Способ разработки котлованов и водоемов Советский патент 1984 года по МПК E21B7/24 

Изобретение относится к технике отрыва, подъема и транспортирования части грунта (берега) в котловане и водоеме, т.е. к технике их расширения, углубления (выемки грунта), которое широко используется во многих отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Известен способ подъема затонувших кораблей, заключающийся в том, что на затонувшем корабле пробоина закрывается водолазами кожухом, затем между кожухом и корпусом корабля намораживается лед. В помеш,ение затонувшего корабля закачивается газ и пенообразующее веш,ество, которое, действуя на находяш,уюся там воду, частично вытесняет ее через открытые водолазами люки, а остальная вода превращается в пористый лед, обладающий большой подъемной силой, поднимающей корабль I.

Однако для этого способа необходим корабль, оснащенный дорогостоящим специальным оборудованием (пено-газ,ообраЗующие установки, трубопроводы, поддерживающие поплавки). Кроме того, он сложен и опасен в обслуживании, так как необходимо осуществлять (задраивание) закрывание пробоин, подсслединение пено-газовых трубопроводов с затонувщим кораблем под водой; требуются высококвалифицированные специалисты (водолазы, машинисты); необходимо большое количество энергии на приготовление газа, пены, доставку этих компонентов к затонувшему кораблю. На выработку энергии используется невосполнимое топливо (бензин, уголь, газ). Сгорание топлива ведет к загрязнению окружающей среды.

Этот способ применим только тогда, когда имеется закрытый объем (в данном случае трюм корабля) и не применим в труднодоступных местах и для сыпучих материалов.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ разработки котлованов и водоемов, включающий выемку грунта 2.

Недостатками данного способа разработки, котлованов и водоемов с помощью экскаваторов являются значительные энергетические, материальные затраты, известное оборудование работает только в местах легкодоступных для проезда и маневренности при работе, что не всегда можно обеспечить. При работе двигателей экскаваторов загрязняется окружающая среда отработанными газами, смазочными материалами и расходуется невосполнимое топливо. Разрабатываемый грунт размельчается на довольно мелкие части, что не всегда целесообразно.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и возможнос.ть осуществления разработки котлованов в труднодоступных местах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разработки котлованов и водоемов, включающему выемку грунта, выемку грунта осуществляют путем теплоизоляции грунта, не подлежащего выемки, от разрабатываемого грунта, замораживания разрабатываемого грунта и намораживания на него льда с последующим нагнетанием в котлован воды.

На фиг. 1-4 представлена реализация способа разработки котлованов и водоемов.

На фиг. I-4 приняты следующие обозначения: разрабатываемый грунт 1; примороженная к разрабатываемому грунту ледяная консоль 2; теплоизоляционный материал 3; неразрабатываемый грунт 4; вода. Предварительно- заполнивщая водоем, 5; грунт, лед и другие части котлована, не участвующие в разработке котлована 6.

Способ разработки котлованов и водоемов может быть реализован следующим образом.

Для надежного отрыва, а также предотвращения излома разрабатываемого грунта 1 (фиг. 1) его предварительно увлажняют, если грунт сухой и сыпучий, затем теплоизолируют от основного массива - неразрабатываемого грунта 4, например закрывают камышом, травой, соломой и т.д., материалом или отделяют механическими способами (например, бармашиной).

Теплоизолируют по контуру площадь бу дущей ледяной консоли 2 (фиг. 1) от грунта, воды и других частей, не участвующих в разработке. Примораживают разрабатываемый грунт I (фиг. 1) на необходимую глубину, превращают в монолит.

Примораживают ледяную консоль 2 (фиг. 2) к разрабатываемому грунту 1, объем и вылет которого должны быть таковы, чтобы сила, выталкивающая лед с примороженным разрабатываемым грунтом 1 из воды, превосходила силы сцепления разрабатываемого грунта 1 (фиг. 3) с основны.м неразрабатываемым грунтом 4 плюс вес ледяной консоли 2 с поднимаемым разрабатываемым грунтом, с учетом силы, выталкивающей его из воды. Всю эту замороженную массу - разрабатываемый грунт 1 с примороженной к нему ледяной консолью 2 затопляют водой 5 (фиг. 3) на глубину, большую высоты подъема разрабатываемого грунта . т.е. нагнетают воду под ледяную консоль. При этом ледяная консоль 2, примороженная к разрабатываемому грунту 1 (фиг. 3), всплывая, поворачивается, отрывает разрабатываемый грунт 1 от неразрабатываемого (основного) грунта 4 и поднимает в верхние слои воды 5, тем самым осуществляется

разработка берегов, котлована или водоема. В поднятом положении разрабатываемый грунт 1, примороженный к ледяной консоли 2, транспортируется по воде в необходимое место.

Предложенный способ разработки котлованов и водоемов применим для производства земляных, погрузочных и перевалочных работ в труднодоступных мест.ах, а также там, где требуется осуществлять отрыв, подъем и перемещение грунта больших массивов - больших монолитных форм

вместе с сто содержимым, и для разработки отделения берегов рек. Способ прост и более безопасен в обслуживании, а поэтому не требуется высококвалифипированный обслуживающий персонал. Кроме того, для замораживания грунта и льда используется естественная низкая температура в зимнее время года, а для затопления разрабатываемого грунта и льда используется вода от таяния снегов, т.е. весенняя талая вода. Поэтому предлагаемый способ дешевле известных.

СПОСОБ РАЗРАБОГКИ КОТЛОВАНОВ И ВОДОЕМОВ, включающий выемку грунта, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и возможности осуществления разработки котлогииюв в труднодоступных местах, выемку грунта осуществляют путем теплоизоляции грунта, не подлежащего выемки, от разрабатываемого грунта, замораживания разрабатываемого грунта и намораживания на него льда с последующим нагнетанием в котлован .воды. оо ел