[发明专利]一种深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法

权利要求书

1.一种深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、根据井筒的水文地质情况，设计井筒的冻结孔、隔温孔、水文孔，并确定每个孔的深度；

步骤二、在造孔施工前，在已掘砌部分，尤其是表土段与基岩段交界面，采用水泥浆灌浆封孔，实现地层、井壁后及硐室或马头门的堵漏，保证钻孔正常施工；对表土段地层、基岩段，配制携砂堵漏型化学泥浆，以防止塌孔、卡钻、埋钻、减少漏浆量，提高钻孔速度；

步骤三、施工冻结孔，采用定向纠偏，每钻进30m测斜一次，严格控制内偏，对超偏及时进行纠偏，并及时绘制钻孔偏斜图，不符合设计要求的必须打补孔；

步骤四、为防止冻结孔解冻后串水，在钻孔成孔后、冻结管下放前，用加缓凝剂的水泥浆置换冻结孔内的泥浆，充填冻结管与孔壁之间的透水通道，在硐室施工时对冻结管进行封堵处理，内衬管焊接要打坡口分层焊接，试压封口后，及时将冻结管周围空隙用土填实，防止泥浆串孔；

步骤五、施工隔温孔，隔温孔布置圈径与采用冻结法进行下部冻结处理的井筒成品井壁之间设定安全距离，防止冻结壁发展对已成井壁产生冻胀而冻坏井壁；

步骤六、施工水文孔，水文孔开孔位置布置在井筒以外，在满足施工的前提下，位置靠近井壁，防止水文孔在观测过程中被冻结，钻孔穿过已掘砌井筒深度后，采用钻孔定向纠偏，使下部钻杆偏进原井筒中心附近打孔，下部偏斜率不得影响水文管下放；

步骤七、在井筒掘砌荒径外冻结孔打钻完成后，由地面制冷站向冻结孔不断供应冷量，使地层冻结形成封闭的冻土墙，确保已成井筒地层和未掘砌段地层冻结壁交圈封水，冻结孔继续供应冷量，使封闭的冻土墙不断扩展达到一定的厚度和强度，确保下部冻结段井筒掘砌不受地层中水及流沙的影响。

2.根据权利要求1所述的深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，其特征在于：所述步骤二中，水泥浆的水灰比在1：0.8～1：1.4之间，其抗压强度在5.00MPa～12.00MPa；施工中要根据具体地层情况来选择浆液的施工配合比；携砂堵漏型化学泥浆为在粘土中添加锯末、高粘堵漏剂，用搅拌机拌匀获得，施工时，孔外再配高粘度浆液，冲孔2个小时，所述高粘度浆液为按5m³清水中加50Kg高粘堵漏剂配置而成。

3.根据权利要求1所述的深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，其特征在于：所述步骤七中，冻结孔保持运行同时，隔温孔投入运行，控制上部已成井壁段地层冻结壁的发展，保护上部已成混凝土井壁不会因为冻胀而被破坏；冻结施工时监测监控供冷，及时调整冻土发展速度，有效防止冻土入荒对已有井壁造成破坏，冻结壁交圈后隔温孔立即循环热水。

4.根据权利要求3所述的深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，其特征在于：所述隔温孔运行采用隔温孔循环节能系统，以地面冷凝器回水作为隔温孔循环水，水温度控制在20～25℃，当冷凝回水温度低于20℃时开启辅助加热装置对隔温孔进水加热，当冷凝器回水温度满足隔温孔温度要求时，辅助加热装置停止加热；循环水通过水泵加压进入隔温孔，进行冷热交换后，重新回到冷凝器中作为冷却水水源。

5.根据权利要求4所述的深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，其特征在于：所述隔温孔循环节能系统包括蒸发式冷凝器、安装辅助加热装置的热水箱、水泵、热水配液圈、冷水集液圈，蒸发式冷凝器中的热水进入热水箱，水泵将热水箱中的热水泵入热水配液圈，热水配液圈与冷水集液圈冷热交换后，冷水返回蒸发式冷凝器作为冷却水水源。

6.根据权利要求1所述的深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，其特征在于：所述步骤七中，冻结壁交圈过程中，设置关门冻结孔，关门冻结孔最后投入冻结运行，施工中，分析比较各含水层位孔间距大小，用关门冻结孔控制冻结壁交圈时间，避免不同含水层交圈的冻胀水相互影响，实现各层冻结壁的快速交圈。

7.根据权利要求1所述的深厚富水岩井筒普通转冻结法的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，隔温孔设置在距离井筒混凝土外壁1.2±0.2 m，在隔温孔与已成井壁之间设置同等深度的测温孔，以监测内侧冻结壁的温度和分析隔温孔的隔热效果，施工时严格控制内偏，并进行水泥浆置换。