礦井凍結工程施工質量監測方案的分析

張星宇

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

關鍵詞：礦井凍結工程；質量監測；具體分析

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

故而，技術人員應掌握對該技術質量的監測方式，以保證凍結工程的施工質量。

一、凍結法簡述及其監測方案

（一）凍結法

所謂凍結法，指施工人員通過人工制冷的方式，凍結開挖目標地下空間范圍土體中的水，使水凝固成冰，進而同土體膠結為一體，形成與設計輪廓相符合的凍土墻，或是密閉狀態的凍土體，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法。

（二）凍結法質量監測目的

為了確保礦井凍結工程的質量，施工人員必須時刻對施工狀態進行監測。監測人員需要在施工現場實施監測，以便保證獲取數據的有效性。借助現場監測，能夠得到制冷設備以及井筒凍結的實際情況，檢驗施工設計方案的正確率，進而使凍結效率有較大的提升。

此外還可以得到凍結墻壁的厚度以及強度等相關數據，確認上述數據是否符合施工方案的要求。監測人員需及時監測的目標有鹽水系統監測、凍結孔施工監測、凍結期各階段工作狀態以及工作面井幫各階段的溫度。

二、施工質量監測方案的分析

（一）造孔施工過程監測

監測人員若通過對造孔過程進行監控以控制礦井凍結工程的質量，則應注意如下三個方面：

1.凍結孔的位置

施工人員應遵照施工方案的要求對礦井需要凍結的部分實施孔位布置作業。

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

2.凍結孔的深度

孔的深度應結合當地標準高度進行設定。并在成孔之后進行復測，確保符合施工方案要求。

3.凍結孔的斜度

部分施工地區，地層較為復雜，地層當中包含有礫石，鉆孔就容易發生偏斜。故而，施工人員應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，以免孔位產生嚴重的偏離。

成孔的各項數據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）凍結壁溫度場監測

監測人員可根據實際情況布置若干個測點，以便能夠及時對凍結范圍內土體的狀態進行監測，了解該區域內溫度狀態。本文以某煤礦副斜井凍結壁實際情況為例，簡述如何通過測點對凍結壁進行監測，獲取該凍結壁的狀態。

以其中一個凍結段為例，根據測溫孔測溫數據，部分地層溫度情況分析如下表所示：

根據表1實際監測數據顯示凍土發展速度26.1～33.2mm/d，結合凍結孔偏斜圖進行分析，預計凍結壁厚度2.47m，凍結壁厚度未達設計要求，故應繼續進行積極凍結。

根據表2實際監測數據顯示凍土發展速度29.5～31.8mm/d，結合凍結孔偏斜圖進行分析，預計最薄弱處凍結壁有效厚度有3.02m，凍結壁厚度達到設計要求，可以進行井筒的掘砌工作。

在挖掘過程中，通過對施工現場所挖開的斷面進行溫度與位移的監測，數據顯示凍結效果良好，凍結部分均勻穩定，沒有出現異常現象。

監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、結語

監測人員借助對凍結過程實施監測，可以獲取大量數據，從而使礦井凍結工程的施工更為便捷，也令凍結參數得到優化。故而，監測人員應不斷優化監測方案，以便保證礦井凍結工程的施工質量。

參考文獻：

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