[发明专利]一种井筒冻结防片帮孔的设计方法

说明书

本发明公开一种井筒冻结防片帮孔的设计方法，包括如下步骤：进行场地平整，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和井筒荒径；施工冻结孔，由外向内依次开设外排孔圈、中排孔圈、内排孔圈和防片帮孔圈；下放冻结管，分别向外排孔圈、中排孔圈、内排孔圈和防片帮孔圈中的各个外排孔、中排孔、内排孔和防片帮孔内放置冻结管；施工隔温孔；施工水文孔，外排孔、中排孔、内排孔和防片帮孔中的冻结管分别通过冻结器与供料管连通，设置的供料管与冻结站连通，完成冻结壁交圈；冻结站开始工作进行盐水循环，形成冻结壁后开始井筒掘砌。

技术领域

本发明涉及岩土开挖技术领域，特别是涉及一种井筒冻结防片帮孔的设计方法。

背景技术

井筒冻结法施工往往采用三排孔设计方案，即外排、中排孔、内排孔，此种方法对一般表土层方案可行，但是对于深厚表土层冻结，往往造成井筒冻结交圈时间延长，且井筒开挖时浅部容易发生片帮发生安全事故，开挖至深部时，又由于冻结强度过大，造成井筒难以开挖。深厚表土层由于其厚粘土层段，且地层复杂多变，会给冻结法施工带来一定挑战。

因此，亟需一种井筒冻结防片帮孔的设计方法来解决上述问题，实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种井筒冻结防片帮孔的设计方法，以解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种井筒冻结防片帮孔的设计方法，包括如下步骤：

进行场地平整，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和井筒荒径；

施工冻结孔，由外向内依次开设外排孔圈、中排孔圈、内排孔圈和防片帮孔圈；

下放冻结管，分别向外排孔圈、中排孔圈、内排孔圈和防片帮孔圈中的各个外排孔、中排孔、内排孔和防片帮孔内放置冻结管；

施工隔温孔，设置隔温孔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的安全距离；

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；

外排孔、中排孔、内排孔和防片帮孔中的冻结管分别通过冻结器与供料管连通，设置的所述供料管与冻结站连通，完成冻结壁交圈；

冻结站开始工作进行盐水循环，形成冻结壁后开始井筒掘砌。

优选的，所述外排孔穿过松散层进入强风化带，采用异径管冻结方式。

优选的，所述中排孔为主排冻结孔，采用差异冻结方式，其中深孔全深冻结，浅孔深度穿过松散层，进入强风化带，选用Φ159mm大直径冻结管。

优选的，所述内排孔采用差异冻结方式，选用Φ159mm大直径冻结管，其中深孔深度进入强风化带；浅孔深度穿过连续厚度较大的粘土层。

优选的，冻结深度超过井壁第一次变径5m，选用Φ140mm冻结管。

优选的，所述冻结孔钻孔测斜≤30m，钻孔终孔偏斜率≤2‰且定向靶域半径不超过0.8m。

优选的，所述中排孔538m以上成孔间距≤2.4m，浅孔以下成孔间距≤3.8m，所述内排孔内偏值≤300mm；不得打穿相邻的冻结孔及附近的注浆钻孔，且所述钻孔每个水平的切面孔位间距相等。

优选的，每30m绘制一张所述钻孔落点平面投影图，相邻两孔间距不得大于设计值300mm。

优选的，所述冻结孔保持运行同时，所述隔温孔投入运行，控制上部已成井壁段地层冻结壁的发展；冻结施工时监测监控供冷，及时调整冻土发展速度，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。