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1、礦業公司采礦工程井巷掘砌主副井標段井筒凍結供配電制冷施工方案編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 二XX年X月目錄1 編制依據42 工程概況42.1 礦井概況42.2 建筑地點特征53 施工準備73.1 資源準備7Kg83 .1.2 設備準備83.2 施工現場準備94 施工方法94.1 凍結方法94.1.1 凍結方式94.1.2凍結深度94.1.3 凍結壁厚104.1.4 鉆孔布置104.2 冷凍站制冷設計11一）冷量計算（見下表）11二）凍結運轉形式及參數11三）冷凍機選型11一）鹽水總循環量12二）主要管路選擇12三）2、鹽水泵：選用8BA12型水泵4臺。12冷卻水系統124.3 供配電設計134.4 鉆孔施工技術144.5凍結施工技術164.5.1凍結站安裝164.5.2凍結溝槽施工及凍結器安裝164.5.3化鹽水164.5.4正常運轉、設備檢修和檢測監控175 勞動組織175.1 鉆孔期間勞動組織175.2 冷凍期間勞動組織186 施工工期186.1打鉆工期186.2 凍結工期186.3 總工期187 施工技術要求187.1 鉆孔施工技術要求19孔位嚴格按設計孔位開孔施工，開孔孔位與設計孔位偏差不得超過30mm。19下管：20 水文管規格(見水文孔設計部分)。21凍結鉆孔施工竣工后均提交如下資料227.2 3、凍結施工技術要求228 保證凍結工程質量的有效測試手段和方法238.1 保證鉆孔施工質量的有效測試手段和方法248.2 工程質量保證措施24凍結施工監測、監控目的24監測內容(見下表)25一）原始地溫監測25二）原始水位水溫監測25一）監測目的26二）監測手段及方法26三）監測頻次26四）監測結果26凍結制冷鹽水溫度、流量、水位監測26一）監測目的26二）監測方法26三）監測結果27凍結溫度場監測27一）監測目的27二）監測方法27三）傳感器布置27四） 監測頻次28五）監測結果28一）監測目的28二）監測方法28三）監測頻次28四）監測結果29工作面井幫溫度監測29一）監測目的29二）監測方4、法29三）監測頻次29四）監測結果29凍結壁的變形和位移監測29一）監測目的29二）監測方法30三）監測頻次30四）監測結果30監測系統流程圖(見下圖)309 施工安全保證措施309.3 冬雨季施工措施31冬季施工措施31雨季施工措施329.4 文明施工措施321 編制依據編制本設計的主要依據是： XX市XX莊XX山礦區主井工程地質孔抽水試驗綜合成果圖； XX市XX莊XX山礦區副井工程地質孔柱狀圖； XX省XX市XX莊XX山礦區主井、副井、XX山風井工程地質勘查工程位置圖；礦山井巷工程施工及驗收規范（GB213-90）；冶金礦山井巷工程質量檢驗評定標準（YBJ218-89）；2 工程概況 2.5、1 礦井概況XXXX集團XX礦業有限公司XX莊礦區位于XX市東南13km，礦井采用立井開拓方式，由于地質及水文地質條件較復雜，采用普通法施工難度大、效率低。為加快礦井建設速度，決定主、副井井筒采用凍結法施工。表1 井筒技術參數項 目主 井副 井備 注井口坐標X4079203.0004079192.800Y40458541.00040458610.169Z(m)7.17.1井筒凈直徑(m)4.55.5井壁厚度(m)0.850.85凍結深度(m)9385 2.2 建筑地點特征 位置、交通項目工作區位于XX市東南13km，隸屬XX市圍子鎮管轄。極值坐標：東經11930451193330，北緯36486、30365230，礦區距煙(臺)XX(坊)公路4km。XX(邑) 平(度)公路從礦區通過，南距XX(坊) XX(陽)高速公路石埠出口約8.5km。市、鄉(鎮)級公路與之相通，交通方便。 自然地理本區位于XX東北濱海沖洪積平原區，地勢平坦，第四系大面積覆蓋，僅在XX莊村東南右零星露頭。海拔標高一般4.17.0m。XX河和膠XX河是區內第一、第二大河，自南向北注入XX州灣。XX河原屬常年性河流，后經上游蓄水及多年干旱，近年來處于斷流狀態，年平均徑流量為9380萬m3/a，最大流量為425m3/s。膠XX河是明清兩代開挖的運河，年平均徑流量為6812萬m3/a，最大流量為232m3/s。其次為漩河，7、由南而北經工作區西側注入XX州灣，作為排澇河，常年干枯，最大流量32m3/s。本區屬北溫帶大陸性季風氣候，春季風多雨少，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季干冷，春季風速最大，其它三季風速較小，多年平均氣溫1212.5，最大凍土深度54cm，初霜期最早為9月29日，終霜期最早為2月10日。多年平均降雨量555.9mm，多年平均蒸發量1789.4mm。2.2.3地層結構XX莊XX山礦區地層為古元古界粉子山群沉積變質巖類，呈層狀、似層狀，主要巖性為透輝變粒巖、黑云片巖、二云片巖、石榴石透輝變粒巖及磁鐵礦變粒巖。基巖風化深度一般1579m，風化程度為強風化中風化。從巖石破碎、風化裂隙發育程度來看，其穩定8、性差。單塊飽和單軸抗壓強度為2.496.80Mpa，平均4.01Mpa，屬極軟巖石。表2 主井地質結構表序號累計深度(m)層厚(m)地層序號累計深度(m)層厚(m)地層11.001.00耕土724.502.70全風化大理巖23.002.00粉質粘土834.009.50強風化大理巖34.301.30中砂962.4128.41長石石英巖45.501.20粉質粘土1063.901.49黑云變粒巖517.6012.10中細砂11109.5045.60透輝變粒巖621.804.20礫砂表3 副井地質結構表序號累計深度(m)層厚(m)地層序號累計深度(m)層厚(m)地層12.102.10亞粘土535.409、17.50全風化花崗巖23.101.00細砂673.4038.00強風化花崗巖313.9010.80中細砂7109.7036.30中風化花崗巖417.904.00中粗砂3 施工準備3.1 資源準備 材料準備表4 鉆孔施工主要材料表序號名 稱規格及型號單 位數 量備注1無縫鋼管1085m5012凍結管2無縫鋼管1215m100管箍3牙輪鉆頭171、190個404粘土噸50表5 凍結施工主要材料表序號名 稱規 格單位數 量1無縫鋼管2196m3202無縫鋼管1595m203無縫鋼管1275m104無縫鋼管573.5m1205聚乙稀塑料管605m46206塑料薄膜=0.08mmKg507膠管50mm10、根108鋼板=5mmm219聚乙稀泡沫板=130075050塊21010木板（鹽水箱）=25mmm21511閘板閥Dg200個212閘板閥Dg150個813閘板閥Dg100個614閘板閥Dg125個815氟里昂T116氯化鈣T3817鉛絲8#Kg10018鉛絲10#Kg10019鉛絲22#Kg5020鹽水箱墊木2002001000根1821鹽水管路墊木2002001000根1522配集液圈托木2002002080根4523角鋼L50503.5m2024氨閥Dg150個1425氨閥Dg100個826氨閥Dg125個83 .1.2 設備準備表6 打鉆、凍結主要設備表序號名 稱規格及型號單位數量備 11、注1凍注鉆機DZJ-500/1000臺4打鉆使用2泥漿泵TBW-850/50臺4打鉆使用3陀螺儀JDT-3套1打鉆使用4經緯儀T2臺1打鉆使用5電焊機BS-300臺2打鉆使用6冷凍機YSKF2-20型臺4凍結使用7鹽水泵8BA-12臺4凍結使用8清水泵臺4凍結使用9電焊機BS-300臺凍結使用10濾油機LY-100臺1凍結使用11齒輪油泵臺1凍結使用12生產、生活車1.5T輛1鉆、凍共用3.2 施工現場準備施工籌備人員進駐現場后，在計劃準備期內完成組織準備、物資準備、技術準備。按照施工平面布置完成凍結施工的鉆場基礎、泥漿泵房、測斜室、供、排漿系統施工、凍結施工的凍結站、配電室等生產大臨工程和生12、活臨建工程，以及供水、供電等，為凍結工程施工創造條件，滿足施工要求。4 施工方法4.1 凍結方法4.1.1 凍結方式根據主、副井井筒地質特征，采取一次凍全深的凍結施工方案。4.1.2凍結深度主、副井井筒凍結深度暫定位93m、85m，實際凍結深度待第一個凍結孔作為凍檢孔，取芯核實地層結構后，最終確定凍結深度。4.1.3 凍結壁厚主、副井表土層埋深分別為21.80m、17.90m。采用拉麥公式進行計算，計算結果為：主井為1.43m；副井為1.42m。其中凍土極限抗壓強度取100kg/cm2。安全系數取2.2；凍結壁平均溫度取-6。4.1.4 鉆孔布置1）凍結孔圈徑、孔數與開孔間距 經計算，主、副井13、井筒凍結孔布孔圈徑分別為9.20m、10.20m；主、副井井筒凍結孔孔數分別為25個、27個；主、副井井筒凍結孔開孔間距分別為1.15m、1.18m。2）測溫孔 主井：布置3個測溫孔，深度均為93m；副井：布置3個測溫孔，深度均為85m。測溫孔布置在終孔間距最大處外側界面上，距凍結孔布孔圈徑1.00m，一個布置在地下水流上方凍結孔外側主面上，距凍結孔1.00m。 3）水文孔主井：孔深為20m（花管位置為1419m，封止水位置為16m）；副井：孔深為16m（花管位置為1015m，封止水位置為16m），以便觀測凍結壁交圈情況。4）鉆孔工程量（見下表）表7 鉆孔工程量表序號名 稱單位數 量主井副井114、凍結孔m232522952測溫孔m2792553水文孔m2016合 計m262425664.2 冷凍站制冷設計氟系統一）冷量計算（見下表）冷量計算表項 目單位數 量主井副井凍結管散熱能力萬大卡/小時21.3422.04井筒需冷量萬大卡/小時24.5425.35二）凍結運轉形式及參數凍結站采用雙級壓縮制冷，積極凍結期鹽水溫度取-26，維護期鹽水溫度取-20-22，鹽水比重為1.25。 三）冷凍機選型 經計算，主、副井共用以一個凍結站。主井選用20型鹽水機組2臺，副井選用20型鹽水機組2臺。制冷設備總裝機標準制冷能力188.4萬大卡/小時。 鹽水系統一）鹽水總循環量 Q主=230m3/h；Q副=215、60m3/h二）主要管路選擇1、凍結管：均選用1085mm無縫鋼管；2、鹽水干管及集配液圈：均選用2196mm無縫鋼管； 3、供液管：均選用605mm聚乙稀塑料供液管； 三）鹽水泵：選用8BA12型水泵4臺。冷卻水系統 一）冷卻水總循環量為30 m3/h；二）新水補充量為15m3/h；三）水泵選型：選用200QJ40-26/2型水泵四臺。凍結主要參數見“凍結設計主要參數表”。 氯化鈣用量 主井為29噸，副井為30噸。 凍結設計主要參數表序號項 目單位主井副井1井筒凈直徑m4.55.52井壁厚度m0.850.853凍結深度m93854凍結壁平均溫度-6-65凍結壁厚度m1.431.426凍結孔布16、孔圈徑m9.2010.207凍結孔數個25278凍結孔間距開孔m1.151.18終孔m1.801.809凍結孔向井心偏斜m0.300.3010測溫孔個/m3/933/8511水文孔個/m1/201/1612鉆孔工程量m2624256613井筒需冷量MJ/h24.5425.3514積極期鹽水溫度-26-2615維護期鹽水溫度-20-22-20-2216新水補充量m3/h15154.3 供配電設計凍結孔施工和凍結站供電被列為礦山企業二類負荷，應具有一定的可靠性，只有在特殊情況下才能短時間停電，并且在停電前通知打鉆及凍結站負責人，以便提前做好停電工作。供電電壓應相對穩定，電壓波動值一般不宜超過+5%17、 -10%。凍結站施工設備負荷計算設備名稱規格型號數量（臺）設備容量(KW)功率因數正切值需用系數計算負荷總臺數工作數總計工作容量有功(KW)無功(Kvar)視在(KVA)螺桿冷凍機44100010000.9640.45324.00312.34450.00鹽水泵8BA-12421501500.9641.0075.0072.30100.40清水泵200QJ40-26/24211110.9640.804.404.246.10合計171511651165707.00671.13971.45安裝容量：1165KW。有功負荷：707KW。無功負荷：671.13Kvar。視在負荷：971.45KVA。功率18、因數補償到0.85，低壓母線上負荷為：視在負荷832 KVA，有功負荷707KW，無功負荷436 Kvar。4.4 鉆孔施工技術每井采用鉆機2臺同時施工，每臺鉆機各配備TBW-850/50型泥漿泵一臺。鉆孔測斜采用JDT-5型陀螺儀，實現不提鉆測斜。采用JDT-3K型陀螺儀定向，隨鉆可提式導向器和YL-127型螺桿鉆糾斜。鉆場施工：首先要以井筒中心位置量出場地范圍平整場地，分層鋪設夯實三七灰土，厚350mm，三七灰土上部澆注混凝土厚300mm，并預留鉆孔位置和砌筑泥漿循環溝槽。確定孔位：以井筒中心為基準，測定孔位。鉆孔孔位采用釘樁法設立明顯標志。鉆機安裝：按設備的安裝要求進行，并配套好泥漿設施19、。接通水、電、安裝夜間照明，檢查鉆具，做好各項準備工作。鉆孔：鉆機采用108mm鉆桿，159mm加重桿，190.5mm、171.4mm牙輪鉆頭組成的加重鉆具，回轉式鉆進泥漿護壁的方法，分班連續作業方式。泥漿配制（泥漿性能參數見下表）泥漿性能參數表地層名稱粘度（S）比重（g/cm3）含砂量（%）膠體率（%）砂 土20-27497粘 土16-181.05497風化帶18-201.10497基 巖17-191.05497鉆進參數(鉆進參數見下表)鉆進參數表地層名稱鉆壓(kg)泵量(L/min)轉速(轉/min)砂 土500-600500-60055,77粘 土600-800400-60077,12420、風化帶800-100050077,124基 巖1000500124,1254.5凍結施工技術根據凍結站的總體設計，按照先設備后管路的安裝程序和施工圖的技術要求，將三大循環系統分別進行安裝，并按井巷工程施工驗收規范（GBJ213-90）要求試壓、檢查驗收。凍結站采用單級壓縮制冷。蒸發式冷凝器作為冷凝設備。以氯化鈣鹽水溶液為冷媒劑。采用CW-2型計算機自動溫度監測系統，監測凍結壁溫度場變化情況和驗算凍結壁的厚度。4.5.1凍結站安裝凍結站安裝包括氟系統、鹽水系統及冷卻水系統安裝，要求根據凍結站的總體設計，按照先設備后管路的安裝程序和施工圖的技術要求，將三大循環系統分別進行安裝，并按井巷工程施工及驗21、收規范要求試壓、檢查驗收。凍結站設備、壓力容器及閥門在安裝前必須進行清洗和壓力試驗，安全閥、液面指示器、放空氣閥安裝前必須做靈敏度試驗，氟、鹽水系統管路采用低碳無縫鋼管，鹽水箱安設液面自動報警裝置。凍結站管路試壓合格后，對氟低溫管路和站內鹽水管路進行保溫包扎。4.5.2凍結溝槽施工及凍結器安裝凍結鉆孔竣工后，進行凍結溝槽施工和凍結器安裝，凍結器安裝完畢要對溝槽進行清理，做到溝槽內清潔整齊。溝槽內要安裝鹽水流量檢測和控制裝置，以便按時檢測和調整各凍結器的鹽水流量。鹽水系統試壓合格后要按設計要求對鹽水管路進行保溫包扎。4.5.3化鹽水按照設計的比重配制鹽水，配制鹽水時，要防止異物混入，以免使凍結器22、堵塞影響井筒的正常凍結施工。以上各工序進行完畢，即可進行充氟試運轉。試運轉期間，要認真調試各系統的運轉參數，并進行對各凍結器鹽水流量的檢測和調整工作，各凍結器的鹽水流量必須達到設計要求。4.5.4正常運轉、設備檢修和檢測監控包括積極凍結期和維護凍結期。從開機到井筒掘砌到底的時間為積極凍結期，內層井壁施工期間為維護凍結期。凍結期間，要按設計的開機臺數和降溫計劃控制各項運轉參數，并進行水文孔水位、參考井水位、測溫孔溫度的檢測，井筒掘進期間的井幫溫度、凍結壁位移的觀測等要進行嚴格的檢測監控，為井筒的掘進施工提供可靠的依據。5 勞動組織5.1 鉆孔期間勞動組織鉆孔施工勞動組織表序號工種或職務人數序號工23、種或職務人數1隊長110材料、保管12副隊長111勞資、財會13技術人員112炊事員24鉆工3413電測工15電焊工2146電工1157機修工2168司機117小 計435合 計485.2 冷凍期間勞動組織凍結施工勞動組織表序號工種或職務人數序號工種或職務人數1站長18測溫工22副站長19材料、保管13技術人員110勞資、會計14凍安工1211炊事員25電工312項目副經理16機修工3137電焊工214合 計306 施工工期6.1打鉆工期每井兩臺鉆機同時作業，凍結孔施工，工期為45天。 6.2 凍結工期 一）凍結站安裝工期為40天，要求在打鉆期間內完成。 二）地溝槽挖砌在10天內完成。 三）積24、極凍結期為40天。 6.3 總工期從打鉆至井筒凍結交圈總工期95天。7 施工技術要求為使井筒凍結壁按時達到設計厚度和強度，確保井筒按時開挖和連續掘砌施工，凍結施工過程必須嚴格按照礦山井巷工程施工及驗收規范（GBJ213-90）和冶金礦山井巷工程質量檢驗評定標準（YBJ218-89）和本工程設計要求進行施工7.1 鉆孔施工技術要求孔位嚴格按設計孔位開孔施工，開孔孔位與設計孔位偏差不得超過30mm。孔徑使用108mm鉆桿，150mm加重桿，190.5mm、171.4mm牙輪鉆頭鉆進為主，以下置108mm的無縫鋼管。 孔深各類孔必須確保設計下管深度，不得有負值，不大于設計深度0.5m(以自然地平算起25、)。考慮到孔徑大、鉆孔深、孔內沉淀、鉆孔偏斜等因素，鉆孔施工深度應比設計深度增加1m（以灰土盤面算起）。 鉆機安裝：必須保證天輪中心、轉盤中心、孔位中心三點一線，并墊實鉆機底盤，保證鉆機穩固。泥漿制備：選取優質粘土，并經試驗確定其各項指標，正常鉆進時，泥漿性能為：比重1.10-1.15，含砂量不超過4%，失水量不超過25毫升，膠體率不小于95%。施工中加強對泥漿性能的監測，經常測定泥漿指標，根據沖積層和基巖的地層特點調整泥漿指標以保證鉆孔護壁效果。 鉆孔：鉆進時，立軸平穩旋轉不能晃動，按鉆孔深度及地層情況合理選擇鉆進參數、鉆速、鉆壓及沖洗量。鉆進中嚴格控制鉆機轉速，以防止鉆孔偏斜。嚴格控制鉆孔26、偏斜率及鉆孔間距，使其符合“規范”和“設計”要求。 鉆孔測斜：為檢查鉆孔偏斜情況，按規范和設計要求每鉆進20m測斜一次，并每隔20-50m繪制鉆孔實際偏斜方位圖以指導施工。 鉆孔偏斜要求： 凍結孔：凍結鉆孔偏斜率必須嚴格控制，相鄰孔間距必須符合設計要求。 鉆孔相鄰孔間距要求：終孔孔間距不得大于1.80m。 測溫孔：偏斜率按不大于3控制。 水文孔：各水平落點不超出井筒凈斷面。下管： 所有管材均選用(GB/T8163-1999)20#低碳鋼無縫鋼管，下管前要重新丈量鉆具全長和校驗孔深，確保下管深度符合設計要求。 配管：應先對凍結管內壁進行除銹及清除雜物，保證管內暢通，然后根據每個孔的深度進行配管，27、并對管子逐根進行準確丈量、編號、配組，并做好原始記錄。 底錐：凍結管、測溫管、水文管設密封底錐和加強隔板，凍結管的底錐焊接必須是雙層，焊接后必須在地面打壓合格后，方可使用。要求底錐鋼板和加強隔板厚度不小于各類管壁厚，材質與各類管相同。焊接采用與管材材質相符合的J422焊條，焊接厚度不得小于各類管壁厚，焊接必須嚴密。 焊接：凍結管全部采用內襯管連接方式，測溫管和水文管采用外接箍連接方式，接箍長度均為150mm。焊接時要求管材、管箍、焊條的材質必須一致，焊接厚度不低于凍結管壁厚，無砂眼，無裂紋，并且要求管端必須對正，保證同心度，焊接要嚴格按焊接工藝進行焊接。 下管結束經打壓合格后， 管口加蓋封牢固28、定，才能轉入下一個孔施工。 凍結管耐壓試驗：凍結管下置完成后，必須按“規范”要求進行水壓耐壓試漏，試驗壓力為1.5 Mpa，試壓時間為30min內壓力不降，或壓力下降值小于0.05MPa，再延續15min，其壓力保持不變為合格。打壓必須設專人，并做好原始記錄。打壓合格后加蓋密封管口，以防雜物掉入或泥漿灌入管內。水文孔施工：布置1個水文孔。 水文管規格(見水文孔設計部分)。 濾水孔孔徑為20mm，孔距橫向100mm，縱向100mm，梅花形排列，管外焊6mm墊筋，按管徑不同分別焊3根、4根、6根，外纏22目鐵砂網2層，并用14#鉛絲按56mm間距均勻扎緊，并用8#鉛絲固定。水文管花管位置：204629、m。 水文孔底部必須加焊底錐。 水文管連接處必須焊牢，不滲漏并保證同心度。 水文管下置后必須進行認真洗孔，以出清水為準。 凍檢孔施工：為進一步檢驗井筒所穿過的地層地質情況，首先施工地層傾斜下方的深凍結孔，對基巖段進行取芯，以便校核地層結構，確保凍結深度合理。主、副井凍結孔取芯起止深度分別為8898m、8090m。 各類鉆孔施工，均要認真做好原始記錄，要求全面、詳細、準確。嚴格按ISO9001：2000標準，做好各環節、各過程控制，確保施工質量。凍結鉆孔施工竣工后均提交如下資料 鉆孔施工數據總表； 鉆孔偏斜總平面圖； 凍結檢查孔柱狀圖； 水文孔施工結構圖； 凍結孔施工竣工報告； 各水平凍結壁交圈30、平面圖。7.2 凍結施工技術要求 基礎施工：根據平面布置圖測量放線，按基礎圖規格、尺寸要求施工。凍結站安裝：凍結站安裝形式為高、低壓雙級壓縮系統。安裝前對所有的設備、閥門檢修完好，各種管路清理干凈，所用的機具準備齊全，做好設備就位、找平、找正工作。試壓、保溫：制冷三大循環系統安裝完畢后，嚴格按礦山井巷工程施工及驗收規范（GBJ213-90）要求進行壓力試驗和真空試漏。試壓合格后對冷凍機低壓管路和鹽水系統管路、鹽水箱、中冷器等低溫管道、設備、閥門等隔熱保溫包扎，確保隔熱性能。充氟、試運轉：試運轉前先按設計比重配制氯化鈣溶液（鹽水冷媒劑），在冷卻水系統、鹽水系統工作正常后進行充氟試運轉工作。試運轉31、正常即可開始積極凍結運轉。溫度測試：設專人進行測溫,凍結站開機前要對原始地溫、參考井水位、水文孔水位、水溫統一檢測一遍，并做好記錄。在積極凍結期間測溫工作要每天進行一次，維護凍結期間每二天進行一次，所測資料階段性上報處有關部門。凍結器運轉初期要檢測各孔鹽水流量,并觀測凍結器結霜情況，確保每個凍結孔暢通且流量基本均勻。加強車間管理，使鹽水溫度盡快達到設計要求。在凍結期間，凍結井周圍抽水影響半徑內的水井一律停止使用，以保證凍結井筒凍結壁按時交圈。井筒開挖：通過測溫孔、水文孔數據計算，分析凍結壁發展狀況，綜合分析確認凍結壁已滿足開挖條件后，才能開挖。開挖過程中，繼續加強井幫溫度等各項檢測工作。嚴格控32、制段高和井幫暴露時間。根據凍土發展狀況和凍結壁溫度，在凍結壁已滿足井筒掘砌施工安全的前提下，適時減少開機臺數和供冷量，轉入維護凍結。應按“規程”和設計要求，根據不同地層嚴格控制掘進段高。凍結段井筒需放炮施工時,在放炮前，掘進單位應通知凍結站值班人員，以便檢測鹽水系統是否正常運行。凍、掘雙方有關人員要密切配合，經常下井觀測凍土發展情況及不同地層的井幫溫度，做好原始記錄，有異常情況雙方盡早發現，積極采取措施，確保井筒安全通過凍結段。凍結施工人員嚴格按各項規程施工，認真執行ISO9001程序，堅持把好各工序及施工過程質量關，確保凍結工程達到優良標準。凍結工程結束后，提交全部施工資料及竣工報告。8 保33、證凍結工程質量的有效測試手段和方法8.1 保證鉆孔施工質量的有效測試手段和方法為確保本工程的施工質量，我單位將加大投入一批鉆孔質量檢測設備，以滿足對凍結孔施工質量進行有效測試。凍結孔質量主要檢測項目是鉆孔深度和鉆孔垂直度。監測目的：為使凍結孔深度符合設計要求，偏斜值符合規定，采用鉆、測、糾相結合的凍結孔鉆進技術，嚴格控制凍結孔向井內偏斜，確保鉆孔垂直度，縮小凍結孔間距，加快凍結壁形成速度，為縮短鑿井工期創造條件。監測手段和方法：鉆進過程中每個孔均要按要求間隔深度及時測斜，遇有地層發生較大變化或易偏斜地層加密測點，逐點把關并及時上圖校驗，發現偏斜超限立即糾偏。采用先進的定向糾偏鉆具技術，對超偏鉆34、孔進行人工定向糾偏，下好凍結管后要進行成孔復測。 孔深監測：每次下入鉆具之前，要用鋼尺進行測量并記錄，在每個鉆孔終孔前對孔內所有鉆具進行復測，以復核鉆孔深度。凍結管深度監測：根據每個孔的深度進行配管，并對管子逐根進行準確丈量、編號、配組，并做好原始記錄，確保管深不小于設計深度。監測成果：整理數據后，按設計水平繪出偏斜總平面圖及各水平凍結壁預想交圈圖。8.2 工程質量保證措施凍結施工監測、監控目的監測目的是為井筒凍結施工及時反饋信息，是完善設計和指導施工的重要手段，是判斷凍結壁是否達到設計標準的重要依據，由于深井凍結地質條件的復雜性和施工過程的多變性，對于在設計計算中未能計入的各種因素，通過監測35、結果進一步修改和完善施工技術措施；施工現場根據監測數據，及時調整凍結施工參數，經監測數據分析、判斷凍結壁是否交圈，確定井筒開挖和施工中凍結壁厚度和強度，以保證井筒安全掘砌，并為以后的凍結工程提供較為可靠的技術參數。監測內容(見下表)測 項 目 表序號監 測 內 容1原始地溫及水位水溫監測2凍結站制冷系統運轉指標監測3鹽水溫度、鹽水流量、鹽水水位監測4凍結壁溫度場監測5水文孔、參考井水位水溫監測6工作面井幫溫度監測 原始地溫及水位水溫監測一）原始地溫監測利用測溫孔在開機凍結前將原始地溫測量出來，為以后與開機后測溫孔數據相比較，掌握地層凍結溫度溫度變化規律。二）原始水位水溫監測 利用水文孔及附近參36、考井在開機凍結前將原始水位、水溫測量出來，掌握井筒地下水靜止水位標高及水溫，為凍結過程中的水位、水溫變化做參考。凍結站制冷系統運轉指標監測一）監測目的通過對凍結站氟、鹽水、冷卻水系統中的溫度、壓力等監測，分析運轉指標的合理性，以確保凍結站的制冷效率。二）監測手段及方法分別在循環管路中安設測溫元件、壓力計等，實現上述指標的監測。三）監測頻次從凍結運轉開始至結束全過程，對運轉設備及三大循環系統各部位進行連續觀測。四）監測結果利用各項運轉指標綜合分析表、設備運轉狀況評價表，運轉圖表等進行記錄。凍結制冷鹽水溫度、流量、水位監測一）監測目的了解每個凍結器的工況、熱交換情況，保證對每根凍結管提供足夠的冷量37、，確保凍結壁的形成。通過對鹽水箱水位變化的監測及時掌握和控制鹽水系統運轉情況和防止鹽水漏失現象，保證凍結壁的均衡發展和安全穩定性。 二）監測方法 鹽水溫度監測在去回路鹽水干管上，配集液圈頭、尾部設置測溫點并安設溫度計，在凍結器上設置檢測去、回路溫度裝置，測量鹽水去、回路總溫差和各凍結器去回路溫差，反映凍結器的工作狀況。監測頻次：鹽水干管溫度每日監測，各凍結器溫度每10天監測一次。 凍結管縱向鹽水溫度監測采用單點熱電偶和數字溫度計分別在凍結運轉1個月和井筒開挖前對凍結管內鹽水進行縱向溫度監測，反映凍結器是否暢通，掌握凍結壁在各水平上的整體擴展狀況。 鹽水流量監測安裝一套流量檢測系統，隨時對每個凍38、結器鹽水流量進行監測，且每個凍結器均設置流量調節器，確保各凍結管鹽水流量基本保持均勻，并能滿足設計要求。 鹽水箱水位監測在每個鹽水箱安裝電子液位自動顯示報警器，監測鹽水漏失情況。三）監測結果各項監測數據要進行整理分析，并繪制鹽水溫度變化曲線圖、縱向溫度變化曲線圖。 凍結溫度場監測一）監測目的隨時掌握凍結壁的發展狀況，了解其厚度、平均溫度、強度及凍結壁形成規律，合理確定井筒開挖時間和正確指導掘砌施工。二）監測方法設置測溫孔，孔內布AD-590溫度傳感器，采用CW-2型計算機測溫系統對溫度場隨機檢測，實現自動數據采集、處理、打印、儲存。三）傳感器布置測溫孔內傳感器布置原則：主要針對含水砂層和風化基39、巖地層，以準確掌握這些關鍵地層的凍土發展狀況。根據檢查孔柱狀圖描述，具體布置水平如下：主井：20m、50m、70m、93m；副井：20m、40m、60m、85m。 四） 監測頻次從井筒積極凍結開始直到井筒凍結段施工完畢。在積極凍結過程中，每隔24h檢測一次，在維護凍結過程中，每兩天檢測一次，需要時可隨時進行檢測。五）監測結果數據記錄分析表、凍結壁在不同時期沿深度的溫度分布曲線圖、凍結壁在不同時期各層位水平方向溫度分布曲線圖。 水文孔、參考井水位水溫監測一）監測目的根據水文孔內水位和水溫變化情況，選擇凍結井周圍參考水井2-3個量測其水位、水溫變化與水文孔作比較，作為初步判斷凍結壁是否正常交圈的依40、據之一。二）監測方法采用電測水位儀輔以測繩測量水文孔和參考井水位變化情況，管口高程用精密水準儀與基準點校核，采用數字溫度計測量縱向水溫。三）監測頻次井筒積極凍結開始，每天檢測一次水文孔和參考井水位變化，井筒開挖前每隔20天檢測一次水文孔縱向水溫變化，每隔一個月檢測參考井水溫變化情況，必要時隨時檢測。四）監測結果每次測試的水位、水溫數據和累計變化量要認真整理并繪成曲線。工作面井幫溫度監測一）監測目的判斷凍結壁的可靠性，預測工作面以下凍土擴展情況，及時調整冷量，為掘進創造良好、安全的施工條件。二）監測方法在每個掘進段高，沿井幫四周水平方向均布4-8個測點，在工作面垂直方向布置2-3個測點，以檢測凍41、土在荒徑內外的擴展情況；使用半導體單點數字溫度計，探頭遇凍土時，利用鉆眼放入凍土檢測，在未凍土中直接插入測量，并用鋼尺直接量出凍土擴展距離。三）監測頻次根據開挖情況適時監測，每個掘進段高測量一次，掘進換層時，及時測量。四）監測結果數據記錄分析表，沿井筒周邊縱向溫度分布曲線圖，凍土進荒徑縱向擴展圖。凍結壁的變形和位移監測一）監測目的在厚粘土層掘進中，凍結壁產生塑性變形且向井內位移，其變形量和變形速率往往是判斷凍結壁穩定性和凍結管是否安全的重要指標，是確定掘進段高的重要依據。為此，要重視對凍結壁變形和位移量檢測，掌握其規律性。二）監測方法在掘進時沿井筒四個方向，在井壁的鋼筋掛鉤上各懸掛一根垂線，掘42、進段每隔0.5-1.0m就在凍結壁上依次打入釘子作測點，定期用鋼尺測量各釘頭與垂線間的變化，以求得凍結壁不同部位上在一定時間內的位移量。或者可用收劍儀檢測。三）監測頻次在井筒粘土層中，每天觀測一次。四）監測結果位移值沿深度的變化曲線圖。位移的最大值速率及最大值發生的深度方向部位。監測系統流程圖(見下圖)監測系統流程圖傳感器數據采集器數據交換器人工測量人工記錄數數據鍵盤輸入現場計算機 上位計算機結果輸出方案調整或不變設計與施工9 施工安全保證措施9.1 安全目標：安全施工無事故。9.2 安全保證措施制定和實施安全生產責任制，建立健全各項規章制度，并嚴格執行。建立安全生產保證體系，做到管理有力、保43、障運行。組織項目施工全體人員的安全教育和技術培訓，特殊工種必須持證上崗，并進行開工前的技術考核。建立安全檢查制度，實行安全生產獎罰制，及時消除事故隱患。堅持做到班組日檢、項目部旬檢、企業月檢的安全檢查。項目部每周、企業每月召開一次安全會議，班組每日班前會上要進行安全交底。設備使用期間要加強維修和保養，保證設備的完好率和使用率。加強對設備和管路的巡查，杜絕鹽水、油等的跑、冒、滴、漏現象，各種壓力容器按規定進行壓力試驗。加大安全投入，安全警示牌醒目，安全設備完好，滿足施工需要。高空作業人員要系安全帶，戴安全帽，穿防滑鞋，所用工具要用工具包接送，防止墜物傷人。凍結站要配備足夠的防毒面具、橡膠手套等防44、護用具，生產區和生活區要配備消防器材，不準私自亂接電線，以免發生火災。 嚴格執行電氣安全操作規程，所有電氣設備要有漏電保護與接地裝置，電纜埋設要有標志，過路要有套管保護。施工人員要熟悉相關機械設備的性能，嚴禁違章作業。凍結有關人員要經常下井觀測井筒凍結狀況，發現問題及時采取相應措施。井下觀測要有記錄并認真保存。經常觀測鹽水箱水位、凍結管工作狀態，發現鹽水箱漏失鹽水、凍結管斷裂等現象及時采取應急措施并上報有關部門。9.3 冬雨季施工措施冬季施工措施一）要有防火措施，取暖火爐必須遠離凍結站，凡用火爐取暖的辦公室、宿舍必須保持室內適當的通風，以防煤氣中毒。火爐周圍嚴禁堆放易燃、易爆物品，冷凍站辦公室45、防火設施要齊全。二）職工勞保用品要及時發放，施工期間注意防凍防滑。三）不得赤手觸及金屬物品，供水管路停止使用時應放盡管內存水，防止管路凍裂，保證系統再運行時暢通無阻。 雨季施工措施一）凍結臨時設施（溝槽除外）室內地坪要高于室外地坪，排水設備、防洪設施齊全。二）電氣設備應防止雨、水淋澆。三）凍結站、變電所應安裝避雷針，以防雷電。9.4 文明施工措施認真貫徹業主有關文明施工標準及有關管理制度，樹立企業文明形象，創造良好的施工、生活環境。嚴格現場的材料管理，施工標牌應清晰、醒目，材料堆放要整齊有序。生產及生活區做到場地整潔、道路暢通。現場施工人員要配戴標志，遵守現場的各項管理制度。所有施工人員要做到講文明、講禮貌、講道德、講紀律，與兄弟單位的職工真誠相處，團結互助。定期開展文明職工評比工作，激勵職工不斷提高文明施工意識。