6.3 冻结凿井法井筒支护
6.3.1 冻结凿井法施工的立井井筒支护应根据地质、水文地质、井筒直径等条件及使用功能的要求，选择带夹层的双层复合井壁、双层井壁、单层井壁等结构形式。当井筒承受竖向附加力作用时，可采用“抗”或“让”的井壁结构形式；井壁材料可根据承载及封水要求选择混凝土类材料、钢（铁）类材料或两类材料的复合。
6.3.2 冻结凿井法井筒支护应符合下列规定：
1 冻结凿井法井筒掘砌深度必须进入稳定基岩并设置壁基。
2 采用图6.3.2所示壁基结构形式时，壁基高度计算应满足下式要求，并不应小于10m：
图6.3.2 壁基、壁座计算简图
1—外井壁；2—表土层；3—泡沫塑料板；4—基岩；5—内井壁；6—塑料夹层；7—壁基；8—壁座
式中：Hb——壁基高度（m）；
G——壁基以上井筒内、外井壁的计算重量（MN）；
Nf——壁基以上井筒所受到的竖向附加力计算值（MN）；
r——井筒内半径（m）；
Rwn——外井壁内半径（m）；
Rww——外井壁（壁基）外半径（m）；
Rjw——基岩段井壁外半径（m）；
G1——每延米壁基的计算重量（MN）；
［σ］——壁基下部围岩容许压应力（MPa）；
fc——混凝土轴心抗压强度设计值（MPa）；
τn——壁基外缘与围岩的粘结强度（MPa）；τn=0.5MPa～2.0MPa，混凝土强度等级高、围岩岩性好，τn取上限，反之取下限。
3 冻结凿井法井筒掘砌的底部必须将内、外层井壁整体浇筑作为壁座。
4 当冻结段井筒深度大于井筒相关硐室，采用双层井壁或带夹层的双层复合井壁时，宜在硐室上方设置一个一定高度的内、外层井壁整体浇筑的壁座。
5 壁座厚度不应小于内、外层井壁厚度之和；壁座的高度应根据围岩强度、壁座所承受的荷载、井壁结构形式等按式（6.3.2-2）计算，但不应小于4m；内、外层井壁整体浇筑部分以下井壁应渐变至正常基岩段井壁厚度。
式中：hb——内外井壁整体浇筑段高度（m）；
Gn——整体浇筑段以上井筒内井壁的计算重量（MN）；
rnw——内井壁外半径（m）；
［fj］——混凝土容许抗剪强度（MN/m2）。
6 冻结壁与现浇混凝土井壁之间宜根据冻结壁的位移量铺设25mm～75mm厚的泡沫塑料板。
7 内、外层井壁之间宜铺设厚度为1.5mm～3.0mm的塑料夹层，也可铺设两层柔韧性较好的沥青油毡。
8 当采用双层井壁（或带夹层的双层复合井壁）结构时，内、外层井壁之间应进行注浆；当采用单层井壁时，应对井壁接茬和壁后进行注浆。
9 冻结段井筒内层、外层井壁厚度均不应小于300mm。
6.3.3 井壁所受径向荷载标准值计算应符合下列规定：
1 表土段内、外层井壁整体所受径向荷载标准值计算应符合下列规定：
1）均匀荷载标准值应按本规范公式（6.2.3-1）计算；
2）不均匀荷载标准值应按下列公式计算：
PA，k=Pk （6.3.3-1）
PB，k=PA，k（1+βt） （6.3.3-2）
式中：βt——表土层不均匀荷载系数，冻结法凿井时，βt=0.2～0.3。
2 内、外层井壁分别承受的径向荷载标准值计算应符合下列规定：
1）内层井壁荷载标准值应按下式计算：
Pn，k=0.01kzH （6.3.3-3）
式中：Pn，k——内层井壁所承受的荷载标准值（MPa）；
kz——荷载折减系数，取0.81～1.00；
0.01——水的重力密度（MN/m3）；
H——所设计的井壁计算处深度（m）。
2）外层井壁承受的冻结压力标准值Pd，k宜按冻土（岩）试验、实测等资料选取，也可按表6.3.3选取。
表6.3.3 冻结压力标准值
注：表中Pd，k为不同深度黏土层冻结压力统计值。
6.3.4 井壁所受的竖向荷载标准值应按本规范式（6.2.4-1）计算。
6.3.5 冻结凿井法井筒支护应符合下列规定：
1 当采用双层井壁（或带夹层的双层复合井壁）结构时，内层井壁应满足承受水压、竖向荷载等荷载的要求；外层井壁应满足承受冻结压力及井壁吊挂、抗裂、稳定性计算的要求；双层井壁应满足整体承受永久水土压力及竖向荷载等荷载的要求。
2 当采用单层井壁结构时，在施工期间，井壁应满足承受冻结压力、注浆压力及井壁吊挂、抗裂的要求；在生产期间，井壁应满足承受永久水土（岩）压力、竖向荷载、稳定性计算的要求。
6.3.6 冻结凿井法井筒的井壁厚度应按下列公式计算初步拟定：
混凝土井壁：fs=0.85fc （6.3.6-2）
P=νkPk （6.3.6-4）
式中：P——计算处作用在井壁上的设计荷载计算值（MPa）。根据不同受力状况，采用冻结压力、均匀水土压力、静水压力等相应的荷载计算值。
6.3.7 表土层段井筒的井壁圆环内力及承载力应按本规范附录A.1的规定计算。表土层与基岩交界面上下结构强度计算应按本规范附录A.4的规定计算。
6.3.8 井壁竖向承载力应按下列规定计算：
1 井壁在自重力和竖向附加力等共同作用下的竖向承载力应符合本规范第6.2.7条的规定；
2 外层井壁在吊挂力作用下的承载力应按下列公式计算：
γ0Nd≤fyAz （6.3.8-1）
Nd=νkNd，k （6.3.8-3）
式中：Nd——井壁吊挂力的计算值（MN）；
Nd，k——井壁吊挂力的标准值（MN）；
hd——井壁吊挂段高（m），取hd=15m～20m；
γh——混凝土（或钢筋混凝土）的重力密度（MN/m3）。
6.3.9 冻结凿井法井壁钢筋配置应符合下列规定：
1 井壁配筋率应根据计算确定，最小配筋率应符合本规范第6.1.3条的规定；
2 竖向钢筋宜选用直螺纹或锥螺纹连接，连接质量应符合现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107中有关标准的最高等级；钢筋搭接长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定；
3 钢筋间距宜为150mm～330mm，构造钢筋配置应符合本规范表6.1.3规定。
6.3.10 井壁环向稳定性应按本规范附录A.2的规定计算。
6.3.11 三向应力作用下井壁的承载力可按本规范附录A.3的规定计算。