孔全孔充满填实。
【说明】 本条是关于冻结法开凿立井井筒的规定。
(一)冻结深度确定的依据主要是井筒检查孔提供的地质条件,应综合考虑表土层(冲积层)、风化带厚度、完整基岩埋深及隔水性能,基岩含水层的分布及预计涌水量,若地层没有较好的隔水层需要冻结全深时,还应考虑冻结孔解冻后导水封堵等因素。在综合分析上述因素的基础上合理确定冻结深度,但冻结深度应穿过风化带延深至稳定的基岩10m以上。基岩段涌水较大时,应加深冻结深度。
若采用井筒全深冻结时,应超过井筒深度10m以上。为保证冻结壁安全,冻结段掘砌深度必须比冻结深度浅5-8m,若冻结深度较大,下部还有未冻结的含水层时,掘砌深度比冻结深度浅10m以上。
(二)井筒检查孔资料与井筒实际揭露情况相比,有时存在较大差异,这给施工带来很多不便,为验证井筒检查孔资料的可靠性,规定施工第一个冻结孔时应采取岩芯钻进。
(三)冻结孔的偏斜直接影响冻结工期和经济效益,还可能造成冻结事故。因此要求每个孔测斜的最大间隔不得超过30m,发现超偏应立即纠偏,当冻结孔偏斜影响冻结效果时,必须补孔。近年来冻结深度不断加大,对冻结孔的偏斜控制也越来越严,引入了“靶域半径”的要求,钻进过程中应严格按要求施工和测斜,超过要求时必须纠偏或补孔。
(四)水文观测孔是判断冻结壁是否交圈的重要依据,应打在井筒内,不得偏离井筒的净断面,深度不得超过冻结段。
6
(五)本款是对冻结管材质及焊接方式的要求,冻结管下入钻孔后应进行试压,若发现不符合要求时,应拔出已下入孔内冻结管,按要求重下,直至合格,当无法拨出时应补打钻孔,对报废的冻结孔采取封堵措施幷向建设单位提交详细的钻进、下管、封堵资料。
(六)在冻结段进行爆破作业时,由于环境温度较低,非抗冻炸药会发生冻结或结构变形,引起炸药性能变化,炸药爆炸后会生成一氧化碳,一氧化碳为有毒气体,将会对人体造成伤害,因此开凿冻结段采用爆破作业时,必须采用抗冻炸药。
(七)为防止冻结段井筒掘进过程中发生冻结壁变形、片帮、垮帮、断管事故的发生,井筒开挖前应制定专项措施。措施内容至少应包括爆破设计、掘砌段高的控制、加强观测、降低井帮温度、缩短井帮暴露时间等内容。
(八)井壁的生根壁座是承担壁座以上段井壁重量的构筑物,应布置在含水较少的完整的坚硬基岩中,当找不到理想基岩层时,应适当加大壁座高度。
(九)本条款是对停止冻结时间作出的规定。目的是防止过早停止解冻、提前解冻造成事故。当采取井筒全深冻结、下冻结管前又未进行封水处理时,停机时间应综合考虑井底硐室、巷道掘进防水因素。
(十)实践证明,冻结井筒采用双层或复合井壁结构,有利于井井筒漏水治理。为防止解冻后井壁漏水,要合理选择壁间注浆时机。在内层井壁解冻后、外层井壁解冻前,即在壁间夹层混凝土温度不低于4℃,且冻结壁仍处于封闭状态时,进行壁间注浆。
7
【案例】2013年底,甘肃宁正煤田矿区某立井井筒采用冻结法施工后,虽成功穿越了各含水层,但由于没有及时进行壁间注浆,造成解冻后井壁有漏水现象,井筒漏水量达到50-100m3/h,被迫进行壁后注浆,造成工期延误。
(十一)为防止因留设梁窝导水,设计单位应避免在冲积层段井壁设置梁窝。如必须布置时,从设计到施工都应制定防止漏水的措施。
(十二)当冻结孔穿过布有井下巷道和硐室的岩层时,应制定冻结孔壁与冻结管之间环形空间的专项处理措施,并认真实施,以防止冻结孔解冻后导水。在巷道或硐室掘进破除井壁前,应编制探水、切断冻结管和冻结壁解冻后的防水措施。
对于采用全井深冻结法施工的立井井筒,由于冻结管与冻结孔壁之间存在环形空间,在冻结壁解冻后,冻结管外的环形空间将形成上下串通的导水通道,导致井筒漏水量增大,尤其在井筒相关工程连接处会出现更严重的漏水现象。为防止冻结壁解冻后冻结孔成为竖向导水通道,沟通深、浅部含水层而威胁矿井的安全,通常需采用缓凝水泥浆液对冻结管外的环形空间进行填充处理。井筒冻结孔施工完毕,在下冻结管之前,采用缓凝水泥浆液置换冻结孔造孔泥浆。
近年来内蒙鄂尔多斯盆地地区新建矿井多采用全深冻结法施工,几乎都发生了解冻后冻结孔导水事故,造成半年以上工期延误,发生巨额堵水费用,建设、设计单位应提前制定周密的防范措施。
(十三)充填冻结孔是冻结法施工的一个重要环节,特别是采取
8
井筒全深冻结工程更是必不可少的关键工序。近年来有不少项目没能实施冻结孔充填,导致井筒漏水量增大,基岩段井壁受力不合理,甚至造成井壁破坏,因此本条款作出了严格的规定。要求冻结工程结束后,必须对冻结孔全部充填。当不回收冻结管时,可采用射孔注浆方法对冻结管内外全部充填,以确保隔断上下含水层之间的水力联系。
目前我国的冻结工程制冷站95%采用氨冷媒剂,若氨气浓度达到一定程度,不但能使作业人员中毒,更具爆炸危险。因此要求站房必须用不燃性材料建筑并严禁烟火,还应安装机械通风装置,要求经常测定站内空气氨气浓度,应装设氨浓度自动监测报警系统,若其浓度达到0.001%时就应该立即查明原因,清除泄漏。为保证作业人员安全,站内应按作业人数配备隔离式防毒面具、呼吸器及急救和消防器材。储氨器应按规定经过有资质的部门试验合格方准使用。在运输、储存和使用过程中制定专门措施。制冷站拆除前应回收液氨和盐水,不准随意排放,以免造成事故和污染环境。
第十四条 采用竖孔冻结法开凿斜井井筒应遵守下列规定: (一)沿斜长方向冻结终端位置应保证斜井井筒顶板位于相对稳定的隔水地层5m以上,每段竖孔冻结深度应穿过斜井冻结段井筒底板5m以上。
(二)沿斜井井筒方向掘进工作面位置,距离每段冻结终端不得小于5m。
(三)冻结段初次支护及永久支护距掘进工作面的最大距离、掘进到永久支护完成的间隔时间必须在施工组织设计中明确,并制定处
9
理冻结管和解冻后防治水的专项措施。永久支护完成后,方可停止该段井筒冻结。
【说明】 本条是关于竖孔冻结法开凿斜井井筒的规定。 采用冻结法开凿立井井筒时,规定冻结深度应穿过风化带延深至稳定的基岩10m以上。但在采用竖孔冻结法开凿斜井井筒,考虑到斜井井筒坡度因素,只有当斜井井筒顶板进入隔水地层后,才能确保井筒全断面进入隔水地层,因此规定沿斜长方向冻结终端位置应保证斜井井筒顶板位于相对稳定的隔水地层5m以上,也就是说斜井井筒全断面已经进入相对稳定的隔水地层5m以上。
在采用竖孔冻结法开凿斜井井筒时,通常采用分段打钻、分段冻结施工工艺,规定每段竖孔冻结深度应穿过斜井冻结段井筒底板5m以上,确保每一分段井筒均处于冻土范围内。
沿斜井井筒方向,当掘进工作面距离每段冻结终端5m前,必须停止掘进,防止井筒掘进接近前方非冻结区域或误穿冻土造成事故。
10