法，将井筒周围含水松散不稳定的冲积层、基岩含水层进行地层冻结，形成封闭的符合工程安全要求的起到临时保护作用的冻结壁，然后在冻结壁的保护下进行井筒掘砌工作的一种方法。

1.2冲积层覆盖于基岩露头之上的第三系、第四系地层。

1.3冻结壁用人工制冷的方法在井筒围岩中所形成的具有一定厚度和强度的冻土墙。

又称冻土帷幕。

1.4冻结壁交圈时间从地层冻结开始至井筒周围所有的冻结器单独形成的冻土圆柱均相交连接成筒形的冻结壁所需的时间。

1.5积极冻结期从地层开始冻结至井筒周围所有冻土圆柱相交、连接，且形成达到设计厚度、强度冻结壁所需的时间。

1.6维护冻结为了在井掘砌工程完工前，维护冻结壁的厚度和强度仍要继续供给一部分冷量，直至井筒掘砌工程结束，维护冻结终止，冻结壁自然融化。

1.7人工冻土用人工制冷的方法使含水松散不稳定的地层降温，达到一定的负温度，具有一定强度的冻土。

1.8冻结站在井筒附近集中设置制冷设备和设施的建筑场所，其中主要有氨制冷循环系统、盐水循环系统、冷却水循环系统及供电系统。

1.9防水性（？）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，永久井壁漏水量应不得大于0.5m3/h, 并不得有集中喷水和含砂的水孔。

1.10双层井壁由外层井壁和内层井壁纸盒而成，外层井壁由上而下随井筒短段掘砌冻结段底部，其厚度和强度应能承受井壁外层井壁施工结束后，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有负摩擦力的作用。

内外层井壁材料，我国采用钢筋混凝土和混凝土。

1.11双层混凝土塑料夹层复合井壁在双层混凝土井壁的内外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。

第二章勘察要求2.1井筒检查钻孔2.1.1编制立井井筒冻结法凿井施工组织设计时，必须有该井筒的“井筒检查孔地质报告”。

井筒检查钻孔执行《矿山井巷工程施工及验收规范》《GBJ213-90》中的有关规定。

复杂地质条件下竖井井筒冻结法施工技术探析
竖井井筒冻结法是一种在复杂地质条件下施工的井筒加固技术。

在井筒施工过程中，往往会遇到复杂的地质条件，如复杂的地层结构、高含水层、断层、溶洞等。

这些地质条件往往会给井筒施工带来很大的困难和风险。

竖井井筒冻结法就是通过冻结地层来形成一个稳定的井筒结构，以便安全进行井筒施工。

竖井井筒冻结法的施工过程一般分为以下几个步骤：需要对井筒周围的地质条件进行详细的勘测和分析，了解地层的性质和周围环境的情况。

根据勘测结果确定冻结区域和冻结深度，并制定详细的施工方案。

然后，将冻结管安装到预定的位置，并连接冻霜设备。

接着，注入冷却介质（如液氮），形成冻结区域。

进行井筒的施工和加固。

竖井井筒冻结法的核心是通过冻结地层来提高井筒的稳定性和强度。

冻结地层可以有效地控制井下水位和井筒的变形，从而确保井筒的安全施工。

而在冻结地层中，冻结管起到了关键的作用。

冻结管安装的位置和数量要根据地层条件和井深来确定，以确保冻结区域的完整性和稳定性。

冻霜设备则用来注入冷却介质，降低地层温度，形成冻结区域。

在竖井井筒冻结法中，有几个关键技术需要注意。

冻结管的密封性要好，在安装过程中要确保没有漏水现象。

冷却介质注入的速度和温度要控制好，以避免地层温度过快地下降引起冻霜设备的损坏。

还需要根据地层的特点和冻结深度来选择适当的冷却介质和冷却方式。

井筒施工过程中要加强监测和控制，确保冻结区域的稳定性，以及井深和井径的控制。

冻结法井筒施工顺序主要包括以下步骤：
施工准备阶段：包括冻结站安装、冻结管路连接、冻结系统调试等。

冻结阶段：开始冻结，形成人工冻土帷幕，一般分积极冻结和消极冻结。

融沉注浆阶段：当井筒掘进到冻结壁交圈并基本趋于稳定时，可对井筒外壁采用单液水泥浆封水，停止冻结后人工进行注浆，以达到堵住透水点的目的。

井筒掘砌作业：在冻结壁达到设计厚度后，即可进行井筒掘砌作业，直到顺利穿过不稳定地层为止。

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。

此外，还需要注意井口安装和提升系统安装。

具体施工顺序可能根据实际情况有所调整，建议查阅相关工程案例以获取具体信息。

特殊凿井绪论一、特殊凿井分类特殊施工是相对于普通施工技术而言，可定义为：在松散不稳定含水地层，或在涌水量很大的稳定裂隙岩层中，采用围岩加固、堵水、超前支护或采用大型钻井机械施工的技术，这种技术主要有：冻结法、注浆法、钻井法、沉井法、混凝土帷幕法等表土施工技术。

深表土——冻结法、沉井法、钻井法、注浆法。

特殊凿井施工技术按其实质和特点可分为三类：1、超前支护类在地下工程挖掘之前，采用超前支护以隔绝或减少流砂和地下水的涌入，然后在超前支护的保护下掘进，属于此类者有：沉井法、混凝土帷幕法。

2、围岩加固类在地下工程开凿之前，采用措施暂时，永久地加固围岩，改善围岩的稳定条件，而后进行掘砌作业，如冻结法、注浆法等。

3、机械破岩类应用大型机械直接破岩、出矸，使卸掘砌作业机械化图钻井法等。

二、岩特殊凿井的历史53年新汶孙村矿注浆井首次采用深井法。

55年新汶张庄矿首次在井筒进行工作面预注浆55年开滦矿物局林西矿采用冻结法（波兰设计与施工）56年开滦矿物局唐家矿采用冻结法（苏联指导，自己设计施工）58年峰峰矿物局薛村矿主井采用地面预注浆69年淮北矿物局朔利村南风井采用钻井法74年鹤岗矿物局兴安矿南风井采用混凝土帷幕法目前：①沉井法（沉箱法）于90年代在煤矿使用，软表土地基中土建工程用的很多。

沉深192m——曲阜单家村主副井，上海基础公司沉井。

②帷混凝土帷幕法84年施工新汶鄂庄注浆井是使用，单深57m，主要用于地下挡土墙，水电部的应用较多，③钻井法主要在西淮地区，φ9m，单深513m，④冻结法，目前龙崮主副风井三个井筒采用，副井冻结深度650m，巨野煤田郭屯冻结达到702m；国投新集口孜东主井冻深737m，万福主井894m，万福副风井840mm。

⑤注浆法遍及各矿区主井，平巷，硐室均在采用。

主要内容：冻结法、注浆法、钻井法、沉井法、混凝土帷幕法看录像。

第一章：冻结法施工冻结法应用较多，尤其对深层表土的矿区，目前冻结法施工逐渐有城市的地铁发展，这里我们以矿区为例介绍。