3#副井冻结施工组织设计(210.5)

目录第一章工程概况11矿井概况11.2矿井特征12地质特征12.1地形地貌12.2气象22.3地层特征23工程地质特征34、水文地质特征44.1、含水层（段）的分布与划分44.2、隔水层（段）的分布与划分54.3、各含水层的水力联系64.4、南回风井开挖时涌水量预测6南回风井开挖时涌水量预测结果表表4.47第二章冻结方案设计81设计要点82冻结方式83冻结深度的确定84冻结技术参数的确定85钻孔布置设计96冻结管结构设计97测温孔设计108冻结壁形成预测108.1主要含水层冻结壁交圈时间108.2井筒开挖标准109冻结制冷系统设计109.1氟系统设计109.2盐水系统设计119.3冷却水系统设计11第三章冻结施工供配电设计131冻结钻孔施工和冻结站施工供电132供电设计13第四章施工工期及劳动力组织171施工工期172施工工期保证措施173劳动组织18第五章施工工艺及技术要求201施工工艺201.1施工准备201.2冻结钻孔施工方法201.3冻结施工方法211.4冻结施工工艺222施工主要技术要求252.1钻孔施工主要技术要求252 2.2冻结施工主要技术要求27第六章主要施工措施291钻孔漏浆措施292质量保证措施292.1质量目标：工程质量优良。292.2质量管理措施293.3质量标准与质量体系314施工安全保证措施344.1安全目标：安全施工无事故。344.2安全保证体系345井筒冻结与掘砌配合措施376冬雨季、防风沙施工措施376.1冬季施工措施376.2雨季施工措施376.3防风沙处理措施387文明施工措施388环境及职业安全健康管理措施428.1环境指标和措施428.2《职业安全健康管理体系—规范》的贯彻实施目标及措施42第七章保证冻结工程质量的有效测试手段和方法441保证钻孔施工质量的有效测试手段和方法442保证冻结施工质量的有效测试手段和方法44附表1用于本工程的主要施工设备表49附表2施工临时用地49附表3施工主要材料用表502 第一章工程概况1矿井概况1.1地理特征河北钢铁集团矿业公司大贾庄铁矿属唐钢司家营铁矿南区(大26线和s38以南)，位于河北省滦县南部与滦南县北部交接处，跨越滦县和滦南两个县，行政区划隶属于滦县响堂镇及滦南县长凝镇和程庄镇管辖。西距唐钢集团55.0km，东距滦河约2.5km，北距滦县新城约13.5km。地理坐标为：东经：118°42′42″～118°45′58″，北纬：39°35′20″～39°39′45″。矿区北约18.7km有京山铁路滦县火车站，京山铁路向东可通往秦皇岛、沈阳、鞍山、大连等城市，西北8.5km处有迁（安）曹（妃甸）铁路菱角山站，可直通曹妃甸港口。区内高速公路、国道、县乡级公路四通八达，205国道在滦县新城通过，平青乐公路于矿区东北部通过，田疃-乐营公路由北向南贯穿矿区，各级公路可通往京津唐和周围各区县，交通十分便利。1.2矿井特征表1.1　　井筒主要技术特征表序号项目单位3#副井1井筒深度m534.94井筒净直径mφ5.55冻结段掘砌最大荒径mφ7.46冲积层厚度m123.57冻结深度m210.58冻结段井壁厚度m0.952地质特征2.1地形地貌矿区位于滦河侵蚀堆积洪冲积平原区，亚区属于滦河河漫滩阶地，主要分布于现代河床两侧，沿河流走向多成条带状分布，西北高东南低，地势较平坦，地面坡降小于2‰，地面标高15-18m左右，阶地前缘高出现代河床2.0m1 左右，地表岩性以粉细砂、粉土为主，下部砾卵石，局部有湖沼相淤泥沉积。矿区附近河流均属滦河水系，主要有滦河、新河、溯河等。滦河距矿区最近距离约2.5km。2.2气象本区气候属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明。春季少雨多风沙；夏季多东南风，炎热多雨；秋季昼暖夜凉；冬季多西北风，干燥寒冷。根据滦县气象局资料，多年平均气温10.5℃，1月份最冷，最低温度-23.1℃，7月份最热，最高气温39.9℃。见表2.1。区内多年平均降水量610.5mm（1984～2003年），多年平均水面蒸发量为1110.9mm。每年冻土期一般在11月下旬到次年三月下旬，标准冻结深度0.80m。水量年际变化大，最大降水量817.9mm（1998年），最小降水量352.5mm（2002年）；降水量年内分配也极不均匀，6-8月份降水量占全年降水量的70.4%。2.3地层特征本区区域处于华北地块东北端次级构造单元—燕山台褶带的古隆起东南部位，即遵化-山海关隆起的东段，昌黎台凹的西南边缘。区域地质构造较复杂，出露地层较齐全，出露地层有太古界、中上古元界、古生界、及新生界第四系部分地层。1 表1.23#副井ZK3预测柱状图层序号岩土名称深度（m）层厚（m）层序号岩土名称深度（m）层厚（m）1表土1.21.212粗砂84.8112粉细砂108.813粉质粘土90.35.53圆砾29.319.314粉砂97.97.64卵石4414.715粉质粘土1035.15粉质粘土45.51.516中砂104.61.66卵石57.51217粉质粘土105.91.37粗砂61.74.218中砂122.416.58粉质粘土64.32.619砾质粘性土123.51.19粗砂64.70.420混合花岗片麻岩155.231.710圆砾66.92.221221粘土强风化混合花岗片麻岩170.915.711中砂73.86.922混合花岗片麻岩221.250.31、太古界：矿区地层属上太古界上太古界滦县司家营组（Ar2S），主要由一套变质程度较浅、颗粒较细的黑云变粒岩和磁铁石英岩建造组成，混合岩化作用普遍。以云母石英岩为标志层，可分为司家营组一段（Ar2S1）、司家营组二段（Ar2S2）。司家营组一段（Ar2S1）：以黑云变粒岩为主，夹斜长角闪岩和角闪变粒岩薄层，偶夹石榴黑云变粒岩，上部夹薄层磁铁石英岩，该层位于矿区主要铁矿层下部；司家营组二段（Ar2S2）：底部为云母石英岩，下部以薄层黑云变粒岩与薄层磁铁石英互层为主，局部地段夹绿泥磁铁石英岩，及角闪绿泥片岩；中部为磁铁石英岩，夹黑云变粒岩、钾长变粒岩及斜长角闪岩、角闪变粒岩、角闪岩、角闪绿泥片岩等；上部为黑云变粒岩。为矿区铁矿体富存层位。2、第四系：矿区内分布广泛，遍布全区。厚度一般在80～180m，自上而下依次为粉土、圆砾、卵石、粉质粘土、卵石、粉质粘土、粘土或含砾粘土等。1 3工程地质特征根据钻探揭露，拟建3号副井（南副井）处场地内自上而下主要岩土层分布为：上部为第四系全新统（Q4）洪冲积成因的粉细砂、圆砾、卵石；中部为上更新统（Q3）洪冲积成因的卵石、粗砂、粉质粘土、中砂、圆砾、粗砾砂；下部为中更新统（Q2）洪冲积及残积成因的粉砂、中砂、粉质粘土；底部为上太古界滦县司家营组（Ar2S）混合花岗片麻岩、混合花岗岩、混合质黑云变粒岩、伟晶岩、黑云变粒岩。岩土层分布表4.1表拟建物名称岩土层分布主要岩性总厚度（m）层底标高（m）3号副井（南副井)zk3第四系岩土层共19层，岩性为粉细砂、圆砾、卵石、粉砂、中砂、粗砂、粗砾砂、粉质粘土、砾质粘性土123.5-107.76风化层共3层，全风化混合花岗片麻岩、强风化混合花岗片麻岩、47.4-155.16基岩层共44层，混合花岗岩、黑云变粒岩、伟晶岩、混合岩化黑云变粒岩、绿泥石化黑云变粒岩揭露厚度368.2米-523.364、水文地质特征4.1、含水层（段）的分布与划分1、第四系孔隙潜水含水层（段）第四系抽水孔位于3号副井(南副井ZK3)西侧约6米施工，抽水试验井深81m。钻孔揭露该深度范围内岩性为：耕植土、粉细砂、圆砾、卵石、粗砂、粉质粘土。其中20.5-20.9m夹薄层0.40m粉土（属第Ⅰ隔水层），27.3～29.3m、45.5～47.7m卵石层充填物为中粗砂混粉质粘土，44.0-45.5m夹粉质粘土，61.7～64.3m为粉质粘土（属第Ⅲ隔水层）、64.0-66.9m为圆砾层充填物为中粗砂混粉质粘土，以上部分在计算含水层厚度时予以剔除。1 抽水试验井深81m，直径0.325m，该含水层（段）厚65.45m，水位埋深4.65m（绝对标高：11.89m）。第四系抽水试验结果为S=0.47m，Q=1229.82m3/d时，渗透系数K=36.0m/d，单位涌水量q=30.29L/s.m，水温12℃。水质类型为HCO3—Ca+Mg型水。pH=7.21，总矿化度0.459克/升。属极强富水性含水层（段）。2、基岩风化裂隙含水层（段）钻孔揭露123.5-140.6m为全风化混合花岗片麻岩；140.6-155.2m为强风化混合花岗片麻岩（局部夹石英伟晶岩脉，厚度0.5-0.8m）；155.2-170.9m为强风化混合花岗片麻岩（局部夹中风化混合花岗岩，底部1.4m为微风化混合花岗片麻岩）。以上3层风化岩构成基岩风化裂隙含水层（段），黄褐色、灰白色-青灰色，岩芯呈短柱状-碎块状-砂土状，原岩结构基本-全部破坏，节理裂隙发育，闭合-张开，铁质钙质充填，局部绿泥石化强。岩石基本质量等级Ⅳ-Ⅴ。该层段稳定水位埋深6.74m，抽水试验结果为S=51.89m，Q=20.74m3/d，渗透系数K=0.009m/d，单位涌水量q=0.00463L/s.m，水温20℃，属弱富水性含水层（段）。该含水层段含有较多粘性土成份，富水性、透水性均较差，但持水性强，主要富水、透水部位集中在伟晶岩脉穿插及其周围交界部位。水质类型为HCO3+SO4—才a+Mg型水。pH=7.01，矿化度0.493克/升。3号副井(ZK3)钻孔揭露深度范围内，岩体总体完整性较好，构造裂隙多被钙质、泥质充填，仅在182.2-184.2m、304.5-306.2m、352.6-355.6m、393.5-398.4m、403.0-406.2m、412.0-415.0m、460.9-463.1m、468.9-471.9m层段发现含水、透水痕迹，呈零星分部趋势，形成总斜厚度22.8m的含水、导水层（段），岩性为混合花岗片麻岩、混合花岗岩,岩芯构造裂隙较发育，裂隙面微张，见铁质渲染。该层段水位埋深6.71m，抽水试验结果为S=91.07m，Q=3.37m3/d，渗透系数K=0.0018m/d，单位涌水量q=0.00043L/s.m，属弱富水性含水层（段）。水质类型为HCO3+SO4+Cl—Ca+Na1 型水。pH=6.91，矿化度0.648克/升。4.2、隔水层（段）的分布与划分1、第一隔水层（段）：3号副井(ZK3)在埋藏深度20.5-20.9m，厚度0.4m，岩性为粉土。该层属同时期形成的代表性土层,将上部第四系孔隙潜水分为上下两段，属矿区第Ⅰ隔水层，但该层厚度分布不稳定，且含有砂粒或砾石，隔水作用有限，可视为弱隔水层（段）。2、第二隔水层（段）埋藏深度61.7-64.3m，厚度2.60m，岩性为粉质粘土，硬塑，位于第Ⅱ含水层组底板，属矿区第Ⅲ隔水层，是较好的隔水层。2、第三隔水层（段）埋藏深度84.8-90.3m，97.9-103.7m，104.6-105.9m，122.4-123.5m,总厚度13.0m，岩性为粉质粘土、砾质粘性土,其间夹有粉砂、中砂（总厚度25.7m），属矿区第Ⅳ隔水层。底部122.4-123.5m层段残积成因的砾质粘性土胶结程度较高，该层直接覆盖于基岩之上，勘察孔位置未发现天窗，是良好的隔水层。此外，在岩体较完整-完整,结构面完全被泥质、钙质充填,多为闭合状态，可视为相对隔水层。4.3、各含水层的水力联系场地第四系孔隙潜水含水层（段）与基岩风化裂隙含水层（段）之间由于第三隔水层（段）（厚度13.0m的粘性土）存在，不存在水力联系。第四系孔隙潜水含水层（段）主要补给来源为大气降水，孔隙潜水的水位与大气降水关系密切，排泄途径为地下迳流、人工开采及植被蒸发。基岩风化裂隙含水层（段）属于古老风化壳裂隙含水带，其富水性决定于风化裂隙发育程度，其补给来源为区域风化带的裂隙渗流。在基岩构造裂隙及构造破碎带1 含水层（段）中，由于本区构造多属于压扭性构造，节理裂隙发育，但整体结构面贯通能力较差，且多数被泥质、钙质充填，不利于地下水的相互补给，多以层状或脉状裂隙承压水的形式赋存，只是在局部石英伟晶岩脉穿插部位有微弱地下水富集。本钻孔位置揭露的基岩风化裂隙含水层（段）和基岩构造裂隙及构造破碎带含水层（段）之间岩体结构面裂隙均被泥质、钙质充填，同时分布有岩体基本质量等级Ⅰ-Ⅲ级岩体的存在，因此二者没有直接水力联系。4.4、副井开挖时涌水量预测副井施工拟采用第四系和强风化带冻结法,基岩普通凿井法，边开凿边浇注。3号副井（南副井）井口标高20.5m，井底标高-515m，井筒深535.5m，井筒直径5.5m。竖井工程孔揭露该深度内自上而下分布三个含水层（段），即上部第四系孔隙潜水含水层（段）、中部基岩风化裂隙含水层（段）、下部基岩构造裂隙含水层（段）。竖井疏干计算时，采用分层总和法进行预算，按照含水层（段）的分布特点选择相应降深间隔进行分段预测。（一）、第四系孔隙潜水：参数与公式的选择：R=2S，K=lgR/r0；Q潜=式中：Q潜----潜水层（段）疏干涌水量（米3/日）；S-----预计水位降深（米）；H-----含水层（段）厚度（米）；Rc-----水流阻力，Rc=2lnR/rw；R-----引用影响半径（米）；K-----渗透系数（米/日）；rο---------竖井半径（米）。（二）、基岩风化、构造裂隙承压水竖井涌水量预测采用承压—潜水完整井公式计算：参数与公式的选定R=10S，K=lgR/rο；式中m---承压含水层段厚度（m）；其它符号同前。R-----引用影响半径（m）；K-----渗透系数（m/d）；rο---------竖井半径（d）。1 副井开挖时涌水量预测结果表表4.3含水层（段）含水层（段）厚度（m）静止水位埋深（m）渗透系数k（m/d）预测深度（m）预测水位降深（m）预测段涌水量（m3/d）预测累加涌水量（m3/d）第四系孔隙潜水含水层（段）94.954.6536.0123.5118.85112122.55基岩风化裂隙含水层（段）47.46.740.009171.0164.26109.00112231.55基岩构造裂隙含水层（段）22.86.710.0018534527.2930.90112262.451 第二章冻结方案设计1设计要点针对大贾庄3#副井井筒特征，冻结方案以“安全第一、低温大流量冻结、确保按期完成”为原则，确保井筒施工安全为目的，方案设计要点如下：(1)采取单圈孔长短腿的冻结施工方案；(2)井筒位置上部地层含深厚的砾石，对冻结造孔造成一定困难。为缩短打钻时间，优质造孔，配备足够数量的先进设备。（3）时间紧，任务急，为实现井筒早日开挖，采用低温大流量的冻结方式，设计积极期盐水温度-28℃以下，单孔盐水流量不小于12m3/h；（4）配备足够、先进的冻结设备，加快盐水降温速度，提高冻土发展速；（5）采用信息化施工，实时监测冻结壁的发展情况，确保施工安全；（6）为了掌握冻结壁温度场及其变化规律，应用OC-1010单总线温度采集仪；（7）根据温度应力场对及基岩含水层进行验算，以保证掘进施工的安全。2冻结方式根据大贾庄矿井井筒工程地质、水文地质特征以及施工情况，为了保证冻结壁的有效厚度和强度，实现井筒尽快开挖，经过对冻结壁形成及井筒掘进速度情况进行动态分析，以井筒掘至各水平时，冻结壁能够保证连续安全掘砌施工为原则，采取单圈孔长短腿的冻结方案。井筒采用φ127×5mm无缝钢管。3冻结深度的确定根据招标文件，3#副井井筒冻结深度确定为210.5m。4冻结技术参数的确定根据井筒施工情况及有关技术要求，冻结参数确定如下：(1)积极冻结期盐水温度为-28℃，维护冻结期盐水温度为-22~-24℃。(2)冻结壁厚度：1 根据大贾庄地层的工程地质条件，为了求得安全、合理的冻结壁，设计时参考类似地质条件下的井筒冻结经验，采用多姆克公式:（E=Ra[0.29(P/K)+2.3(P/K)2]）进行冻结壁计算，计算参数及结果见表2-4-1。表2-4-1冻结壁计算参数表序号参数名称单位3#副井1控制层底板埋深m122.42地压值Mpa1.593冻结壁平均温度℃-74冻土极限抗压强度Mpa115冻土允许抗压强度Mpa4.46安全系数2.57最大掘进荒径m7.48冻结壁计算厚度m1.49根据计算结果并参考国内类似条件下的冻结施工经验，确定冻结壁厚度为1.8m。5钻孔布置设计钻孔布置参数见表2-5-1及钻孔平面布置图及剖面图。表2-5-1钻孔布置参数表序号项目单位3#副井1井筒最大掘进直径m7.42冻结孔布孔圈径m10.63冻结孔数个13/134冻结孔开孔间距m1.2785冻结孔深度m210.5/1706测温孔个/m1/210.51/1707水文孔个/m1/1007钻孔工程量ｍ54276冻结管结构设计冻结孔下置φ127×5mm无缝钢管，采用外接箍连接方式；测温管、水文管选用φ108×5mm无缝钢管，外接箍连接方式。1 7测温孔设计为了准确掌握冻结温度场变化情况，设计2个测温孔，深度见表2-5-1。测1#孔布置在水流上方冻结孔圈径外侧主面上，距布孔圈径1.5m，孔深为210.5m；测2#孔布置在冻结孔终孔孔间距最大处，布置在冻结孔圈径内侧界面上，距布孔圈径1.0米，孔深为170m。8冻结壁形成预测8.1主要含水层冻结壁交圈时间冻结孔第四系（Ｑ）终孔最大孔间距按1.8m计算，含水层冻结壁交圈时间约为45天左右，基岩段终孔最大孔间距按3.2m计算，含水层冻结壁交圈时间约为62天左右，因此，根据掘进速度井筒冻结开机至试挖时间为60天。8.2井筒开挖标准根据测温资料分析，井筒掘砌至各水平时，能形成足够厚度和强度的冻结壁能够抵挡外界水压，起到封止水的作用。9冻结制冷系统设计9.1氟系统设计（1）井筒需冷量计算Q=лdnHq(Kcal/h)式中d－冻结管直径（m）n－冻结管数目（个）H－冻结深度（m）q－冻结管吸热效率（kcal/m2•h），本设计取220kcal/m2•h经计算得：Q3#=44.78万Kcal/h（2）冻结站需冷量计算Q3#=1.2Q3#=53.74万Kcal/h（3）冷冻机选型及数量根据大贾庄矿井地质情况、工期要求及我单位以往施工经验，设计积极冻结期盐水温度为-28℃，维护冻结期盐水温度为-22~-24℃，盐水比重取1.26。1 设计安装YSLG20CF2B型螺杆冷冻机组2台、YSLG16CF2型螺杆冷冻机组2台运转，1台YSLG16CF2型螺杆冷冻机组备用。冷冻站装机标准制冷量为98万kcal/h。根据计算，井筒配备机型及数量见表2-9-1。表2-9-1井筒冷冻机配备表项目单位3#副井备注YSLG20CF2B台2YSLG16CF2台2一台备用总装机容量万kcal/ｈ98（4)辅属设备选型经计算辅属设备选型及数量见表2-9-2。表2-9-2辅属设备选型及数量表序号名称型号单位3#副井1冷却塔DBNL3-300台29.2盐水系统设计①经计算盐水总循环量：为213m3/h。②供液管选择：选用Ф57×5mm聚乙烯塑料供液管。③盐水干管及配集液圈：根据盐水总流量选用φ245×7mm无缝钢管。④盐水泵选择：选用10SH-9A盐水泵2台(备用一台)。(Q=476m3/hH=35mN=55KW)9.3冷却水系统设计①冷却水总循环量：为370m3/h。②新水补充量：为35m3/h。③水泵选型：选用10SH-19型水泵2台（备用1台）1 冻结设计参数见表（一）。表（一）冻结设计技术参数表序号项目单位3#副井1井筒净直径m5.52冻结段最大掘进直径m7.43控制层埋深m122.4冲积层厚度m123.54冻结深度m210.55冻结壁厚度m1.86终孔最大孔间距m3.27冻结孔布置圈径m10.6孔数个13/13开孔间距m1.278深度m210.5/1708测温孔个/m1/210.51/1709水文孔个/m1/10010钻孔工程量m542711积极冻结期盐水温度℃-2812维护冻结期盐水温度℃-22~-2413开机至开挖d6014冻结最大需冷量万kcal/h53.7415新水补充量m3/h351 第三章冻结施工供配电设计1冻结钻孔施工和冻结站施工供电（1）供电要求及供电方式据施工现场情况，使用6千伏高压作为冻结钻孔施工和冻结站配电室的电源。冻结孔施工和冻结站供电被列为矿山企业二类负荷，应具有一定的可靠性，只有在特殊情况下才能短时间停电，并且在停电前通知打钻及冻结站负责人，以便提前做好停电工作。供电电压应相对稳定，电压波动值一般不宜超过+5%~-10%。（2）冻结钻孔施工和冻结站施工供电系统(详见供电系统图)低压设备均采用380伏单回路供电系统。2供电设计（1）用电负荷统计3#副井冻结钻孔施工采用3台钻机同时进行。用电设备装机容量为831KW,低压母线总负荷为671.12KVA(见打钻设备负荷统计表见表3-2-1)。为提高功率因数、减少损耗，进行电容低压侧的无功补偿。无功补偿后，低压母线总负荷为498.66KVA。冻结站内安装螺杆式冷冻机组4台套。用电设备装机容量为1146KW，低压母线总负荷为1002.51KVA(冻结设备负荷统计见表3-2-2)。无功补偿后，低压母线总负荷为909.43KVA。1 表3-2-1打钻设备负荷统计表设备名称规格型号数量设备容量（KW）功率因数正切值需用系数计算负荷总台数工作数总计工作容量有功（KW）无功（Kvar)视在（KVA）水源钻机TSJ-2000E333303300.750.8198.0148.5247.5泥浆泵TBW-850/50332702700.750.8189.0141.75236.25泥浆泵3PNL-13366660.750.852.839.666.0电焊机BX-500441201201.330.3542.0063.7876.37机修厂202020.000.0020.00照明及其它252525.000.0025.00合计1313831831526.8393.63671.12表3-2-2冻结设备负荷统计表设备名称规格型号数量设备容量（KW）功率因数正切值需用系数计算总负荷总台数工作数总计工作容量有功(KW）无功(Kvar)视在（KVA）YSLG20CF2B224404400.5930.95418.0248.03486.05YSLG16CF2B213601800.5930.95171.0101.47198.8410sh-9A22110550.620.9038.858.6689.1210sh-192260300.8820.824.021.1532.0DBNL3-3002226130.8820.820.818.327.7照明及其它505050.0050.00合计1091046768722.6447.61883.71（2）变压器的选择：1 根据补偿后的低压母线总负荷,冻结钻孔施工选用S9-10(6)/750KVA变压器一台供打钻施工使用；冻结施工根据补偿后的低压母线总负荷,选用S9-10(6)/1250KVA变压器一台供冻结站运行使用。为施工方便，造孔期间与冻结站共用一台S9-10(6)/1250KVA变压器。冻结钻孔施工低压侧电容补偿量经计算需199.75Kvar，冻结站低压侧电容补偿量经计算需265.83Kvar。共选用BJ-120型电容柜2面、PGJ1A-2电容补偿柜1面，满足无功功率补偿要求。高低压配电设备及配电方式详见冻结供电系统图。（3）所需电气设备及主要电气材料(电气设备及主要材料见表3-3-1)表3-3-1打钻和冻结电器及主要材料表项目序号名称规格型号单位数量备注打钻1高压电缆进线YJV-3×25/10KV米待定进线2电缆YC-3×70+1×35米8003电缆YC-3×16+1×10米4004磁力启动器QC10-5/580～100A台45空气开关DZ10-200A台46冻结7变压器S9-10(6)/1250KVA台1打钻冻结共用8高压电缆YJV-3×50/10KV米待定进线9低压电缆YC-3×185+1×50米200带冷冻机10低压电缆YC-3×150+1×50米20011低压电缆YC-3×50+1×16米300带盐水泵(双根)12低压电缆YC-3×35+1×16米200带清水泵13避雷针18m根1（4）启动方式的选择①打钻施工所用的TSJ-2000E型冻注两用钻机和TBW-850/50型泥浆泵启动设备与其电机配套使用，采用自耦降压起动。其它附属用电设备均使用QC10-5/5型磁力启动器。将磁力启动器和200A空气开关装成配电板。②冷冻机电机配套起动柜、盐水泵电机配套起动柜均采用自耦降压软1 起动。（5）防雷与接地①打钻工程的钻塔上必须安装高于塔顶2.5m以上的避雷针，采用绝缘导线作为引下线并保证接地良好。变压器必须装设“Δ”型接地极，其接地电阻不得大于4欧姆。打钻系统用电设备必须有保护接地。②冻结站临时变电所要形成独立的接地系统，其接地电阻须小于4欧姆，接地极与接地线连接必须焊牢。供电系统供电方式采用TN-S型式，工作零线与保护零线分开。用电设备须进行保护接零，其接地电阻不得小于10欧姆。在冻结站周围适当位置设置18m高的避雷针1根，避雷针须装设独立的接地装置，其接地电阻必须小于10欧姆，要与冻结站内设备同步安装。（6）信号与照明为保证冻结站安全运转，操作方便，冻结站内冷冻机及盐水泵的启动柜全部安装在启动柜室，将操作按钮引至冻结站房设备旁边进行远距离操作。启动室与站房之间采用信号联系。室内照明及工业广场照明据现场需要设置，应能保证夜间值班人员进行正常的检查巡视。附：冻结工程施工供电系统图避雷器平面布置图第四章施工工期及劳动力组织1施工工期工期进度安排见表4-1-1。1 表4-1-1施工工期安排表项目工期（日历天数）备注钻孔施工853台钻机同时作业冻结沟槽施工7积极冻结期100冻结期共为205天（按冻结段井建施工145天包括复壁）维护冻结期105开冻至开挖60总工期297附：3#副井井筒冻结工程工期进度网络图2施工工期保证措施(1)认真优化施工方案，精心编制施工组织设计，确保技术方案可靠，工期设计合理，为顺利施工打下良好基础。(2)实行项目法施工，优化项目部管理机构，选派业务技术强、有丰富冻结施工经验的队伍。(3)加强工程动态管理，采用网络技术管理全工程。严格按计划控制各工序的时间，及时消除影响工期的不利因素，确保工期的计划进度。(4)落实承包责任制，积极开展劳动竞赛，充分调动职工的积极性，确保施工工期按期或提前完成。(5)保证冻结站安装质量。在冻结制冷期间，项目部要对班组实行盐水温度、制冷效率等指标即时考核制，以提高制冷效率，保证设备正常运转，缩短盐水降温期。(6)真诚与甲方、监理、质量监督等单位密切配合，自觉接受监督、检查，及时研究解决工程中的问题，保证按期、优质完成副井井筒冻结工程。3劳动组织投入本工程劳动力共计119人，各类人员详见表4-3-1。表4-3-1劳动力来源及组成表1 工种按工程施工阶段投入劳动力情况造孔冻结合计项目经理11生产副经理112安全、技术副经理112安全员112技术人员213机长34冻结站长11钻工6060冻安工1212电工226电焊工426电测工66机修工225材料保管员112劳资、会计22炊管人员33生活车司机22合计119现场施工组织机构图项目经理1 技术、安全经理生产、质量经理技术监督小组钻机机长冻结站长钻孔班组监测部后勤部设备运转班组机修电工班组第五章施工工艺及技术要求1施工工艺在施工工艺上，冻结单位与凿井单位密切配合，保证冻结和凿井施工安全顺利，冻结工程施工技术措施如下：冻结工程作业内容包括：1 施工准备、冻结钻孔施工方法、冻结施工方法、冻结施工工艺。1.1施工准备施工筹备人员进驻现场后，积极与业主及当地有关部门密切联系，在计划准备期内完成组织准备、物资准备、技术准备。按照施工平面布置完成冻结施工的钻场基础、泥浆泵房、测斜室、供、排浆系统施工、冻结施工的冻结站、配电室等生产大临工程和生活临建工程，以及供水、供电等，为冻结工程施工创造条件，满足施工要求。（见附表）1.2冻结钻孔施工方法(1)采用TSJ-2000E型钻机3台施工，配备TBW-850/50型泥浆泵3台。钻孔测斜采用JDT-5型陀螺仪，实现不提钻测斜。采用JDT-3K型陀螺仪定向，随钻可提式导向器和YL-127型螺杆钻纠斜。(2)钻场施工：首先要以井筒中心位置量出场地范围平整场地，分层铺设夯实三七灰土，厚350mm，三七灰土上部浇注C30混凝土厚350mm，并预留钻孔位置和砌筑泥浆循环沟槽。(3)确定孔位：以井筒中心为基准，测定孔位。钻孔孔位采用钉桩法设立明显标志。(4)钻机安装：按设备的安装要求进行，并配套好泥浆设施。接通水、电、安装夜间照明，检查钻具，做好各项准备工作。(5)钻孔：采用φ89mm钻杆，φ159mm加重杆，φ171.4mm牙轮钻头组成的加重钻具，回转式钻进泥浆护壁的方法，分班连续作业方式。(6)泥浆配制（见泥浆性能参数表5-1-1）表5-1-1泥浆性能参数表地层名称粘度（S）比重（g/cm3）含砂量（%）胶体率（%）砂土20-271.10-1.15＜4＞97粘土16-181.05＜4＞97风化带18-201.10＜4＞97基岩17-191.05＜4＞971 (7)钻进参数(见钻进参数表5-1-2)表5-1-2钻进参数表地层名称钻压(kg)泵量(L/min)转速(转/min)砂土500-600500-60055,77粘土600-800400-60077,124风化带800-100050077,124基岩＞1000500124,1251.3冻结施工方法根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）要求试压、检查验收。冻结站采用氟利昂螺杆压缩机组。冷却塔作为节水设备。以氯化钙盐水溶液为冷媒剂。采用OC-1010单总线温度采集仪，监测冻结壁温度场变化情况和验算冻结壁的厚度。(1)冻结站安装冻结站安装包括氟系统、盐水系统及冷却水系统安装，要求根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按《矿山井巷工程施工及验收规范》要求试压、检查验收。冻结站设备、压力容器及阀门在安装前必须进行清洗和压力试验，安全阀、液面指示器、放空气阀安装前必须做灵敏度试验，氟、盐水系统管路采用低碳无缝钢管，盐水箱安设液面自动报警装置。冻结站管路试压合格后，对氟低温管路和站内盐水管路进行保温包扎。(2)冻结沟槽施工及冻结器安装冻结钻孔竣工后，进行冻结沟槽施工和冻结器安装，冻结器安装完毕要对沟槽进行清理，做到沟槽内清洁整齐。沟槽内要安装盐水流量检测和控制装置，以便按时检测和调整各冻结器的盐水流量。盐水系统试压合格后要按设计要求对盐水管路进行保温包扎。1 (3)化盐水按照设计的比重配制盐水，配制盐水时，要防止异物混入，以免使冻结器堵塞影响井筒的正常冻结施工。以上各工序进行完毕，即可进行充氨试运转。试运转期间，要认真调试各系统的运转参数，并进行对各冻结器盐水流量的检测和调整工作，各冻结器的盐水流量必须达到设计要求。(4)正常运转、设备检修和检测监控包括积极冻结期和维护冻结期。从开机到井筒冻结段掘砌的时间为积极冻结期，内层井壁施工期间为维护冻结期。冻结期间，要按设计的开机台数和降温计划控制各项运转参数，并进行水文孔水位、参考井水位、测温孔温度的检测，井筒掘进期间的井帮温度、冻结壁位移的观测等要进行严格的检测监控，为井筒的掘进施工提供可靠的依据。1.4冻结施工工艺(1)冻结钻孔施工顺序施工准备→（钻场基础施工、临建施工）→钻机安装及定位→调制泥浆→正常钻进→测斜、纠斜、测深→测孔→下管→试压→钻孔验收。(2)制冷冻结施工顺序施工准备→基础施工→设备就位及管路和地沟槽安装→试压保温包扎→配制盐水→清水、盐水系统试运行→充氟、试运转→冻结正常运转→监测、监控→试挖→正式掘砌→维护冻结→停机→冻结验收。附：冻结钻孔施工工艺流程图冻结钻孔施工工艺流程图正常钻场施工测量定孔位孔设备安装制备泥浆正常钻进测斜配管试压测孔纠斜下管试压搬迁另一孔位施工偏斜单孔完成1 1 冻结工程施工工艺流程图基础施工安装化盐水冻结沟槽施工冻结器安装试压包扎充氟试运转检修监测监控正常试运转试挖正式掘砌冻结站拆除1 2施工主要技术要求为使井筒冻结壁按时达到设计厚度，确保井筒按时开挖和连续掘砌施工，冻结施工过程必须严格按照《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）和《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009-94)和本工程设计要求进行施工，主要施工技术要求分钻孔施工和冻结施工两个分项工程，要求如下。2.1钻孔施工主要技术要求(1)孔位：严格按设计孔位开孔施工，开孔孔位与设计孔位偏差不得超过30 mm。(2)孔径：使用φ89mm钻杆，φ150mm加重杆，φ171.4mm牙轮钻头钻进为主，以下置φ127×5mm的无缝钢管。(3)孔深：各类孔必须确保设计下管深度，不得有负值，不大于设计深度0.5m(以自然地平算起)。(4)钻机安装：必须保证天轮中心、转盘中心、孔位中心三点一线，并垫实钻机底盘，保证钻机稳固。(5)泥浆制备：选取优质粘土，并经试验确定其各项指标，正常钻进时，泥浆性能为：比重1.10-1.15，含砂量不超过4%，失水量不超过25毫升，胶体率不小于95%。施工中加强对泥浆性能的监测，经常测定泥浆指标，根据冲积层和基岩的地层特点调整泥浆指标以保证钻孔护壁效果。(6)钻孔：钻进时，立轴平稳旋转不能晃动，按钻孔深度及地层情况合理选择钻进参数、钻速、钻压及冲洗量。钻进中严格控制钻机转速，以防止钻孔偏斜。严格控制钻孔偏斜率及钻孔间距，使其符合“规范”和“设计”要求。(7)钻孔测斜：为检查钻孔偏斜情况，按规范和设计要求每钻进20m测斜一次，并每隔30-50m绘制钻孔实际偏斜方位图以指导施工。(8)钻孔偏斜要求：①冻结孔：冻结钻孔偏斜率必须严格控制，靶域半径控制在800mm，向井心偏斜表土段≤300mm，基岩段≤400mm，冻结孔终孔最大孔间距小于3.2m，1 表土段≤1.8m。②测温孔：偏斜率按不大于4‰控制。(9)下管：①所有管材均选用(GB/T8163-1999)20#低碳钢无缝钢管，下管前要重新丈量钻具全长和校验孔深，确保下管深度符合设计要求。②配管：根据每个孔的深度进行配管，并对管子逐根进行准确丈量、编号、配组，并做好原始记录。　　③底锥：冻结管、测温管设密封底锥和加强隔板，冻结管的底锥焊接必须是双层，焊接后必须在地面打压合格后，方可使用。要求底锥钢板和加强隔板厚度不小于各类管壁厚，材质与各类管相同。焊接采用与管材材质相符合的J422焊条，焊接厚度不得小于各类管壁厚，焊接必须严密。④焊接：冻结管、测温管全部采用外接箍连接方式，接箍长度均为150mm。焊接时要求管材、管箍、焊条的材质必须一致，焊接厚度不低于冻结管壁厚，无砂眼，无裂纹，并且要求管端必须对正，保证同心度，焊接要严格按焊接工艺进行焊接。⑤下管结束经打压合格后，管口加盖封牢固定，才能转入下一个孔施工。(10)冻结管耐压试验：冻结管下置完成后，必须按“规范”要求进行水压耐压试漏，试验压力为3.0Mpa。试压时间为30min内压力不降，或压力下降值小于0.05MPa，再延续15min，其压力保持不变为合格。打压必须设专人，并做好原始记录。打压合格后加盖密封管口，以防杂物掉入或泥浆灌入管内。(11)各类钻孔施工，均要认真做好原始记录，要求全面、详细、准确。严格按ISO9001：2000标准，做好各环节、各过程控制，确保施工质量。(13)冻结钻孔施工竣工后均提交如下资料①钻孔施工数据总表；②钻孔测斜成果表；1 ③钻孔偏斜总平面图；④冻结检查孔柱状图；⑤冻结孔施工竣工报告；⑥各水平冻结壁交圈平面图。2.2冻结施工主要技术要求(1)基础施工：根据平面布置图测量放线，按基础图规格、尺寸要求施工。(2)冻结站安装：安装前对所有的设备、阀门检修完好，各种管路清理干净，所用的机具准备齐全，做好设备就位、找平、找正工作。(3)试压、保温：制冷三大循环系统安装完毕后，严格按《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）要求进行压力试验和真空试漏，机组使用氮气试压。试压合格后对低温管道、设备、阀门等隔热保温包扎，确保隔热性能。(4)充氟、试运转：试运转前先按设计比重配制氯化钙溶液（盐水冷媒剂），在冷却水系统、盐水系统工作正常后进行充氟试运转工作。试运转正常即可开始积极冻结运转。(5)温度测试：设专人进行测温,冻结站开机前要对原始地温、参考井水位、水文孔水位、水温统一检测一遍，并做好记录。在积极冻结期间测温工作要每天进行一次，维护冻结期间每二天进行一次，所测资料阶段性上报处有关部门。(6)冻结器运转初期要检测各孔盐水流量,并观测冻结器结霜情况，确保每个冻结孔畅通且流量基本均匀。(7)加强车间管理，使盐水温度尽快达到设计要求。(8)在冻结期间，冻结井周围300米内抽水影响半径内的水井一律停止使用，以保证冻结井筒冻结壁按时交圈。(9)1 井筒开挖：通过测温孔数据计算，分析冻结壁发展状况，综合分析确认冻结壁已满足开挖条件后，才能开挖。开挖过程中，继续加强井帮温度等各项检测工作。严格控制段高和井帮暴露时间，根据冻土发展状况和冻结壁温度，在冻结壁已满足井筒掘砌施工安全的前提下，适时减少开机台数和供冷量，转入维护冻结。(10)应按“规程”和设计要求，根据不同地层严格控制掘进段高。(11)冻结段井筒需放炮施工时,在放炮前，掘进单位应通知冻结站值班人员，以便检测盐水系统是否正常运行。冻、掘双方有关人员要密切配合，经常下井观测冻土发展情况及不同地层的井帮温度，做好原始记录，有异常情况双方尽早发现，积极采取措施，确保井筒安全通过冻结段。(12)冻结施工人员严格按各项规程施工，认真执行ISO9001程序，坚持把好各工序及施工过程质量关，确保冻结工程达到优良标准。(13)冻结工程结束后，提交全部施工资料及竣工报告。2.3潜在问题2.3.1冻结造孔一、地层有深厚卵砾石层，对打钻进度及造孔质量影响巨大，在钻进过程中要严密监测，不惜一切代价确保优质高效的完成造孔任务；二、冻结孔布置密集，在开孔时要确保开孔位置准确，防止穿孔，保证偏斜率和100%成孔率；2.3.2冻结运转要确保高温环境下设备安全。1 第六章主要施工措施1钻孔漏浆措施冻结钻孔施工发生漏浆时，应采取如下措施：（1）在钻进过程中，应注意观察泥浆池液面的变化和钻孔内泥浆的消耗，特别要掌握泥浆液消耗严重的地层、位置及漏失量的大小；（2）一旦发现泥浆有消耗，应及时调制成优质泥浆加大密度，提高其粘度，同时钻速减慢或停止钻进，以便观察泥浆池液面的变化；（3）若泥浆漏失严重，甚至钻孔不返浆，应立即将钻具提出孔口，采用优质粘土（或膨润土）制成粘土球（掺有锯末等惰性材料）投入孔内，并用加重杆捣实、挤密至漏失层位，然后慢速小泵量，保证泥浆循环钻进；（4）若采用粘土球等方法确实难以造孔时，建议建设单位采用井筒回填等措施，以确保钻孔正常施工。2质量保证措施2.1质量目标：工程质量优良。2.2质量管理措施1)钻孔施工质量管理措施采用钻、测、纠相结合的冻结孔钻进技术，严格控制冻结孔向井内偏斜，确保钻孔垂直度，缩小冻结孔间距，加快冻结壁形成速度，为缩短凿井工期创造条件。(1)冻结钻孔布置采用经纬仪或钢尺测定孔位，孔位不得随意移动。(2)合理选择钻进技术参数，定时测定泥浆指标，根据不同地层及时调整泥浆技术指标，防止孔壁坍蹋掉块，确保泥浆护壁效果。(3)提升钻具时，应向孔内注入新浆，防止塌孔，终孔用新鲜泥浆循环，把岩粉全部排出。(4)预防钻孔偏斜措施：钻机安装稳定，立轴不旷动。开孔钻进时应轻压、慢转。随着钻进深度的不同，随时增减加重钻具。所有钻具要详细检查，弯曲和磨损过大的钻具严禁使用。钻进中加尺或更换钻头时，适当提钻具扫孔，但不准将钻具停在一个深度长时间冲孔，减少自然偏斜。(5)1 为检验钻孔偏斜情况，按要求间隔深度及时测斜，遇有地层发生较大变化或易偏斜地层加密测点，逐点把关并及时上图校验。发现偏斜超限立即纠偏。(6)冻结管下置前要在地面配组，丈量冻结管长度，清除管内杂物，下管后进行复测深度，确保冻结管下置深度符合设计要求。(7)认真检查冻结管质量，严禁使用弯曲、变形、夹皮、薄厚不均等有缺陷的冻结管。(8)冻结管焊时，管端要端正，确保同心度，每道焊缝至少要焊三遍，焊缝厚度不小于管壁厚度。(9)采用先进的定向纠偏钻具技术，对超偏钻孔进行人工定向纠偏，冻结孔间距超过规定时，必须打补孔。2)冻结施工质量管理措施(1)冻结站安装前对所有的设备、阀门检修完好，各种管路清理干净，所用的机具准备齐全，做好设备就位、找平、找正工作。(2)冻结站设备容量要满足井筒需冷量要求，并有一定的数量的备用，安装质量要符合设计要求。运转过程中要合理配组，及时调整各项运转参数指标，使盐水温度尽快在规定时间内达到设计值。(3)冻结运转期间，定期检测各冻结器的纵向温度，对测温孔各水平温度、水文孔的水位变化情况逐日定时检测，以便及时掌握冻结壁发展状况。(4)加强盐水温度、冻结壁温度、冻结壁变形等技术参数的监测、监控，并及时分析预测冻结壁的发展情况，为安全施工做好技术保障。(5)用点温计检测冻结器纵向温度分布，以便判断冻结器是否运转正常，并据此分析不同地层中冻结发展状况及地下水流动对冻结壁造成的影响问题。(6)加强冻结壁检测、监控，定期根据测温资料分析冻结壁温度场，预测各水平冻结壁形成的情况，为冻结、掘砌施工提供依据，确保冻结、掘砌施工安全。(7)及时调整冻结站运转状态，冻结施工中加强冻、掘动态管理，冻结站运转期间要做到合理配机，提高制冷效率，加快盐水温度降温速度，促使冻结壁尽快发展。1 (8)加强与掘砌单位的配合，根据井下实测及冻结壁发展状况，保证井筒掘砌施工的安全。3.3质量标准与质量体系1）质量标准：(1)《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）；(2)《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009-94）；(3)《煤炭工业建设工程质量技术资料管理规定》；(4)《煤炭工业煤矿井巷工程、建筑安装工程单位工程质量保证资料评级办法》；(5)《煤矿安全规程》。2）质保体系(1)树立以“质量是企业生存的关键”“为业主负责”“百年大计，质量为本”的指导思想，强化全体管理人员和施工人员的质量意识，制定质量责任制，落实到施工全过程中。(2)实行全员、全过程、全方位质量保障管理与监督机制，企业主管领导亲自抓质量，项目部经理主抓质量，项目部副经理负责质量，企业设质检科，项目部设一名专职质检员，施工班组设一名班组长检查施工质量。形成上下配套的专项质检机构，质检人员具有质量否决权和惩罚权。(3)认真贯彻执行企业颁发的（IS09001：2000）《质量手册》和一系列《程序文件》以及编发的第三层次支持性文件作为质量管理和指导过程控制的依据。(4)严格按照ISO9001-2000质量标准体系进行操作，建立健全质量保证体系、质量管理机构、组织机构和监督机构，确保质量目标的实现。(5)严格坚持本企业的质量管理制度：包括施工组织设计讨论研究，施工图纸会审、施工措施审批、技术交底、质量分析会、质量考评和班前会等有关制度，坚持执行班组质量日检，项目部旬检、企业月检的三级检查制度。(6)1 严格施工质量管理程序，层层把关。关键工序控制落实到人，建立健全岗位责任制，认真执行“安全、技术操作规程”。按有关技术规范、规程、标准、法规施工。设专职质检员，建立严格的自检、互检、工序联检制度，形成相互约束机制。(7)坚持强化投入本工程施工全体员工的质量意识教育，使之真正理解质量是工程施工的重中之重，加强职工的业务技术和全面质量管理知识的学习，自觉遵守有关施工质量标准的意识。(8)坚持实行质量承包责任制，企业将工程施工内容承包给项目部，项目部分解至各班组负责人。工程量、质量、工期、安全等各项指标层层落实，逐项考核，实行奖惩激励机制，充分调动职工的积极性。(9)坚持严格按有关技术规范，技术标准和施工组织设计、施工图进行施工，做好施工质量原始记录，应用质量统计技术，进行质量分析，做好各工序质量控制，并主动自觉接受建设方、监理部门及质检部门的监督检查，定期报送有关质量报表，及时提供施工质量数据资料。(10)本工程不断应用新技术，推广新工艺，采用先进的施工监测，监控设备和仪器，按照竞争性谈判书的要求，确保工程施工质量。（11）质保体系中，各基层质检员就各个施工工序出现的质量问题进行检测，并上报项目部质检部，项目部通过质检部进行复检及核实，上报上级质监部门，处各职能部门就质量问题进行认证及解决，上报处委审查。附：冻结工程质量管理组织体系图1 冻结工程质量管理组织体系图项目经理技术副经理生产副经理项目质检部项目专职质检员机修班质检员钻机班质检员工程部机电部供应部处长生产副处长总工程师电工班质检员监测组质检员焊工班质检员冻结运转班质检员1 4施工安全保证措施为保证井筒能够及早开挖，并安全、顺利通过冻结段，我单位在冻结施工中将采取如下安全措施。主要包括安全目标、安全保证体系、井筒冻结与掘砌配合措施。4.1安全目标：安全施工无事故。4.2安全保证体系(1)制定和实施安全生产责任制，建立健全各项规章制度，并严格执行。(2)建立安全生产保证体系，做到管理有力、保障运行。(3)组织项目施工全体人员的安全教育和技术培训，特殊工种必须持证上岗，并进行开工前的技术考核。(4)建立安全检查制度，实行安全生产奖罚制，及时消除事故隐患。坚持做到班组日检、项目部旬检、企业月检的安全检查。项目部每周、企业每月召开一次安全会议，班组每日班前会上要进行安全交底。(5)设备使用期间要加强维修和保养，保证设备的完好率和使用率。(6)加强对设备和管路的巡查，杜绝氟、盐水、油等的跑、冒、滴、漏现象，各种压力容器按规定进行压力试验。(7)加大安全投入，安全警示牌醒目，安全设备完好，满足施工需要。(8)高空作业人员要系安全带，戴安全帽，穿防滑鞋，所用工具要用工具包接送，防止坠物伤人。(9)冻结站要配备足够的防毒面具、橡胶手套等防护用具，生产区和生活区要配备消防器材，不准私自乱接电线，以免发生火灾。(10)严格执行电气安全操作规程，所有电气设备要有漏电保护与接地装置，电缆埋设要有标志，过路要有套管保护。(11)施工人员要熟悉相关机械设备的性能，严禁违章作业。(12)冻结有关人员要经常下井观测井筒冻结状况，发现问题及时采取相应措施。井下观测要有记录并认真保存。(13)经常观测盐水箱水位、冻结管工作状态，发现盐水箱漏失盐水、冻结管断裂等现象及时采取应急措施并上报有关部门。1 （14）安保体系中，基层安检员负责生产各环节安全隐患的排查，上报项目部，项目部派专人进行治理，处安监站及保卫处经常对现场施工进行检查，出现的大的安全问题由处委会协调解决。附：安全保证体系构成图1 安全保证体系构成图冻结站安检员班组安检员处长安监站保卫处项目经理项目副经理项目部专职安检员钻机安检员1 5井筒冻结与掘砌配合措施为确保井筒安全顺利掘砌施工，冻结为掘砌创造如下条件：①有足够的冻结壁厚度和强度的冻结圆筒体抵抗外界水压，确保井筒掘砌施工安全。②井筒开挖前，积极降低盐水温度，确保井筒按时开挖。③井筒开挖期间，坚持每个段高监测井帮温度，及时了解冻结发展情况，在确保井筒施工安全的情况下尽量减少掘砌单位少挖冻土。④下井监测人员要服从掘砌单位的指挥，同时掘砌单位也应为冻结下井人员监测提供有利条件。⑤根据冻结发展情况适时调整冷冻机组开机台数、盐水温度和流量，为掘砌单位创造良好的条件。⑥采用信息化施工，及时收集冻结资料，定期分析冻结发展情况。6冬雨季、防风沙施工措施6.1冬季施工措施(1)要有防火措施，取暖火炉必须远离冻结站，凡用火炉取暖的办公室、宿舍必须保持室内适当的通风，以防煤气中毒。火炉周围严禁堆放易燃、易爆物品，冷冻站办公室防火设施要齐全。(2)职工劳保用品要及时发放，施工期间注意防冻防滑。(3)不得赤手触及金属物品，供水管路停止使用时应放尽管内存水，防止管路冻裂，保证系统再运行时畅通无阻。6.2雨季施工措施(1)冻结临时设施（沟槽除外）室内地坪要高于室外地坪，排水设备、防洪设施齐全。(2)电气设备应防止雨、水淋浇。(3)钻机、冻结站、变电所应安装避雷针，以防雷电。(4)钻孔施工及冻结站安装适逢雨季，认真做好赶工计划，保证按期完成施工任务。(5)项目部每名职工配备雨衣、雨靴等必须的劳动保护用品，保证冻结工程施工能连续作业。1 6.3防风沙处理措施（1）钻机的塔衣需完整、完好；（多风地区为钻塔安全可半悬挂塔衣）（2）发生五级以上的大风时必须停止高空作业；（3）配备工人必要的劳动保护用品，如眼镜、眼罩等保护用品；（4）冻结站及职工宿舍的门窗应能防止风沙；（5）高空的设备、建筑物、构筑物和临时设施的基础和连接应牢固。7文明施工措施（1）工程开工前要对施工现场进行整体规划，设置图牌：冻结工程应有工程概况牌、企业简介牌、安全生产纪律牌、文明施工管理牌、环境保护管理牌、消防保卫措施牌、施工现场总平面图、施工现场安全标志布置平面图、进入工地必须佩戴安全帽提示牌。图牌设置位置为冻结站附近，集中设置，朝向与高度要易于职工观看，也可设置于办公区。（2）配合建设单位搞好施工现场的“四通一平”，即：水、电、路及通讯畅通，施工现场平整。整个施工现场要做到清洁卫生，无积水、无淤泥、无料底、无杂物、无垃圾，施工区附近设临时厕所。（3）现场内应有材料堆放场地和设备存放库。各种材料设备应分类存放。材料有标识、设备有铭牌，排列整齐，摆放有序，方便装卸，便于运输，并符合仓库保管安全技术的要求。严禁乱堆乱放，野蛮装卸。（4）场区内的大临工程和设施，要做到布局合理，规划整齐，保证工程质量，保证安全使用。同时要创造条件配合建设单位搞好场区和生活区的绿化工作，美化环境。（5）场区内所利用的永久道路和修建的通向冻结站及各库房、车间、设施的临时道路，都要做到平坦、畅通、无淤泥、无积水。（6）冻结站和变电所的安装应严格按照质量标准进行施工，所有的管网、电缆和压力容器均应符合有关规定，并经常检查维修，杜绝长明灯和长流水及跑、冒、滴、漏等现象。变电所安装合理、美观、符合规范，站内和变电所电缆敷设合理、整齐，电缆沟盖板牢固齐全，沟内无积水杂物。1 室内照明、通风良好，无杂物，清洁卫生。（7）冻结站和箱变要有醒目的警标和必要的安全保卫设施。有关岗位责任制、技术操作规程、交接班制度、变电所、冻结站重地出入登记制度、当班巡视检查制度等管理制度应悬挂或张贴于工作场所的显要位置。（8）机加工车间、仓库、冻结站内的岗位责任制要上墙，各运转设备要清洁完好，无泥浆、无灰尘、无油垢，铭牌标志清晰，安全装置齐全可靠。设备实行包运转、包维护、包检修的包机制，责任到人。仓库内各种工具、设备要分类排列摆放，铭牌标志清晰，清洁完整，安全装置齐全可靠。（9）冻结站内，盐水系统、氟系统无渗漏现象，地沟槽内要干净，无积水和杂物，清水泵房及冷却水循环系统无积水杂物，排水系统良好。（10）施工现场及各项工程设施必须分别具有相应的防水、防火、防坠、防爆、防雷、防冻及防盗等安全设施和管理制度。各种人员进入工地都必须按规定和要求佩戴安全帽等安全防护用品，工程现场按规定设置安全网、防护栏。（11）各主要工种必须经过技术培训，考试合格持证上岗，在岗工作应精神饱满，作业人员必须遵守劳动纪律及交接班制度等有关的规章制度，个人劳动保护符合要求，无脱岗。（12）要加强“两堂一舍”及场区环境的管理。食堂要严格执行卫生“五四”制、杜绝食物中毒，餐厅、厨房清洁卫生，饮餐具要经常洗刷消毒。澡塘要保持清洁、空气流通、按时换水、要设有淋浴，更衣室要整齐舒适、经常擦洗，保持地面无积水无泥无杂物；宿舍要保持空气新鲜，安静舒适、衣物整齐；厕所（包括现场厕所）要勤打扫，勤消毒，及时清理粪便及垃圾，要有防蝇措施，保证使用方便。（13）1 工地临时办公室内要做到墙面整洁，图表、资料张贴和悬挂整齐；桌面平整，办公用具及施工用仪器、仪表摆放有序。室内及周围无垃圾污物。利用永久建筑的办公室，还要做到窗明几净，楼道清扫干净，无痰迹、无杂物、标语口号醒目。楼梯扶手无尘土、厕所下水道无堵塞，力争做到无臭味，无蚊蝇。（14）要加强职业道德及尊重别人的劳动成果的教育。教育职工爱护产品，凡竣工后的建筑成品或正在施工中的半成品都要严加保护。墙角、楼梯踏步不得损坏，墙面不准涂抹，地面保持平整，门窗玻璃不得有损，给排水、暖气保证畅通无阻，不跑不漏，否则不得交工或交下道工序。（15）暂不使用的设备、配件必须妥善保管，防止日晒雨淋、锈蚀或丢失，并做好防火、防盗工作，还必须有专人定期进行检查维护保养。附：文明施工管理体系图1 文明施工管理体系图经营后勤部机修班电工班焊工班加工班监测班安全生产部质量技术部后勤班制冷班项目经理工程部机电部供应部处长生产副处长总工程师1 8环境及职业安全健康管理措施《GB/T24001：2001环境管理体系--规范及使用指南》与《GB/T28001职业健康安全管理体系--规范》的贯彻和实施是我处在质量管理体系之后又增加的两个体系文件。学习、贯彻、落实对企业尤为重要，要根据实际情况不断对环境因素进行识别，及对危险因素进行辨识，达到持续改进的目的。8.1环境指标和措施(1)指标：①注意大临施工现场扬尘排放。②施工区噪声应控制在90dB以内；③固体废弃物按业主指定方向堆放、处理。(2)措施：①对施工现场环境因素进行识别，具体执行处工程部下发的《环境因素识别与管理方案》。②对现场危险源要进行辨识，具体执行处安检站下发的《危险源辨识及管理方案》。③钻机泥浆排放要按业主指定地方排放。④立刻检查氟系统运行状况，争取及早发现问题，解决问题。⑤生活区、冻结站附近应设置垃圾站，按业主指定地方存放。8.2《职业安全健康管理体系—规范》的贯彻实施目标及措施(1)目标：①杜绝重伤，避免轻伤；②最大限度减少职业病的发生。(2)措施：①开工前，项目部对职工进行安全知识教育，遇有紧急情况时执行处工程科、安检站下发的有关紧急预案。②项目部要根据工程实际情况编制更为具体的应急预案，并充分准备相关物品。③1 项目部要对职工进行职业危害教育，认真执行处发《职业危害预防制度》和《职业病防治管理办法》，使其明确潜在的职业危害并熟知相应的预防措施。④项目部要按处安监处、工程部下发的有关措施组成应急预案领导小组，保证指挥系统及时、畅通、便捷。第七章保证冻结工程质量的有效测试手段和方法1保证钻孔施工质量的有效测试手段和方法1 为确保本工程的施工质量，我单位将加大投入一批钻孔质量检测设备，以满足对冻结孔施工质量进行有效测试。冻结孔质量主要检测项目是钻孔深度和钻孔垂直度。(1)监测目的：为使冻结孔深度符合设计要求，偏斜值符合规定，采用钻、测、纠相结合的冻结孔钻进技术，严格控制冻结孔向井内偏斜，确保钻孔垂直度，缩小冻结孔间距，加快冻结壁形成速度，为缩短凿井工期创造条件。(2)监测手段和方法：钻进过程中每个孔均要按要求间隔深度及时测斜，遇有地层发生较大变化或易偏斜地层加密测点，逐点把关并及时上图校验，发现偏斜超限立即纠偏。采用先进的定向纠偏钻具技术，对超偏钻孔进行人工定向纠偏，下好冻结管后要进行成孔复测。(3)孔深监测：每次下入钻具之前，要用钢尺进行测量并记录，在每个钻孔终孔前对孔内所有钻具进行复测，以复核钻孔深度。(4)冻结管深度监测：根据每个孔的深度进行配管，并对管子逐根进行准确丈量、编号、配组，并做好原始记录，确保管深不小于设计深度。(5)监测成果：整理数据后，按设计水平绘出偏斜总平面图及各水平冻结壁预想交圈图。2保证冻结施工质量的有效测试手段和方法1)冻结施工监测、监控目的监测目的是为井筒冻结施工及时反馈信息，是完善设计和指导施工的重要手段，是判断冻结壁是否达到设计标准的重要依据，由于深井冻结地质条件的复杂性和施工过程的多变性，对于在设计计算中未能计入的各种因素，通过监测结果进一步修改和完善施工技术措施；施工现场根据监测数据，及时调整冻结施工参数，经监测数据分析、判断冻结壁是否交圈，确定井筒开挖和施工中冻结壁厚度和强度，以保证井筒安全掘砌，并为以后的冻结工程提供较为可靠的技术参数。2)监测内容(见表7-2-1)1 表7-2-1监测项目表序号监测内容1原始地温及水位水温监测2冻结站制冷系统运转指标监测3盐水温度、盐水流量、盐水水位监测4冻结壁温度场监测5水文孔、参考井水位水温监测6工作面井帮温度监测3)原始地温及水位水温监测(1)原始地温监测利用测温孔在开机冻结前将原始地温测量出来，为以后与开机后测温孔数据相比较，掌握地层冻结温度温度变化规律。(2)原始水位水温监测利用水文孔及附近参考井在开机冻结前将原始水位、水温测量出来，掌握井筒地下水静止水位标高及水温，为冻结过程中的水位、水温变化做参考。4)冻结站制冷系统运转指标监测(1)监测目的通过对冻结站氟、盐水、冷却水系统中的温度、压力等监测，分析运转指标的合理性，以确保冻结站的制冷效率。(2)监测手段及方法分别在循环管路中安设测温组件、压力计等，实现上述指标的监测。(3)监测频次从冻结运转开始至结束全过程，对运转设备及三大循环系统各部位进行连续观测。(4)监测结果利用各项运转指标综合分析表、设备运转状况评价表，运转图表等进行记录。5)冻结制冷盐水温度、流量、水位监测(1)监测目的1 了解每个冻结器的工况、热交换情况，保证对每根冻结管提供足够的冷量，确保冻结壁的形成。通过对盐水箱水位变化的监测及时掌握和控制盐水系统运转情况和防止盐水漏失现象，保证冻结壁的均衡发展和安全稳定性。(2)监测方法①盐水温度监测在去回路盐水干管上，配集液圈头、尾部设置测温点并安设温度计，在冻结器上设置检测去、回路温度装置，测量盐水去、回路总温差和各冻结器去回路温差，反映冻结器的工作状况。监测频次：盐水干管温度每日监测，各冻结器温度每10天监测一次。②冻结管纵向盐水温度监测采用单点热电偶和数字温度计分别在冻结运转1个月和井筒开挖前对冻结管内盐水进行纵向温度监测，反映冻结器是否畅通，掌握冻结壁在各水平上的整体扩展状况。③盐水流量监测安装一套流量检测系统，随时对每个冻结器盐水流量进行监测，且每个冻结器均设置流量调节器，确保各冻结管盐水流量基本保持均匀，并能满足设计要求。④盐水箱水位监测在每个盐水箱安装电子液位自动显示报警器，监测盐水漏失情况。(3)监测结果各项监测数据要进行整理分析，并绘制盐水温度变化曲线图、纵向温度变化曲线图。6)冻结温度场监测(1)监测目的随时掌握冻结壁的发展状况，了解其厚度、平均温度、强度及冻结壁形成规律，合理确定井筒开挖时间和正确指导掘砌施工。(2)监测方法1 设置测温孔，孔内布AD-590温度传感器，采用OC-1010单总线温度采集仪对温度场随机检测，实现自动数据采集、处理、打印、储存。(3)传感器布置测温孔内传感器布置原则：主要针对基岩含水层，以准确掌握这些关键地层的冻土发展状况。根据检查孔柱状图描述，具体布置水平见表7-2-2。表7-2-23#副井测温孔传感器布置表序号水平（m）序号水平（m）11051302406160370718041008210.5(4)监测频次从井筒积极冻结开始直到井筒冻结段施工完毕。在积极冻结过程中，每隔24h检测一次，在维护冻结过程中，每两天检测一次，需要时可随时检测。(5)监测结果数据记录分析表、冻结壁在不同时期沿深度的温度分布曲线图、冻结壁在不同时期各层位水平方向温度分布曲线图。7)工作面井帮温度监测(1)监测目的判断冻结壁的可靠性，预测工作面以下冻土扩展情况，及时调整冷量，为掘进创造良好、安全的施工条件。(2)监测方法在每个掘进段高，沿井帮四周水平方向均布4-8个测点，在工作面垂直方向布置2-3个测点，以检测冻土在荒径内外的扩展情况；使用半导体单点数字温度计，探头遇冻土时，利用钻眼放入冻土检测，在未冻土中直接插入测量，并用钢尺直接量出冻土扩展距离。(3)监测频次根据开挖情况适时监测，每个掘进段高测量一次，掘进换层时，及时测量。1 (4)监测结果数据记录分析表，沿井筒周边纵向温度分布曲线图，冻土进荒径纵向扩展图。8)监测系统流程图(见下图)监测系统流程图传感器数据采集器数据交换器人工测量人工记录数数据键盘输入现场计算机上位计算机结果输出方案调整或不变设计与施工1 附表1用于本工程的主要施工设备表计划用于本工程的主要施工机械表机械名称规格型号额定功率（KW）厂牌及出厂时间数量(台)新旧程度（%）钻机TSJ-2000E110石家庄395泥浆泵TBW-850/5090石家庄395压缩冷冻机YSLG20CF2B220大连2100压缩冷冻机YSLG16CF2180大连2100冷却塔DBNL3-30022.5河北295电焊机BS-30030山东690变压器S9-10(6)/1250KVA徐州190附表2施工临时用地临时设施用地表序号用途面积(m2)位置需用时间1灰土盘410井口位置80天2泥浆池48业主指定80天3泥浆站40业主指定80天4测斜室35业主指定80天5冻结站200业主指定200天6职工食堂30业主指定200天7办公室、会议室30业主指定200天8职工宿舍90业主指定200天9材料库15业主指定200天10冷却水池96业主指定200天11冻结环形沟槽Φ13m井口200天1 附表3施工主要材料用表主要材料用量表序号名称规格单位数量备注1无缝钢管Φ127×5mmm6200Φ108×5mmm5102接箍Φ146×6mm个670150mm/个Φ121×5mm个100150mm/个3无缝钢管Φ245×7mmm300盐水集配液圈及干管4无缝钢管Φ245×7mmm15水管路5无缝钢管Φ377×10mmm30水管路6无缝钢管Φ51×6mmm60羊角管7圆钢Φ90mmm50配重管，每孔1.5m8塑料布δ=0.08mmkg50保温9聚氨脂δ=50mmm230010氯化钙T4511氟利昂T2.512塑料供液管200m/170根14/14Ф57×5mm13胶管2〃m7014冷冻机油-46#吨5附表4冻结法施工主要监测仪器一览表序号仪器设备名称规格型号单位数量备注1数字温度检测仪MS-100A台1冻结站2多路数字温度检测系统OC-1000套1冻结孔3便携式超声波流量计LUCB-300台1盐水系统5气体检测仪台1冻结站6温度数字点温仪台1冻土7测温元件个30冻土8水位报警器台1盐水系统9测试电缆m10001 附表5劳动力计划表工种按工程施工阶段投入劳动力情况造孔冻结安装积极运转维护运转冻结拆除钻工60冻安工1212812电工22211电焊工42112电测工6测温工111机修工2211材料保管员11111劳资、会计22111炊管人员31111生活车司机111111 附表63#副井施工工期计划网络图1354987钻机开机85天钻孔施工冻结安装60天140天试挖到停机5天试挖期60天开机到试挖7天沟槽安装开始掘进到套完内壁145天出现问题冻结运转期：积极运转100天，维护运转105天262工期提前说明：正常施工条件下施工工序为：①—③—⑤—⑦—⑧—⑨冻结工程施工总工期为297天1