立井冻结壁双排管热盐水循环强制解冻工程技术探讨-论文.pdf

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1、施工技术与应用立井冻结壁双排管热盐水循环强制解冻工程技术探讨摘要：冻结井筒施工完后，由于部分靠近井筒的井塔桩基础位于冻结壁范围内，为进快满足井筒工序转换与衔接，缩短建设工期，尽快建设永久井塔的要求。需解决冻结壁自然解冻周期长、冻土中钻孔施工困难、融沉的不利影响，就必须用人工加热对井筒冻结壁进行强制解冻，以满足井塔桩基顺利施工。本文通过蒙西某矿副井冻结壁强制解冻工程实践，对解冻期间测温资料、冻土解冻特性和施工过程控制的成功经验进行总结，提出了立井井筒冻结壁采用双排管热盐水循环进行强制解冻的相关技术

2、方法，为类似地层井筒强制解冻施工提供参考。关键词：冻结壁；强制解冻；双排管；热盐水循环。1工程概况3低温盐水升温方法该矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗境内。副井井筒净直径为低温盐水升温方法供热源采用六个盐水箱炉灶加热。盐水箱的出口处并1O．5m；凿井设计深度为588．4m；井筒冻结深度为521m，采用两排冻结孔冻联安装2台10sh一6型盐水泵，1台使用，1台备用。每台热盐水箱地灶旁留出四结方案；外排孔作为主冻结孔，内排孔作为辅助孔；主冻结孔孔深521m，辅助个灶口，每个灶口均配置一台鼓风机。

3、冻结孑L孔深105m。根据建设施工要求，停冻后对副井井口以下80m段冻土进强制解冻时应对所有的冻结孔同时进行强制解冻，直到冻结壁完全解冻行强制解冻，为桩基施工提供有利条件。此次解冻深度范围井筒地质除最底为止。部3米为白垩系下统志丹群(K．zh)。其余地层为第四系(Q)揭露深度约77m。若解冻循环的热盐水温升过大时，易导致冻结管内衬箍焊接部位应力瞬岩性主要为灰黄、灰绿色粉细砂，次为中砂，下部为灰黄色、浅棕黄色粉土、亚间增大，极有可能出现冻结管断裂。为确保冻结管处于正常运行状态，对循环粘土，含较多粉

4、细砂颗粒。的热盐水温度变化进行控制：初期热盐水温度负温时，每天温度回升梯度不得大于5℃；热盐水温度正温时，每天温度回升梯度不得大于1O℃，直到盐水2强制解冻施工方案温度达到+35℃为止。定时观测盐水去、回路温度，确保盐水温度保持稳定循鉴于副井井简壁后冻土自然解冻完毕至少约需9个月时间，为实现副井环，尽可能使整体冻土融化范围基本一致。井塔桩基顺利施工，采用强制解冻进行快速的融化冻结壁。本方案利用原冻4强制解冻前冻结壁状态结站盐水干管、环形管将热盐水输送至冻结器，形成热盐水解冻循环系统，使地面以下8

5、Om段深度范围内的冻结岩土体融化，强制解冻热盐水温度设计值副井井筒于2011年1月6日开机冻结，3月2日盐水去路温度降至一30~C，温为去路温度+35~C、回路温度+25℃、温差1O℃。为了减少解冻系统安装工程差3．7℃；3月3日5月30日盐水温度始终控制在一30~C以下；5,93t日一7月1日盐量，辅助冻结管内部的供液管不再拔出，仍利用原辅助孔盐水循环系统。拔出水温度位于一28—30％；2011年7月2日至停机，盐水温度控制在一25℃左右，温主冻结孔内的塑料供液管，再进行解冻供液管的重新下放，

6、供液管下放荡{度差2．3℃。2011年lo月8日冷冻站停机，停止盐水循环，此时冻结运行275天。80m。主冻结孔冻结器全部焊接完毕后，利用原地沟槽集配液圈将4个主冻结根据测温孔监测数据及钻孔偏斜资料进行冻结壁形成分析，预计l0月8孔串联为一组；原辅助冻结孔为4个孔串联。主孔解冻深度80m，辅助孔解冻日停机时，井口以下80m，冻结壁厚度约7．65m。其中主冻结孔圈径外侧冻结深度105m。强制解冻共运行76个孔，外圈主冻结孔52个，管材q~140x6mm；内壁厚度约为3．2m，主孔至辅L间冻结壁厚约

7、为3．15m，辅孔内侧冻结壁厚度约圈冻结孔24个，管材~p127x6mm。内、外圈解冻孔均为4孔串联运行方式。解冻为1．30m。站至原冻结盐水干管间采用无缝钢管连接。利用原副井盐水系统中的盐水干5强制解冻运行情况管和地沟槽内的集配液圈进行热盐水循环，形成独立的强制解冻循环系统。设计盐水箱炉灶产生热盐水，热盐水经盐水泵输送至盐水干管，经配液副井解冻7=2011年11月24日开始加热运转，解冻第36天盐水去路温度_．．圈1l送至冻结孔进行强制解冻，吸收冻结壁冷量后的高温盐水再通过集液圈、35．2qc

8、，回路32．OqC，温差3．2qc；解冻第67天盐水去路温度35．7℃，回路33．8℃，温盐匠水干管回到盐水箱继续进行热交换。经过热工计算，强制解冻采用六台盐差1．9℃；解冻第lo772~水去路温度35．2℃，回路33．9℃，温差1_3℃。解冻站采盥水箱作为加热箱。选用2台10sh一6型盐水泵作为热盐水循环。用一台IOSH一6型盐水泵进行盐水循环，盐水流量始终控制在单#L13．7m3／ht~2口上。解冻站~2012年3月10日停止加热，3月11日停止盐水循环强制解冻完成。强制解冻热盐水加热』一房