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第十六篇 冻结法施工1

第一章 冻结法施工概况1

目录1

第一节 冻结法施工的实质及其应用2

一、冻结法施工的实质2

二、冻结法凿井的施工程序2

三、冻结法的适用条件及应用范围2

第二节 冻结法凿井的现状2

一、打钻测斜技术4

二、制冷冻结技术5

三、井筒掘砌7

四、冻结施工过程的检测技术9

五、冻结基础理论研究9

一、冻结施工矿区的地质特征10

二、冻结施工对地质资料的要求10

第二章 工程地质条件及其与冻结的关系10

第一节 冻结施工对地质资料的要求10

第二节 土中水与冻结的关系11

一、土的热物理性质指标11

二、对冻结施工影响较大的不稳定地层11

三、土中水的分类及水理性质12

四、土中含湿量13

五、土中水对冻结的影响15

六、地下水动态对冻结的影响19

第三节 冻土物理力学性质22

一、冻土的基本特性22

二、冻土的物理力学性质27

第一节 冷冻设备及附件33

一、冷冻设备33

第三章 冻结施工常用设备33

二、氨制冷辅助设备及附件39

三、氨阀门65

四、冷冻站自控元件67

五、盐水泵69

六、深井泵73

第二节 打钻设备、器材和工具74

一、钻机74

二、钻塔75

三、泥浆泵76

四、柴油机76

五、钻具77

六、其它器具88

第一节 冻结法施工组织设计编写内容93

第二节 冻结方案设计编写大纲93

第四章 冻结法施工组织设计的编制93

第三节 打钻工程施工组织设计的编写大纲94

第四节 冻结施工组织设计编写大纲95

第五节 冻结段掘砌施工组织设计的编写大纲98

第五章 冻结施工方案100

第一节 冻结深度与冻结施工方案分类100

一、冻结深度100

二、冻结施工方案分类101

第二节 立井冻结施工方案101

一、一次冻结全深101

二、差异冻结104

三、局部冻结107

四、分期冻结111

第三节 斜井冻结方案114

一、斜井冻结型式114

三、国内部分斜井直孔冻结的主要技术指标117

二、斜井常用的冻结方案对比117

四、卜弋桥斜井直孔冻结施工实例118

第四节 风道口冻结施工方案119

第六章 冻结技术设计121

第一节 冻结壁设计及钻孔布置121

一、冻结壁平均温度的确定121

二、冻结壁厚度计算123

三、钻孔布置127

四、冻结壁及钻孔布置的设计实例129

第二节 氨制冷系统设计131

一、氨循环系统131

二、冻结管的散热能力和冷冻站的需冷量131

三、制冷剂与冷冻机132

四、单级与串联双级压缩制冷的应用149

五、单级压缩制冷计算150

六、串联双级压缩制冷计算158

七、氨系统附属器材的选用和计算162

八、制冷系统计算实例167

第三节 盐水系统的设计172

一、盐水循环系统172

二、盐水管路172

三、冷媒剂174

四、盐水泵183

五、盐水管路和盐水泵计算实例184

第四节 冷却水系统设计185

一、冷却水185

二、水源井188

三、冷却水计算实例189

第五节 低温管路和设备的隔热189

一、冷量损失的估算189

二、隔热材料190

三、隔热工程的热工计算193

第六节 冻结壁形成和自然解冻197

一、冻结壁的形成197

二、冻结壁自然解冻202

第七章 打钻工程203

第一节 施工准备及临时建筑203

一、准备工作内容203

二、打钻临时建筑物面积203

第二节 钻场施工204

一、钻场结构和布置204

二、钻场基础施工205

第三节 泥浆207

一、泥浆站207

二、泥浆配制208

第四节 打钻设备安装211

一、打钻常用设备和安装顺序211

三、打钻过程中泥浆的净化与调配211

四、泥浆检验器具211

二、滑动底盘212

三、钻机布局和整体移动213

四、四角钻塔的改制和安装214

五、泥浆泵的安装215

六、泥浆管路的安装216

七、打钻设备安装质量要求216

第五节 钻孔施工217

一、钻孔的质量和施工方法217

二、钻具选择及管材配套217

三、钻进技术参数218

四、加重管219

六、稳压匀速给进221

五、扶正器221

七、开孔钻进224

八、正常钻进225

九、防偏和纠斜225

十、钻孔漏水的预防和处理227

十一、钻孔常见事故处理227

第六节 冻结管安装、验收228

一、冻结管结构及要求228

二、冻结管的下放与试漏229

三、冻结孔的验收及漏孔处理230

第七节 冻结孔的测斜230

一、冻结孔测斜工作要求230

二、经纬仪灯光测斜法231

三、陀螺仪测斜法（JDT-2型）235

四、测量结果图的绘制239

第八节 水源井施工242

一、水源井的特点和结构242

二、井管和过滤器243

三、压风洗井247

第八章 冷冻站的安装、运转与维护249

第一节 冷冻站安装前的准备工作249

一、冷冻设备的安装程序249

二、冷冻站的位置及房屋建筑要求250

三、冷冻站工程项目及施工程序250

四、设备基础、循环水池、盐水干管沟槽及环形沟槽施工250

第二节 制冷系统安装254

一、氨系统安装254

二、盐水系统安装260

三、冷却水系统的安装263

四、低温管路和设备的隔热工作263

五、灌盐水及充氨264

一、供电的特点及要求265

第三节 冷冻站供配电265

二、供电系统266

三、变（配）电室的位置及平面布置269

四、用需要系数法计算变（配）电室的负荷270

五、变（配）电设备的选择273

六、冻结站电动机的起动及控制276

第四节 冷冻站的运转、维护及检测287

一、冷冻站制冷设备的运转287

二、制冷设备的使用维护290

三、氨压缩机不正常现象和常见故障的原因及消除方法294

四、压缩机检修的时间及内容301

五、冷冻站的安全注意事项301

六、冻结过程中易发生的问题及处理方法302

一、冻结过程的检测303

第五节 冻结过程的检测与冷量控制303

二、冻结期的划分及冷量控制304

第六节 制冷设备的自动控制304

一、氨压缩机和电动机的安全保护自动控制304

二、氨压缩机的附属设备自动控制304

三、压缩机的自动卸载305

四、自动化系统常见故障、原因及排除方法308

第九章 冻结段掘进310

第一节 开挖时间的确定及开挖前的准备工作310

一、井筒试挖和正式开挖的条件及时间估算310

二、井筒开挖前的准备工作312

第二节 冻结段掘进的特点和施工方法313

一、冻结段掘进的特点及要求313

二、冻结段的掘进方法313

一、掘进段高的确定317

第三节 掘进工作应注意的几个问题317

二、压风管路和风动工具的防冻措施319

三、掘进中遇见的问题及预防处理措施320

第十章 冻结井筒砌壁323

第一节 井壁结构323

一、冻结井筒筑壁的特点及要求323

二、井壁结构型式及适用条件323

第二节 混凝土的基本特性和配制327

一、混凝土的标号要求327

二、混凝土拌合料技术要求328

三、混凝土配合比和水灰比328

四、冻结井筒井壁混凝土特征329

第三节 单层及外层井壁施工335

一、砌块井壁施工335

二、混凝土井壁施工337

一、滑模套壁346

第四节 内层井壁施工346

二、防水夹层施工376

三、金属活动模板筑壁377

第五节 井壁质量分析及防治378

一、井壁漏水378

二、井壁压坏379

第十一章 冻结段快速施工380

第一节 冻结井筒快速施工现状380

第二节 冻结段快速施工的主要措施381

一、处理好冻结与掘砌的关系381

二、提高冻土破装机械化水平和提升能力386

三、采用筑壁新工艺，实现多工序平行作业386

四、加强施工技术管理，实行正规循环作业387

一、常用温度计的性能及适用条件389

第二节 冷冻系统、冻结壁和井壁温度的测量389

第一节 检测工作的目的、内容及手段389

第十二章 冻结法凿井的检测工作389

二、热电耦测温390

三、热电阻测温397

四、温度集中检测398

第三节 冻结制冷三大循环系统的流量检测400

一、液氨、盐水、水检测常用的流量计400

二、BLD型电磁流量计400

三、LW型涡轮流量计402

四、孔板流量计403

五、常用叶轮式流量计的技术特征及工作条件405

第四节 井壁内外力的测量405

一、冻结压力和永久地压的测量405

二、钢筋应力的测量407

三、混凝土应变和应力的测量408

一、冻结壁位移的测量方法、步骤及优缺点410

第五节 冻结壁和井壁的其他检测方法410

二、用超声波测量冻结壁的厚度411

三、混凝土井壁的无破损检测412

第十三章 收尾工作413

第一节 回收液氨和盐水413

一、液氨回收的方法及注意事项413

二、盐水回收的方法、贮运及注意事项414

第二节 冷冻设备和管路的拆除414

一、拆除步骤414

二、拆除注意事项414

第三节 拔管和充填415

一、拔管415

二、冻结孔充填419

三、冻结井地表沉降420