特厚冲积层冻结法凿井关键技术研究与应用
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摘要
大于500m冲积层冻结法凿井技术是国内外共同关注的重大技术难题,仍处于探索阶段。论文针对赵固矿区特厚冲枳层冻结法凿井关键技术难题,采用理论计算、实验室实验、数值模拟和现场工业试验、实测方法进行了研究。提出了特厚冲积层冻结壁厚度计算公式及其关键参数的计算选取方法,建立了冻结壁厚度计算体系和科学的多圈孔布孔方法,解决了大于500m特厚冲积层的冻结壁设计难题：就地取材,研究开发了C80-C90高强高性能混凝土,采用高强高性能混凝土复合井壁,解决了特厚冲积层冻结井筒支护难题。采用FLAC3D系统,对控制的512m粘土层施工工况建模,进行了冻结壁稳定性三维数值分析计算,预测了冻结壁稳定性,指导了设计和施工。开展了特厚冲积层冻结壁位移、冻结壁温度、井壁温度、冻结压力实测研究,掌握了多圈孔冻结壁形成特性,提出了冻结井壁前注浆理论和按注浆压力计算内井壁厚度的方法,取得了不同深度的冻结压力值,并成功应用,技术经济效益显著。
Freeze sinking method for alluvium with thickness exceeding 500m is a major technical difficulty attracting many researchers at home and abroad, and still at the exploratory stage. Aiming at the key problem of freeze sinking method for alluvium with extra thickness in Zhaogu mining area, theoretical calculation, laboratory test, numerical simulation and field measurement were employed.The computing formula for the thickness of the freezing wall of alluvium with extra thickness and its key parameters were proposed, and the computation system of the thickness design of the freezing wall of alluvium with extra thickness was established solving the problem of the freezing wall design of alluvium with thickness exceeding 500m, and the new scientific technology with several circles of freeze holes was proposed. High-efficiency and high-strength concrete of 80-90MPa compressive strength was developed using the field materials solving the problem of the high-performance concrete used in the freeze sinking method for alluvium with extra thickness as shaft wall.By using FLAC3D, modeling the construction steps of 512m clay layer controled,three-dimensional numerical calculations for the freezing wall stability were carried out. forecasts the freezing wall stability and instructs the design and construction,also, the displacement of especially thick alluvium freezing wall, the freezing wall temperature, shaft lining temperature and the actual freezing pressure research were launched. The form characteristic of the multi-circle hole freezing wall was grasped,proposes grouting theory before freezing wall and the calculation mothed of inner well wall thickness according to grouting pressure.obtains the value of freezing pressure in the condition of different depth, succeeds the application and the technical economic efficiency is remarkable.
Freeze sinking method for alluvium with thickness exceeding 500m is a major technical difficulty attracting many researchers at home and abroad, and still at the exploratory stage. Aiming at the key problem of freeze sinking method for alluvium with extra thickness in Zhaogu mining area, theoretical calculation, laboratory test, numerical simulation and field measurement were employed.The computing formula for the thickness of the freezing wall of alluvium with extra thickness and its key parameters were proposed, and the computation system of the thickness design of the freezing wall of alluvium with extra thickness was established solving the problem of the freezing wall design of alluvium with thickness exceeding 500m, and the new scientific technology with several circles of freeze holes was proposed. High-efficiency and high-strength concrete of 80-90MPa compressive strength was developed using the field materials solving the problem of the high-performance concrete used in the freeze sinking method for alluvium with extra thickness as shaft wall.By using FLAC3D, modeling the construction steps of 512m clay layer controled,three-dimensional numerical calculations for the freezing wall stability were carried out. forecasts the freezing wall stability and instructs the design and construction,also, the displacement of especially thick alluvium freezing wall, the freezing wall temperature, shaft lining temperature and the actual freezing pressure research were launched. The form characteristic of the multi-circle hole freezing wall was grasped,proposes grouting theory before freezing wall and the calculation mothed of inner well wall thickness according to grouting pressure.obtains the value of freezing pressure in the condition of different depth, succeeds the application and the technical economic efficiency is remarkable.
引文
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