矿井冻结工程施工质量监测方案的分析

张星宇

摘 要：本文对冻结法及其监测方案进行了简要的介绍，同时从施工过程、冻结壁温度场监测等方面分析了矿井冻结工程施工质量监测方案，以期提高矿井冻结工程的施工质量。

关键词：矿井冻结工程；质量监测；具体分析

冻结法在凿井当中的运用愈发广泛，英国、德国以及波兰等国都利用冻结法实施凿井工程，上述国家对该技术的运用较为成熟，所凿井的深度一般都不低于450m。冻结法在我国也已广泛应用于地铁、深基坑、矿井建设等工程中。

故而，技术人员应掌握对该技术质量的监测方式，以保证冻结工程的施工质量。

一、冻结法简述及其监测方案

（一）冻结法

所谓冻结法，指施工人员通过人工制冷的方式，冻结开挖目标地下空间范围土体中的水，使水凝固成冰，进而同土体胶结为一体，形成与设计轮廓相符合的冻土墙，或是密闭状态的冻土体，负责抵挡土体所施加的压力，同时将地下水隔断，在冻土墙或是冻土体的防护下，施工人员实施凿井的施工方法便称为冻结法。

（二）冻结法质量监测目的

为了确保矿井冻结工程的质量，施工人员必须时刻对施工状态进行监测。监测人员需要在施工现场实施监测，以便保证获取数据的有效性。借助现场监测，能够得到制冷设备以及井筒冻结的实际情况，检验施工设计方案的正确率，进而使冻结效率有较大的提升。

此外还可以得到冻结墙壁的厚度以及强度等相关数据，确认上述数据是否符合施工方案的要求。监测人员需及时监测的目标有盐水系统监测、冻结孔施工监测、冻结期各阶段工作状态以及工作面井帮各阶段的温度。

二、施工质量监测方案的分析

（一）造孔施工过程监测

监测人员若通过对造孔过程进行监控以控制矿井冻结工程的质量，则应注意如下三个方面：

1.冻结孔的位置

施工人员应遵照施工方案的要求对矿井需要冻结的部分实施孔位布置作业。

实施布置过程中，施工人员需使用钢尺以及经纬仪精确测量标记位置，避免出现差错。

2.冻结孔的深度

孔的深度应结合当地标准高度进行设定。并在成孔之后进行复测，确保符合施工方案要求。

3.冻结孔的斜度

部分施工地区，地层较为复杂，地层当中包含有砾石，钻孔就容易发生偏斜。故而，施工人员应采取措施控制孔偏斜程度，在造孔过程中，需定期测量孔的偏斜度，以免孔位产生严重的偏离。

成孔的各项数据要满足施工方案要求，之后按照绘制完毕的偏斜图实施分析。

（二）冻结壁温度场监测

监测人员可根据实际情况布置若干个测点，以便能够及时对冻结范围内土体的状态进行监测，了解该区域内温度状态。本文以某煤矿副斜井冻结壁实际情况为例，简述如何通过测点对冻结壁进行监测，获取该冻结壁的状态。

以其中一个冻结段为例，根据测温孔测温数据，部分地层温度情况分析如下表所示：

根据表1实际监测数据显示冻土发展速度26.1～33.2mm/d，结合冻结孔偏斜图进行分析，预计冻结壁厚度2.47m，冻结壁厚度未达设计要求，故应继续进行积极冻结。

根据表2实际监测数据显示冻土发展速度29.5～31.8mm/d，结合冻结孔偏斜图进行分析，预计最薄弱处冻结壁有效厚度有3.02m，冻结壁厚度达到设计要求，可以进行井筒的掘砌工作。

在挖掘过程中，通过对施工现场所挖开的断面进行温度与位移的监测，数据显示冻结效果良好，冻结部分均匀稳定，没有出现异常现象。

监测人员通过对各测点温度值的获取，可以确定该阶段是否适合掘进施工。若温度降低速度较慢，施工人员可添加一台冷冻机组加强冷冻，以便使温度快速下降，令掘进施工人员能够尽早施工。

三、结语

监测人员借助对冻结过程实施监测，可以获取大量数据，从而使矿井冻结工程的施工更为便捷，也令冻结参数得到优化。故而，监测人员应不断优化监测方案，以便保证矿井冻结工程的施工质量。

参考文献：

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