Способ термического укрепления грунта в виде опоры Советский патент 1988 года по МПК E02D3/11 

.Изобретение относится к строитель- йтву зданий и сооружений на слабых ifpyHTax, в частности к их укреплению термическим воздействием.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

На чертеже изображены скважина и укрепляемый грунт в опоре, разрез, и схема размещения основного обору- цования.

I Способ термического укрепления 1грунта в виде опоры осуществляется :Следующим образом.

Вначале образуют скважину 1 на расчетную глубину 2 и герметизируют ее затвором 3, который включает бункер 4 с грунтом 5, загружаемым через люки 6, накопители 7 отработанных газов с перфорированными стенками 8, через которые отработанные газы поступают в кольцевой трубопровод 9 и из него через вентиль 10 выпускаются в атмосферу, топливопровод 11 с подвижным отражателем 12 и диффузором 13, патрубок 14 для контроля процессов внутри скважины 1 и электрозапал 15 с прибором 16,

После проверки скважины 1 на гер

903002

та 5, от поверхности 20 пропорционально массе расплавленного грунта, т.е. выделяемая аккумулированная расс плавом 18 грунта 5 тепловая энергия отражается от криволинейной поверхности подвижного отражателя 12, увеличиваясь от центра скважины 1 к ее стенкам 17 пропорционально квадрату

10 расстояния от центра скважины 1. Отработанные газы в это время поднимаются вверх и собираются в накопителе 7, а затем выпускаются из него через перфорированные отверстия 8 сквозь

15 грунт 5 в бункере 4 путем открытия вентиля О на кольцевом трубопроводе 9, в который отработанные газы поступают, отдавая тепло грунту 5. Периодическое сжигание горючих смесей

20 позволяет эффективно использовать тепловую энергию, аккумулированную расплавленной массой грунта.

Возвращение потока лучистой тепловой энергии на поверхность грунта 5

25 посредством отражателя 12 позволяет равномерно прогревать весь поступающий в скважину грунт 5, особенно наиболее массивных участков, примыкающих к стенкам скважины 1. Предлагае

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых грунтах, в частности к их укреплению термическим воздействием, и направлено на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что, когда скважину заполняют расплавленным грунтом, осуществляется возвращение потока лучистой энергии, вьщеляемого поверхностью грунта. Во время отвода отработанных газов они накапливаются под давлением. Горючие смеси сжигаются периодически. Грунт в скважину подается вдоль ее стенок. Отработанные газы удаляются через грунт в накопителе, а возвращение лучистой энергии производится в интервалах между периодами сжигания горючих смесей. I ил., I табл. б (/ С

метичность в нее из бункера 4 по кон- 30 мая подача грунта 5 по контуру стенок

туру стенок 17 на дно скважины 1 подают грунт 5, а топливопровод 11 опускают так, чтобы диффузор 13 размещался над уровнем загруженного в скважину 1 грунта 5 на 0,4-0,5 м (из условия равномерного сжигания горючих смесей и теплостойкости материала топливопровода 11). Подвижньй отражатель 12 с электрозапалом 15 опускают в крайнее нижнее положение, фиксируемое диффузором 13. Затем зажигают горючие смеси, а отражатель 12 поднимают в верхнее положение и он закрьшает доступ газов в накопитель 7. Создаваемое в скважине 1 из- быточное давление способствует плотному соединению подвижного отражате- ля 12 с накопителем 7 отработанных газов.

Сжигание горючих смесей осуществляют периодически с разрьшом, равным 3-7 мин, пока расплав 18 грунта 5 не поднимется от расчетной глубины 2 до проектной отметки 19. После периода сжигания горючих смесей подвиж ный отражатель 12 опускается вниз на уровень диффузора 13. Отражатель 12 позволяет фокусировать тепловую энергию, излучаемую расплавом 18 гру

5

0 5

г

0

скважины 1 позволяет рационально использовать тепло, поднимающееся снизу вверх по стволу скважины 1, при этом газы входят в накопитель 7 более охлажденными. Возвращение тепла в сочетании с предлагаемой подачей грунта 5 способствует равномерному вытеснению из него расплавленной массы образующихся при плавлении газов,что повьшает монолитность грунта 5 и его прочность. Подача грунта 5 по контуру стенок скважины 1 создает также ног- нутую поверхность расплавленного ; грунта, что в сочетании с криволинейной формой подвижного отражателя 12 позволяет интенсифицировать процесс радиационного теплообмена.

Приме р. На участке работ осуществляют термическое укрепление лессовидного грунта в трех опорах. Скважины 1 проходят установкой УГБ-50 диаметром 0,4 метра и уширяют в забое буровым расширителем до 0,8 м на расчетной глубине 2, равной 19 м. Длительность интервала между периодами сжигания горючих смесей варьируется в пределах 3-5-7 мин. После монтажа затвора 3 в комплексе с бункером 4 для подачи грунта 5, люками 6, накопителем 7 с перфорированными стенками 8, кольцевым трубопроводом 9 с вентилем,топливопроводом 11 с подвижным отражателем 12 и диффузором 13, патрубком 14 и электрозапалом 15 с прибором 16 скважины 1 проверяются на герметичность. Подвижные отражатели 12 изготавливают из стали ОХ23Ю5А, их подъем осуществляют ле- бедкой Т-66 с автоматическим приводом, а расстояние над расплавом 18 грунта составляет 0,5 м.Сжигается соляровое масло с теплотой горения 42 МДж/кг. Горючие смеси подаются насосами шестиренчатого типа, сжатый воздух генерируется компрессорами ДК-9М с избыточным давлением 0,2 - 0,4 МПа. Продолжительность процесса составляет 21-24-28-4 соответственно для перерыва сжигания горючих смесей 3-5-7 мин.

Одновременно осуществляется укрепление грунта в опоре известным способом, длительность процесса составляет 32 ч. Сравнение показателей приведено в таблице.

а удаление отработанных газов - через

Таким образом, предлагаемый способ зо грунт в накопителе, причем возвра- позволяет сократить расход тепловой щение лучистой энергии осуществляют энергии в 1,4-1,5 раза при одновре- в интервалах между периодами сжига- менном уменьшении длительности про- ния горючих смесей.

Объем расплавленного в скважине грунта, м

Перерьшы в сжигании горючих смесей, мин

Длительность процесса за- плавления скважин, ч

Удельный расход тепловой энергии на 1 м опоры, МДж/м

цесса термического укрепления грунта в опоре до 34%.

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта в виде опоры, включающий образование скважины, установку в ее устье затвора с накопителем грунта и средствами подачи его и горючих : смесей, сжиганием последних в скважине с образованием горячих газов, введение в скважину грунта, его нагревание горячими газами до плавления заполнение скважины расплавленным грунтом и отвод отработанных горячих газов, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, в период заполнения скважины расплавленным грунтом осуществляют возвращение отражением потока лучистой энергии, выделяемого поверхностью грунта во время отвода отработанных газов производят их накапливание под давлением, сжигание горючих смесей ведут периодически, подачу грунта - ссыпанием его вдоль стенок скважины.

3,2

3,2

3,2

3,2

21

24

28

32

2040 2010

1910

2870

Горючие Cfiecu

///////// ////////////

5

3