冻结法凿井中的冻结管断裂及其防治

文章介绍了冻结法凿井中冻结管断裂的基本特点及影响因素,提出了防止冻结管断裂的措施.     

冻结法凿井的模拟试验原理

本文应用相似理论,研究论述了竖井冻结过程和掘砌过程的模化原理,及模拟试验台的设计和试验。     

冻结法凿井冻结壁内外部冻胀力的工程实测及分析

在郭屯矿、郓城矿冻结法凿井过程中,开展了冻结壁内、外部水平地压的现场实测研究.结果表明:地层冻结过程中,冻结壁内、外部产生了极其显著的水平冻胀力;最大冻胀力达到初始水平地压的0.8～1.23倍,普遍介于0.9～1.1倍之间;导致冻结壁外载最大达到甚至超过初始水平地压的2倍.井筒掘进过程中,冻胀力发生了不同程度的释放,冻结壁外部残余冻胀力约为最大冻胀力的0.45～0.60倍,使冻结壁外载约为初始水平地压的1.5倍.冻胀力的积聚与释放,加剧了井筒掘砌过程中冻结管与冻结壁的受力与变形,并使冻结压力接近甚至超过初始水平地压,是威胁冻结凿井安全的关键因素.     

冻结壁位移对冻结管断裂的影响

采用现场实测与数值模拟相结合的综合研究方法，对深部厚粘土层冻结凿井时冻结壁的位移和底鼓时间上和空间上进行了全域性的研究，从而找出了冻结管断裂的主要原因。     

冻结法凿井冻结温度场的数值反演与模拟

考虑了冻结孔的实际偏斜状况，提出了基于平面有限元模型的冻结温度场数值反演及模拟方法．介绍了模型的基本特征、计算参数及数值反演、模拟的基本步骤．由于能够模拟冻结孔的实际分布状况及冻结管外表面的温度下降过程，并且以土性参数的反演为前提，因而该模型能够以较高的精度模拟冻结温度场的发展过程．通过某冻结温度场的数值模拟实例验证了该方法的可行性，并对影响数值模拟结果的主要因素进行了分析．     

深厚冲积层冻结管断裂机理分析

介绍了深厚冲积层冻结管断裂的主要特点,通过对冻结管受力状况进行分析,可知其应力主要包括:冻土外压力和盐水内压力作用引起的冻结管应力、冻结管自身温度变化引起的温度应力、土层与冻结管间摩擦力作用引起的竖向应力、冻结管侧向变形引起的弯曲应力;并总结出深井冻结管断裂的主要原因,在此基础上提出了深厚冲积层冻结管断裂的防治措施,为深井冻结设计及施工提供参考。     

厚表土层湿土结冰温度与冻结壁厚度确定的研究

用研制的冰点仪，对含水土的结冰温度与赋存深度、含盐量和含水率的关系进行了实验研究．获得了含水土结冰温度与诸参数的关系，给出了求算结冰温度和判定冻结壁实际厚度的方法和计算公式．     

深厚基岩段冻结孔施工技术

本文简述新桥煤矿主井全井筒一次冻全深的深厚基岩段造孔施工的一些做法和措施,供类似地质条件下施工钻孔参考。     

深孔光爆机械化凿井技术标准的研究

本文总结了１９７７－１９８９年中国大量试用深孔光面爆破与机械化凿井的经验与教训，提出了这种凿井新技术的通用系列标准。     

特厚冲积层中冻结井外壁温度实测研究

通过对龙固副井冻结凿井期间外壁与冻结壁温度的现场实测，研究了冻结壁温度场对外壁水化热温度场的影响，获得了特厚冲积层冻结凿井期间外壁及冻结壁温度变化的基本规律．研究表明：内部高水化热的释放，使外壁混凝土获得了至少17d的正温养护时间，其早期强度增长不受低温影响；同时，高水化热的释放导致井壁内外出现较大温差（甚至超过25℃），增大了温度裂缝控制的难度；水化热的向外传导还导致壁后冻土的显著升温及局部融化，对外壁受力造成了不利影响．     

水泥浆与泥浆比热的室内研究

井下循环温度是影响注水泥能否成功的关键因素之一,要准确计算循环温度,除了建立与井下实际情况吻合的模型外,还必须准确给出水泥浆、泥浆的热物性数据。首先根据测量液体比热的电流量热量法原则自制了测量装置,然后分别测量了15种水泥浆、5个密度的两类泥浆在7个温度范围下的比热,最后分别分析了水泥浆与泥浆的组份、密度以及温度的变化对水泥浆和泥浆比热的影响。结果表明：在相同密度温度条件下,水泥 浆、泥浆组份不同时,其比热不同;同组份的水泥浆和泥浆,在任何温度下,水泥浆、泥浆比热随密度减小而增大;对任何水泥浆、泥浆,其比热随温度升高而增大;一般在相同密度和温度条件下,泥浆比热比水泥浆的比热大。     

长距离水平冻结孔施工技术在广州地铁的应用

广州市轨道交通三号线天河客运站折返线及风道位于广州市天河区广汕公路。折返线斜穿广汕公路和沙河立交桥。折返线隧道为五心圆拱双线隧道，长为147．8m，冻结管单管长度达72m。而目前国内外水平冻结孔施工长度仅为62m。水平超长距（〉100m）、大断面（直径〉10m），在国内、外均无此工程先例。文章结合广州地区气候特点和工程地质特点，详尽分析了水平冻结孔施工技术在广州地铁折返线斜穿广汕公路和沙河立交桥的应用可行性。     

冻结状态下硬化水泥浆体的力学性能

水泥基材料的冻融破坏机理比较复杂.为了评价破坏应力的大小,研究了不同水灰比的硬化水泥浆体在不同冻结温度下抗压强度和抗折强度的变化,发现冻结状态下浆体的强度有所增加,并且可冻水量越多,冻结温度越低,强度增长越显著.从冻结状态下浆体的变形分析说明了强度增加的原因是由于试件内部自由水凝结成冰,使材料基体中的微裂缝、微孔洞得到不同程度的填充,从而提高了材料基体的强度.为研究水泥基材料的冻害机理提供了一定的依据.     

冻结井外壁高强混凝土的早期强度增长规律研究

针对冻结井外壁特殊的早期养护环境,开展了外壁混凝土早期强度增长规律的实验室及现场试验研究.结果表明:受大体积混凝土水化热的影响,外壁混凝土的早期强度增长迅速,1,3,7 d强度分别超过了配制强度的40%,70%,90%,外壁混凝土的早期强度增长速度明显超过标准养护试块,且越接近井壁厚度中央,混凝土的强度越高;龄期越短,上述差异越显著(尤其是3 d内).外壁采用现浇高强混凝土结构,其安全能够得到保障.     

深厚冲积层中冻结井外壁钢筋应力的实测研究

介绍龙固副井冻结井外壁钢筋应力的测试方案，分析温度及约束作用对钢筋计测值的影响和不同方向配筋的应力测值变化规律．结果表明：受水化热高温的影响，外壁钢筋首先经历压应力急剧增长阶段，而后竖向及径向钢筋压应力随着井壁降温而逐渐减小，最终处于拉应力或低水平的压应力状态，而环向钢筋则始终处于压应力状态；环向钢筋的应力主要受冻结压力控制，而竖向及径向钢筋的应力主要受温度影响；鉴于深厚冲积层冻结压力增长迅速，外壁竖向钢筋可按承担3d内施工的井壁段自重，取15m高度的井壁段进行设计，从而有效地减少竖向钢筋的配筋率；而环向钢筋应尽号靠近鼻壁内侧配置，以提高井壁的水平承载力。     

朝阳矿主副井冻结基岩段深孔减冲光爆法掘进和整体钢模板砌壁设计与施工

朝阳矿主、副井冻结基岩采用3.3m深孔减冲光爆法施工,冻结段外层钢筋混凝土井壁平均掘砌速度分别达104.2m/月和106m/月,为爆破界探索出了前所未有的实践成果,给出了冻结壁、冻结管爆破安全和冻结段整体钢模板高度的理论计算.