李功洲1,2,陳道翀3，高偉2
1.國家開發投資集團有限公司 中國電子工程設計院有限公司；2.北京中煤礦山工程有限公司；3.北京煤科聯應用技術研究所
凍結法鑿井是井筒穿過厚600 m及以上衝積層的主要鑿井方法，凍結壁厚度設計計算方法是深厚衝積層凍結法鑿井必須要攻克的難題之一。
且深厚衝積層凍結壁厚度計算公式中涉及的相關參數難以確定，無法在工程中設計應用。結合趙固二礦西風井厚704.6 m衝積層凍結法鑿井工程實踐，提出厚600 ～1 000 m衝積層凍結壁設計時可採用經典的多姆克計算公式、維亞洛夫—扎列茨基有限段高塑性計算公式分別計算砂性土層、黏性土層凍結壁厚度，並提出計算公式中掘進段高、凍土抗壓強度等關鍵參數取值方法。提出厚600 m以上衝積層凍結法鑿井深部採用爆破掘進時，應將爆破掘進段高作為計算段高代入維亞洛夫—扎列茨基有限段高塑性計算公式，從而計算得到正確的黏性土層凍結壁厚度。
針對深部不同層位地層凍土抗壓強度試驗值具有很大離散性的特點，提出凍結壁設計要從安全性、先進性、經濟合理性的角度綜合考量，系統分析凍土、非凍土抗壓強度試驗特點和深厚衝積層凍結段掘進工藝特點，凍土計算強度選取應區分均值與低值，均值用來計算各層位一般狀態下的凍結壁厚度，低值用來核算層位最不利情況下的凍結壁厚度。提出合理髮揮掘砌段高調控對凍結壁穩定性的影響作用，確定深厚衝積層黏性土層控制層位凍土計算強度取值和凍結壁設計厚度。設計方法在工程實踐得到驗證，取得安全優質、經濟合理、快速施工的效果，科學指導了施工。