【正文】 同，預(yù)測的時間一般較短，只有當(dāng)預(yù)測結(jié)果與實(shí)際相差很大時，或凍結(jié)和掘砌工藝參數(shù)有大的改變時，才進(jìn)行長期預(yù)測。 二、現(xiàn)場 1 項(xiàng)目經(jīng)理 王建平 凍結(jié)公司副 經(jīng)理 研究員 一級建造師 國內(nèi)凈 徑最大的凍結(jié)井筒（淮南顧橋副井），國內(nèi)第一個放射孔凍結(jié)井筒（邢臺礦業(yè)集團(tuán)邢東礦風(fēng)井）、黃河北煤田的 趙官主、副、風(fēng)井凍結(jié)、金黃莊主、副、風(fēng)井凍結(jié)等多項(xiàng)凍結(jié)工程項(xiàng)目經(jīng)理 2 技術(shù) 經(jīng)理 趙根全 凍結(jié)公司副 經(jīng)理 高 工 一級建造師 從事礦井施工管理二十年，曾做過的淮南顧橋副井凍結(jié)工程和在上海地鐵穿越段等多項(xiàng)凍結(jié)工程中擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理和技術(shù)負(fù)責(zé)人，經(jīng)驗(yàn)豐富。凍結(jié)期間， 設(shè)備 電機(jī)總功率為 7913kw，最大用電計算負(fù)荷為 5858kw，視在功率 7146KVA。根據(jù)試驗(yàn)研究，在工程中應(yīng)進(jìn)行三種預(yù)測，即：開挖預(yù)測、正式開挖預(yù)測和掘進(jìn)過程預(yù)測。如發(fā)現(xiàn)凍結(jié)孔間距超過要求，必須打補(bǔ)孔。 11） 確保設(shè)備的在短期內(nèi) 達(dá)到最佳運(yùn)轉(zhuǎn)工況，短期內(nèi)達(dá)到積極凍結(jié)溫度和制冷量 ； 采用大供液管和大鹽水流量，以加快凍結(jié)管散熱。 我們提出以下具體措施： 1) 除淺部防片孔外全部凍結(jié)管選用 φ 159的低炭鋼無縫管， 這樣可以加大冷量的供應(yīng)。 6) 為保證凍結(jié)壁厚度， 打鉆期間嚴(yán)格控制外圈凍結(jié)孔向內(nèi)偏斜 ，同時為使凍結(jié)壁形狀合理 ， 施工凍結(jié)孔時應(yīng) 盡量使所有凍結(jié)孔成放射狀布置 。 5)嚴(yán)禁機(jī)電設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，防止重大機(jī)電事故發(fā)生。對于有危險隱患的場所采取隔 離措施。 職工宿舍要實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，組織好文明宿舍達(dá)標(biāo)評比活動。并設(shè)立以項(xiàng)目經(jīng)理為首的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組，制定與監(jiān)督實(shí)施有關(guān)安全與質(zhì)量管理制度，收集合理化建議。 2. 督促安 全措施落實(shí)。 日常消防工作。 根據(jù)本工程施工的具體情況，確定冬季施工需要采取防護(hù)的具體工程項(xiàng)目或工作內(nèi)容，制定相應(yīng)的冬季施工防護(hù)措施，并在物資和機(jī)械做好儲備和保養(yǎng)工作 。抓好施工組織設(shè)計會審，施工措施編制、審批、貫徹，材料與設(shè)備管理，工序控制，質(zhì)量檢驗(yàn)把關(guān)，工程計量等各個環(huán)節(jié)，及時收集整理施工資料和聽取有關(guān)方面意見，發(fā)現(xiàn)問題，立即處理。 、冷卻塔、鹽水泵、清水泵等各類設(shè)備安全運(yùn)行。 項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)：分項(xiàng)工程檢驗(yàn)合格率 100%，優(yōu)良率 80% 業(yè)主管理標(biāo)準(zhǔn) 監(jiān)理管理目標(biāo) 生產(chǎn)經(jīng)理 施工過程控制程序 試驗(yàn)檢驗(yàn)程序 質(zhì)量處理程序 保障供應(yīng)程序 工程師 設(shè)備員 預(yù)算員 安全員 材料員 質(zhì)量員 打鉆隊(duì)長 凍 結(jié)站長 技術(shù)經(jīng)理 安裝隊(duì)長 45 圖 62 項(xiàng)經(jīng)部安全管理網(wǎng)絡(luò)圖 公司安全負(fù)責(zé)人 項(xiàng)目經(jīng)理 . 安全生產(chǎn)，糾正違章，配合有關(guān)部門排除安全障礙。 思想保證體系 對職工進(jìn)行質(zhì)量、安全的 思想教育和技術(shù)教育，尤其是要時刻重申工程風(fēng)險性大、安全性要求高的特點(diǎn)，樹立安全第一、質(zhì)量第一的思想，堅持貫徹本公司的質(zhì)量方針與質(zhì)量目標(biāo)，堅持照章施工操作。 堅決執(zhí)行國家和地方有關(guān)文明施工的規(guī)定，對全體職工進(jìn)行文 43 明施工重要性及意義教育，使之成為自覺的行動。 9)檢查和巡視施工現(xiàn)場的線路有無亂拖 、 亂接現(xiàn)象，電器設(shè)備是否帶病工作，接地是否可靠，電工人員每天都要檢查，把違章的問題及時整改，把事故消除在萌芽狀態(tài)。 2)加強(qiáng)防火工作，現(xiàn)場不準(zhǔn)擅自動用明火，限定吸煙范圍，備好消防用具，安裝好警戒牌。 井幫位移總量不得大于 50mm，暴露時間不得大于 24小時。根據(jù)凍結(jié)壁發(fā)展情況，必要時對掘砌施工提出建議。 9） 下凍結(jié)管后要立即復(fù)測凍結(jié)孔深度和偏斜。 4） 裝備先進(jìn)的鹽水冷凍機(jī)組，加快凍結(jié)降溫速度，利于凍結(jié)壁快速形成。 表 55 主要凍結(jié)施工材料用量供應(yīng)計劃表 序號 名 稱 型號規(guī)格 單位 數(shù)量 備 注 1 無縫鋼管 φ 159 7mm t 590 φ 159 6mm t 795 φ 127 5mm t 2 增強(qiáng)塑料管 φ 75 6mm m 55262 3 氯化鈣 二水 t 820 4 液氨 R717 t 41 5 冷凍機(jī)油 N46 t 6 無縫鋼管或焊管 φ 426 10mm m 457 7 保溫材料 φ 426 100 mm m 457 50mm 板材 m3 83 6 安全、質(zhì)量技術(shù)措施與保證體系 安全、質(zhì)量技術(shù)措施 一般安全質(zhì)量措施 1） 采用凍結(jié)動態(tài)設(shè)計方法進(jìn)行凍結(jié)設(shè)計。 5 機(jī)電工程 師 崔建軍 高 工 長期從事 凍結(jié) 、鑿井 機(jī)電技術(shù) 工作。 表 31 施工用地及臨時建筑一覽表 序號 名稱 規(guī)格尺寸 單位 數(shù) 量 備 注 1 凍結(jié)站房 112m 19m m2 2128 2 配電房 20 m 10m m2 200 3 測試房 m2 25 4 加工車間及配件庫 m2 45 5 冷卻水池、冷凝器 156m 6m m2 936 32 6 灰土盤直徑 m 7 鹽水干管溝槽 項(xiàng) 1 8 環(huán)形溝槽 項(xiàng) 1 9 現(xiàn)場辦公用房 m2 240 10 職工宿舍 m2 320 4 工程進(jìn)度 計劃 施工準(zhǔn)備 20 天 凍結(jié)孔施工 125 天 環(huán)形溝槽施工和集配液圈安裝 20 天 凍結(jié)站安裝 125 天（與凍結(jié)孔施工平行） 積極凍結(jié) 80 天 強(qiáng)化及 維護(hù)凍結(jié) 235 天 總工期 460 天 33 表 41 副井 凍結(jié) 施工進(jìn)度計劃 工序編號 工 序 名 稱 工期 (d) 工 程 進(jìn) 度 （ 天） 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 490 420 450 480 1 副井施工準(zhǔn)備 20 2 副井凍結(jié)孔施工 125 3 副 井凍結(jié)站安裝 125 4 副井集配液圈安裝 20 5 副井積極凍結(jié) 80 6 副井維護(hù)凍結(jié) 235 合計 480 34 5 資源配備計劃 項(xiàng)目組織與勞動力配備 項(xiàng)目部主要由工程經(jīng)驗(yàn)豐富的管理人員組成，見表 51。正式開挖預(yù)測的主要依據(jù)是開挖時的實(shí)測井幫溫度和凍土距荒徑量。井筒開挖時應(yīng)采取防 片幫措施，嚴(yán)格控制掘砌段高，防止井壁下沉。溫度監(jiān)測采用我公司自主開發(fā)的深井溫度實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，全自動采集溫度數(shù)據(jù)。 6） 凍結(jié)站總制冷量 根據(jù)去、回路鹽水溫差和鹽水總流量估算凍結(jié)站總制冷量，如制冷量小于設(shè)計值或理論計算值，應(yīng)查找原因，調(diào)整冷凍機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)或增加冷凍機(jī)開機(jī)臺數(shù)。 3） 凍結(jié)站 運(yùn)轉(zhuǎn)狀況 按制冷機(jī)組設(shè)計、使用要求監(jiān)測控制進(jìn)氣壓力和排氣壓力 、 冷卻水的溫度 、 冷凍機(jī)的電流 、 鹽水泵的電流等，綜合各參數(shù)進(jìn)行分析，確保制冷系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)正常。掘進(jìn)過程中對凍結(jié)壁狀況進(jìn)行及時檢測、評估，視凍結(jié)壁穩(wěn)定情 28 況可適當(dāng)調(diào)整凍結(jié)孔的流量。 凍結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn) 凍結(jié)系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)與積極凍結(jié) 凍結(jié)系統(tǒng)安裝完畢后進(jìn)行設(shè)備調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。鹽水管路要避免浸水或高低起 27 伏，回路鹽水干管的高處和集配液圈端部要設(shè) 放氣 閥。各特征點(diǎn)溫度隨時間的變化見圖 8～圖 9。 ②遠(yuǎn)端邊界為固定的 20℃ 。凍結(jié)管長度和偏斜合格后進(jìn)行打壓試漏。凍結(jié)管下放深度不小于設(shè)計深度，不超過設(shè)計深度 。基巖用牙輪鉆頭鉆進(jìn)，鉆頭直徑Φ 215 mm。 施工冷凍站房等臨時施工用房。 冷卻水系統(tǒng)設(shè)計 按照冷凍機(jī)組產(chǎn)品說明書， 副 井共需新水補(bǔ)給量約為 60 m3/h，具體用量根據(jù)施工季節(jié)確定。水文管用 ?127 5mm 無縫鋼管加工。據(jù)計算結(jié)果，確定凍結(jié)壁設(shè)計厚度為 。 在沖積層 成孔最大孔間距不大于 ２ .5m，在基巖段不大于 。 安全系 數(shù)取 , 凍土計算強(qiáng)度 為 。 表 22 副 井 凍結(jié)深度表 名 稱 凍結(jié)孔 深 m 防 片 孔 132/447 中 圈 孔 454 外圈孔 （長孔 /短孔） 615／ 454 3） 凍結(jié)管 凍結(jié)管 主要 采用 ?159 6mm、 ?159 7mm 的優(yōu) 質(zhì) 20 號低碳鋼無縫鋼管 ，淺防片幫孔采用 ?127 5mm 的優(yōu)質(zhì) 20 號低碳鋼無縫鋼管 。 8 圖 21 凍結(jié)監(jiān)測系統(tǒng)界面 示意圖 9 圖 22 可視化模擬程序 圖 質(zhì)量方面 通過嚴(yán)格貫徹執(zhí)行 ISO9001 質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)，采取前述加快凍結(jié)的技術(shù)措施和對凍結(jié)施工過程的全面監(jiān)測和控制，有利于確保本工程的施工質(zhì)量滿足國家規(guī)范和設(shè)計的要求。 即： （ 1） 三 圈 插花布置凍結(jié)孔 ：在有效縮短凍結(jié)壁交圈時間的同時可以保證凍結(jié) 壁的厚度，使快速施工與工程安全完美結(jié)合。 在掘進(jìn)第一個月中會遇到二個厚度分別 為 和 的 粉 砂層， 在開挖時要做好防 片幫的 準(zhǔn)備 。 該含水層與 3 煤頂?shù)装迳皫r有重合。）。故礦井開采上組煤時，屬于以砂巖裂隙充水為主的水文地質(zhì)條件簡單的礦井； 開 采下組煤時，屬于以巖溶充水為主的水文地質(zhì)條件中等～復(fù)雜的礦井。初期開鑿主井、副井兩個井筒，主井 井 筒凈直徑 ，副井 井 筒凈直徑 。區(qū)內(nèi)無大的河流，一條主要小河為惠河，自井田西南部向東北部流經(jīng)本井田注入東魚 河。 表 11 張集 礦副井井筒設(shè)計參數(shù)表 序號 名 稱 單位 副 井 1 井口設(shè)計標(biāo)高 m + 2 井口自然地坪 m + 3 井底標(biāo)高 m 4 井筒深度 m 5 凍結(jié)深度 （從自然地坪） m 615 6 井筒直徑（凈） m Ф 7 開挖荒徑 ㎜ Ф 8500～ Ф 10500 本 區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，陽光充足，降水集中，四季分明。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 ，服務(wù)年限： 。 3 本井田位于黃河下游沖積平原，地勢平坦，地面標(biāo)高一般為 38～ 40m 左右，地面標(biāo)高差約 3m。 古近系礫巖含水層 ： 礫巖以灰色為主夾灰紫色，砂礫狀結(jié)構(gòu)，以石灰?guī)r為主，次為石英巖及少量砂巖、燧石等組成 ， 砂泥質(zhì)膠結(jié) ， 分選性較差，磨圓度中等 ， 礫徑 2～ 40mm。 副檢孔基巖風(fēng)化帶抽水試驗(yàn)中，抽水 3 小時即被抽干，說明該含水層富水性弱。 表 21 副 井 凍 結(jié)段巖層分類表 巖層名稱 凍結(jié)段巖層 累厚（ m） 比例 (%) 無芯 各種砂層 各種土層 風(fēng)化巖 強(qiáng)風(fēng)化帶 弱風(fēng)化帶 巖石 合計 615 100 2）井筒穿過沖積層較 厚 ，需要的凍結(jié)壁厚度 較 大 ， 凍結(jié)孔應(yīng)距井幫較遠(yuǎn)，同時由于地層淺部有砂層又 要求凍結(jié)孔距井幫近 。 （ 2）低溫鹽水：由于凍土的強(qiáng)度與凍土溫度成正相關(guān)關(guān)系，鹽水溫度的高低直接影響凍土的強(qiáng)度，所以在保證凍結(jié)壁度的同時，設(shè)計掘到掘控制制層時凍結(jié)鹽水溫度取 32℃， 以保證凍結(jié)壁足夠的強(qiáng)度。此外，將重點(diǎn)在以下幾個方面采取措施以進(jìn)一步提高施工質(zhì)量： 1）采用本公司提出的凍結(jié) 孔靶域鉆進(jìn)指標(biāo)體系，運(yùn)用先進(jìn)的凍結(jié)孔測斜、糾偏技術(shù)，嚴(yán)格控制凍結(jié)孔偏斜，尤其是控制鉆孔 向 井心的偏斜和最大成孔間距，以保證凍結(jié)壁的形成質(zhì)量。 4） 鹽水 溫度和鹽水流量 11 按快速強(qiáng)化凍結(jié)要求，并考慮合理提高凍結(jié)效率，逐級降低鹽水溫度。 8） 凍結(jié)壁厚度設(shè)計計算方法 砂層 采用 多姆克 公式計算凍結(jié)壁厚度 ，粘土層采用扎 維有限段高公式計算 。 12） 掘砌工期和維護(hù)凍結(jié)期 按照標(biāo)書 前四個月外壁速度為 120m／Ｍ 的速度， 四個月以后為８ 0m／Ｍ。 表 23 控制層凍結(jié)壁厚度計算表 地層 掘進(jìn)半徑 m 計算深度 m 地壓 MPa 凍土計算強(qiáng)度 MPa 凍結(jié)壁厚度， m 計算值 確定值 砂層 土層 7. 41 . 3 凍結(jié)孔布置與凍結(jié)壁形成預(yù)計 凍結(jié)孔布置 凍結(jié)孔按以下方式布置 。 測溫孔和水文孔布置見附圖，測溫孔和水文孔深度見表 25。 鹽水系統(tǒng)設(shè)計 凍結(jié)孔用 正循環(huán) ，鹽水比重取 。 安裝臨時變配電設(shè)備。鉆具配置為：Φ 89mm 鉆桿 +Φ 168mm 鉆鋌（不少于 3 立根） +鉆頭。 凍結(jié)管耐壓：