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一建矿业实务复第6章 井巷工程61（第4页）

冻结管是否回收由冻结施工单位和建设单位协商确定。

无论是否回收冻结管，冻结孔废弃之前，应用水泥砂浆对全管（孔）充填，防止上下含水层串通。

充填宜采用水灰比为1比1水泥砂浆或水泥粘土混合浆，浆液应防冻，浆液体积不应低于全孔体积的95%。

充填和拔管可交替作业也可顺序作业。

如冻结管拔不出来，可采用穿孔充填法，将管内及管外环形空间填实

3.适用条件

冻结法适用于松散不稳定的冲积层、裂隙含水层、松软泥岩层以及含水量和水压特大的岩层。

对于含水率非常小或地下水流速相当大的地层不适用。

在冻结法中对施工井筒的形状、截面尺寸和深度基本上不受限制，具有防水性好、技术可靠、工期易于保证等优点，已成为我国在冲积层和西部地区富（含）水基岩中开凿立井井筒使用最为广泛的特殊施工法。

因冻结法即可满足复杂地质条件，又可作为工程抢险和事故处理的手段被广泛应用于矿山井巷工程中。

在地铁联络通道，大容积地下硐室等工程中，也有很好的应用。

6.1.3立井井筒钻井施工法

1.基本原理

钻井法是利用钻头刀具将岩石破碎，用泥浆或其他介质进行洗井、护壁和排渣，将井筒分次扩孔钻成或全断面一次钻成至设计直径和深度后，再进行永久支护的一种机械化凿井方法。

钻井法的井筒支护与其他施工法的井筒支护不同，采用的是泥浆中悬浮下沉，带有井壁底的钢筋混凝土预制井壁，每节井壁的上下端预埋供连接用的金属法兰盘，在井口用螺栓和焊接的方法把井壁逐节连接、悬浮下沉至井底，最后在井壁与井帮的间隙中下放充填管道，分段充填水泥浆等最终固结成井。

2.施工工艺

钻井法的主要工艺过程包括钻机钻进、泥浆洗井与护壁、井壁预制与悬浮下沉和壁后充填固井等。

1）钻机钻进

我国目前采用的钻井机多为转盘式钻井机，其类型有ZZS—1、Nd—1、SZ—9700、AS—9500、AS—12800、bZ—1、L40800、L401000和Ad1301000型等。

钻井机的动力设备多数设置在地面，钻进时钻台上的转盘旋转，通过主动钻杆驱动钻杆和钻头旋转，钻头上装有破岩刀具。

表土及软岩地层宜采用楔齿滚刀破岩，硬岩地层宜采用球齿滚刀破岩。

钻机钻进参数，包括钻压、转速、（钻）进速度等，钻进参数直接影响钻进速度，同时对井筒偏斜、井径刷大等井筒钻进质量指标也有很大影响。

为了保证井筒的垂直度，钻进时一般采用减压钻进，一般总钻压不宜超过钻头，在泥浆中重量的70%。

在表土向岩层过渡段，不宜大于50%。

钻进过程中，应采用超声波测井仪测井，测井选点应沿井筒的纵横断面均匀布置，每个水平不得少于四个测点。

井筒钻进方式多采用分次扩孔钻进，即首先用钻头一次钻到基岩，在基岩部分占的比例不大时，也可用超前钻头一次钻到井底，而后分次扩孔至基岩或井底。

超前钻头和扩孔钻头的直径一般已是固定的，但有的钻机（如bZ—1钻机）可在一定范围内调整钻头的钻进尺寸。

这样就可以选择扩孔的直径和次数，选择的原则是在转盘和提吊系统能力允许的情况下，尽量减少扩孔次数，以缩短辅助时间。

2）泥浆洗井护壁

钻井施工泥浆应采用水基化学泥浆，钻进过程中泥浆密度，粘度，失水量，泥皮厚度，ph值、含砂量，稳定性等参数，应根据钻进地层确定，通常密度为1.15到1.30克每立方厘米，粘度为18到30秒，失水量采用气压测量时不大于30毫升每30分钟，含砂量不大于3%；ph值为7.5到8.5，泥皮厚度为1.0到2.0毫米，稳定性小于或等于0.003，宜利用地层造浆满足钻井需求

钻头破碎下来的岩屑必须及时用循环泥浆从工作面清除，使钻头上的刀具始终直接作用在未被破碎的岩石面上，提高钻进效率。

洗井即是钻进时利用连续流动的泥浆将破碎岩屑从钻井工作面清除的过程，洗井方式可采用正循环和反循环，钻井直径超过三米，已采用反循环洗井。

正循环和反循环的泥浆流速均应满足携带钻渣要求，反循环时最大钻渣粒径应小于排浆管过流断面的四分之三。

冲洗过钻井工作面的泥浆需要恢复其性能参数称为泥浆净化，目前多采用单级净化方式，净化方法包括重力、机械和化学方法。

泥浆的另一个重要作用就是护壁。

护壁的作用，一方面是借助泥浆的液柱压力平衡低压，另一方面是在井帮上形成泥皮，堵塞裂隙，防止片帮。

为了利用泥浆有效的洗井护壁，要求泥浆有较好的稳定性，不易沉淀。