礦井凍結(jié)工程施工質(zhì)量監(jiān)測方案的分析

張星宇

摘 要：本文對凍結(jié)法及其監(jiān)測方案進行了簡要的介紹，同時從施工過程、凍結(jié)壁溫度場監(jiān)測等方面分析了礦井凍結(jié)工程施工質(zhì)量監(jiān)測方案，以期提高礦井凍結(jié)工程的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：礦井凍結(jié)工程；質(zhì)量監(jiān)測；具體分析

凍結(jié)法在鑿井當中的運用愈發(fā)廣泛，英國、德國以及波蘭等國都利用凍結(jié)法實施鑿井工程，上述國家對該技術(shù)的運用較為成熟，所鑿井的深度一般都不低于450m。凍結(jié)法在我國也已廣泛應(yīng)用于地鐵、深基坑、礦井建設(shè)等工程中。

故而，技術(shù)人員應(yīng)掌握對該技術(shù)質(zhì)量的監(jiān)測方式，以保證凍結(jié)工程的施工質(zhì)量。

一、凍結(jié)法簡述及其監(jiān)測方案

（一）凍結(jié)法

所謂凍結(jié)法，指施工人員通過人工制冷的方式，凍結(jié)開挖目標地下空間范圍土體中的水，使水凝固成冰，進而同土體膠結(jié)為一體，形成與設(shè)計輪廓相符合的凍土墻，或是密閉狀態(tài)的凍土體，負責抵擋土體所施加的壓力，同時將地下水隔斷，在凍土墻或是凍土體的防護下，施工人員實施鑿井的施工方法便稱為凍結(jié)法。

（二）凍結(jié)法質(zhì)量監(jiān)測目的

為了確保礦井凍結(jié)工程的質(zhì)量，施工人員必須時刻對施工狀態(tài)進行監(jiān)測。監(jiān)測人員需要在施工現(xiàn)場實施監(jiān)測，以便保證獲取數(shù)據(jù)的有效性。借助現(xiàn)場監(jiān)測，能夠得到制冷設(shè)備以及井筒凍結(jié)的實際情況，檢驗施工設(shè)計方案的正確率，進而使凍結(jié)效率有較大的提升。

此外還可以得到凍結(jié)墻壁的厚度以及強度等相關(guān)數(shù)據(jù)，確認上述數(shù)據(jù)是否符合施工方案的要求。監(jiān)測人員需及時監(jiān)測的目標有鹽水系統(tǒng)監(jiān)測、凍結(jié)孔施工監(jiān)測、凍結(jié)期各階段工作狀態(tài)以及工作面井幫各階段的溫度。

二、施工質(zhì)量監(jiān)測方案的分析

（一）造孔施工過程監(jiān)測

監(jiān)測人員若通過對造孔過程進行監(jiān)控以控制礦井凍結(jié)工程的質(zhì)量，則應(yīng)注意如下三個方面：

1.凍結(jié)孔的位置

施工人員應(yīng)遵照施工方案的要求對礦井需要凍結(jié)的部分實施孔位布置作業(yè)。

實施布置過程中，施工人員需使用鋼尺以及經(jīng)緯儀精確測量標記位置，避免出現(xiàn)差錯。

2.凍結(jié)孔的深度

孔的深度應(yīng)結(jié)合當?shù)貥藴矢叨冗M行設(shè)定。并在成孔之后進行復(fù)測，確保符合施工方案要求。

3.凍結(jié)孔的斜度

部分施工地區(qū)，地層較為復(fù)雜，地層當中包含有礫石，鉆孔就容易發(fā)生偏斜。故而，施工人員應(yīng)采取措施控制孔偏斜程度，在造孔過程中，需定期測量孔的偏斜度，以免孔位產(chǎn)生嚴重的偏離。

成孔的各項數(shù)據(jù)要滿足施工方案要求，之后按照繪制完畢的偏斜圖實施分析。

（二）凍結(jié)壁溫度場監(jiān)測

監(jiān)測人員可根據(jù)實際情況布置若干個測點，以便能夠及時對凍結(jié)范圍內(nèi)土體的狀態(tài)進行監(jiān)測，了解該區(qū)域內(nèi)溫度狀態(tài)。本文以某煤礦副斜井凍結(jié)壁實際情況為例，簡述如何通過測點對凍結(jié)壁進行監(jiān)測，獲取該凍結(jié)壁的狀態(tài)。

以其中一個凍結(jié)段為例，根據(jù)測溫孔測溫數(shù)據(jù)，部分地層溫度情況分析如下表所示：

根據(jù)表1實際監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示凍土發(fā)展速度26.1～33.2mm/d，結(jié)合凍結(jié)孔偏斜圖進行分析，預(yù)計凍結(jié)壁厚度2.47m，凍結(jié)壁厚度未達設(shè)計要求，故應(yīng)繼續(xù)進行積極凍結(jié)。

根據(jù)表2實際監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示凍土發(fā)展速度29.5～31.8mm/d，結(jié)合凍結(jié)孔偏斜圖進行分析，預(yù)計最薄弱處凍結(jié)壁有效厚度有3.02m，凍結(jié)壁厚度達到設(shè)計要求，可以進行井筒的掘砌工作。

在挖掘過程中，通過對施工現(xiàn)場所挖開的斷面進行溫度與位移的監(jiān)測，數(shù)據(jù)顯示凍結(jié)效果良好，凍結(jié)部分均勻穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

監(jiān)測人員通過對各測點溫度值的獲取，可以確定該階段是否適合掘進施工。若溫度降低速度較慢，施工人員可添加一臺冷凍機組加強冷凍，以便使溫度快速下降，令掘進施工人員能夠盡早施工。

三、結(jié)語

監(jiān)測人員借助對凍結(jié)過程實施監(jiān)測，可以獲取大量數(shù)據(jù)，從而使礦井凍結(jié)工程的施工更為便捷，也令凍結(jié)參數(shù)得到優(yōu)化。故而，監(jiān)測人員應(yīng)不斷優(yōu)化監(jiān)測方案，以便保證礦井凍結(jié)工程的施工質(zhì)量。

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