煤矿风井井施工组织设计

xx矿区开发建设有限责任公司

xx矿井回风立井井筒冻结工程

施工组织设计

中煤第五建设公司特殊凿井处

二○一一年八月十三日

施工组织设计编写人员表

工程名称	xx矿区开发建设有限责任公司 小庄矿井回风立井井筒冻结工程
编制日期	2011年08月
编写人
打  字		校对		审核
印制份数：40份

施工组织设计会审人员表

工程技术科
机电科
机电
安监
生产
总工程师
处    长

前  言

陕西彬长矿区开发建设有限责任公司小庄矿井回风立井采用立井开拓方式，因其地质及水文地质条件复杂，采用普通法施工难以通过，为加快矿井建设速度，确定采用冻结法施工。

我处承担了回风立井井筒冻结工程的施工，并依据投标书所确定的技术方案，进一步优化，编制了回风立井井筒冻结工程施工组织设计。

编制设计的主要依据是：

(1) 陕西省彬长矿区开发建设有限责任公司小庄矿井副立井井筒检查勘察地质报告；

(2) 陕西彬长矿业集团有限公司小庄矿井回风立井井壁结构；

    (3) 陕西彬长矿业集团有限公司小庄矿井回风立井井筒检查钻孔柱状图；

(4)《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ213-90)；

(5)《煤矿井巷工程施工质量评定标准》(MT5009-94)；

(6)《煤矿安全规程》。 

第一章  工程概况    1

1 矿井概况    1

2 井筒地质特征（甲方未提供地质资料，要求参考主、副井资料）    1

2.1地层    1

2.2 构造概述    3

2.3 各含水地层水文地质特征    4

2.4 地下水化学类型    5

3 岩石工程地质特征    5

3.1 井筒岩石物理学性质    5

3.2 岩土工程地质评述    5

第二章  工程施工技术方案    8

1 设计要点    8

2 冻结方式    8

3 冻结深度的确定    8

4 冻结技术参数的确定    8

5 钻孔布置设计    9

6 冻结管结构设计    12

7 测温孔设计    12

8 水文孔设计    12

8.1 水文孔滤水管位置    12

8.2 封止水位置    12

9 冻结壁形成预测    12

9.1 主要含水层冻结壁交圈时间    12

9.2 井筒开挖标准    13

9.3 井筒开挖时间    13

9.4 冻结壁形成预测    13

第三章  冻结制冷系统设计    14

1 氨系统设计    14

2 盐水系统设计    15

3 冷却水系统设计    15

第四章  供配电设计    17

1 供电要求及供电方式    17

2 供电设计    17

2.1 用电负荷统计    17

2.2 变压器的选择    18

3 所需电气设备及主要电气材料    19

4 启动方式的选择    19

5 照明    19

第五章  施工工期及劳动力组织    26

1 施工工期    26

2 施工工期保证措施    26

3 劳动组织    28

第六章  施工管理    29

1 施工管理制度    29

2 施工计划管理    29

2.1 工程施工计划的贯彻    29

2.2 工程施工计划的实施    30

2.3 工程施工计划的检查    31

2.4 工程施工计划的调整    31

3 施工技术管理    31

第七章  施工工艺及主要技术要求    32

1 施工工艺    32

1.1 施工准备    32

1.2 钻孔施工工艺    32

1.3 冻结施工工艺    33

1.4 施工工艺顺序    34

2 施工主要技术要求    37

2.1 钻孔施工主要技术要求    37

2.2 冻结施工主要技术要求    40

第八章  主要施工措施    42

1 质量保证措施    42

1.1 质量目标：工程质量优良。    42

1.2 质量管理措施    42

1.3 质量标准与质量体系    44

2 施工安全保证措施    47

2.1 安全目标：安全施工无事故。    47

2.2 安全保证体系    47

3 井筒冻结与掘砌配合措施    49

4 防断管措施    49

5 冬雨季施工措施    50

5.1 冬季施工措施    50

5.2 雨季施工措施    50

6 防雷与接地措施    50

7 文明施工措施    51

8 环境及职业安全健康管理措施    54

8.1 环境指标和措施    54

8.2《职业安全健康管理体系—规范》的贯彻实施目标及措施    55

第九章  保证冻结工程质量的有效测试手段和方法    56

1 钻孔施工质量检测    56

2 冻结施工质量监测    56

附表1  用于本工程的主要施工装备    60

附表2  临时设施用地表    60

附表3  主要材料用量表    61

附图   冻结站布置图    63

       冻结站设备安装图……………………….……………………………………………

       环形沟槽施工图……………………………………………………………………….65

第一章  工程概况

1 矿井概况

小庄矿井是xx矿业集团有限公司的建设项目之一，由北京华宇工程有限公司设计，设主、副、风三个井筒。

表1-1  回风立井井筒特征表

序号	项  目	参  数
1	井筒中心坐标（m）	X=3885992.000m     Y=
2	井口设计标高（m）	Z=+1106.500m
3	井筒净直径（m）	7.5
4	最大掘进荒径（m）	10.7
5	表土段深度（m）	245.98
6	支护结构	钢筋砼
7	冻结深度(m)	472

2 井筒地质特征（甲方未提供地质资料，要求参考主、副井资料）

2.1地层

依据风井井检孔揭露地层由老至新依次有：三叠系中统铜川组(T2t)，侏罗系下统富县组(J1f)、中统延安组(J2y)、直罗组(J2z)、安定组(J2a)，白垩系下统宜君组(K1y)、洛河组(K11)及第三系(N)，第四系(Q4)地层岩性情况见表1-2地层结构表。

表1-2  地层结构表

地层

单位	层序号	层厚 (m)	深度 (m)	岩石名称		地层 单位	层序号	层厚 (m)	深度 (m)	岩石名称
第四系	1	37.00	37.00	黄土		第三系	16	11.91	245.98	卵石层
	2	9.20	46.20	粉质粘土		白垩系	17	106.38	352.36	中粒砂岩
	3	13.10	59.30	粘土			18	17.19	369.55	含砾砂岩
	4	11.90	71.20	粉质粘土			19	10.46	380.01	中粒砂岩
	5	22.10	93.30	粉质粘土			20	7.54	387.55	含砾砂岩
	6	24.43	117.73	粘土			21	71.55	459.10	中粒砂岩
	7	37.67	155.40	粉质粘土			22	42.02	501.12	粗砾岩
	8	9.70	165.10	粘土		侏罗系	23	3.85	504.97	中粒砂岩
	9	17.55	182.65	粉质粘土			24	4.17	509.14	泥岩
第三系	10	11.29	193.94	粘土			25	8.66	517.80	细粒砂岩
	11	10.94	204.88	粉质粘土			26	2.88	520.68	泥岩
	12	3.40	208.28	粘土			27	12.56	533.24	粗粒砂岩
	13	3.56	211.84	粉质粘土			28	3.26	536.50	泥岩
	14	8.54	220.38	粘土			29	13.50	550.00	泥质粉砂岩
	15	13.69	234.07	粉质粘土

现由老至新分述如下：

(1) 三叠系中统铜川组(T2t)

岩性为一套灰黑色，质均，质纯，水平层理发育，岩石成熟度较高。

(2) 侏罗系

中统侏罗系安定组(J2a)

为棕红色、紫红色砂质泥岩，夹薄层紫灰色、灰绿色中~粗粒砂岩，底部为含砾粗砂岩。本组地层以干旱气候平原洪积相沉积为主。与中侏罗统直罗组假整合接触。

(3) 白垩系

① 下白垩统宜君组(K1Y)

岩性以杂色巨厚层状粗砾岩。砾石成分主要为花岗岩、变质岩块次为石英岩块。砾径一般5～15cm，最大25cm以上，次棱角—次圆状，分选差，基底式或空隙式胶结，质密坚硬。与下侏罗统安定组假整合接触。

② 下白垩统洛河组(K11)

岩性为紫红色、棕红色细~粗粒长石砂岩，中夹2层中厚层状杂色粗粒岩层及薄层棕色砂质泥岩。孔隙式胶结，质密坚硬，为河流相沉积。

(4) 第三系

主要以棕红色粘土为主，在下部有一层厚为11.91m的卵石层，成分以石英为主，可见灰岩粒，粒径一般25～80mm，最大200mm。该层底部为粘土层，与下部地层成冲刷接触。

(5) 第四系 (Q4)

覆盖于第三系地层之上，为冲积破积层及河床堆积形成的粉质粘土、粘土层等。

2.2 构造概述

彬长矿区位于鄂尔多斯盆底南部渭北北缘的彬县—皇陵褶皱带。总体构造形态为中生界构成的NW缓倾的大型单斜构造。在此单斜上产生一些宽缓而不连续的褶皱。

施工井筒位于路家—小灵台背斜的南翼，安化相斜的北翼。路家—小灵台背斜的东端深入井田的南部，轴向N78°E，南翼倾角1～3°，北翼倾向4～8°，两翼跨度7～8公里，起伏幅度南翼80m，北翼150m，在井田内轴向延长约4公里。

井田内断层罕见，但在东南部的水帘矿、火石咀矿、下沟矿的生产矿井见少量断距在1.2~1.6m的小断层。副井检孔附近没有发现断层，属岩层平缓、简单构造类型。

2.3 各含水地层水文地质特征

(1) 第四系含水层

抽水试验涌水量Q：0.062(l/s)，单位涌水量q：0.045255(l/s·m)，渗透系数K：0.101(m/d)，富水性弱，矿化度1.425(g/l)，水质类型SO4·Cl—Na型。

(2) 洛河组砂砾岩含水层

抽水试验涌水量Q：4.767(l/s)，单位涌水量q：0.128873(l/s·m)，渗透系数K：0.07915(m/d)，富水性中等—较强，水质类型SO4·Cl—Na型。

(3) 宜君组砾岩弱含水层

据邻区井田钻孔抽水试验：单位涌水量q：0.0088～0.2206(l/s·m)，渗透系数K：0.020～0.861(m/d)，属富水性不均一的弱含水层，矿化度2.59～5.39(g/l)，水质类型Cl·SO4—Na型、SO4—Na型。

(4) 安定组砂泥岩极弱含水层

据井田外围钻孔抽水试验：单位涌水量q：0～0.000076(l/s·m)，富水性极弱，可视为煤系与上覆白垩系含水层之间的稳定隔水层。

(5) 直罗组砂泥岩微弱含水层

据井田内钻孔抽水试验：单位涌水量q：0.0026(l/s·m)，渗透系数K：0.01(m/d)，富水性微弱含水层，水质类型SO4—Na型。

(6) 延安组砂岩含水层

抽水试验涌水量Q：0.054(l/s)，单位涌水量q：0.0003551(l/s·m)，渗透系数K：0.00042474(m/d)，富水性弱，水质类型Cl·SO4—Na型。

(7) 富县组、三叠系胡家河组泥岩隔水层

以泥岩、砂质泥岩等隔水性岩石为主，埋藏深为相对隔水层。

表1-3  抽水试验参数成果表

  项目

孔号	层位	试段深度 (m)	水位降低次数	单位涌 水量q (l/s·m)	水位降低 S(m)	稳定 时间 (小时)	水位误差 (%)	流量误差 (%)	Q—S 曲线	质量评价	渗透系数K (m/d)	影响半径 R(m)
副立井 井检孔	Q	0~13.40	1	0.045255	1.37	33	0.4	0	正常	合格	0.101	3.19
	K1L	13.60~ 1.20	3	0.128873	36.99	14.5	0.9	0.9	正常	合格	0.07915	275.80
				0.127467	26.14	8	0.5	0			0.06736	179.80
				0.127877	12.34	9	0.6	0			0.04635	70.41
	J2y	313.47~ 384.86	1	0.0003551	152.08	33	0.4	0	正常	合格	0.00042474	31.34

2.4 地下水化学类型

本次化验结果：第四系含水层水质类型SO4·Cl—Na型，矿化度1424.78mg/L；洛河组含水层水质类型SO4·Cl—Na型，矿化度3948.98mg/L；延安组含水层水质类型Cl·SO4—Na型，矿化度4330.51mg/L。

3 岩石工程地质特征

3.1 井筒岩石物理学性质

副井检孔各组段均采取了岩石物理学实验样，对土样测试内容为：容重、密度、湿度、孔隙度、可塑性、内摩擦角、内聚力、抗压强度、膨胀性。采取的基岩样测试项目为：容重、密度、湿度、孔隙度、内摩擦角、抗压强度、泊松比、含水率、软化系数等。

3.2 岩土工程地质评述

(1) 层组

根据钻孔揭露及采样测试，土类层组可分为粉质粘土、细沙土及碎石土三个层组。

① 粉质粘土：0～8.20m，厚8.20m。浅黄褐色，上部0.6m为灰褐色耕土，含植物根系，偶见小砾石，较均匀；下部为黄褐色粉质粘土，稍湿、中密、坚硬。

② 砂砾石

砂砾石：8.20～8.70m厚0.50m。松散，未固结，黄褐色，稍湿、密实，易坍塌。

③ 碎石土

碎石土：8.70～13.60m，厚4.90m。褐色，粒度大于1cm，易坍塌，位于潜水位之下。

(2) 岩组

① 岩石质量及完整性

根据钻孔工程地质编录所确定的岩石RQD值，按GB12719-91中规定的评价方法。

② 岩组工程地质分述

1) 洛河砂岩岩组：浅棕红色中粒砂岩夹浅灰绿色中粗粒砂岩和杂色砾岩薄层，分选较好，磨圆中等，泥质基质～孔隙式胶结，具斜层理。裂隙较发育。富水性中等。该岩组的工程地质特征为：天然容重2.28(g/cm3)，干容重2.22(g/cm3)，孔隙率9.71%，饱和单轴抗压强度12.34MPa，含水率1.24%，粘聚力1.47MPa，内摩擦角37.48°，泊松比0.20，软化系数0.70。

本岩组上部风化程度较剧烈，富水性强，岩石松软，易破碎、节理、裂隙较发育，地下水对岩层的软化作用较明显，按围岩稳定性划分标准为弱~中等稳定岩层。

2) 宜君砾岩组：为蓝灰色块状巨砾岩，钙质胶结，砂质充填，较坚硬，富水性微弱。该岩组工程地质特征为：天然容重2.40(g/cm3)，干容重2.32(g/cm3)，孔隙率10.40%，饱和单轴抗压强度31.08MPa，含水率1.01%，粘聚力3.00MPa，内摩擦角39.80°，泊松比0.18，软化系数0.75.按围岩稳定性划分标准为弱～中等稳定岩层。

3) 安定砂岩～泥岩岩组：为灰绿色中粒砂岩～泥岩，砂岩成分以石英、长石为主，泥质胶结，疏松，富水性弱。天然容重2.29～2.31g/cm3，粘聚力1.42～1.60MPa，内摩擦角37.37～37.97°，孔隙率9.37～9.49%，饱和单轴抗压强度13.57～14.68MPa，含水率1.17～1.19%。按围岩稳定性划分标准为弱稳定岩层。

4) 直罗砂岩岩组：上部砂质泥岩，夹中细粒砂岩；下部以粗粒砂岩为主，夹薄层粉砂岩。天然容重2.30～2.38g/cm3，孔隙率9.28～9.74%，饱和单轴抗压强度小于8.90～13.67MPa，粘聚力1.68～0.95MPa，含水率0.86～1.23%，内摩擦角36.45～37.44°，软化系数0.69～0.72。按围岩稳定性划分标准为弱～不稳定岩层。

5) 延安组砂质泥岩岩组：由泥岩、砂质泥岩与厚层状中、粗粒砂岩组成，天然容重2.30～2.37 g/cm3，饱和抗压强度18.83～19.83MPa，内摩擦角38.41～38.5°，泊松比0.19，含水率1.10～1.18%，软化系数0.72～0.73。各岩组为层状结构，层里面明显，砂岩强度及水稳定性较好，泥岩及砂质泥岩易软化。由于岩石组合不同，岩组工程地质变化较大，按围岩稳定性划分标准为属不稳定~中等稳定岩层。

6) 煤岩组：据本次煤层的物理力学实验资料，煤层饱和抗压强度6.50～11.20MPa，平均7.93MPa；孔隙率10.12%，含水率3.60%，软化系数0.68，内聚力0.97MPa，内摩擦角36.05°，泊松比0.21，按围岩稳定性划分标准为属若稳定岩组。

7) 富县泥岩岩组：主要由泥岩组成，块状、易碎。天然容重2.30 g/cm3，孔隙率8.78%，含水率1.05%，饱和抗压强度21.75MPa，内聚力2.23MPa，内摩擦角39.05°，泊松比0.19，按围岩稳定性划分标准为属弱～中等稳定岩层。

第二章  工程施工技术方案

1 设计要点

针对井筒特征，冻结方案以“安全第一、防断管、少挖冻土、确保按期完成”为原则，确保井筒施工安全为目的，方案设计要点如下： 

(1) 采取主冻结孔加辅助冻结孔的冻结方式，其中主冻结孔采用一次冻全深的冻结施工方案。

(2) 采用信息化施工，实时监测冻结壁的发展情况，确保施工安全。

  (3) 为了掌握冻结壁温度场及其变化规律，应用OC-1010型计算机测温系统。

(4) 根据温度应力场对基岩含水层进行验算，以保证掘进施工的安全。

2 冻结方式

根据回风立井井筒掘砌速度100m/月的施工要求，为了保证冻结壁的有效厚度，实现井筒尽快开挖。经过对冻结壁形成及井筒掘进速度情况进行动态分析，以井筒掘至各水平时，冻结壁能够保证连续安全掘砌施工为原则，采取主冻结孔加辅助冻结孔的冻结方案。

3 冻结深度的确定

依据招标文件中确定回风立井冻结深度为472m，终止在粗砾岩中。冻结孔深度确定如下：

主冻结孔采取一次冻全深的冻结方式，冻结深度为472m；辅助孔冻结深度为250m。

4 冻结技术参数的确定

根据井筒工程地质条件，冻结参数确定如下：

(1) 积极冻结期盐水温度为-30～-32℃，维护冻结期盐水温度为-24～-26℃，盐水比重取1.27。

(2) 冻结壁厚度

根据小庄矿井基岩段地层的水文工程地质条件，设计中搜集了我单位在陕西胡家河煤矿风井、内蒙虎豹湾主井等类似地质条件下的冻结施工经验，冻结壁计算采用有限段高公式计算，计算参数及结果见表2-1。

表2-1  冻结壁计算参数表

序号	参数名称	单 位	参  数
1	控制层底板埋深	m	245.98
2	地压值	Mpa	3.19
3	冻结壁平均温度	℃	-10
4	冻土极限抗压强度	Mpa	5.4
5	冻土允许抗压强度	Mpa	2.75
6	安全系数		2
7	安全掘进段高	m	2.2
8	冻结壁计算厚度	m	4.51

由于回风立井冻结的主要地层为第四系和第三系粘土层及下部白垩系地层，根据计算结果和类似地质条件井筒冻结施工经验，确定冻结壁厚度为4.6m。

5 钻孔布置设计

钻孔布置参数见表2-2及钻孔平面布置图及剖面图。

表2-2  钻孔布置参数表

序号	项 目		单 位	参  数
1	冻结孔 布孔圈径	主 孔	m	16.3
		辅助孔	m	12.4
2	冻结孔数	主 孔	个	38
		辅助孔	个	16
3	冻结孔 开孔间距	主 孔	m	1.346(弦长)
		辅助孔	m	2.419(弦长)
4	冻结孔 深度	主 孔	m	472
		辅助孔	m	250
5	冻结孔工程量		m	21936
6	测  温  孔		个/m	2/472 1/250
7	水  文  孔		个/m	1/250
8	钻孔工程量		ｍ	23380

6 冻结管结构设计

冻结孔均下置φ140×5mm无缝钢管（200m以上），φ140×6mm无缝钢管（200~300m），φ140×7mm无缝钢管（300m以下）各类冻结管在250m以上采用内接箍连接方式，250m以下采用外接箍连接。

7 测温孔设计

为了准确掌握冻结温度场变化情况，设计3个测温孔。测1#孔布置在地下水流上方主孔圈径外侧主面上，距布孔圈径1.2m，孔深为472m；测2#孔布置在主孔终孔孔间距最大处圈径外侧界面上，距布孔圈径1.2m,孔深为472m；测3#孔布置在辅孔终孔孔间距最大处圈径内侧界面上，距布孔圈径0.5m，孔深为250m；测温管采用φ108×5mm无缝钢管，外接箍连接。

8 水文孔设计

为了准确报导冻结壁交圈情况，根据井检孔资料，设计水文孔1个, 采用φ108×5mm无缝钢管，外接箍连接方式。

8.1 水文孔滤水管位置

表2-3  水文孔滤水管层位表

孔号	孔深(m)	滤水层位(m)
水文孔	250	238~243m、246~249m

8.2 封止水位置

水文孔在215～220m段进行封止水，封止水材料为海带粘土。封止水材料下置后要进行效果检查，不合格应重新下置，直至合格为止。

9 冻结壁形成预测

9.1 主要含水层冻结壁交圈时间

控制层最大孔间距按2.2m计算，参考胡家河风井冻土发展速度，主要含水层冻结壁交圈时间约为48天。

9.2 井筒开挖标准

① 水文孔冒水后证实主要含水层冻结壁已交圈；

② 根据测温资料分析，井筒掘砌至各水平时，冻结壁能够满足井筒安全掘进施工需要。

9.3 井筒开挖时间

依据招标文件提供的井筒综合成井速度，考虑冻结段冻结壁所需要的厚度和强度，开冻至开挖时间为55天。

9.4 冻结壁形成预测

表2-4   冻结壁形成预测表

冻结时间

(d)	预计掘进 深度(m)	地  层	掘进直径 (m)	冻结壁有效厚度(m)
61	20	黄土	8.8	3.8
69	45	粉质粘土	8.8	4.2
84	95	粘土	8.8	4.4
99	145	粉质粘土	8.8	4.5
113	192	粘土	9.3	4.6
118	210	粉质粘土	9.3	4.7
129	245.98	卵石层	10.7	4.7

第三章  冻结制冷系统设计

1 氨系统设计

1) 参数选取

① 冻结管散热能力：250kcal/ m2?h

② 冷量损失系数：1.15

2) 井筒需冷量见表3-1。

表3-1  井筒冷量计算表

项   目	单  位	参  数
冻结管散热能力	万kcal/h	241.20
井筒冻结需冷量	万kcal/h	277.38

3) 冷冻机选型及数量

设计积极冻结期盐水温度为-30～-32℃，维护冻结期盐水温度为-24～-26℃。冻结站采用新型螺杆压缩机双级压缩制冷，盐水比重取1.27。

根据计算，井筒配备机型及数量见表3-2。

表3-2  井筒冷冻机配备表

项 目	单位	台  数	备注
高压机 HLG20ⅢDA185	台	6
低压机 HJLG25ⅢTA250	台	6
总装机容量	万kcal/h	1038

表3-3  不同冻结时期开机台数

冷冻机	1～140天	141～234天
HLG20ⅢDA185	4~6	1~3
HJLG25ⅢTA250	4~6	1~3

4) 辅属设备选型

经计算辅属设备选型及数量见表3-4。

表3-4  辅属设备选型及数量表

序号	名称	型号	单位	台  数
1	汽化器	LZL-200	台	11
2	冷凝器	EXV-Ⅱ-340	台	7
3	中冷器	ZL-8.0	台	5
4	储液器	ZA-5.0	台	2
5	集油器	JY-300	台	1
6	热虹吸器	HZA-3.5	台	2

2 盐水系统设计

① 盐水总循环量：724m3/h（其中主孔冻结器盐水流量为14 m3/h，辅孔冻结器盐水流量为12m3/h）。

② 供液管选择：选用Ф75×6mm聚乙烯塑料供液管。

③ 盐水干管及配集液圈：根据盐水总流量，选用φ377×9mm无缝钢管(一配一集)。

④ 盐水泵选择：选用10Sh-6型盐水泵3台(使用2台，备用1台) 

   (Q=486m3/h  H=65.1m  N=135KW)

3 冷却水系统设计

① 冷却水总循环量：30m3/h。

② 新水补充量：15 m3/h。

③ 水泵选型：选用200QJ32-26/2型水泵2台（其中备用1台）

(Q=32m3/h  H=26m  N=4KW)

冻结设计参数见表3-5。

表3-5  冻结设计技术参数表

序号	项       目			单位	参  数
1	井筒净直径			m	7.5
2	冻结段最大掘进直径			m	10.7
3	冲积层厚度			m	245.98
4	冻结深度			m	472
5	冻结壁厚度			m	4.6
6	最大孔间距	主孔	245.98m水平	m	≦2.2
			终孔	m	≦3.6(向内偏斜≦0.4m)
		辅助孔终孔		m	3.2
7	冻结孔布置	主孔	圈  径	m	16.3
			孔  数	个	38
			开孔间距	m	1.346(弦长)
			深  度	m	472
		辅助孔	圈  径	m	12.4
			孔  数	个	16
			开孔间距	m	2.419(弦长)
			深  度	m	250
8	冻结孔工程量			m	21936
9	水文孔			个/m	1/250
10	测温孔			个/m	2/472   1/250

11	钻孔工程量			m	23380
12	积极冻结期盐水温度			℃	-30~-32
13	维护冻结期盐水温度			℃	-24~-26
14	开冻至开挖			d	55
15	冻结最大需冷量			万kcal/h	277.38
16	新水补充量			m3/h	15

第四章  供配电设计

1 供电要求及供电方式

冻结孔施工和冻结站供电均被列为矿山企业二类负荷，应具有一定的可靠性，只有在特殊情况下才能短时间停电，并且在停电前应通知打钻及冻结站负责人，以便提前做好停电准备工作。供电电压应相对稳定，电压波动值一般不宜超过+5%～-10%。

根据施工现场情况，冻结孔施工和冻结站临时变电所供电电源采用10KV供电线路。

低压设备均采用380伏电压供电。

2 供电设计

2.1 用电负荷统计

冻结孔施工设备总装机容量为1380KW，临时变电所低压0.4KV母线上的计算负荷为804.30KVA 无功补偿后，低压0.4KV母线上的总负荷700.56KVA (打钻设备负荷统计见表4-1)。

冻结站设备总装机容量为3149KW，临时变电所低压0.4KV母线上的计算负荷为3238.39KVA(冻结设备负荷统计见表4-2)，无功补偿后，低压0.4KV母线上的总负荷22.51KVA。

表4-1   打钻设备负荷统计表

设备名称

规格型号	数量		设备容量 (Kw)		功率 因数	需用 系数	计算负荷
	总台数	工作数	总计	工作 容量			有功 (Kw)	无功 (Kvar)	视在 (KVA)
冻注钻机 TSJ-2000E	5	5	550	550	0.8	0.45	247.5	185.63	309.38
泥浆泵 TBW-850/50	5	5	450	450	0.8	0.5	225	168.75	281.25
砂浆泵 3PNL	5	5	110	110	0.8	0.4	44	33.00	55.00
电焊机 BX-500	8	8	240	240	0.6	0.35	84	112.00	140.00
照明及其它			30	30			30		30.00
合计	23	23	1380	1380			630.5	499.38	804.30

表4-2   冻结站设备负荷统计表

设备名称

规格型号	台数		设备容量（Kw）		功率 因数	需用 系数	计算负荷
	总台数	工作数	总计	工作 容量			有功 （Kw）	无功 （Kvar）	视在 （KVA）
螺杆式冷冻机 HJLG25ⅢTA250	6	6	1518	1518	0.8	0.82	1244.76	933.57	1555.95
螺杆式冷冻机 HLG20ⅢDA185	6	6	1128	1128	0.8	0.85	958.8	719.1	1198.5
冷凝器 EXV-Ⅱ-340	7	7	147	147	0.8	0.9	132.3	99.225	165.375
汽化器 LZL-200	11	11	88	88	0.8	0.9	79.2	59.4	99
盐水泵 10SH-6	3	2	225	150	0.8	1	150	112.5	187.5
清水泵 200QJ32-26/2	2	1	8	4	0.8	0.8	3.2	2.4	4
照明及其它			35	35			35		35
合计	35	33	3149	3070			2603.26	1926.195	3238.39

2.2 变压器的选择

根据补偿后的低压母线总负荷, 冻结孔施工选用ZXB-10-800型箱式变电站1台，另选用GFW-150型柴油发电机组1台作为冻结孔施工时的临时备用电源；冻结施工根据补偿后的低压母线总负荷, 冻结站供电选用ZXB-10-1250KVA型箱式变电站2台和ZXB-10-1000KVA箱式变电站1台共3台变压器。

冻结造孔施工低压侧电容补偿量经计算需194.01Kvar；冻结站低压侧电容补偿量经计算需665.379Kvar，所选箱式变电所中电容补偿柜均能满足无功功率补偿的需要。

高低压配电设备及配电方式详见冻结供电系统图。

3 所需电气设备及主要电气材料

表4-3  打钻和冻结电器及主要材料表

项目	名   称	规  格 型 号	单位	数量	备注
打 钻	箱式变电所	ZXB-10-800	台	1
	高压电缆进线	YJV-3×25/10KV	米	待定	根据现场施工情况定
	电缆	YC-3×35+1×16	米	1000
	电缆	YC-3×16+1×10	米	900
冻 结 站	箱式变电所	ZXB-10-1250	台	2
	箱式变电所	ZXB-10-1000	台	1
	高压电缆	YJV-3×95/10KV	米	待定	根据现场施工情况定
	高压电缆	YJV-3×95/10KV	米	50
	低压电缆	YC-3×70+1×25	米	500	接高、低压机  两根
	低压电缆	YC-3×95+1×35	米	100	接盐水泵
	低压电缆	YC-3×35+1×16	米	300	接冷凝器进线开关
	低压电缆	YC-3×16+1×10	米	200	接推水器进线开关
	低压电缆	YC -3×16+1×10	米	500	照明及其他
	避雷针	28.5m	根	2

4 启动方式的选择

① 冻结造孔施工所用的TSJ-2000E型钻机和TBW-850/50型泥浆泵启动设备与其电机配套使用，采用自耦降压起动。其它附属用电设备均使用与其配套的启动器并和200A空气开关装成配电板。

② 螺杆式冷冻机电机配套起动柜采用星三角变换起动，盐水泵电机配套起动柜采用自耦降压起动。

5 照明

室内照明及工业广场照明据现场需要设置，应能保证夜间值班人员进行正常的检查巡视。

附：钻孔施工供电系统图

冻结站供电系统图

冻结站避雷针平面布置图

冻结站避雷针剖面图

第五章  施工工期及劳动力组织

1 施工工期

工期进度安排见表5-1。

表5-1  施工工期安排表

项    目	工期（日历天数）	备   注
钻孔施工	94	5台TSJ-2000E
冻结沟槽施工	8
积极冻结	140
维护冻结	94
开冻至开挖	55
总工期	336	不包括施工准备时间

附：小庄矿井回风立井井筒冻结施工工期排队图

2 施工工期保证措施

(1) 认真优化施工方案，精心编制施工组织设计，确保技术方案可靠，工期设计合理，为顺利施工打下良好基础。

(2) 实行项目法施工，优化项目部管理机构，选派业务技术强、有丰富冻结施工经验的队伍。

(3) 加强工程动态管理，采用网络技术管理全工程。严格按计划控制各工序的时间，及时消除影响工期的不利因素，确保工期的计划进度。

(4) 落实承包责任制，积极开展劳动竞赛，充分调动职工的积极性，确保施工工期按期或提前完成。

(5) 保证冻结站安装质量。在冻结制冷期间，项目部要对班组实行盐水温度、制冷效率等指标即时考核制，以提高制冷效率，保证设备正常运转，缩短盐水降温期。

(6) 真诚与甲方、监理、质量监督等单位密切配合，自觉接受监督、检查，及时研究解决工程中的问题，保证按期、优质完成该井井筒冻结工程。

3 劳动组织

投入本工程劳动力共计150人，各类人员详见表5-2。

表5-2  冻结施工劳动力计划表

工   种	按工程施工阶段投入劳动力情况
	造   孔	冻   结	合   计
项目经理	1		1
安全副经理	1	1	2
生产副经理	1	1	2
技术副经理	1	1	2
安全员	1	1	2
技术人员	2	2	4
机长	5		5
冻结站长		1	1
钻工	75		75
冻安工		18	18
电工	3	3	6
电焊工	5	2	7
电测工	6		6
测温工		1	1
机修工	3	2	5
车工	2		2
材料保管员	1	1	2
劳资、会计	2		2

炊管人员	3	2	5
生活车司机	1	1	2
合计			150

第六章  施工管理

1 施工管理制度

(1) 建立了以项目经理为组长、项目生产、技术副经理为副组长、项目部技术经理、各班组组长为主要成员的质量管理领导小组，建立健全岗位责任制，完善质量监督控制网络，实行全面质量管理，积级开展群众性的QC小组活动，使工程的每个环节都得到控制。

(2) 严格执行开工验收制度，项目部认真编制安全技术措施，严格按施工组织设计和规范施工。

(3) 严格执行质量管理制度，实行科学管理，召开多种形式的评比会、现场会、分析会、宣传会，使“质量是公司的生命”，“质量第一、业主至上”的指导思想牢记在每个施工人员心中。

(4) 严格执行工程开工验收、中间验收、竣工验收和隐蔽工程验收制度，实行项目部自检、自查和接受处监理单位、质量监督部门的监督制度，杜绝质量问题出现，确保工程质量优良。

(5) 严格执行安全教育制度，在项目施工中做到“三工教育”（工前教育、工中指导、工后讲评）；“三不交接”（无自检记录不交接、无施工记录不交接、无专职质检员签字不交接）；“施工”（施工图纸未复核不施工、测量放样未复核不施工、材料未试验或无合格证不施工、技术未交底不施工、隐蔽工程未检查签证不施工）。在施工中引入ISO9001质量体系，在工程施工过程中运行，对质量的控制和管理有了新的认识。

2 施工计划管理

2.1 工程施工计划的贯彻

(1) 检查各层次的计划，形成严密的计划保证体系

工程项目的所有施工计划：（包括：施工总进度计划、单位工程施工进度计划、分部分项施工计划），都是围绕一个总任务而编制的，它们之间的关系是高层次的计划是低层次计划的依据，低层次计划是高层次计划的具体化。在贯彻执行时应当首先检查计划是否协调一致，计划目标是否层层分解、互相衔接和组成一个计划实施的保证系统，并以施工任务书的方式下达施工队以保证实施。

(2) 下达施工任务书

施工项目经理采用下达施工任务书，将作业下达到班组，明确具体施工任务，技术措施，质量要求等内容，使施工班组必须保证按作业计划完成规定的任务。

(3) 计划全面交底，发动全体工作人员实施计划

 施工计划的实施是全体工作人员的共同行为，要使有关人员都明确各项计划的目标、任务、实施方案的措施，使管理层和作业层协调一致，将完成计划变成全体工作人员的自觉行动，充分发挥职工的干劲和创造精神。在计划实施前要进行计划交底工作，可以根据计划的范围召开全体职工会议或各级生产会议进行交底落实。

2.2 工程施工计划的实施

(1) 编制月（旬）作业计划

    为了实现施工进度计划，将规定的任务结合施工现场条件，如施工场地情况、劳动力机械等资源条件和施工的实际进度，在施工开始前和过程中具体地编制本月（旬）作业计划。在月（旬）计划中要明确：本月（旬）应完成的任务；所需要的各种资源量；提高劳动生产率和厉行节约的措施。

(2) 签发施工任务书

编制好月（旬）作业计划后，每项具体任务通过签发施工任务书的方式使其进一步落实。施工任务书是向班组下达任务实行责任承包、全面管理和原始记录的综合性文件，是计划实施和实施的纽带，作业班组必须保证指令任务的完成。

(3) 做好施工进度记录，填好施工进度记录表

在计划任务的完成过程中，施工进度计划的各级执行者都要跟踪做好施工记录，记载计划中的每项工作开始日期，工作进度和完成日期。为工程项目进度检查分析提供信息，因此必须实事求是记载，并填好有关图表。

(4) 做好施工中的调度工作

2.3 工程施工计划的检查

 在工程项目的实施过程中，要经常地、定期地对计划的执行情况进行跟踪检查，发现问题，及时采取措施加以解决。

(1) 在计划执行过程中的跟踪检查

具体工作是定期收集反应实际工程进度的有关数据，收集的方式为：一是报表的形式；二是进行现场实地检查。收集的数据质量要高，完整、准确。

(2) 对收集的数据进行整理、统计和分析

收集有关的数据资料后，要进行必要的整理、统计和分析，形成与计划具有可比性的数据资料。例如，根据现场本期实际完成挡土墙工作量确定累计完成的工作量，本期实际完成工作量的百分比，累计完成工作量的百分比，进展状况等。

2.4 工程施工计划的调整

在工程施工进度检查过程中，一旦发现实际进度与计划进度不符，即出现进度偏差时，计划人员必须认真寻找产生偏差的原因，分析进度偏差对后续工作产生的影响，并采取必要的进度调整措施，以确保总体计划的实现。

3 施工技术管理

  （1）认真编写施工组织设计，严格施工组织设计编写和审批手续，是施工组织设计更好地指导施工；

  （2）严格图纸会审和技术交底工作，是施工人员明确工作任务、范围和质量要求，确保工程质量优良；

  （3）严格技术质量例会制度，项目部应每周召开一次技术分析会，总结上一周的技术问题，提出整改措施并明确下一周的工作任务和技术要求；

（4）对关键工序和隐蔽工程要严格检查，如冻结孔孔深、下管记录、钻孔测斜、供液管下放，动压试漏要加强监督检查并认真做好记录；

（5）做好单项工程和单位工程的技术资料管理制度，严格开工前验收、中间验收和竣工验收工作。

第七章  施工工艺及主要技术要求

1 施工工艺

在施工工艺上，冻结单位与凿井单位密切配合，保证冻结和凿井施工安全顺利，冻结工程施工技术措施如下：

冻结工程作业内容包括：施工准备、钻孔施工工艺、冻结施工工艺、施工工艺顺序。

1.1 施工准备

施工筹备人员进驻现场后，在计划准备期内完成组织准备、物资准备、技术准备。按照施工平面布置完成冻结施工的钻场基础、泥浆泵房、测斜室、供、排浆系统施工、冻结施工的冻结站、配电室等生产大临工程和生活临建工程，以及供水、供电等，为冻结工程施工创造条件，满足施工要求。

1.2 钻孔施工工艺

(1) 采用TSJ-2000E型钻机施工，配备TBW-850/50型泥浆泵。钻孔测斜采用JDT-5型陀螺仪，实现不提钻测斜。采用JDT-3K型陀螺仪定向，随钻可提式导向器和YL-127型螺杆钻纠斜。

(2) 钻场施工：首先要以井筒中心位置量出场地范围平整场地，铺设夯实素土（厚150mm）及三七灰土（厚350mm），三七灰土上部浇注混凝土厚300mm，并预留钻孔位置和砌筑泥浆循环沟槽。

(3) 确定孔位：以井筒中心为基准，测定孔位。钻孔孔位采用钉桩法设立明显标志。

(4) 钻机安装：按设备的安装要求进行，并配套好泥浆设施。接通水、电、安装夜间照明，检查钻具，做好各项准备工作。

(5) 钻孔：采用φmm钻杆，φ159mm加重杆，φ171.4mm、φ190mm牙轮钻头组成的加重钻具，回转式钻进泥浆护壁的方法，分班连续作业方式。

(6) 泥浆配制（见泥浆性能参数表7-1）

表7-1  泥浆性能参数表

地层名称	粘度（S）	比重（g/cm3）	含砂量（%）	胶体率（%）
砂  土	20-27	1.10-1.15	＜4	＞97
粘  土	16-18	1.05	＜4	＞97
风化带	18-20	1.10	＜4	＞97
基  岩	17-19	1.05	＜4	＞97

(7) 钻进参数(见钻进参数表7-2)

表7-2  钻进参数表

地层名称	钻压(kg)	泵量(L/min)	转速(转/min)
砂  土	500-600	500-600	55,77
粘  土	600-800	400-600	77,124
风化带	800-1000	500	77,124
基  岩	＞1000	500	124,125

1.3 冻结施工工艺

根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）要求试压、检查验收。冻结站采用HJLG25ⅢTA250型和HLG20ⅢDA185型螺杆机，串联双级压缩制冷。EXV-II-340型蒸发式冷凝器作为冷凝设备。以氯化钙盐水溶液为冷媒剂。采用OC-1010型计算机自动温度监测系统，监测冻结壁温度场变化情况和验算冻结壁的厚度。

(1) 冻结站安装

冻结站安装包括氨系统、盐水系统及冷却水系统安装，要求根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按《矿山井巷工程施工及验收规范》要求试压、检查验收。

冻结站设备、压力容器及阀门在安装前必须进行清洗和压力试验，安全阀、液面指示器、放空气阀安装前必须做灵敏度试验，氨、盐水系统管路采用低碳无缝钢管，盐水箱安设液面自动报警装置。冻结站管路试压合格后，对氨低温管路和站内盐水管路进行保温包扎。

(2) 冻结沟槽施工及冻结器安装

冻结钻孔竣工后，进行冻结沟槽施工和冻结器安装，冻结器安装完毕要对沟槽进行清理，做到沟槽内清洁整齐。沟槽内要安装盐水流量检测和控制装置，以便按时检测和调整各冻结器的盐水流量。盐水系统试压合格后要按设计要求对盐水管路进行保温包扎。

(3) 化盐水

按照设计的比重配制盐水，配制盐水时，要防止异物混入，以免使冻结器堵塞影响井筒的正常冻结施工。

以上各工序进行完毕，即可进行充氨试运转。试运转期间，要认真调试各系统的运转参数，并进行对各冻结器盐水流量的检测和调整工作，各冻结器的盐水流量必须达到设计要求。

(4) 正常运转、设备检修和检测监控

冻结期间，要按设计的开机台数和降温计划控制各项运转参数，并进行水文孔水位、参考井水位、测温孔温度的检测，井筒掘进期间的井帮温度、冻结壁位移的观测等要进行严格的检测监控，为井筒的掘进施工提供可靠的依据。

1.4 施工工艺顺序

(1) 冻结钻孔施工顺序

施工准备→（钻场基础施工、临建施工）→钻机安装及定位→调制泥浆→正常钻进→测斜、纠斜、测深→下管→试压→钻孔验收。

(2) 制冷冻结施工顺序

施工准备→基础施工→设备就位及管路和地沟槽安装→试压保温包扎→配制盐水→清水、盐水系统试运行→充氨、试运转→冻结正常运转→监测、监控→试挖→正式掘砌→维护冻结→停机→冻结验收。

附：冻结钻孔施工工艺流程图

    冻结工程施工工艺流程图

冻结钻孔施工工艺流程图

冻结工程施工工艺流程图

2 施工主要技术要求

为使井筒冻结壁按时达到设计厚度，确保井筒按时开挖和连续掘砌施工，冻结施工过程必须严格按照《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）和《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009-94)和本工程设计要求进行施工，主要施工技术要求分钻孔施工和冻结施工两个分项工程，要求如下。

2.1 钻孔施工主要技术要求

(1) 孔位：严格按设计孔位开孔施工，开孔孔位与设计孔位偏差不得超过30?mm。

(2) 孔径：使用φmm钻杆，φ150mm加重杆，φ171.4mm、φ190mm牙轮钻头钻进为主，以下置φ140、φ108的无缝钢管。

(3) 孔深：各类孔必须确保设计下管深度，不得有负值，不大于设计深度0.5m(以自然地平算起)。

(4) 钻机安装：必须保证天轮中心、转盘中心、孔位中心三点一线，并垫实钻机底盘，保证钻机稳固。

(5) 泥浆制备：选取优质粘土，并经试验确定其各项指标，正常钻进时，泥浆性能为：比重1.10-1.15，含砂量不超过4%，失水量不超过25毫升，胶体率不小于97%。施工中加强对泥浆性能的监测，经常测定泥浆指标，根据冲积层和基岩的地层特点调整泥浆指标以保证钻孔护壁效果。

(6) 钻孔：钻进时，立轴平稳旋转不能晃动，按钻孔深度及地层情况合理选择钻进参数、钻速、钻压及冲洗量。钻进中严格控制钻机转速，以防止钻孔偏斜。严格控制钻孔偏斜率及钻孔间距，使其符合“规范”和“设计”要求。

(7) 钻孔测斜：为检查钻孔偏斜情况，按规范和设计要求每钻进20m测斜一次，并每隔30～50m绘制钻孔实际偏斜方位图以指导施工。

(8) 钻孔偏斜要求：

① 冻结孔：冻结钻孔偏斜率必须严格控制，偏斜率按不大于2.5‰控制，并结合各水平最大孔间距控制。

② 钻孔相邻孔间距要求：主孔相临孔终孔最大孔间距不得大于3.6m。严格控制各冻结孔向井心内偏斜，其偏斜最大值不得超过0.4m。

③ 测温孔：偏斜率按不大于3‰控制。

④ 水文孔：各水平落点不超出井筒净断面。

(9) 下管：

① 所有管材均选用(GB/T8163-1999)20#低碳钢无缝钢管，下管前要重新丈量钻具全长和校验孔深，确保下管深度符合设计要求。

② 配管：根据每个孔的深度进行配管，并对管子逐根进行准确丈量、编号、配组，并做好原始记录。

　　③ 底锥：冻结管、测温管、水文管设密封底锥和加强隔板，冻结管的底锥焊接必须是双层，焊接后必须在地面打压合格后，方可使用。要求底锥钢板和加强隔板厚度不小于各类管壁厚，材质与各类管相同。焊接采用与管材材质相符合的J422焊条，焊接厚度不得小于各类管壁厚，焊接必须严密。

④ 焊接：冻结管250m以上采用内衬管连接方式，250m以下采用外接箍连接方式，测温管和水文管采用外接箍连接方式，接箍长度均为150mm。

焊接时要求管材、管箍、焊条的材质必须一致，焊接厚度不低于冻结管壁厚，无砂眼，无裂纹，并且要求管端必须对正，保证同心度，焊接要严格按焊接工艺进行焊接。

⑤ 下管结束经打压合格后，管口加盖封牢固定，才能转入下一个孔施工。

    (10) 冻结管耐压试验：冻结管下置完成后，必须按“规范”要求进行水压耐压试漏，主孔试验压力均为4.5Mpa；辅孔试验压力均为2.3Mpa。试压时间为30min内压力不降，或压力下降值小于0.05MPa，再延续15min，其压力保持不变为合格。打压必须设专人，并做好原始记录。打压合格后加盖密封管口，以防杂物掉入或泥浆灌入管内。

(11) 水文孔施工：水文孔布置须躲开井筒主提升线，各水平落点不得超出井筒净断面， 

① 水文管规格(见水文孔设计部分)。

② 滤水孔孔径为φ20mm，孔距横向100mm，纵向100mm，梅花形排列，管外焊φ6mm垫筋，焊4根，外缠22目铁砂网2层，并用14#铅丝按5～6mm间距均匀扎紧，并用8#铅丝固定。

③ 水文孔底部必须加焊底锥。

④ 水文管连接处必须焊牢，不渗漏并保证同心度。

⑤ 水文管下置后必须进行认真洗孔，以出清水为准。

(12) 冻检孔施工：为进一步检验两个井筒所穿过的地层地质情况，首先施工主冻结孔，对基岩段进行取芯，以便校核地层结构，确保冻结深度合理，取芯起止深度为460～472m。

(13) 各类钻孔施工，均要认真做好原始记录，要求全面、详细、准确。严格按ISO9001：2000标准，做好各环节、各过程控制，确保施工质量。

(14) 冻结钻孔施工竣工后均提交如下资料

① 钻孔施工数据总表；

② 钻孔偏斜总平面图；

③ 冻结检查孔柱状图；

④ 水文孔施工结构图；

⑤ 冻结孔施工竣工报告；

⑥ 各水平冻结壁交圈平面图(见表7-3)。

表7-3  冻结壁交圈水平表

序号	水平（m）	岩性	序号	水平（m）	岩性
1	35	黄    土	7	290	中粒砂岩
2	75	粉质粘土	8	340	中粒砂岩
3	125	粉质粘土	9	385	含砾砂岩
4	175	粉质粘土	10	435	中粒砂岩
5	215	粘    土	11	472	粗砾岩
6	250	中粒砂岩

2.2 冻结施工主要技术要求

(1) 基础施工：根据平面布置图测量放线，按基础图规格、尺寸要求施工。

(2) 冻结站安装：冻结站安装形式为高、低压双级压缩系统。安装前对所有的设备、阀门检修完好，各种管路清理干净，所用的机具准备齐全，做好设备就位、找平、找正工作。

(3) 试压、保温：制冷三大循环系统安装完毕后，严格按《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）要求进行压力试验和真空试漏。试压合格后对冷冻机低压管路和盐水系统管路、盐水箱、中冷器等低温管道、设备、阀门等隔热保温包扎，确保隔热性能。

(4) 充氨、试运转：试运转前先按设计比重配制氯化钙溶液（盐水冷媒剂），在冷却水系统、盐水系统工作正常后进行充氨试运转工作。试运转正常即可开始积极冻结运转。

(5) 温度测试：设专人进行测温,冻结站开机前要对原始地温、参考井水位、水文孔水位、水温统一检测一遍，并做好记录。在积极冻结期间测温工作要每天进行一次，维护冻结期间每二天进行一次，所测资料阶段性上报处有关部门。

(6) 冻结器运转初期要检测各孔盐水流量,并观测冻结器结霜情况，确保每个冻结孔畅通且流量基本均匀。

(7) 加强车间管理，使盐水温度尽快达到设计要求。

(8) 在冻结期间，冻结井周围抽水影响半径内的水井一律停止使用，以保证冻结井筒冻结壁按时交圈。

(9) 井筒开挖：通过测温孔、水文孔数据计算，分析冻结壁发展状况，综合分析确认冻结壁已满足开挖条件后，才能开挖。开挖过程中，继续加强井帮温度等各项检测工作。严格控制段高和井帮暴露时间。根据冻土发展状况和冻结壁温度，在冻结壁已满足井筒掘砌施工安全的前提下，适时减少开机台数和供冷量，转入维护冻结。

(10) 应按“规程”和设计要求，根据不同地层严格控制掘进段高。

(11) 冻结段井筒需放炮施工时,在放炮前，掘进单位应通知冻结站值班人员，以便检测盐水系统是否正常运行。冻、掘双方有关人员要密切配合，经常下井观测冻土发展情况及不同地层的井帮温度，做好原始记录，有异常情况双方尽早发现，积极采取措施，确保井筒安全通过冻结段。

(12) 冻结施工人员严格按各项规程施工，认真执行ISO9001程序，坚持把好各工序及施工过程质量关，确保冻结工程达到优良标准。

(13) 冻结工程结束后，提交全部施工资料及竣工报告。

第八章  主要施工措施

1 质量保证措施

1.1 质量目标：工程质量优良。

1.2 质量管理措施

1) 钻孔施工质量管理措施

采用钻、测、纠相结合的冻结孔钻进技术，严格控制冻结孔向井内偏斜，确保钻孔垂直度，缩小冻结孔间距，加快冻结壁形成速度，为缩短凿井工期创造条件。

(1) 冻结钻孔布置采用经纬仪或钢尺测定孔位，孔位不得随意移动。

(2) 合理选择钻进技术参数，定时测定泥浆指标，根据不同地层及时调整泥浆技术指标，防止孔壁坍蹋掉块，确保泥浆护壁效果。

(3) 提升钻具时，应向孔内注入新浆，防止塌孔，终孔用新鲜泥浆循环，把岩粉全部排出。

(4) 预防钻孔偏斜措施：钻机安装稳定，立轴不旷动。开孔钻进时应轻压、慢转。随着钻进深度的不同，随时增减加重钻具。所有钻具要详细检查，弯曲和磨损过大的钻具严禁使用。钻进中加尺或更换钻头时，适当提钻具扫孔，但不准将钻具停在一个深度长时间冲孔，减少自然偏斜。

(5) 为检验钻孔偏斜情况，按要求间隔深度及时测斜，遇有地层发生较大变化或易偏斜地层加密测点，逐点把关并及时上图校验。发现偏斜超限立即纠偏。

(6) 冻结管下置前要在地面配组，丈量冻结管长度，清除管内杂物，下管后进行复测深度，确保冻结管下置深度符合设计要求。

(7) 认真检查冻结管质量，严禁使用弯曲、变形、夹皮、薄厚不均等有缺陷的冻结管。

(8) 冻结管焊接时，管端要端正，确保同心度，每道焊缝至少要焊三遍，焊缝厚度不小于管壁厚度。

(9) 采用先进的定向纠偏钻具技术，对超偏钻孔进行人工定向纠偏，冻结孔间距超过规定时，必须打补孔。

2) 冻结施工质量管理措施

(1) 基础施工：根据平面布置图测量放线，严格按图纸要求施工。

(2) 冻结站设备容量要满足井筒需冷量要求，并有一定的数量的备用，安装质量要符合设计要求。运转过程中要合理配组，及时调整各项运转参数指标，使盐水温度尽快在规定时间内达到设计值。

(3) 冻结站安装：安装前应对所有的设备、阀门进行检修，各种管路清理干净，所用的机具准备齐全，做好设备就位、找平、找正工作。

(4) 试压、保温：三大循环系统安装完毕后，严格按《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）要求进行压力试验和抽真空试漏。试压合格后对冷冻机低压管路和盐水系统管路、盐水箱、中冷器等低温管道、设备、阀门等进行隔热保温包扎，确保其保温性能。

(5) 冻结沟槽要安装流量检测和系统，以便随时检测和调整各冻结器的盐水流量。

(6) 充氨、试运转：试运转前先按设计比重配制盐水，在冷却水系统、盐水系统工作正常后进行充氨试运转工作。试运转正常即可开始积极冻结运转。

(7) 冻结运转期间，定期检测各冻结器的纵向温度，对测温孔各水平温度、水文孔的水位变化情况逐日定时检测，以便及时掌握冻结壁发展状况。

(8) 冻结站开机运转一个月内测量所有冻结器的纵向温度。

(9) 加强盐水温度、冻结壁温度、冻结壁变形等技术参数的监测、监控，并及时分析预测冻结壁的发展情况，为安全施工做好技术保障。

(10) 用点温计检测冻结器纵向温度分布，以便判断冻结器是否运转正常，并据此分析不同地层中冻结发展状况及地下水流动对冻结壁造成的影响问题。

(11) 及时调整冻结站运转状态，冻结施工中加强冻、掘动态管理，冻结站合理配机，提高制冷效率，加快盐水温度降温速度，促使冻结壁尽快发展。

(12) 井筒开挖：通过测温孔、水文孔观测数据，计算、分析冻结壁发展状况，综合分析确认冻结壁已满足井筒开挖条件后，才能开挖。

(13) 加强冻结壁检测、监控，每月定期根据测温资料分析冻结壁温度场，预测各水平冻结壁形成的情况，为冻结、掘砌施工提供依据，确保冻结、掘砌施工安全。

(14) 加强对基岩地层井帮温度检测，对冻结壁状况进行分析，为掘砌施工提供依据，保证安全。

(15) 加强与掘砌单位的配合，根据井下实测及冻结壁发展状况，确定可靠的段高和井帮暴露时间，保证井筒掘砌施工的安全。

1.3 质量标准与质量体系

1.3.1 质量标准

(1)《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）；

(2)《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009-94）；

(3)《煤炭工业建设工程质量技术资料管理规定》；

(4)《煤炭工业煤矿井巷工程、建筑安装工程单位工程质量保证资料评级办法》；

(5)《煤矿安全规程》。

1.3.2 质保体系

(1) 树立以“质量是企业生存的关键”“为业主负责”“百年大计，质量为本”的指导思想，强化全体管理人员和施工人员的质量意识，制定质量责任制，落实到施工全过程中。

(2) 实行全员、全过程、全方位质量保障管理与监督机制，企业主管领导亲自抓质量，项目部经理主抓质量，项目部副经理负责质量，企业设质检科，项目部设一名专职质检员，施工班组设一名班组长检查施工质量。形成上下配套的专项质检机构，质检人员具有质量否决权和惩罚权。

(3) 认真贯彻执行企业颁发的（IS09001：2000）《质量手册》和一系列《程序文件》以及编发的第三层次支持性文件作为质量管理和指导过程控制的依据。

(4) 严格按照ISO9001-2000质量标准体系进行操作，建立健全质量保证体系、质量管理机构、组织机构和监督机构，确保质量目标的实现。

(5) 严格坚持本企业的质量管理制度：包括施工组织设计讨论研究，施工图纸会审、施工措施审批、技术交底、质量分析会、质量考评和班前会等有关制度，坚持执行班组质量日检，项目部旬检、企业月检的三级检查制度。

(6) 严格施工质量管理程序，层层把关。关键工序控制落实到人，建立健全岗位责任制，认真执行“安全、技术操作规程”。按有关技术规范、规程、标准、法规施工。设专职质检员，建立严格的自检、互检、工序联检制度，形成相互约束机制。

(7) 坚持强化投入本工程施工全体员工的质量意识教育，使之真正理解质量是工程施工的重中之重，加强职工的业务技术和全面质量管理知识的学习，自觉遵守有关施工质量标准的意识。

(8) 坚持实行质量承包责任制，企业将工程施工内容承包给项目部，项目部分解至各班组负责人。工程量、质量、工期、安全等各项指标层层落实，逐项考核，实行奖惩激励机制，充分调动职工的积极性。

(9) 坚持严格按有关技术规范，技术标准和施工组织设计、施工图进行施工，做好施工质量原始记录，应用质量统计技术，进行质量分析，积极开展QC活动，做好各工序质量控制，并主动自觉接受建设方、监理部门及质检部门的监督检查，定期报送有关质量报表，及时提供施工质量数据资料。

(10) 本工程不断应用新技术，推广新工艺，采用先进的施工监测，监控设备和仪器，按照招议标书的要求，确保工程施工质量。

附：冻结工程质量管理组织体系图

冻结工程质量管理组织体系图

2 施工安全保证措施

为保证井筒能够及早开挖，并安全、顺利通过冻结段，我单位在冻结施工中将采取如下安全措施。主要包括安全目标、安全保证体系。

2.1 安全目标：安全施工无事故。

2.2 安全保证体系

(1) 制定和实施安全生产责任制，建立健全各项规章制度，并严格执行。

(2) 建立安全生产保证体系，做到管理有力、保障运行。

(3) 组织项目施工全体人员的安全教育和技术培训，特殊工种必须持证上岗，并进行开工前的技术考核。

(4) 建立安全检查制度，实行安全生产奖罚制，及时消除事故隐患。坚持做到班组日检、项目部旬检、企业月检的安全检查。项目部每周、企业每月召开一次安全会议，班组每日班前会上要进行安全交底。

(5) 设备使用期间要加强维修和保养，保证设备的完好率和使用率。

(6) 在冻结站停机后，严禁将同一钢管内液态氨管路两端阀门同时关闭，以防因温度升高造成该钢管爆炸。

(7) 冻结站放空气时或拆除放氨时，应注意风向或停止井口扇风机，以防将氨气送入井下伤人。

(8) 冻结站拆除时，严禁将带油、氨的管路直接进行电气焊作业，以防止产生爆炸及火灾事故。

(9) 加大安全投入，安全警示牌醒目，安全设备完好，满足施工需要。

(10) 高空作业人员要系安全带，戴安全帽，穿防滑鞋，所用工具要用工具包接送，防止坠物伤人。

(11) 冻结站要配备足够的防毒面具、橡胶手套等防护用具，生产区和生活区要配备消防器材，不准私自乱接电线，以免发生火灾。

(12) 严格执行电气安全操作规程，所有电气设备要有漏电保护与接地装置，电缆埋设要有标志，过路要有套管保护。

(13) 施工人员要熟悉相关机械设备的性能，严禁违章作业。

(14) 冻结有关人员要经常下井观测井筒冻结状况，发现问题及时采取相应措施。井下观测要有记录并认真保存。

(15) 经常观测盐水箱水位、冻结管工作状态，发现盐水箱漏失盐水、冻结管断裂等现象及时采取应急措施并上报有关部门。

附：安全保证体系构成图

安全保证体系构成图

3 井筒冻结与掘砌配合措施

为确保井筒安全顺利掘砌施工，冻结为掘砌创造如下条件：

① 有足够的冻结壁厚度和强度的冻结圆筒体抵抗外界水压，确保井筒掘砌施工安全。

② 井筒开挖前，积极降低盐水温度，确保井筒按时开挖。

③ 井筒开挖期间，坚持每个段高监测井帮温度，及时了解冻结发展情况，在确保井筒施工安全的情况下尽量减少掘砌单位少挖冻土。

④ 下井监测人员要服从掘砌单位的指挥，同时掘砌单位也应为冻结下井人员监测提供有利条件。

⑤ 根据冻结发展情况适时调整冷冻机组开机台数、盐水温度和流量，为掘砌单位创造良好的条件。

⑥ 采用信息化施工，及时收集冻结资料，定期分析冻结发展情况。

4 防断管措施

根据工程地质资料，井帮容易位移及冻结管断裂会对井筒冻结段施工的安全会造成很大威胁，为此我们借鉴国内外类似的地质条件下冻结井筒的施工经验，结合本工程的井筒地质条件，采取以下措施：

(1) 加大冻结站制冷能力，积极降低盐水温度以增强冻结壁的承载能力，减少粘土的蠕变变形。

(2) 采用低温塑性好，抗变形能力强的低碳钢管材，采用内衬管对焊连接的方式来提高冻结管抗断裂能力。

(3) 根据冻结温度场的温度检测计算、校核，预测冻结壁发展状况，指导下一步施工。

(4) 加强井下检测工作，根据实测数据，认真分析，提出合理的掘进段高和井帮暴露时间。

(5) 井筒采取强化冻结方案，根据掘进速度，提前加大制冷量，降低盐水温度；并与掘进单位配合，提高冻结壁的稳定性，保证冻结管的安全性。

(6) 准备好一切抢险物资，一旦冻结管断裂，在第一时间内下置套管、恢复冻结，确保井筒施工安全。

5 冬雨季施工措施

5.1 冬季施工措施

(1) 要有防火措施，取暖火炉必须远离冻结站，凡用火炉取暖的办公室、宿舍必须保持室内适当的通风，以防煤气中毒。火炉周围严禁堆放易燃、易爆物品，冷冻站办公室防火设施要齐全。

(2) 职工劳保用品要及时发放，施工期间注意防冻防滑。

(3) 不得赤手触及金属物品，供水管路停止使用时应放尽管内存水，防止管路冻裂，保证系统再运行时畅通无阻。

5.2 雨季施工措施

(1) 冻结临时设施（沟槽除外）室内地坪要高于室外地坪，排水设备、防洪设施齐全。

(2) 电气设备应防止雨、水淋浇。

(3) 钻机、冻结站、变电所应安装避雷针，以防雷电。

(4) 钻孔施工及冻结站安装适逢雨季，认真做好赶工计划，保证按期完成施工任务。 

  (5) 项目部每名职工配备雨衣、雨靴等必须的劳动保护用品，保证冻结工程施工能连续作业。

6 防雷与接地措施

① 打钻工程的钻塔上必须安装高于塔顶2.5m以上的避雷针，变压器必须装设“Δ”型接地极。用电设备保护接地装置线径不得小于供电电缆截面的一半，最小不应小于6mm2，其接地电阻须小于4欧姆，其接地应与变压器中性点相联。

② 冻结站周围适当位置设置28.5m高的避雷针4根（具体位置详见避雷针平面布置图）。冻结站配电系统接地采用TN-S型式，中性线与接地线分开，用电设备须进行保护接零，其接地电阻不得大于10欧姆。冻结临时变电所要形成的接地系统，其接地电阻须小于4欧姆，接地线不应小于25mm2，接地极与接地线连接必须焊牢。

③ 避雷装置引下线不应小于25mm2（铜线），其接地电阻须小于10欧姆，并与施工设备同步安装。

7 文明施工措施

⑴ 工程开工前要对施工现场进行整体规划，设置图牌：冻结工程应有工程概况牌、企业简介牌、安全生产纪律牌、文明施工管理牌、环境保护管理牌、消防保卫措施牌、施工现场总平面图、施工现场安全标志布置平面图、进入工地必须佩戴安全帽提示牌。图牌设置位置为冻结站附近，集中设置，朝向与高度要易于职工观看，也可设置于办公区。

⑵ 配合建设单位搞好施工现场的“四通一平”，即：水、电、路及通讯畅通，施工现场平整。整个施工现场要做到清洁卫生，无积水、无淤泥、无料底、无杂物、无垃圾，施工区附近设临时厕所。

⑶ 现场内应有材料堆放场地和设备存放库。各种材料设备应分类存放。材料有标识、设备有铭牌，排列整齐，摆放有序，方便装卸，便于运输，并符合仓库保管安全技术的要求。严禁乱堆乱放，野蛮装卸。

⑷ 场区内的大临工程和设施，要做到布局合理，规划整齐，保证工程质量，保证安全使用。同时要创造条件配合建设单位搞好场区和生活区的绿化工作，美化环境。

    ⑸ 场区内所利用的永久道路和修建的通向冻结站及各库房、车间、设施的临时道路，都要做到平坦、畅通、无淤泥、无积水。

⑹ 冻结站和变电所的安装应严格按照质量标准进行施工，所有的管网、电缆和压力容器均应符合有关规定，并经常检查维修，杜绝长明灯和长流水及跑、冒、滴、漏等现象。变电所安装合理、美观、符合规范，站内和变电所电缆敷设合理、整齐，电缆沟盖板牢固齐全，沟内无积水杂物。室内照明、通风良好，无杂物，清洁卫生。

⑺ 冻结站和配电室要有醒目的警标和必要的安全保卫设施。有关岗位责任制、技术操作规程、交制度、变电所、冻结站重地出入登记制度、当班巡视检查制度等管理制度应悬挂或张贴于工作场所的显要位置。

⑻ 机加工车间、仓库、冻结站内的岗位责任制要上墙，各运转设备要清洁完好，无泥浆、无灰尘、无油垢，铭牌标志清晰，安全装置齐全可靠。设备实行包运转、包维护、包检修的包机制，责任到人。仓库内各种工具、设备要分类排列摆放，铭牌标志清晰，清洁完整，安全装置齐全可靠。

⑼ 冻结站内，盐水系统、氨系统无渗漏现象，站内空气中的氨含量不得大于40ppm，地沟槽内要干净，无积水和杂物，清水泵房及冷却水循环系统无积水杂物，排水系统良好。

    ⑽ 施工现场及各项工程设施必须分别具有相应的防水、防火、防坠、防爆、防雷、防冻及防盗等安全设施和管理制度。各种人员进入工地都必须按规定和要求佩戴安全帽等安全防护用品，工程现场按规定设置安全网、防护栏。

    ⑾ 各主要工种必须经过技术培训，考试合格持证上岗，在岗工作应精神饱满，作业人员必须遵守劳动纪律及交制度等有关的规章制度，个人劳动保护符合要求，无脱岗。

⑿ 要加强“两堂一舍”及场区环境的管理。食堂要严格执行卫生“五四”制、杜绝食物中毒，餐厅、厨房清洁卫生，饮餐具要经常洗刷消毒。澡塘要保持清洁、空气流通、按时换水、要设有淋浴，更衣室要整齐舒适、经常擦洗，保持地面无积水无泥无杂物；宿舍要保持空气新鲜，安静舒适、衣物整齐；厕所（包括现场厕所）要勤打扫，勤消毒，及时清理粪便及垃圾，要有防蝇措施，保证使用方便。

⒀ 工地临时办公室内要做到墙面整洁，图表、资料张贴和悬挂整齐；桌面平整，办公用具及施工用仪器、仪表摆放有序。室内及周围无垃圾污物。利用永久建筑的办公室，还要做到窗明几净，楼道清扫干净，无痰迹、无杂物、标语口号醒目。楼梯扶手无尘土、厕所下水道无堵塞，力争做到无臭味，无蚊蝇。

⒁ 要加强职业道德及尊重别人的劳动成果的教育。教育职工爱护产品，凡竣工后的建筑成品或正在施工中的半成品都要严加保护。墙角、楼梯踏步不得损坏，墙面不准涂抹，地面保持平整，门窗玻璃不得有损，给排水、暖气保证畅通无阻，不跑不漏，否则不得交工或交下道工序。

    ⒂ 暂不使用的设备、配件必须妥善保管，防止日晒雨淋、锈蚀或丢失，并做好防火、防盗工作，还必须有专人定期进行检查维护保养。

附：文明施工管理体系图

文明施工管理体系图

8 环境及职业安全健康管理措施

《GB/T 24001-2001环境管理体系-规范及使用指南》与《GB/T 28001-2001职业健康安全管理体系-规范》的贯彻和实施是我处在质量管理体系之后又增加的两个体系文件。学习、贯彻、落实对企业尤为重要，要根据实际情况不断对环境因素进行识别，及对危险因素进行辨识，达到持续改进的目的。

8.1 环境指标和措施

(1) 指标：

① 注意大临施工现场扬尘排放；

② 施工区噪声应控制在85dB以内；

③ 冻结站内氨气浓度应控制在40ppm以内；

④ 固体废弃物按业主指定方向堆放、处理。

(2) 环保措施：

① 施工之前必须认真查清地面建筑、地下管线、民用及公共设施的具体情况，针对性制定具体保护措施。

② 选用效率高、安装运输方便的新型螺杆冷冻机作为制冷系统的主机。冻结运转过程中，要严格防止液氨泄漏造成环境污染。

③ 对施工现场环境因素进行识别，具体执行处工程技术科下发的《环境因素识别与管理方案》。

④ 对现场危险源要进行辨识，具体执行处安全监察处下发的《危险源辨识及管理方案》。

⑤ 废泥浆要按业主指定地方排放。

⑥ 冻结站氨浓度若超标，要立刻检查氨系统运行状况，争取及早发现问题，解决问题。

⑦ 生活区、冻结站附近应设置垃圾站，按业主指定地方存放。

⑧ 冻结工程施工需要埋设的管、线路，在地面要有明显的标志，以防遭到破坏及造成不必要的人身伤害事故。

8.2《职业安全健康管理体系—规范》的贯彻实施目标及措施

(1) 目标：

① 杜绝重伤，避免轻伤；

② 最大限度减少职业病的发生。

(2) 措施：

① 降低有害因素浓度，从施工工艺上改进，推广使用低毒、无毒材料或技术，配备个人防护用品，控制机器噪音等。

② 对职业病防护设备、应急救援设施和个人使用的职业病防护用品，应当进行经常性的维护、检修，定期检测其性能和效果，确保其处于正常状态，不得擅自拆除或者停止使用。

③ 加强对作业区内有毒、有害气体的监测，对作业场所要加强通风，保证有毒有害气体允许浓度符合国家标准。

④ 暑天施工时，要加强通风降温，确保施工人员舒适安全的作业。

⑤ 电气焊作业操作人员在施工中要注意工作环境的通风和设置局部排烟设备，使作业场所空气中有害物质浓度控制在国家卫生标准之下。在难以改善通风条件的作业环境中操作时，必须佩戴有效的防毒面具或防毒口罩。

第九章  保证冻结工程质量的有效测试手段和方法

1 钻孔施工质量检测

为确保本工程的钻孔施工质量，加大检测力度，对冻结孔施工质量进行有效测试。

(1) 检测目的：确保钻孔深度和垂直度，孔深符合设计要求，偏斜值符合有关规定。采用钻、测、纠相结合的冻结孔钻进技术，严格控制冻结孔向井内偏斜，确保钻孔垂直度，加快冻结壁形成速度，为缩短凿井工期创造条件。

(2) 检测措施：钻进过程中对每个孔均要按“规范”要求间隔深度及时测斜，遇有地层发生较大变化或易偏斜地层加密测点，逐点把关，并及时上图校验，发现偏斜超限立即纠偏。采用先进的定向纠偏钻具技术，对超偏钻孔进行人工定向纠偏，下好冻结管后要进行成孔复测。

(3) 孔深检测：每次下入钻具之前，要用钢尺进行测量并记录，在每个钻孔终孔前对孔内所有钻具进行复测，以复核钻孔深度。

(4) 冻结管深度检测：根据每个孔的深度进行配管，并对管子逐根进行准确丈量、编号、配组，并做好原始记录，确保管深不小于设计深度。

(5) 检测成果：整理数据后，按设计水平绘出偏斜总平面图及各水平冻结壁预想交圈图。

2 冻结施工质量监测

(1) 冻结施工监测目的

由于地质条件的复杂性和施工过程的多变性，对于在设计计算中未能计入的各种因素，通过检测结果，及时反馈井筒冻结施工中有关信息，进一步完善设计和指导冻结施工，是判断冻结壁是否达到设计标准的重要手段和依据。施工现场根据检测数据分析，判断冻结壁是否交圈，确定井筒开挖和施工中冻结壁厚度和强度，及时调整冻结施工参数，以保证井筒安全掘砌，并为以后的冻结工程提供较为可靠的技术参数。

(2) 监测内容(见表8-1)

表8-1     监测项目表

序号	检    测    内     容
1	原始地温及水位水温监测
2	冻结站制冷系统运转指标监测
3	盐水温度、盐水流量、盐水水位监测
4	冻结壁温度场监测
5	水文孔、参考井水位水温监测
6	工作面井帮温度监测

(3) 传感器布置

测温孔内传感器布置原则：主要针对基岩含水层，以准确掌握这些关键地层的冻土发展状况。根据检查孔柱状图描述，具体布置水平见表8-2。

表8-2  测温孔传感器布置表

序号	水平（m）	岩性	序号	水平（m）	岩性
1	35	黄    土	12	270	中粒砂岩
2	55	粘    土	13	290	中粒砂岩
3	75	粉质粘土	14	320	中粒砂岩
4	100	粘    土	15	340	中粒砂岩
5	125	粉质粘土	16	365	含砾砂岩
6	158	粘    土	17	385	含砾砂岩
7	175	粉质粘土	18	410	中粒砂岩
8	190	粘    土	19	435	中粒砂岩
9	215	粘    土	20	450	中粒砂岩
10	235	卵 石 层	21	472	粗砾岩
11	250	中粒砂岩

(4) 监测方法

① 水位、水温：利用水文孔及附近参考井在冻结开机前，用电测水位仪或皮尺将水文孔、参考经原始水位测量出来。用数字点温计或OC-1010单点将水温监测出来。及时掌握井筒地下静止水位标高及水温，为冻结过程中的水位、水温变化做参考。

② 运转系统：分别在系统管路中安设测温元件、压力计等，实现运转各项指标的监测。通过对冻结站氨、盐水、冷却水系统中的温度、压力等监测，分析运转指标的合理性，以确保冻结站的制冷效率，及时调整机组。

③ 原始地温：利用测温孔在冻结开机前将原始地温测量出来，为以后与开机后测温孔数据相比较，掌握地层冻结温度温度变化规律。

④ 盐水温度：在去回路盐水干管上，配集液圈头、尾部设置测温点并安设温度计，在冻结器上设置检测去、回路温度装置，测量盐水去、回路温差，反映冻结器的工作状况。

⑤ 流量：安装一套流量监测系统，对每个冻结器盐水流量进行监测，且每个冻结器均设置流量调节阀，确保各冻结管盐水流量基本保持均匀，并能满足设计要求。

⑥ 盐水箱水位：在每个盐水箱安装电子液位自动显示报警器，监测盐水漏失情况。

⑦ 温度场：采用OC-1010自动监测系统，通过对测温孔随机检测，实现对冻结温度场变化情况自动数据采集、储存、处理、打印。

⑧ 工作面：在段高刚刚开挖后，及时在井帮四周，均布4-8个测点，利用刃脚悬挂垂线，测量垂线与测点距离变化，检测井帮位移量。在工作面沿径向从井帮往井心方向布置2-3个测点，检测冻土在荒径内外的扩展情况；检测仪器使用数字单点温度计与水银玻棒温度计结合。

(5) 监测措施

① 冻结站设专人进行检测工作，负责技术资料的整理，并按质量标准化要求上报有关部门。

② 冻结站开机前要对原始地温、参考井水位、水文孔水位、水温进行统一检测，并做好记录。冻结交圈前，参考井水位、水文孔水位每天检测一次。积极冻结期间测温孔温度每天检测一次。

③ 采用OC-1010型计算机自动温度监测系统，采集测温孔温度数据，监测冻结壁温度场变化情况和验算冻结壁的厚度。

④ 冻结器运转初期和中期要对各个冻结器的盐水流量进行检测，并观测冻结器结霜情况，确保每个冻结孔畅通且流量基本均匀。

⑤ 从冻结运转开始至结束全过程，对运转设备及三大循环系统各部位进行连续监测。

⑥ 根据冻结发展情况，采用数字点温度计或OC-1010单点，对冻结管内盐水纵向温度进行监测，已确定冻结器是否畅通，分析冻结壁在各水平上的整体扩展状况。

⑦ 井筒掘进期间，对井帮温度、冻结壁位移要进行监测监控，为井筒的掘进施工提供可靠的依据。主要控制层位，每段高检测一次，其它层位根据开挖情况适时检测，地层变化时，及时测量。

(6) 监测系统流程图(见下图)

监测系统流程图

附表1  用于本工程的主要施工装备

序号	设备名称	规格型号	配用电机功率（Kw）	单位	数量	制造年份	生产厂家
1	钻机	TSJ-2000E	110	台	5	2001	石家庄
2	泥浆泵	TBW-850/50	90	台	5	2001	石家庄
3	螺杆冷冻机	HJLG25ⅢTA250	253	台	6	2006	武汉
4	螺杆冷冻机	HLG20ⅢDA185	188	台	6	2006	武汉
5	冷凝器	EXV-Ⅱ-340	9.5	台	7	2006	大连
6	汽化器	LZL-200	8	台	11	2004	大连
7	储液器	ZA-5.0		台	2	2004	大连
8	热虹吸器	HZA-3.5		台	2	2006	武汉
9	中冷器	ZL-8.0		台	5	2004	大连
10	集油器	JY-300		台	1	2004	大连
11	盐水泵	10Sh-6	135	台	3	2006	北京
12	清水泵	200QJ32-26/2	4	台	2	2006	北京
13	电焊机	BX-500	30	台	8	2006	北京
14	箱式变电所	ZXB-10--800		台	1	2006	徐州
15	箱式变电所	ZXB-10--1000		台	1	2007	徐州
16	箱式变电所	ZXB-10--1250		台	2	2006	徐州
17	柴油发电机	GFW-150		台	1	2006	徐州

附表2  临时设施用地表

序号	用 途	面积(m2)	位置	需用时间
1	灰土盘	100	井口	钻孔施工
2	泥浆池	100	业主指定	钻孔施工
3	泥浆站	190	业主指定	钻孔施工
4	测斜室	72	业主指定	钻孔施工
5	冻结站	1500	业主指定	制冷施工
6	职工食堂	50	业主指定	冻结施工
7	办公室、会议室	100	业主指定	冻结施工
8	职工宿舍	650	业主指定	冻结施工
9	材料库	50	业主指定	冻结施工
10	冷却水池	48	业主指定	冻结施工
11	冻结环形沟槽	250	井口	冻结施工

附表3  主要材料用量表

序号	名 称	规  格	单位	数量	备      注
1	无缝钢管	Φ245×7mm	m	50	低吸干管
		Φ219×6mm	m	160	低排干管、高吸干管、中冷器管
		Φ159×6mm	m	260	盐水箱回水管、冷凝器吸气、出液干管、油冷排气干管
		Φ108×4.5mm	m	200	中冷器、经济器、汽化器、油冷供液干管
		Φ×4.5mm	m	60	支架管
		Φ63.5×6mm	m	90	羊角管、配重管与供液管连接短管
		Φ50×4.5mm	m	160	放油泄氨管、中冷器、油冷、汽化器进液支管
2	汽化器	截止阀DN32	个	77
		截止阀DN15	个	11	放油
3	冷凝器	DN125	个	7	制冷剂进口
		DN100	个	7	制冷剂出口
		DN80	个	7	溢流孔
		DN50	个	7	排水孔
		DN25	个	7	补水孔
4	中冷器	直通式截流阀DN32	个	5
		直角通式截止阀DN25	个	5	放氨液
		直角通式截止阀DN25	个	5	安全阀前截止阀
		直角式截止阀DN15	个	5	放油用
		直通式截止阀DN32	个	5	进液及浮球阀

5	储液器	直通式截止阀DN80	个	2	进液
		直通式截止阀DN50	个	2	出液
		直角式截止阀DN32	个	2
		直角式截止阀DN10	个	2	放空气
		直角式截止阀DN15	个	2	放油
6	集油器	直角式截止阀DN15	个	3	进油、放油、回气
7	热虹吸器	DN150	个	2	油冷回气
		DN150	个	2	进液
		DN32	个	2	平衡
		DN150	个	2	溢流

(续) 附表3   主要材料用量表

序号	名 称	规  格	单位	数量	备      注
8	高压机	油量	L	490	首次加油量
		DN100	m	6	排气阀
		DN150	m	6	吸气阀
		DN32	m	6	液氨进口
		DN65	m	6	氨气出口
9	低压机	油量	L	980	首次加油量
		DN150	m	6	排气阀
		DN225	m	6	吸气阀
		DN50	m	6	液氨进口
		DN80	m	6	氨气出口
10	钢  管	Φ127×5	m	60	冷凝器供水干管
11	木  板	厚25mm	m2	190	盐水箱盖板
12	方  木	200×150×1650	根	33	盐水干管垫木及室内管路垫木
		200×200×2700	根	22	盐水箱底垫木
13	液氨		吨	32
14	氯化钙	70%	吨	305
15	盐水干管及集配液圈	Φ377×9mm	m	400
16	供液管	Φ75×6mm	m	21936
17	冻结管	Φ140×5mm	m	10800
		Φ140×6mm	m	4600
		Φ140×7mm	m	6536

18	管箍	Φ127×5mm	m	230	冻结管250m以上
		Φ159×8mm	m	145	冻结管250m以下
		Φ121×6mm	m	30	测温及水文管
19	测温、水文管	Φ108×5mm	m	1444

附图   冻结站布置图

附图  冻结站设备安装图

附图  环形沟槽施工图