Замораживающая скважина
ЗАМОРАЖИВАЮЩАЯ СКВАЖИНА (а. freezing well; н. Gefrierbohrloch; ф. sondage de соngelation; и. sondeo para соngelacion) — горнотехническая скважина для замораживания горных пород. Диаметр замораживающей скважины при глубине до 400 м составляет 150-200 мм, при 500-700 м — 200-250 мм. Глубина замораживающей скважины определяется наличием водоупора или мощностью водоносных пород. Для бурения замораживающей скважины применяют установки ударного (ударно-канатные и ударно-штанговые) и вращательного (роторные и турбинные) принципа действия.
В CCCP при городском подземном строительстве распространение получили станки вращательного бурения, в шахтостроительной практике — роторные и турбинные буровые установки. Бурение замораживающих скважин производят с минимальным размывом горных пород, исключающим образование пустот, а также при минимальном отклонении скважин от заданного направления. При глубине (Н) до 500 м допускаемое отклонение замораживающих скважин (а) рассчитывают по упрощённой формуле: а = 0,5 + 0,002 Н (м), при большей — из условия обеспечения смыкания ледопородных цилиндров, образующихся вокруг каждой замораживающей скважины в процессе замораживания горных пород. Для обеспечения заданного направления при бурении замораживающих скважин через каждые 30 м проводят контроль за её искривлением с помощью инклинометров.
Замораживающие скважины оборудуют замораживающей колонкой, представляющей систему замораживающих, питающих и отводящих труб, опускаемых в скважину для производства работ по замораживанию грунтов (рис.). Замораживающие трубы, рассчитанные на внутреннее давление до 20 МПа, изготовляют из высокопрочных сталей. Трубы соединяют с помощью муфт, ниппелей или путём ввинчивания одной в другую. В качестве питающих применяют стальные и полиэтиленовые трубы. Применение вторых (коэффициент теплопроводности 0,3-0,36 Вт/ м2•°С) упрощает и ускоряет спуско-подъёмные операции при монтаже, снижает гидравлические потери при движении холодоносителя. Отводящие трубы выполняют из стали (диаметр их, как и у питающих). Верхняя часть замораживающих колонок (головка) может быть сварной или съёмной. Съёмные головки применяют для замораживания грунтов на большой глубине; закрепляются на торце замораживающей трубы. В нижней части замораживающих скважин устраивают башмак, который представляет литой или сварной стальной конус, снабжённый резьбой для соединения с замораживающей трубой. При ступенчатой или зональной технологической схеме замораживания грунта внутри замораживающей трубы устанавливают запорные диафрагмы различных конструкций. Применение их, а также специальное расположение питающих и отводящих труб позволяют производить активную циркуляцию холодоносителя только в той части замораживающей трубы, по высоте которой необходимо заморозить грунт.
