2025年井筒凍結(jié)工理念考核試卷及答案一、填空題（每題2分，共20分）1.井筒凍結(jié)法施工中，凍結(jié)壁的主要作用是隔絕（地下水）并承受周圍地層壓力，確保井筒掘砌安全。2.凍土的主要物理特性包括（抗壓強(qiáng)度）、抗剪強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)及凍脹融沉性，是凍結(jié)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。3.凍結(jié)站運(yùn)行中，鹽水溫度需控制在（-30℃至-35℃）范圍內(nèi)，過低易導(dǎo)致凍結(jié)管脆裂，過高則影響凍結(jié)效率。4.凍結(jié)孔偏斜的允許誤差為：垂直段每100米偏斜不超過（0.5米），全深最大偏距不超過（1.5米）。5.凍結(jié)壁交圈的標(biāo)志性特征是相鄰凍結(jié)孔凍土柱（完全連接），形成連續(xù)封閉的隔水帷幕。6.凍結(jié)施工中，卸壓孔的主要作用是釋放（凍土凍脹）產(chǎn)生的附加應(yīng)力，防止井幫或井壁破壞。7.凍結(jié)管材質(zhì)通常選用（20無縫鋼管），其壁厚需滿足凍結(jié)壓力及地層變形的雙重要求。8.測溫孔的布置應(yīng)沿凍結(jié)圈外、中、內(nèi)三圈設(shè)置，每圈間距（5-8米），深度需超過凍結(jié)段底板（10-15米）。9.凍結(jié)站停電時(shí)，備用柴油發(fā)電機(jī)需在（15分鐘）內(nèi)啟動(dòng)，確保鹽水循環(huán)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，避免凍結(jié)管內(nèi)鹽水凍結(jié)。10.井筒掘砌過程中，若發(fā)現(xiàn)凍結(jié)壁滲漏水，需立即停止作業(yè)并采取（壁后注漿）或局部加強(qiáng)凍結(jié)措施。二、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.凍結(jié)壁厚度設(shè)計(jì)的核心依據(jù)是（）。A.地層含水量B.凍結(jié)時(shí)間C.地壓與凍土強(qiáng)度D.凍結(jié)管間距答案：C2.以下哪種情況會導(dǎo)致凍結(jié)管斷裂風(fēng)險(xiǎn)顯著增加？（）A.鹽水溫度穩(wěn)定在-32℃B.凍結(jié)管焊接質(zhì)量合格C.地層凍脹應(yīng)力集中D.測溫孔深度符合設(shè)計(jì)答案：C3.凍結(jié)站啟動(dòng)初期，鹽水降溫速率應(yīng)控制在（）。A.1-2℃/hB.3-5℃/hC.6-8℃/hD.9-10℃/h答案：A4.凍結(jié)孔施工時(shí)，若發(fā)現(xiàn)偏斜超過允許值，正確的處理措施是（）。A.繼續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度B.立即糾偏并重新測斜C.減小鉆頭直徑D.降低泥漿密度答案：B5.凍土凍脹性最強(qiáng)的地層是（）。A.卵石層B.粗砂層C.粉土層D.基巖層答案：C6.凍結(jié)壁交圈后，需重點(diǎn)監(jiān)測的參數(shù)是（）。A.凍結(jié)管內(nèi)鹽水流量B.凍土溫度場分布C.井壁混凝土強(qiáng)度D.提升系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)答案：B7.井筒掘砌時(shí)，若井幫溫度高于（），需延長凍結(jié)時(shí)間或加強(qiáng)局部凍結(jié)。A.0℃B.-2℃C.-5℃D.-10℃答案：B8.凍結(jié)站制冷機(jī)組的制冷劑通常為（）。A.二氧化碳B.氨（NH?）C.氟利昂D.氮?dú)獯鸢福築9.以下哪項(xiàng)不屬于凍結(jié)施工應(yīng)急預(yù)案的內(nèi)容？（）A.停電時(shí)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)流程B.凍結(jié)管泄漏的堵漏方案C.井壁澆筑的混凝土配比D.凍土融沉的地面沉降監(jiān)測答案：C10.凍結(jié)孔封孔的主要目的是（）。A.防止泥漿外溢B.隔絕地下水C.固定凍結(jié)管D.提高凍土強(qiáng)度答案：B11.凍結(jié)壁厚度驗(yàn)算時(shí)，需考慮的最不利工況是（）。A.掘砌至凍結(jié)段底部B.凍結(jié)壁交圈初期C.凍土溫度達(dá)到最低D.融沉階段開始答案：A12.鹽水系統(tǒng)中，緩蝕劑的作用是（）。A.降低鹽水冰點(diǎn)B.防止管道腐蝕C.提高導(dǎo)熱效率D.減少鹽水泄漏答案：B13.凍結(jié)管下管前，需進(jìn)行的關(guān)鍵檢測是（）。A.長度測量B.壓力試驗(yàn)（打壓試漏）C.材質(zhì)成分分析D.外觀銹蝕檢查答案：B14.凍結(jié)施工中，地面沉降監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)布置在（）。A.凍結(jié)站附近B.井筒中心5米范圍內(nèi)C.凍結(jié)圈外10-20米區(qū)域D.提升機(jī)房基礎(chǔ)周邊答案：C15.凍土的抗壓強(qiáng)度隨溫度降低而（），隨含水量增加而（）。A.升高，升高B.升高，降低C.降低，升高D.降低，降低答案：A三、判斷題（每題2分，共20分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.凍結(jié)法適用于所有地層，包括基巖裂隙水發(fā)育區(qū)域。（×）2.凍結(jié)管間距越小，凍結(jié)壁交圈時(shí)間越短，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能減小間距。（×）3.凍結(jié)站運(yùn)行中，鹽水比重需定期檢測，比重過低可能導(dǎo)致管道堵塞。（√）4.井筒掘砌時(shí)，若井幫出現(xiàn)少量掛冰，說明凍結(jié)壁強(qiáng)度不足，需立即停止作業(yè)。（×）5.測溫孔的主要作用是監(jiān)測凍土溫度場，而非直接參與凍結(jié)。（√）6.凍結(jié)管斷裂后，可直接向管內(nèi)注入水泥漿堵漏，無需停凍。（×）7.凍土融沉階段需加強(qiáng)地面沉降監(jiān)測，必要時(shí)進(jìn)行注漿補(bǔ)償。（√）8.凍結(jié)施工中，為提高效率，可同時(shí)進(jìn)行多組凍結(jié)孔的鉆進(jìn)與凍結(jié)站運(yùn)行。（×）9.鹽水系統(tǒng)中的循環(huán)泵故障時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉制冷機(jī)組，防止鹽水溫度過低。（√）10.凍結(jié)壁厚度設(shè)計(jì)需同時(shí)滿足強(qiáng)度要求與封水要求，二者缺一不可。（√）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述凍結(jié)壁設(shè)計(jì)的主要步驟。答：凍結(jié)壁設(shè)計(jì)主要包括：①確定凍結(jié)深度（需超過井筒掘砌底板10-15米）；②計(jì)算地壓（根據(jù)地層埋深、巖性及地下水壓力）；③確定凍土強(qiáng)度參數(shù)（根據(jù)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)值，考慮溫度影響）；④通過公式或數(shù)值模擬計(jì)算凍結(jié)壁厚度（滿足強(qiáng)度與封水要求）；⑤校驗(yàn)凍結(jié)時(shí)間（確保交圈時(shí)間與掘砌進(jìn)度匹配）；⑥優(yōu)化凍結(jié)孔布置（間距、偏斜控制等）。2.凍結(jié)站運(yùn)行中需重點(diǎn)監(jiān)控哪些參數(shù)？為什么？答：需監(jiān)控：①鹽水溫度（-30℃至-35℃，過低易脆裂，過高影響凍結(jié)效率）；②鹽水流量（確保各凍結(jié)管供冷均勻，流量不足會導(dǎo)致局部凍結(jié)緩慢）；③制冷機(jī)組壓力（高壓、低壓側(cè)壓力，異常可能提示制冷劑泄漏或堵塞）；④凍結(jié)管內(nèi)壓力（監(jiān)測凍脹應(yīng)力，超壓可能導(dǎo)致斷裂）；⑤測溫孔溫度（判斷凍土發(fā)展情況，確認(rèn)交圈時(shí)間及厚度）。3.井筒掘砌過程中，發(fā)現(xiàn)井幫出現(xiàn)片狀滲漏水，應(yīng)如何處理？答：處理步驟：①立即停止掘砌作業(yè)，撤出人員至安全區(qū)域；②監(jiān)測滲漏水流量及溫度（若為低溫水，可能是凍結(jié)壁未完全交圈；若為常溫，可能是凍結(jié)管泄漏）；③若為局部未交圈，可在漏點(diǎn)附近補(bǔ)打輔助凍結(jié)孔或加強(qiáng)該區(qū)域鹽水循環(huán)；若為凍結(jié)管泄漏，需關(guān)閉對應(yīng)凍結(jié)管供冷，注入化學(xué)漿或水泥漿堵漏；④漏點(diǎn)處理后，重新檢測井幫溫度及強(qiáng)度，確認(rèn)安全后方可恢復(fù)作業(yè)；⑤記錄事故原因及處理過程，完善后續(xù)施工方案。4.簡述凍結(jié)管斷裂的主要原因及預(yù)防措施。答：主要原因：①凍結(jié)管材質(zhì)缺陷（如焊接質(zhì)量差、壁厚不足）；②地層凍脹應(yīng)力集中（尤其是含水土層凍脹率高）；③凍結(jié)管偏斜過大（導(dǎo)致局部受力不均）；④鹽水溫度過低（鋼管脆化）；⑤長期運(yùn)行后腐蝕穿孔。預(yù)防措施：①嚴(yán)格檢驗(yàn)凍結(jié)管材質(zhì)及焊接質(zhì)量（打壓試漏≥1.5MPa）；②控制凍結(jié)孔偏斜（全深偏距≤1.5米）；③合理設(shè)計(jì)凍結(jié)管間距（避免凍脹應(yīng)力疊加）；④控制鹽水降溫速率（初期≤2℃/h）；⑤定期添加緩蝕劑（減緩鹽水對鋼管的腐蝕）；⑥加強(qiáng)凍結(jié)管內(nèi)壓力監(jiān)測（超壓時(shí)通過卸壓孔釋放應(yīng)力）。5.凍結(jié)施工中，如何判斷凍結(jié)壁已完全交圈？答：判斷依據(jù)：①測溫孔數(shù)據(jù)：相鄰凍結(jié)孔之間的測溫孔溫度均低于0℃（一般達(dá)到-3℃至-5℃），且溫度場連成整體；②鹽水流量與壓力：各凍結(jié)管鹽水流量穩(wěn)定，回液溫度差異縮?。ā?℃）；③地層變形監(jiān)測：地面沉降或隆起速率減緩（凍脹階段結(jié)束）；④現(xiàn)場觀察：井筒掘砌時(shí)，井幫無明顯滲水（或僅少量掛冰），凍土開挖呈整體塊狀結(jié)構(gòu)；⑤凍結(jié)時(shí)間驗(yàn)證：根據(jù)凍結(jié)孔間距、地層導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算的理論交圈時(shí)間已滿足（一般為45-60天）。五、案例分析題（每題10分，共20分）案例1：某立井凍結(jié)施工中，凍結(jié)站運(yùn)行35天時(shí)，地面監(jiān)測發(fā)現(xiàn)局部區(qū)域地表隆起速率突然增大（由0.5mm/d增至3mm/d），同時(shí)對應(yīng)區(qū)域測溫孔溫度由-8℃升至-3℃。問題：分析可能原因及應(yīng)對措施。答案：可能原因：①該區(qū)域凍結(jié)管發(fā)生泄漏（鹽水流失導(dǎo)致局部供冷不足，凍土融化，凍脹應(yīng)力釋放后轉(zhuǎn)為融沉，但初期表現(xiàn)為未完全凍結(jié)的地層重新吸水膨脹）；②測溫孔損壞（數(shù)據(jù)異常）；③相鄰凍結(jié)孔偏斜過大（間距增大，凍土柱未完全連接，中間未凍結(jié)地層凍脹）。應(yīng)對措施：①立即核查對應(yīng)凍結(jié)管的鹽水流量及壓力（若流量減少、壓力降低，確認(rèn)泄漏）；②若凍結(jié)管泄漏，關(guān)閉該管供冷，注入聚氨酯或水泥漿堵漏；③補(bǔ)打加密凍結(jié)孔（在泄漏區(qū)域周邊布置2-3個(gè)輔助孔，加快凍土發(fā)展）；④加密監(jiān)測地表變形及測溫孔溫度（每2小時(shí)記錄一次）；⑤調(diào)整鹽水溫度（降至-35℃，強(qiáng)化周邊凍結(jié)管供冷）；⑥分析凍結(jié)孔偏斜數(shù)據(jù)（若偏斜超標(biāo)，后續(xù)施工中優(yōu)化鉆孔工藝）。案例2：井筒掘砌至深度280米時(shí)（設(shè)計(jì)凍結(jié)段深度300米），井幫出現(xiàn)大范圍滲水（流量約5m3/h），水溫約1℃，同時(shí)對應(yīng)位置凍結(jié)管回液溫度較正常高5℃。問題：判斷滲水原因，提出處理方案。答案：原因判斷：①該區(qū)域凍結(jié)壁未完全交圈（回液溫度高說明供冷不足，凍土柱未連接，地下水沿未凍結(jié)地層滲入）；②凍結(jié)管內(nèi)鹽水循環(huán)異常（如管道堵塞、循環(huán)泵故障，導(dǎo)致局部供冷量減少）；③凍結(jié)孔偏斜過大（實(shí)際間距超過設(shè)計(jì)值，凍土柱無法連接）。處理方案：①暫停掘砌作業(yè)，對滲水區(qū)域井幫進(jìn)行臨時(shí)支