摘要：井筒冻结法有着较强的适应力，容易掌控井架结构，影响环境范围小，具有灵活性，能够看出此方法有着许多优点。在井筒施工过程中应用井筒冻结发，特别是在不稳定表土层施工过程被应用，此种技术虽然灵活、先进，但依旧存在问题，有待解决。
关键词：井筒冻结法；矿建施工技术；冻结钻孔
伴随着经济的发展，冻结法被井筒广泛使用，这也加速了冻结法的快速发展。但在冻结法发展过程中，依旧存在许多不足，需要有关措施解决。此篇文章主要阐述井筒冻结法的定义、原理、存在的问题以及对应的解决措施。
一、井筒冻结法概念和模式
1.1井筒冻结法定义
岩土工程冻结法是通过物理现象将土中的水先冷却再冻结。这种系统需要使用到氨元素，此种智能系统是有三部分组成，包括氨循环系统、冷却水循环系统和盐水系统。在开挖之前，应该钻取冻结孔在井筒四周。低温度盐水可吸收四周的热量，从而变成冻结圈，冻结圈再扩大为冻结壁。在底下水设施工程中，因为冻结法施工存在不确定性，容易引发冻结管破裂、工作面冻结壁变形等情况。
1.2井筒冻结模式
第一，差异冻结法处理。差异冻结是指不同地层深度对冻结壁做出的冻结模式，俗称长短管冻结法。冲积层下方的基岩围岩稳定、风化带厚度大，其次是含水层靠近风化带，最后是井筒内部包含多层含水层，除差异冻结法可通过，使用其他方法均得不到显著效果。使用差异法应将长冻结管穿过基岩，再将短冻结法穿过风化带和冲积层。为保证长孔底部冻结的厚度，需要把握长孔之间的距离，要小于4.5米，方可确保长孔部分的冻结壁可符合短孔底部要求。为加速冻结壁形成，应先开挖，确保可早日完成冻结壁，此时长冻结孔和短冻结孔可同时冻结。
第二，局部冻结处理法。若冲击层下部是含水层，则需要冻结上部，若是含水层在冲积层上部和下部，则无需冻结中部。假如含水层所处地势复杂，则使用普通法即可，因为土层稳定，局部冻结时间短，消耗量小，节省成本。
第三，分期冻结法。分期冻结是分段处理井筒，构成冻结壁，再进行挖掘工作，这主要依附于冻结器操作。分期冻结法分为上段冻结期、下段冻结期和中段冻结期，上段冻结期只要符合冻结壁厚度方可实施，下段冻结期是对上段维护，再对下段冻结。中段冻结期是井筒挖掘穿过上筒进入下段实施的，此时需要冻结壁符合要求，再进入深层冻结，使用分期冻结需要符合地质条件方可实施。上下段冻结应需要充分的含水量，并且确保水要比10米土层厚，应将其作为井筒隔水垫子，方可避免工作下方出现水层破坏冻结工作。
1.3钻孔冻结法
在钻孔冻结时，应先检查井筒樽空的深度、个数和位置等，钻孔要在井筒范围外，检差钻孔应在井筒在24米内，通常钻孔需要一个，并且深度应超出井筒。检查钻孔施工应先取心，采取率应超出75%，砂层、充填物和夹层应超过60%，其次要进行取样，再力学测定，最后进行测定冻土力层。
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水文观察位置是在井筒一米处，不会影响吊桶，通常打两个孔。水文观测需要在冲积层下部的含水层，特别是含水层下方要有隔水层，孔深不可穿入冲积层。
测量温度通常需要三个孔以上五个孔以下，偏斜率应和冻结孔相同，通常测量设施选择铜线和温度传感器，冻结孔法主要为了输送盐水，便于将周围岩土层冻结。根据冻结深度明确冻结孔圈数量，若是表土层低于二百米，则表示土层浅，应使用单圈冻结；若是土层高于三百米，则应使用双层或者三层圈冻结。冻结孔测斜分为两种，成孔和钻孔测斜，测斜模式主要有陀螺法和灯光法。经纬仪由于受钻孔影响，导致深度受到限制，应低于160米。冻结井筒的方法有全面掘进、分区掘进等，这几种方法均能够确保井壁完整，让工程施工无事故出现。
二、井筒冻结法的问题和解决措施
2.1冻结管损坏
在挖掘冻结井筒时，通常会有冻结管损坏的情况，在最近几年中，由于冻结的深度增大，挖掘黏土层越来越厚，导致频繁出现冻结管断裂的情况。发生此种现象，通常是由于冻结壁变形、冻结孔增大大、接头质量存在偏差所引发的。若想有效解决此情况，则应合理安排冻结孔布置圈的大小，若是布置圈小，则会让井壁发生变形。因此应合理布置圈的大小，确保冻结壁厚度防止产生变形。通常情况下，冻结管需要使用无缝钢管或优质碳钢，若使用无缝钢管，则外侧应用丝扣连接，同时确保冻结管质量。在挖掘冻结井筒时，应控制挖掘段数，特别是要掌握好黏土层厚度。
2.2井壁破裂
冻结井壁容易出现破裂情况，可能由于地层土质有膨胀型矿物、井壁强度低，容易引发外层破裂。还可能是由于冻结壁厚度不规则，容易使冻结受力和施工不均匀等。若想有效解决此种情况，首先应掌握土层的力学性质，在施工前要先了解土层的力学性和矿物质成分，这有利于施工研究井检孔，若要穿过较厚的土层，确保取样完整，应测定物理学参数准确，特别是与土地膨胀有关的参数，这样有利于确定冻结措施。其次需要将低于冻结温度，让冻结时间延长，根据分析冻结层温度可知，其温度应低于零下十度，同时也要提高井壁混凝土强度，这需要添加外加剂在混凝土中，这样可以防止井壁破裂，延长冻结土强度。最后应改善冻结内壁和外壁中间夹层的保温作用，从而延续压力。正确做法是在冻结壁和外壁间放入泡沫塑料板，同时应加强施工管理，确保施工质量符合标准，这是防止井壁被破坏的有效措施。并且应让井壁开挖时间符合标准，不可因为赶工肆意开挖，最后引发事故，反而延长开挖时间。
结束语
综上所述，井筒施工广泛应用冻结法，但随着经济的快速发展，地下空间发展需要冻结法具有使用性和实施性，因此冻结法需要快速发展起来地下空间的发展源于人口骤增和经济压力，使用冻结法能够缓解人口骤增的困难和经济压力，因此应改造井筒冻结法，有效解决技术存在的不足，并且进行有效解决，让井筒冻结法更好的得到应用和发展。
参考文献：
[1]黄鹤.试论井筒冻结法矿建施工技术[J].内蒙古煤炭经济，2015（10）：202-203.
[2]赵燕青.井筒冻结法矿建施工技术[J].山东工业技术，2014（23）：115+124.
论文作者:李方
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/25
标签：井筒论文; 井壁论文; 含水层论文; 钻孔论文; 土层论文; 厚度论文; 深度论文; 《基层建设》2018年第33期论文;