深井冻结施工中冻结管断裂问题及对策

"冻结管断裂原因分析及防治处理措施" 冻结法是一种常见的地下工程稳定技术，尤其在深井凿井中广泛应用。然而，在冻结法施工过程中，冻结管的断裂是一个普遍存在的严重问题。当局部冻结管发生断裂时，会导致盐水泄漏，进而引发连锁反应，破坏冻结壁的完整性，降低其强度，这对冻结凿井的施工安全构成威胁，同时也会延误施工进度。 文章的作者施昌继、孙慧明和梅凤清对这一现象进行了深入研究。他们指出，冻结管断裂主要是由于以下几个原因： 1. 冻结管材料质量问题：如果冻结管材质不佳，耐压性不足，或者制造工艺存在问题，可能导致其在冷冻过程中承受不住内外压力而断裂。 2. 地层条件：地层中的应力分布、地质结构的复杂性以及含有破碎岩石或流沙等不稳定地层，都可能使冻结管受到不均匀的应力作用，从而引发断裂。 3. 冷冻盐水温度控制：冷冻盐水的温度控制不准确，过快的冷冻速度可能会导致管壁内外温差过大，产生热应力，引起管材疲劳断裂。 4. 安装和操作不当：冻结管的安装过程中如果存在弯曲过度、对中不准确、连接部分松动等问题，也可能导致其在使用过程中断裂。 5. 施工环境因素：如地下水活动频繁、地面沉降、施工机械振动等外部因素，都可能对冻结管产生影响，增加断裂的风险。 基于以上分析，文章提出了一系列防治和处理措施： 1. 提升冻结管质量：选用优质材料，提高管材的抗压、抗拉强度，确保其在冷冻环境下有足够的稳定性。 2. 优化冷冻工艺：精确控制冷冻盐水的温度和注入速率，避免过快的冷冻导致的应力集中。 3. 改进设计与安装：合理设计冻结管的布置，避免过度弯曲，确保安装过程中的对中和连接牢固。 4. 实时监测与预警：建立监测系统，实时监控冻结管的工作状态，一旦发现异常，立即采取应急措施。 5. 加强施工管理：规范操作流程，培训施工人员，避免因人为因素造成的断裂。 6. 应急处理预案：预先制定断裂后的应急处理方案，如采用临时支撑、快速密封泄漏点等措施，以防止事故扩大。 防止冻结管断裂的关键在于全面了解并控制各种可能的影响因素，通过优化设计、选用优质材料、严格施工管理和及时应对突发事件，确保冻结法施工的安全和效率。