富水砂卵石地层冻结壁缺口致因及弥合技术研究

程 桦，王 彬，3，赵久良，姚直书，荣传新

(1.安徽理工大学 土木建筑学院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大学 安全科学与工程博士后科研流动站，安徽 淮南 232001；3.中煤矿山建设集团有限责任公司 博士后科研工作站，安徽 合肥 230091；4.中煤华晋集团里必煤矿，山西 晋城 048000)

自1955年我国成功将冻结凿井法应用开滦林西矿风井施工以来，该工法已经逐渐发展成为穿越厚松散地层立井，以及富含水地层地下工程施工的主要工法之一[1-3]。理论研究与大量工程实践表明，影响冻结壁形成的主要自然因素有土(岩性)、含水率、地下水流速等。其中，在冻结设计时因未重视地下水流速影响，引发冻结壁交圈时间滞后甚至无法交圈等工程问题时有发生。

国内外有关学者针对上述问题开展了大量研究。在试验研究方面：周晓敏等[4]进行了双管冻结正交模型试验，研究了地下水渗流、孔间距等对饱和砂层冻结交圈时间和上下游温度场发展的影响；Huang R.C[5]在常规供冷温度(温度为-30℃)条件下，对不同流速水流(最大流速为2m/d)作用下单管冻结温度场的形成规律进行了研究；E.Pimentel等[6]充分考虑冻结冷量散失等问题，进行不同流速条件下人工地层冻结大型模型试验，并对现有的冻结壁的交圈理论解进行了讨论；Sudisman[7]通过小尺寸两个系列冻结实验，研究了不同砂层和流动情况下的热分布和水力传导行为；李方政等[8]建立了渗流作用下梅花型布置双排管冻结模型试验系统，并对渗流地层中冻结壁形成的主要影响因素进行了正交试验研究；……