第一章凍結(jié)法施工

1、緒論一、特殊鑿井分類特殊施工是相對(duì)于普通施工技術(shù)而言，可定義為：在松散不穩(wěn)定含水地層，或在涌水量很大的穩(wěn)定裂隙巖層中，采用圍巖加固、堵水、超前支護(hù)或采用大型鉆井機(jī)械施工的技術(shù)，這種技術(shù)主要有：凍結(jié)法、注漿法、鉆井法、沉井法、混凝土帷幕法等表土施工技術(shù)。深表土凍結(jié)法、沉井法、鉆井法、注漿法。特殊鑿井施工技術(shù)按其實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)可分為三類：1、超前支護(hù)類在地下工程挖掘之前，采用超前支護(hù)以隔絕或減少流砂和地下水的涌入，然后在超前支護(hù)的保護(hù)下掘進(jìn)，屬于此類者有：沉井法、混凝土帷幕法。2、圍巖加固類在地下工程開鑿之前，采用措施暫時(shí)，永久地加固圍巖，改善圍巖的穩(wěn)定條件，而后進(jìn)行掘砌作業(yè)，如凍結(jié)法、注漿法等。3、

2、機(jī)械破巖類應(yīng)用大型機(jī)械直接破巖、出矸，使卸掘砌作業(yè)機(jī)械化圖鉆井法等。二、巖特殊鑿井的歷史53年新汶孫村礦注漿井首次采用深井法。55年新汶張莊礦首次在井筒進(jìn)行工作面預(yù)注漿55年開灤礦物局林西礦采用凍結(jié)法（波蘭設(shè)計(jì)與施工）56年開灤礦物局唐家礦采用凍結(jié)法（蘇聯(lián)指導(dǎo)，自己設(shè)計(jì)施工）58年峰峰礦物局薛村礦主井采用地面預(yù)注漿69年淮北礦物局朔利村南風(fēng)井采用鉆井法74年鶴崗礦物局興安礦南風(fēng)井采用混凝土帷幕法目前：沉井法（沉箱法）于90年代在煤礦使用，軟表土地基中土建工程用的很多。沉深192m曲阜單家村主副井，上海基礎(chǔ)公司沉井。帷混凝土帷幕法84年施工新汶鄂莊注漿井是使用，單深57m，主要用于地下?lián)跬翂Γ?/p>

3、電部的應(yīng)用較多，鉆井法主要在西淮地區(qū)，9m，單深513m， 凍結(jié)法，目前龍崮主副風(fēng)井三個(gè)井筒采用，副井凍結(jié)深度650m，巨野煤田郭屯凍結(jié)達(dá)到702m；國(guó)投新集口孜東主井凍深737m，萬福主井894m，萬福副風(fēng)井840mm。注漿法遍及各礦區(qū)主井，平巷，硐室均在采用。主要內(nèi)容：凍結(jié)法、注漿法、鉆井法、沉井法、混凝土帷幕法看錄像。第一章：凍結(jié)法施工凍結(jié)法應(yīng)用較多，尤其對(duì)深層表土的礦區(qū)，目前凍結(jié)法施工逐漸有城市的地鐵發(fā)展，這里我們以礦區(qū)為例介紹。§1、概述凍結(jié)法鑿井既是在井筒開挖之前，用人工制冷的方法，將井筒周圍的巖層凍結(jié)形成封閉的圓筒凍結(jié)壁，以抵抗地壓，隔絕地下水與井筒的聯(lián)系，然后在其保護(hù)

4、下，進(jìn)行掘砌工作的一種特殊施工方法，其實(shí)質(zhì)是利用人工制冷臨時(shí)改變巖土性質(zhì)以固結(jié)地層。為了形成凍結(jié)壁，首先在井筒周圍打一定數(shù)量的凍結(jié)孔，并安裝凍結(jié)器，冷凍站制出的低溫鹽水（30）送給凍結(jié)器，以吸收地層熱量，使土層凍結(jié)形成具有一定厚度和強(qiáng)度的凍結(jié)壁，最后在凍結(jié)壁保護(hù)下進(jìn)行井筒掘砌。為此，凍結(jié)法鑿井可分為：打鉆凍結(jié)掘砌三大工作內(nèi)容。三大工作內(nèi)容中，凍結(jié)為重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，低鹽水在地下如何把土層變成冰層的，實(shí)際上就使幾個(gè)熱平衡問題，常講制冷三大循環(huán)。鹽水循環(huán)系統(tǒng)箱內(nèi)低溫鹽水凍結(jié)管內(nèi)高溫鹽水鹽水箱低溫鹽水再進(jìn)入凍結(jié)管巖層降溫，形成凍結(jié)壁土層熱量被鹽水吸收。氨循環(huán)系統(tǒng)高溫鹽水靠氨的狀態(tài)變化而降溫的，即氨吸熱

5、，液氨吸熱蒸發(fā)變成氣態(tài)氨，那么氣氨如何變?yōu)橐喊蹦兀恳簯B(tài)氨飽和氣氨高壓過熱氣氨高壓液氨液態(tài)氨再次進(jìn)入蒸發(fā)皿，形成氨循環(huán)系統(tǒng)鹽水熱量被氨吸收。冷卻水系統(tǒng)氣氨變液氨的實(shí)現(xiàn)，靠冷卻水系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。低溫水高溫水低溫水冷凝器水吸收氣氨熱量，并把這熱分傳到大氣中去。三大循環(huán)中，重點(diǎn)使氨循環(huán)系統(tǒng)，即制冷系統(tǒng)。除此之外，液有采用液氨凍結(jié)，液氨制冷，無需三大循環(huán)，主要靠液氨氣化吸收地?zé)嶂评洹?#167;2、制冷原理一、焓、熵及壓焓圖1、焓（h）為狀態(tài)參數(shù)， KJ/kg其物理意義：在開口系統(tǒng)中，工質(zhì)某狀態(tài)的焓等于該狀態(tài)的內(nèi)能與流動(dòng)功之和，它是溫度的單值函數(shù)， kJ/kg，定壓平均比熱。兩點(diǎn)焓差只與兩點(diǎn)溫度有關(guān)。2、熵

6、（s）狀態(tài)參數(shù)， kJ/kg.k 微熵其物理意義為：工質(zhì)熵的變化，等于工質(zhì)從熱源吸收的熱量除以熱源溫度所得之商。它也是溫度的單值函數(shù)。式中：定容平均比熱， R氣體常數(shù)，比容3、壓焓圖（hlogp 圖）各狀態(tài)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系圖形中一點(diǎn)三區(qū)四線組成。一點(diǎn) K臨界點(diǎn)，一個(gè)體系將壓力達(dá)到某一狀態(tài)時(shí)，其飽和液體線和飽和蒸汽線交于一點(diǎn)，此時(shí)，飽和液體和飽和蒸汽有著相同的壓力、溫度和比容。NH3：Pk，3/kg三區(qū)未飽和液體區(qū)（液態(tài)區(qū)）、溫蒸汽區(qū)（過渡區(qū)）、過熱蒸汽區(qū)（以x=0,x=1為界）四線等干度線x，等溫線t，等熵線v，（等壓線p，等焓線h）等干度線1kg濕蒸汽中飽和蒸汽的含量，表示1kg濕蒸汽中有

7、飽和蒸汽。X=0飽和液體線，x1飽和蒸汽線，將全區(qū)分為三個(gè)區(qū)域。在該圖中，任給兩曲線點(diǎn)，即可查出其它曲線值，見書后附圖。二、一級(jí)壓縮制冷原理1、一級(jí)壓縮制冷理論循環(huán)制冷過程即為三大循環(huán)過程，其循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備主要為壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器及節(jié)流閥。如下圖：制冷過程可表述為：1）壓縮過程（12）飽和蒸汽氨被壓縮或高溫高壓的過熱蒸汽。（115，1MPa）2）冷卻過程（23）過熱蒸汽被冷凝器中20冷卻水降溫或低溫高壓液體氨，（25，1MPa）3）降壓過程（34）液氨節(jié)流降壓為低溫低壓的液氨（25，0.15MPa）4）蒸發(fā)過程（41）液氨在蒸發(fā)器中氣化，成低溫低壓飽和氣體（25，0.15MPa）吸收鹽水熱量

8、而制冷，即制冷過程。實(shí)際上，氨制冷過程是一個(gè)卡諾逆循環(huán)過程，可用熱力學(xué)中的hlogp圖表示。12絕熱壓縮過程（等熵過程）汽氨被壓縮機(jī)壓縮成過熱蒸汽，壓力由蒸發(fā)壓力0.05 冷凝壓力（1MPa）蒸發(fā)溫度25， 115 壓縮機(jī)做功： kJ/kg23：等壓冷卻過程，過熱蒸汽2飽和蒸汽2飽和液體3所放熱量被冷卻水吸收。冷凝器熱荷載 kJ/kg34絕熱降壓過程（等焓過程）（1 MPa） MPa） （25） （25） 溫降是由液氨隨汽化成濕蒸汽，吸收自身的熱量的結(jié)果。41等溫等壓蒸發(fā)過程：氨蒸發(fā)吸收鹽水的熱量而制冷，氨由濕態(tài)變?yōu)轱柡蛻B(tài)，蒸發(fā)器熱荷載 kJ/kg 制冷系數(shù)：由圖可知：若氨經(jīng)冷凝器冷卻到3點(diǎn)（

9、<），則單位制冷量，可見降低冷卻水溫度對(duì)增加單位制冷量有重要作用。2、氨壓縮機(jī)的制冷能力因工作條件不同，有兩種表示方法標(biāo)準(zhǔn)制冷能力指冷凝溫度30，過冷溫度25，蒸發(fā)溫度15條件下的每小時(shí)制冷量，KJ/h。壓縮及名牌上的制冷能力既是工作制冷能力q實(shí)際制冷能力：指壓縮機(jī)在規(guī)定的冷凝溫度、過冷溫度和蒸發(fā)溫度條件下每小時(shí)制冷量。冷凍站內(nèi)實(shí)際制冷能力既是根據(jù)工作條件計(jì)算出來的。計(jì)算q（分四步）：冷凝溫度、蒸發(fā)溫度設(shè)計(jì)時(shí)通常給出鹽水溫度、冷卻水溫度，而鹽水溫度一般比蒸發(fā)溫度高57，冷卻水溫度比冷凝溫度低510，從而得：（57）（510）單位制冷量， kJ/kg.氨循環(huán)量G（1小時(shí)氨循環(huán)量） kg/h

10、與壓縮機(jī)的理論排氣量有關(guān)：G式中： v氣缸入口處氨的比容， m3/kg吸氣系數(shù)，氣缸余隙容積有一定損失，c余隙系數(shù)，立式：c1。1小時(shí)壓縮氨的體積（理論） m3/h式中： N氣缸數(shù)量，D氣缸直徑，S活塞行程，n環(huán)數(shù)。工作制冷能力 KJ/h三、雙級(jí)壓縮制冷原理（串聯(lián)）對(duì)于深井凍結(jié)，地壓大，若采用單級(jí)壓縮制冷（蒸發(fā)溫度25），凍結(jié)壁厚度將很大，為加大凍土強(qiáng)度，減少凍結(jié)時(shí)間及凍結(jié)壁厚度，要求有較低的鹽水溫度（30以下），為獲得低溫而提出了雙級(jí)制冷問題。單級(jí)壓縮制冷要求，由壓縮比<8，壓力差，當(dāng)8時(shí)，壓縮機(jī)排氣口壓力大，溫度過高，有可能超過潤(rùn)滑油的燃點(diǎn)，引起油碳化或造成爆炸事故，故當(dāng)8時(shí)必須采用

11、雙級(jí)壓縮制冷（引入中間壓力，使<8，<8）。雙級(jí)壓縮制冷是在單級(jí)制冷基礎(chǔ)上增加了一個(gè)中間冷卻器（中冷器），可以說是兩個(gè)單級(jí)壓縮制冷的疊加，如下圖。（一）原理：按圖介紹：1 2 3 4 5 6 7 10 1 依次循環(huán)制冷。中冷器作用：6 7 10 A冷卻低壓機(jī)排出的過熱蒸汽，用高壓機(jī)壓縮8 3 B液體氨過冷，以獲得較低制冷溫度。雙級(jí)壓縮制冷過程同時(shí)也是一個(gè)卡諾逆循環(huán)過程，其熱力循環(huán)也可用hlogp圖表示。12 低壓機(jī)做功（等焓過程）： KJ/kg23等壓冷卻：，34高壓機(jī)做功（等熵過程）： KJ/kg456 等壓冷卻：，冷凝器熱負(fù)荷：67過冷到7點(diǎn)：55710節(jié)源降壓：101 蒸發(fā)過

12、程：?jiǎn)挝恢评淞浚ㄕ舭l(fā)器熱負(fù)荷） KJ/kg68 節(jié)源降壓：83 等壓蒸發(fā)：氨循環(huán)量：中冷器熱平衡：由此：?jiǎn)挝粔嚎s功：?jiǎn)挝恢评淞浚豪淠鳠岷奢d：制冷系數(shù)：（二）雙級(jí)壓縮制冷設(shè)計(jì)計(jì)算關(guān)鍵是確定中間壓力理想的中間壓力使低壓機(jī)與高壓機(jī)壓縮比相等，即實(shí)際上，高低壓機(jī)通過的氨量不等，所以。通常采用插入法求中間壓力，研究發(fā)現(xiàn)：中間壓力在一定條件下壓縮機(jī)的容積比成線性關(guān)系，使=在已假定的兩個(gè)中間壓力、pz"之間，求出相應(yīng)的、"，作出pz=f（）的圖形，再將實(shí)際的容積比從pz=f（）的圖上找出pz。其步驟如下：1、 假設(shè)兩個(gè)相應(yīng)的中間溫度及中間壓力，并繪制出熱力循環(huán)圖由給定的ty、ts求出t

13、0、tk（57）、（510）查表得po 、pz，計(jì)算=查表tz假設(shè)另一中間溫度tz"（比tz低510°，出tz、tz"一正一負(fù)），查表pz"繪制假設(shè)的雙級(jí)壓縮制冷熱力循環(huán)圖，并計(jì)算求得各狀態(tài)下氨的熱力參數(shù)。2、 計(jì)算高、低壓縮機(jī)的理論容積比 組配高低壓縮機(jī)（高低壓縮機(jī)理想容積比）與蒸發(fā)溫度to有關(guān)，一般情況下to=-25°-35°時(shí)，v1/21/3to=-35°-50°時(shí)，v1/3 =Vg/Vdto<50°時(shí)，v1/4 壓縮機(jī)的吸氣系數(shù)低壓機(jī)d=1-c（pz/po -1）To/Tzd"=1

14、-c（pz"/po-1）To/Tz"高壓機(jī)g=1-c（pk/ pz-1） Tz/ Tk g"=1-c（pk/ pz" -1） Tz"/ Tk 壓縮機(jī)的氨循環(huán)量G低壓機(jī) Gd=Vd.d/ Gd"=Vd.d"/高壓機(jī) Gg= Gd(h2-h7)/( h3-h8)Gg"= Gd" (h2"-h7")/( h3"-h8") 式中： Vd-低壓機(jī)理論吸氣容積，蒸發(fā)壓力時(shí)氨的比容 高壓機(jī)理論吸氣容積 Vg=Gg.z/g Vg"=Gg".z"/g&q

15、uot;式中：z、z"中間壓力時(shí)氨的比容 高低壓機(jī)的理論容積比=Vg/Vd "=Vg"/Vd3、 確定實(shí)際的中間壓力Pz在一定條件下，Pz與成線性關(guān)系，根據(jù)、pz"與、"做P-曲線圖，從圖中即可查出給定的高低壓機(jī)容積比為時(shí)的中間壓力Pz。求出中間壓力后，即可繪制實(shí)際的氨熱力循環(huán)圖，并計(jì)算雙級(jí)壓縮制冷能力。（三）雙級(jí)壓縮制冷能力計(jì)算1、根據(jù)已知的to、tz、tk、po、pz、pk等參數(shù)繪制hlogP圖，并求算出各點(diǎn)的焓值。2、計(jì)算高低壓機(jī)的吸氣系數(shù)d、g及案循環(huán)量Gd、Gg3、制冷能力計(jì)算 KJ/h四、制冷劑與冷媒劑1、制冷劑用以制冷的物質(zhì)，氨N

16、H3氟利昂R12，液氮N，二氧化碳CO2。2、冷媒劑傳遞冷量的物質(zhì)鹽水（CaCl2或NaCl）。五、制冷設(shè)備1、氨壓縮機(jī)活塞式，螺旋式，2、中間冷卻器3、冷凝器立式，臥式，淋水式，組合式，4、蒸發(fā)器立式，臥式5、高壓貯氨桶6、油氨分送器分送氨蒸汽中的潤(rùn)滑油7、氨液分送器分送蒸汽中的液氨，以剩蒸發(fā)8、節(jié)流閥減壓閥9、凍結(jié)器凍結(jié)管、傳熱管、回?zé)峁芙M成10、鹽水干管及凍結(jié)溝槽鹽水干管150250鋼管，凍結(jié)溝槽在井口周圍的四個(gè)架設(shè)鹽水配液器與集液用的溝槽。六、凍結(jié)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例（一） 氨系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）設(shè)計(jì)層位的鹽水溫度ty=-30。（2）冷卻水的溫度為ts=+20；（3）凍結(jié)站設(shè)計(jì)總的

17、需冷量10832000kJ/h。2、串聯(lián)雙級(jí)壓縮制冷計(jì)算（1）中間壓力的計(jì)算 1）根據(jù)蒸發(fā)溫度和冷凝溫度查出相應(yīng)的壓力按公式求得理想的中間壓力為MPa。查出溫度為=-7時(shí)，相應(yīng)的壓力為MPa.。假設(shè)另一中間溫度為3，（比理想中間溫度高10）其相應(yīng)的壓力為Mpa。2）繪制理想和假設(shè)的串聯(lián)雙級(jí)壓縮制冷熱力循環(huán)圖6-1，求得各狀態(tài)下氨的熱力參數(shù)。熱力參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表6-1。圖6-1理想和假設(shè)的串聯(lián)雙級(jí)壓縮制冷熱力循環(huán)圖表6-1 理想的和假想的熱力參數(shù)各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)單位理想條件假設(shè)條件 MPa=-7MPa=3焓焓16361636，17601817，16751696，1863180017061706560

18、560，409456，560560，377439，409456比容，7353）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)理論容積比范圍，選用6臺(tái)8AS-25型作低壓機(jī)，2臺(tái)8AS-25型作高壓機(jī)；低壓機(jī)的總理論吸氣容積=2800´6=16800/h高壓機(jī)的總理論吸氣容積=2800´2=5600/h高、低壓機(jī)的理論容積比為：式中高、低壓機(jī)的理論容積比計(jì)算得：4）根據(jù)冷凍試配組，按相應(yīng)公式計(jì)算有關(guān)參數(shù)，求得理想的和假設(shè)的高、低壓理論容積比見表6-2。5）繪制高、低壓機(jī)理想和假設(shè)的理論容積比與中間壓力的直角坐標(biāo)圖2-4-2，得試配組的高、低壓機(jī)理論容積比。表6-2 串聯(lián)雙級(jí)壓縮制冷的理想和假設(shè)基本參數(shù)基本參數(shù)計(jì)算

19、公式計(jì)算結(jié)果符號(hào)意義低壓機(jī)吸氣系數(shù)理想、理想的和架設(shè)的中間壓力理想的和架設(shè)的預(yù)熱系數(shù)冷凝壓力蒸發(fā)壓力冷凝溫度，30蒸發(fā)溫度-35C壓縮機(jī)的余隙系數(shù)假設(shè)氨循環(huán)量理想11329假設(shè)10362高壓機(jī)吸氣系數(shù)理想假設(shè)氨循環(huán)量理想13727假設(shè)12414理想吸氣容積理想6330/h假設(shè)3718/h高、低壓機(jī)的容積比理想假設(shè)6）繪制高、低壓機(jī)理想的和假設(shè)的理論容積比與中間壓力的直角坐標(biāo)圖（見圖6-2），得試配組的中間壓力為0.3824 MPa。圖6-2 中間壓力與容積比關(guān)系圖（2）根據(jù)冷凍機(jī)實(shí)際配組及其工作條件計(jì)算制冷量。1）根據(jù)實(shí)際中間溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度及其相應(yīng)壓力為0.3824MP，繪制熱力循環(huán)

20、圖（圖6-3），求得各狀態(tài)氨的熱力參數(shù)，如表6-3所示。圖6-3熱力循環(huán)圖表6-3 氨的各狀態(tài)的熱力參數(shù)狀態(tài)點(diǎn)焓值（kJ/kg）163618001680183217075604285604184282）根據(jù)已經(jīng)確定的冷凍機(jī)實(shí)際配組情況：低壓機(jī)6臺(tái)，高壓機(jī)2臺(tái)。來計(jì)算和實(shí)際中間壓力有關(guān)的參數(shù)。低壓機(jī)的吸氣系數(shù)低壓機(jī)的氨循環(huán)量kg/h高壓機(jī)的吸氣系數(shù)高壓機(jī)的氨循環(huán)量高壓機(jī)的理論吸氣容積=5911/h 3）計(jì)算出串聯(lián)雙級(jí)壓縮制冷的實(shí)際制冷量（3）計(jì)算低、高壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率1) 低壓機(jī)壓縮機(jī)的理論功率-低壓機(jī)的臺(tái)數(shù) 6臺(tái)-蒸發(fā)時(shí)氨的焓；kJ/kg-從蒸發(fā)壓力絕熱壓縮至中間壓力時(shí)蒸汽焓；kJ/kg低高機(jī)

21、的氨循環(huán)量860功率的換算系數(shù)壓縮機(jī)的指示效率T絕對(duì)溫度，273；氨的蒸發(fā)溫度，；氨的中間溫度，；b系數(shù)取壓縮機(jī)的指示功率壓縮機(jī)的理論功率KW壓縮機(jī)的摩擦功率；低壓機(jī)的活塞理論容積，壓縮機(jī)的有效功率壓縮機(jī)的軸功率低壓機(jī)的傳動(dòng)效率電動(dòng)機(jī)的功率2） 高壓機(jī)壓縮機(jī)的理論功率壓縮機(jī)的指示效率壓縮機(jī)的指示功率壓縮機(jī)的摩擦功率摩擦壓力，立式高壓機(jī)取。壓縮機(jī)的有效功率壓縮機(jī)的軸功率電動(dòng)機(jī)的功率（4）附屬設(shè)備計(jì)算1）冷凝器冷凝器是將氨在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)中吸收的熱量傳遞給冷卻水的熱交換裝置，使經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的過熱氨氣凝結(jié)成液體。采用立式冷凝器，冷凝器單位面積的熱負(fù)荷取為雙級(jí)壓縮制冷高壓機(jī)的氨循環(huán)量，kg/h選用L

22、N-250型，5臺(tái)，總的冷卻面積為12102）蒸發(fā)器采用立式蒸發(fā)器冷凍站最大制冷能力，kJ/h；蒸發(fā)器單位面積上的熱負(fù)荷，取為10450；選用LZL-240型的蒸發(fā)器，7臺(tái)，總的蒸發(fā)面積為16803）中間冷卻器安裝在低壓機(jī)和高壓機(jī)之間，冷卻低壓機(jī)排出的過熱蒸汽氨，避免高壓機(jī)的排氣溫度過高，以保持高、低壓機(jī)的之間壓力；是液氨在進(jìn)入蒸發(fā)器之前得到過冷，提高低壓機(jī)的制冷量；分離低壓機(jī)排氣中夾帶的潤(rùn)滑油，起油氨分離器的作用。數(shù)量：3個(gè)。筒體直徑： 擬用的中冷器的數(shù)量，個(gè)；通過中冷器筒體的蒸汽氨的允許流速，一般為0.5/s選用XQ-100型（直徑為1m）的中間冷卻器3個(gè)。4）高壓儲(chǔ)液桶容積 高壓機(jī)氨的循

23、環(huán)量，kg/h；冷凝壓力下氨的比容，/kg選用ZA-2型氨貯液桶5臺(tái)，總貯液量為5）氨油分離器用來除去氨氣中夾帶的油霧，保證冷凝器和蒸發(fā)器的傳熱效率。雙級(jí)壓縮制冷時(shí)，為高壓機(jī)的總吸氣容積，/h；雙級(jí)壓縮制冷時(shí)，為高壓機(jī)的吸氣系數(shù)；擬用氨油分離器的數(shù)量，個(gè)；油氨分離器內(nèi)氨氣的允許流速，一般取/s。選用YF-125型（直徑為）氨油分離器8個(gè)。6）氨液分離器分離由氣體中所帶的液滴，防止進(jìn)入制冷壓縮機(jī)而造成磨損或沖缸的危險(xiǎn)。對(duì)保證壓縮機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)和提高制冷效率由良好的作用。雙級(jí)壓縮制冷時(shí)，為通過低壓機(jī)的氨的總循環(huán)量，kg/h；在蒸發(fā)壓力下的飽和蒸汽氨的比容，/kg；擬選液氨分離器的數(shù)量，個(gè)；液氨分離器

24、內(nèi)氣氨的流速，一般取/s。選用AF-1000型氨液分離器（直徑1m）12個(gè)。7）集油器凍結(jié)需冷量高峰時(shí)要開8臺(tái)8AS25冷凍機(jī)，總的標(biāo)準(zhǔn)制冷量： 安裝JY-300型集油器3個(gè)。8）空氣分離器用以排除在制冷系統(tǒng)中的不凝性氣體，保證制冷裝置長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)和減少制冷劑的損失，提高制冷效果。在設(shè)計(jì)鹽水溫度低于-25時(shí)就應(yīng)該安裝空氣分離器。安裝3臺(tái)KF-20型空氣分離器。（二） 鹽水系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）基本資料1）凍結(jié)站實(shí)際最大制冷量2）氯化鈣溶液的比重1270kg/，鹽水的比熱為2.78 kJ/kg3）鹽水在管路中的允許流速，供液管內(nèi)為，凍結(jié)管環(huán)行空間內(nèi)為（凍結(jié)深度小于100m）（凍結(jié)深度大于300m）；干管

25、和集、配圈內(nèi)為4）凍結(jié)管去、回路鹽水溫度差?。?）鹽水總循環(huán)量-鹽水流量；-冷凍站的制冷能力KJ/h；鹽水比重kg/；-鹽水比熱kJ/kg；去回路鹽水溫差（一般淺井取24深井取45）（3）鹽水泵的設(shè)計(jì)鹽水總循環(huán)量綜合考慮凍結(jié)情況，選擇12SH-6A型鹽水泵6臺(tái)，流量為918，揚(yáng)程70m，電機(jī)310kW。（三）冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、 基本資料（1）冷凍站最多開2臺(tái)高壓機(jī)（8AS-25，每臺(tái)需冷卻量8/h）和6臺(tái)低壓機(jī)（8AS-25），高壓機(jī)的總循環(huán)量為14944kg/h；（2）冷凝器進(jìn)口處的溫度為24，冷凝器的出口溫度為28，氨的冷凝溫度為30，中間溫度為-3.5；（3）氨的中間壓力為824MPa,

26、冷凝壓力為1.1895MPa；2、 冷卻需水量（1）總需水量W總需水量W按下式計(jì)算：式中 W冷卻水的總需求量；冷凝器的總熱負(fù)荷；冷凝器的進(jìn)出口溫差（2）冷凍機(jī)的冷卻水需用量式中 冷凍機(jī)臺(tái)數(shù)； 每臺(tái)冷凍機(jī)的冷卻水需用量（3）冷凝器的實(shí)際需水量（4）新鮮冷卻水需用量式中 冷凝器的進(jìn)水溫度，24；從冷凝器流回循環(huán)水池的水溫，28；新鮮冷卻水進(jìn)入循環(huán)水池的溫度，203、 水源井的設(shè)計(jì)水源井的個(gè)數(shù)n按照下式進(jìn)行計(jì)算式中 Q每個(gè)水源井的抽水量取為4個(gè)，設(shè)計(jì)4口水源井。選200QJ/8088/8潛水泵（流量80 m3/h）4臺(tái)。§3、凍土物理力學(xué)性質(zhì) P44一、凍土的形成含冰的巖石和土壤統(tǒng)稱為凍土

27、，由礦物顆粒，冰，未凍水，氣體組成的混合體，溫度低于0，凍土較天然土層具備較好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并改變了其物理力學(xué)性質(zhì)。1、土中水對(duì)凍土形成的影響凍土形成過程，實(shí)質(zhì)上是土中水結(jié)冰過程，充塞巖石顆粒間裂隙的過程。由于土顆粒表面均帶有負(fù)電荷，當(dāng)陽性水分子與之接觸時(shí)，水就會(huì)在這種靜電引力作用下，發(fā)生極化作用，使靠近土表面的水分子失去自由活動(dòng)能力而自動(dòng)整齊地排列起來，緊靠土表面的一層，靜電引力最大，稱強(qiáng)結(jié)合水（吸附水），離土顆粒較遠(yuǎn)，靜電引力減少，水分子自由活動(dòng)能力增大，這部分水稱弱結(jié)合水（薄膜水），再遠(yuǎn)為主要有重力作用形成所謂的毛細(xì)管水，更遠(yuǎn)的水面受重力作用，稱為重力水（普通水）。強(qiáng)結(jié)合水（吸附水冰點(diǎn)

28、186，占總水量2。）結(jié)合水弱結(jié)合水（薄膜水）冰點(diǎn)2030，其含量對(duì)凍結(jié)水影響較大。土中水毛細(xì)管水冰點(diǎn)04，低于地下水位以上，受毛細(xì)管作用自由水重力水普通水冰點(diǎn)04，低于地下水位，凍結(jié)時(shí)主要凍結(jié)這一部分水分析：重力水與薄膜水的土層中的含量對(duì)凍結(jié)影響較大：土中薄膜水多，重力水少，凍結(jié)時(shí)凍土強(qiáng)度就低，凍結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，反之不然；對(duì)同重量的顆粒，且顆粒越細(xì)，表面積越大，薄膜水就越多，從而難結(jié)冰，且其凍土強(qiáng)度低。粘土顆粒細(xì)表面積大結(jié)合水多結(jié)冰少凍土強(qiáng)度低凍時(shí)長(zhǎng)礫石顆粒粗表面積小結(jié)合水少結(jié)冰多凍土強(qiáng)度高凍時(shí)短砂石介于二者之間。凍結(jié)過程中，難對(duì)付的就石粘土層，（斷管，淹井，變形大等）。2、凍土形成過程大量試驗(yàn)證

29、明：土中水結(jié)冰過程大致可分成五階段：冷卻段供冰初期，土溫下降至水的冰點(diǎn)0過冷段土溫降至冰點(diǎn)以下，自由水仍不結(jié)冰，產(chǎn)生水的過冷現(xiàn)象（水中無結(jié)晶核存在）釋放潛熱段（突變段）水過冷后，水只要一開始結(jié)冰，便有潛熱放出，溫度上升至冰點(diǎn)。結(jié)冰段土溫升至冰點(diǎn)后穩(wěn)定下來，開始結(jié)冰凍結(jié)，形成凍土。凍土繼續(xù)冷卻段土溫下降，凍土強(qiáng)度逐漸增高。二、凍土的熱物理性質(zhì)（熱物理指標(biāo)）凍土是由礦物顆粒，冰，未凍水，氣體組成的四相體，凍土與融土的物理性質(zhì)有很大的差別。描述凍土熱物理性質(zhì)的重要指標(biāo)有：導(dǎo)熱系數(shù)、比熱C、導(dǎo)溫系數(shù)a、容積比熱等1、導(dǎo)熱系數(shù)在固體中某過熱斷面上傳遞的熱流密度與其法線方向上的溫度梯度成正比，這個(gè)比例系數(shù)

30、稱為導(dǎo)熱系數(shù)。（）它表示物體傳熱的難易程度，凍土導(dǎo)熱系數(shù)與其顆粒礦物成分、顆粒大小、含水量、溫度有關(guān)，同一類型凍土：含水量越大，導(dǎo)熱系數(shù)也就越大；礦物顆粒大，導(dǎo)熱系數(shù)也越大。各種土的導(dǎo)熱系數(shù)見表110，P46。2、比熱C1kg質(zhì)量的凍土溫度變化1K時(shí)，所吸收（放出）的熱量稱為比熱，式中： c、分別為凍土、土、冰、水的比熱，其中， w含水量（水與干土質(zhì)量之比），未凍水含量（未凍水與干土質(zhì)量之比），3、容積比熱1m3凍土溫度變化1K時(shí)，所吸收或放出的熱量，kJ/m3.k KJ/m3.k式中：土顆粒的干重度，13001700kg/m3凍土的熱容量Q每m3巖土從原始溫度降到某凍結(jié)溫度的放出的熱量，Q式

31、中：水由降到0時(shí)放出的熱量0水到0冰的潛化熱，冰由0降低到t放出熱量，土由降到t時(shí)放出的熱量4、導(dǎo)溫系數(shù)a是巖土中溫度傳遞的熱慣性指標(biāo)，表示固體在中溫度變化的難易程度，m2/s隨含水量增大而增加三、凍土的力學(xué)性質(zhì)（凍土的抗壓強(qiáng)度）1、凍土的抗壓強(qiáng)度凍土強(qiáng)度瞬時(shí)強(qiáng)度凍土在極短時(shí)間內(nèi)迅速受到外力作用，蠕變還沒有發(fā)生，脆性破壞時(shí)的強(qiáng)度，（）長(zhǎng)時(shí)強(qiáng)度凍土在外力長(zhǎng)時(shí)間作用下，發(fā)生蠕變而最終失去抵抗外力能力時(shí)強(qiáng)度（200h）.蠕變應(yīng)力不變時(shí)，應(yīng)變隨時(shí)間變化的特性凍土是一種流變體，具備流變性，其強(qiáng)度隨時(shí)間延長(zhǎng)而降低：<,一般?。ǎ?）通常所講的強(qiáng)度指2、影響凍土強(qiáng)度的因素凍土溫度冰的強(qiáng)度核膠結(jié)能力

32、隨溫度的降低而增大，因此，凍土強(qiáng)度也隨溫度的降低而增大。T t 取導(dǎo)溫至絕對(duì)值。蘇聯(lián)學(xué)者建議：2蘭州凍土所建議：=a+bt a,b試驗(yàn)常數(shù)，與溫度有關(guān)。含水量試驗(yàn)證明：土中水含量未飽和前： w 土中水含量飽和后： w 凍結(jié)速度凍結(jié)速度的快慢影響冰的結(jié)構(gòu)，速度快 細(xì)顆粒冰多 強(qiáng)度高速度慢， 粗顆粒冰多 強(qiáng)度低土顆粒組成（巖土類型）巖土礦物成分對(duì)凍土強(qiáng)度影響甚小，而巖土顆粒大小則影響顯著，試驗(yàn)表明：在其它條件相同情況下，土顆粒越大，其凍土強(qiáng)度就越高，原因有二：a、土顆粒本身強(qiáng)度不同，粗顆粒土本身強(qiáng)度高，凍土強(qiáng)度高，b、不同土顆粒焓結(jié)合水不同，粗顆粒土中幾乎無結(jié)合水，凍土中未凍水少，故凍土強(qiáng)度高。思

33、考題: 凍結(jié)管斷裂多發(fā)生在粘土中，試根據(jù)凍土的物理力學(xué)性質(zhì)分析其原因。本身強(qiáng)度低，含未凍水多，導(dǎo)熱系數(shù)小，凍結(jié)速度慢，變形大，流變體，導(dǎo)溫系數(shù)小等。§4、凍結(jié)溫度場(chǎng)凍結(jié)溫度場(chǎng)是研究?jī)鼋Y(jié)過程中井筒周圍空間溫度隨時(shí)間變化的規(guī)律。凍結(jié)溫度場(chǎng)是一個(gè)相變的不穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，即不穩(wěn)定導(dǎo)熱問題。目前主要采用數(shù)值方法求解：差分法核有限元法。一、溫度場(chǎng)凍結(jié)溫度場(chǎng)是一個(gè)不穩(wěn)定溫度場(chǎng)，隨著冷量的供給，場(chǎng)內(nèi)多點(diǎn)溫度隨時(shí)間不斷降低，且同一時(shí)刻，靠近凍結(jié)管的溫度比遠(yuǎn)離凍結(jié)管的要低，一般自凍結(jié)管由負(fù) 0正正地層溫度。為便于說明，把凍結(jié)溫度場(chǎng)分為三個(gè)區(qū)，三個(gè)面。凍結(jié)區(qū)0以下的圓柱區(qū)，三區(qū)降溫區(qū)0區(qū)域：井內(nèi)降溫區(qū)，井外

34、降溫區(qū)常溫區(qū)地層原始溫度區(qū)主面井筒中心與凍結(jié)管中心所構(gòu)成的垂直剖面OA三面界面井筒中心與兩相鄰凍結(jié)管中心連線中心所構(gòu)成的剖面OB軸面各凍結(jié)管中心連線圍成的剖面CC由于沒開熱工程，下面的討論只給出結(jié)論，要求會(huì)用公式。二、凍結(jié)區(qū)溫度場(chǎng)凍結(jié)區(qū)邊界線（t=0）不停的變化，為便于計(jì)算，可假設(shè)是一個(gè)軸對(duì)稱無限長(zhǎng)穩(wěn)定溫度場(chǎng)，只研究單一凍結(jié)管形成的凍結(jié)壁，然后排列到凍結(jié)壁中去。圓柱坐標(biāo)系下導(dǎo)熱方程：導(dǎo)熱方程：邊界條件：P55（173式）式中： 鹽水溫度，凍結(jié)管半徑，凍結(jié)圓柱半徑， r凍土圓柱內(nèi)任一點(diǎn)距凍結(jié)管中心的距離 tr處的溫度?？梢裕河?jì)算凍結(jié)區(qū)內(nèi)距凍結(jié)管任意距離r的凍土溫度t已知某點(diǎn)距凍結(jié)管距離r及溫度t

35、，計(jì)算凍結(jié)圓柱擴(kuò)展半徑單一凍結(jié)管推廣到凍結(jié)壁中，為近似值。注意一點(diǎn)，凍結(jié)壁在厚度上從軸面向井內(nèi)擴(kuò)展一般為5560，向井外擴(kuò)展4045。例1、某礦主井采用凍結(jié)法施工，設(shè)計(jì)鹽水溫度30，凍結(jié)管直徑d=150mm，凍結(jié)圓柱外側(cè)主平面上距凍結(jié)孔1m處有一測(cè)溫孔，某時(shí)測(cè)的孔內(nèi)溫度t=-2.6，試求此時(shí)凍結(jié)壁厚度E？求：t=-2.6<0，所以在凍結(jié)區(qū)內(nèi)，exp0.2451.28（m）因?yàn)闇y(cè)溫孔在軸面外側(cè)，凍結(jié)壁向外擴(kuò)展4045，即（0.40.45）E所以 E/(0.40.45)2.843.2（m）。三、井外降溫區(qū)溫度場(chǎng)把凍結(jié)壁視為擋土墻，則井外降溫區(qū)溫度場(chǎng)可理解為半無限大的不穩(wěn)定溫度場(chǎng)。直角坐標(biāo)系下

36、導(dǎo)熱方程是：初始條件：t(x,0)=,t(0,)=0,t(,)=令，XG（x）高斯函數(shù)，土層原始設(shè)計(jì)，凍結(jié)時(shí)間，s，a土層導(dǎo)溫系數(shù)，m2/s，x距0面的距離，（凍結(jié)區(qū)邊界線）。利用本公式，可檢查凍結(jié)壁情況，關(guān)鍵是求x。例2、某井筒采用凍結(jié)法施工，已知積極凍結(jié)期為50天，地層原始溫度為16，測(cè)得凍結(jié)圈徑以外2m處有一測(cè)溫孔，溫度t=4，未凍土導(dǎo)溫系數(shù)a×106m2/s，求凍結(jié)壁厚度E？解：因?yàn)閠4>0，且在凍結(jié)壁外側(cè)，所以 為井外降溫區(qū)。已知 16， t4，50×24×3600 s，×106m2/s查表得（G（x）因 m0.45)EE3.23 （m）

37、四、凍結(jié)管吸熱能力（吸熱率）單位時(shí)間內(nèi)，單位面積上凍結(jié)管吸收土層的熱量，與設(shè)計(jì)的鹽水溫度有關(guān): w/m2 w/m2以求井筒需冷量?jī)鼋Y(jié)站制冷能力，k鹽水系統(tǒng)冷量損失系數(shù)，k五、凍結(jié)時(shí)間從開始凍結(jié)到凍結(jié)壁達(dá)到設(shè)計(jì)厚度所需時(shí)間積極凍結(jié)時(shí)間，積極凍結(jié)期井筒開挖前的凍結(jié)時(shí)間消極凍結(jié)期井筒開挖期（維護(hù)凍結(jié)時(shí)間）計(jì)算出發(fā)點(diǎn)不同，有多種計(jì)算公式，我國(guó)多采用經(jīng)驗(yàn)公式，即按凍土擴(kuò)展速度進(jìn)行估算： d v凍土平均擴(kuò)展速度， mm/d礫石層v=3545砂層v=2025粘土層v=1015k凍土擴(kuò)展半徑，凍結(jié)孔間距，§5、凍結(jié)設(shè)計(jì)一、凍結(jié)方案（5種）1、一次凍結(jié)全深方案一次凍結(jié)全深，即從地面到需要凍結(jié)的深度一次

38、凍結(jié)，并且上部?jī)鼋Y(jié)管均穿過不穩(wěn)定含水層，一般插入不透水基巖10m以上。適用條件適用于各種地層，是目前國(guó)內(nèi)為廣泛采用的施工方案，具有施工工序簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，能穿過多次含水層的優(yōu)點(diǎn)，不足之處冷凍站制冷量大，凍結(jié)壁厚度上下不均。提出雙排管凍結(jié)方案（三排、四排），和異徑凍結(jié)（上部240、下部120）。為了加快上部?jī)鼋Y(jié)速度，提前開挖。2、分期凍結(jié)方案（分段）將井筒所需凍結(jié)深度分兩段以上順序凍結(jié)，先凍上段，后凍下段，待上段轉(zhuǎn)入消極凍結(jié)時(shí)間再凍下段，上段掘砌結(jié)束后，下段剛轉(zhuǎn)入消極凍結(jié)?？晒?jié)省冷量，分期凍結(jié)主要靠一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)的凍結(jié)器來實(shí)現(xiàn)。適用條件：沖積層較厚，中間又有較厚的隔水層（10m以上）的地層，要求分

39、段要均勻，使每段供冷量均衡。、特點(diǎn)：需冷量小，下段凍結(jié)時(shí)間少，少挖凍土，加快掘砌速度，縮短了工期，降低了成本。3、差異凍結(jié)（長(zhǎng)短腿間隔凍結(jié)方案）凍結(jié)管分長(zhǎng)短兩種，間隔分布在一圈上，短管進(jìn)入風(fēng)化管10m以上，長(zhǎng)管穿過不透水基巖510m。適用條件：上部為含水豐富的沖積層，下部為厚度較大，含水豐富的風(fēng)化基巖。特點(diǎn)：上部較下部?jī)鼋Y(jié)管間距小1倍，凍結(jié)交圈速度快，上部提前掘進(jìn)，待上部掘砌結(jié)束后，下部恰好凍結(jié)結(jié)束，可少挖凍土，有效利用冷量，加快施工速度，降低成本。4、局部?jī)鼋Y(jié)局部地段需要凍結(jié)時(shí)可采用，靠專用凍結(jié)器來實(shí)現(xiàn)。隔板式壓氣式鹽水式兩段式適用上部含水少，穩(wěn)定性好，而下部含水大，需凍結(jié)的地層或中間有較厚

40、的粘土隔水層，上下需凍結(jié)的地層。特點(diǎn)用設(shè)備少，成本低。5、淺表土凍結(jié)方案斜孔凍結(jié)方案、；直孔凍結(jié)方案。斜孔凍結(jié)在含水層施工工作中，在井內(nèi)打水平斜孔凍結(jié)，以封堵含水層的方法，（南京地鐵）直孔凍結(jié)在地面沿所需凍結(jié)空間打垂直孔，穿過含水層。二、凍結(jié)壁厚度計(jì)算凍結(jié)壁在掘砌施工中起臨時(shí)支護(hù)作用，其厚度取決于地壓大小及凍土強(qiáng)度，一般210m。目前，對(duì)凍結(jié)壁厚度計(jì)算大致有3種方法，（1）軸對(duì)稱平面應(yīng)變力學(xué)模型（2）軸對(duì)稱空間力學(xué)模型（3）數(shù)理統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、軸對(duì)稱平面應(yīng)變力學(xué)模型（3個(gè)）拉麥公式（G.Lame）1852年法國(guó)工程師拉麥，把凍結(jié)壁視為理想彈性體，提出將厚壁圓筒按軸對(duì)稱平面應(yīng)變力學(xué)模型來處理，并

41、應(yīng)用第四強(qiáng)度理論（能量理論）推導(dǎo)出計(jì)算公式： m式中： E凍結(jié)壁厚度，m；a今年圖掘進(jìn)半徑，m凍土允許抗壓強(qiáng)度，/k極限抗壓強(qiáng)度，用c p計(jì)算深度地壓，p0.013H Mpa H最下含水量埋深，m適用于凍結(jié)深度<100m的計(jì)算。多姆克公式（O·Domke）1915年德國(guó)教授多姆克提出把凍結(jié)壁視為彈塑性體，認(rèn)為凍結(jié)壁內(nèi)圈進(jìn)入塑性狀態(tài)，外圈為彈性狀態(tài)而不失去承載能力，并采用第三強(qiáng)度理論（最大剪應(yīng)力理論）推導(dǎo)出計(jì)算公式：P地壓，凍土塑性極限抗壓強(qiáng)度，用c代入適用于凍結(jié)深度<200m的井筒，我國(guó)多采用之。塑性條件公式：國(guó)外有些學(xué)者認(rèn)為，在深厚表土凍結(jié)時(shí)，可使凍結(jié)壁全部進(jìn)入塑性狀態(tài)

42、，極限狀態(tài)，采用多姆克的推導(dǎo)方法，把第三、第四強(qiáng)度理論提出類似計(jì)算公式：李萊斯加公式： 米雪斯公式：K厚度安全系數(shù)，K1.11.3，s凍土塑性極限抗壓強(qiáng)度，用c代入2、軸對(duì)稱空間問題力學(xué)模型在凍結(jié)井筒施工中，一般采用短段掘砌施工方法，段高上下兩端約束條件對(duì)凍結(jié)壁的穩(wěn)定性和承載能力有很大影響，按有限長(zhǎng)塑性體計(jì)算：1960年，蘇聯(lián)學(xué)者里別爾曼認(rèn)為，凍結(jié)井筒施工中采用短段掘砌施工時(shí)，段高上下兩端有約束力，應(yīng)按有限長(zhǎng)塑性理論計(jì)算，假設(shè)上下兩端固定，按第三強(qiáng)度理論推導(dǎo)。里別爾曼公式：式中： 土層重度，N/m3 H段高處井筒深度，m H段高，m安全系數(shù)，凍土松弛強(qiáng)度，用c代入1962年，維亞洛夫、托列茨基

43、兩人（蘇聯(lián)）采用里別爾曼的假設(shè)，采用第四強(qiáng)度理論，推導(dǎo)出公式：亞洛夫、托列茨基公式：上端固定，下端不固定（井內(nèi)未凍實(shí)）上端固定，下端固定（井內(nèi)凍實(shí)）3、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法我國(guó)學(xué)者總結(jié)了270多個(gè)凍結(jié)井筒的凍結(jié)壁設(shè)計(jì)與安全經(jīng)驗(yàn)，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，將所有井筒掘進(jìn)直徑變換成8m等效直徑，推導(dǎo)出計(jì)算公式：式中：E凍結(jié)壁厚度，m a井筒掘進(jìn)半徑，m H凍結(jié)壁計(jì)算外深度，m注：公式很多，一般采用多姆克公式計(jì)算，用其它公式復(fù)核。三、凍結(jié)孔與觀測(cè)孔布置1、凍結(jié)孔布置布置圈徑DDDj+2E+2eH式中：Dj井筒掘進(jìn)直徑， E凍結(jié)壁厚度， H最大地壓處計(jì)算深度。e凍結(jié)孔設(shè)計(jì)允許偏斜率，e<30。凍結(jié)孔個(gè)數(shù)式中：凍

44、結(jié)孔間距，1，若為小數(shù)，調(diào)整為整數(shù)，反求12、觀測(cè)孔布置為便于掌握凍結(jié)壁交圈的時(shí)間及凍土擴(kuò)展情況，需布置適當(dāng)數(shù)量的水文孔和測(cè)溫孔。水文孔布置在井筒凈斷面內(nèi)，距井心1.0m處，布12個(gè)，穿過所有含水層，要求深度不得大于凍結(jié)深度或偏出井筒。作用：觀察交圈情況，水文孔出水是交圈的重要標(biāo)志。水文孔結(jié)構(gòu)多層套管式。測(cè)溫孔布置在偏斜較大的兩相鄰凍結(jié)孔界面上，及凍結(jié)壁內(nèi)外側(cè)，一般34個(gè)，用測(cè)溫元件（熱電耦）測(cè)溫。作用：確定凍結(jié)壁厚度及井筒開挖時(shí)間。四、凍結(jié)時(shí)間估算 （經(jīng)驗(yàn)公式） d 五、凍結(jié)站制冷能力1、凍結(jié)管總吸熱能力式中：凍結(jié)管吸熱能力，2530時(shí)，250290，2025時(shí)，220250。2、凍結(jié)站制冷

45、能力：為一個(gè)井筒服務(wù)：為兩個(gè)井筒服務(wù)：K鹽水系統(tǒng)冷量損失系數(shù)，K維護(hù)凍結(jié)期冷量供給系數(shù)，、主、副井筒積極凍結(jié)時(shí)所需冷量，Kw。六、凍結(jié)站三大循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型計(jì)算（略）§6、凍結(jié)施工凍結(jié)施工主要包括凍結(jié)站安裝，鉆孔施工，井筒凍結(jié)，井筒掘砌四大內(nèi)容。一、冷凍站安裝1、凍結(jié)站位置以供給、供電、供水、排水方便，且不影響鑿井設(shè)備及永久設(shè)施布置為原則，盡量少占用地。為較少冷量損失，凍結(jié)站應(yīng)靠近井口，距井口3050m為宜，若一個(gè)凍結(jié)站為兩個(gè)井筒服務(wù)，應(yīng)布置在井筒之間。2、冷凍設(shè)備及布置冷凍設(shè)備主要包括冷循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備即蒸發(fā)器，冷凝器，低壓機(jī)，高壓機(jī)，中間冷卻器，貯氨桶等。設(shè)備布置分為室內(nèi)、外兩

46、大區(qū)域，室內(nèi)設(shè)備（鹽水循環(huán)、氨循環(huán)系統(tǒng)）有蒸發(fā)器、高低壓機(jī)，中冷器等，室外設(shè)備主要是冷凝器，貯氨桶等。3、管路耐壓試驗(yàn)冷凍站設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)對(duì)管路進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，檢查管路密封狀況，一般要求耐壓試驗(yàn)壓力為正常工作的倍，試壓時(shí)間> 24h。4、管路保溫管路耐壓密封試驗(yàn)合格后，應(yīng)對(duì)低壓管路及鹽水干管進(jìn)行保溫處理，一般采用棉花作保溫材料，保溫后其管路冷量損失仍約占總制冷量的 25左右。二、鉆孔施工鉆孔施工通常與凍結(jié)站安裝同時(shí)進(jìn)行可縮短施工工期。1、鉆機(jī)布置凍結(jié)孔布置在與井筒同心的圓圈上，DDj+2E+2eH ND/l水文觀察孔布置在井筒凈直徑內(nèi)，靠井心位置（距井心左右），一般布置12個(gè)孔，要求穿過全部含水層。測(cè)溫