(5)深厚粘土层中经常遇到的冻结管断裂和外层井壁被压坏的问题主要与冻结壁变形有关。因此,在设计冻结壁时,应将控制冻结壁变形作为主要依据。但由于冻结壁变形是难以从理论上进行正确计算的,因此在冻结设计中,只能根据以往施工经验,将冻结管与井帮距离、冻土进入荒径量和掘进时的井帮温度作为布置冻结孔和设计冻结壁的重要指标。
(6)由于地层条件和施工情况的复杂多变,目前要对冻结壁进行精确设计计算是不现实的,需要借助于工程类比法来评价设计方案的可靠性。同时工程类比应与理论分析相结合,以工程实测规律为依据。
(7)要做好实时监测和预测预报工作,实现对施工过程的有效监控。通过实时监测和预测预报,可实现对施工过程的有效监控,从而可使冻结凿井施工更加安全可靠,施工工艺参数更趋合理。
2快速强化冻结设计程序和设计内容
根据快速强化冻结设计原则,结合深厚冲积层冻结凿井工程设计与施工经验,提出了有别于常规的快速强化冻结动态设计方法;其设计程序和设计内容如下:
(I)收集和分析设计基础资料。包括井筒地质资料,井筒设计参数,冻结和掘砌工期要求,以及地层条件类似的冻结井筒施工经验等。
(2)分析冻结设计需要解决的主要问题,制定冻结施工方案总体设计思路,选择关键冻结工艺。
(3)确定冻结设计基本参数。主要包括冻结深度,信捷职称论文写作发表网,冻结方式,供冷方式,冻结管直径,盐水温度,盐水流量,冻结壁设计控制层位,井筒开挖时间,掘砌施工至控制层所需时间,掘砌施工段高和井帮暴露时间等。
(4)按有关规定和施工经验,初步确定控制层位的井帮温度、井帮位移和冻结孔钻进精度等指标。对于砂性地层,可以不给出井帮位移控制值,但应给出冻结壁允许出现的塑性区范围。同时为防止发生严重片帮,对井筒浅部井帮温度也要提出控制值。
(5)计算深部主要控制层的冻结壁有效厚度。在冻结孔未布置前,按盐水温度、井帮温度、冻结孔最大间距、冻结时间等设计控制参数,初步确定冻结壁平均温度。
(6)布置冻结孑L,包括冻结孔布置圈径、各层位冻结孑L设计最大孔间距和向内及向其他方向的允许偏斜等。其中主冻结孔布置参数主要应依据深部控制层的冻结壁有效厚度、冻结孔向内偏斜距离、掘砌至控制层的冻结时间,以及冻结壁扩展速度来加以确定;如有防片帮加强冻结孔,则可按允许偏斜距离、井帮温度要求和冻结壁向内发展速度来加以确定。
(7)冻结壁形成的动态校验。包括冻结壁交圈时问,冻土进入荒径时间,不同掘进深度或冻结时间的冻结壁平均温度、井帮温度和冻土进入荒径位置等。如计算出的井帮温度等与控制值不符,则应返回到上一步,对冻结孔布置参数进行调整。必要时可返回到第2步,改变冻结工艺,调整基本冻结参数;在条件允许的情况下,还可改变冻结时间。如冻结壁平均温度与计算冻结壁有效厚度时初步取定的值不符,则需返回到第5步,重新进行计算。