Способ бетонирования тоннеля в уровнях отрицательных температур Советский патент 1988 года по МПК E21D11/10 

Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для возведения монолитных бетонных и железобетонных крепей гор- ных выработок различного назначения при отрицательной температуре воздуха и горных пород.

Цель изобретения - снижение затрат энергии и обеспечение возможно- сти повторного использования тепло- изолятора.

На фиг. 1-3 показаны схемы последовательности производства работ.

Способ осуществляют следуюпщм об- разом.

Одновременно с установкой опалубки 1 зону между ней и горным массивом, закрепленную временной крепью 2, заполняют герметичными емкостями 3 с эластичными стенками, заполненными жидкостью, вскипающей при температуре, близкой к температуре оттаивания массива. Производят бетонирование заходки несущего слоя. При вы- делении твердевающим бетоном теплоты гидратации жидкость вскипает, эластичные стенки увеличивают свой объем, плотно заполняют все пустоты за- опалубочного пространства. При этом образуется слой эффективной теплоизоляции, содержащий низкотеплопроводные пары в емкостях и воздух в замкнутых пространствах между кими.

В качестве наполнителя герметич- Hbix емкостей с эластичными стенками 3 используют жидкость с нормальной температурой кипения в пределах (-12):- (-3) С (изобутан, метиламин, сернистый ангидрид, октафторциклобутан или дифтормснохлорэтан), что позволяет, благодаря их теплофизическим и термодинамическим свойствам в практическом диапазоне изменения температуры системы вечномерзлый горный массив - твердеющий бетон, обеспечивать не только снижение общего теплопоступле- ния от бетона в массив за счет теплоизоляции, но и перераспределение плотности теплового потока во времени с уменьшением ее в начальный период за счет расходования значительной части вьделяющейся теплоты на скипание наполнителя в емкостях. Тем самым снижаются затраты энергии иа обеспечение необходимого для твердения бетона положительного теплового режима,

С другой стороны, при дальнейшем росте температуры системы давления

0 5 0

с 0 5

0

5

паров в емкостях увеличивается и при максимально возможных ее значениях (до 60 С) у выбранных жидкостей достигает 900 кПа, чем обеспечивается надежный и равномерный механический контакт опалубки и твердеющего бетона 4 с горным массивом, препятствующий вывалам и другим изменениями геометрии контура поперечного сечения выработки, способствующим развитию горного давления. Благодаря этому может быть существенно облегчена конструкция опалубки.

В дальнейшем, по мере снижения интенсивности гидратации бетона, температура системы естественным образом падает. При выравнивании температурного поля наполнитель в эластичных емкостях конденсируется и тепло- изолятор в виде эластичных емкостей приобретает начальный объем. Нагнетание тампонажного раствора 5 в за- опалубочное пространство производят после набора бетоном 4 обделки критической прочности со стороны предыдущей заходки бетонирования. При этом за счет перемещения фронта тампонажного раствора 5 от места нагнетания к открытому торцу заходки осуществляется выталкивание большей части эластичных емкостей в свободное пространство выработки, которые в дальнейшем могут быть повторно использованы.

После начала изливания тампонажного раствора 5 в вьфаботку процесс приостанавливается, торец заходки бетонирования закрывается и дальнейшее нагнетание тампонажного раствора 5 производят обычным образом. Для снижения доли эластичных емкостей 3, теряемых в закрепленном пространстве, нагнетание следует производить в нескольких топках, располагаемых равномерно по периметру поперечного сечения выработки.

В качестве наполнителя эластичных емкостей 3 целесообразно использовать метиламин CHjNHj, поскольку его температура кипения (t -6,7 С) находится в середине указанного интервала и он обладает максимальным значением удельной теплоты парооб- раз ования ( 808 кДж/кг), что свидетельствует о-его высоких тепло- аккумулирующих свойствах.

Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано для возведения монолитных бетонных и железобетонных крепей горных выработок. Цель изобретения - снижение затрат энергии и обеспечение возможности повторного использования теплоизолятора. Устанавливают опалубку для бетонирования заходки несущего слоя. Одновременно производят теплоизолирование захо- док путем заполнения закрепкого пространства эластичными емкостями (ЭЕ), заполненными жидкостью с температурой кипения (-12)-(-3) С. В качестве наполнителя ЭЕ может быть использован метиламин. При выделении твердеющим бетоном теплоты гидратации жидкость вскипает и эластичные стенки ЭЕ увеличивают свой объем, плотно заполняя все пустоты заопалубочного пространства. При выравнивании температурного поля наполнитель в ЭЕ конденсируется и они приобретают первоначальный объем. После набора бетоном критической прочности производят нагнетание тампонажного раствора. За счет перемещения фронта тампонажного раствора осуществляется выталкивание большей части ЭЕ в свободное пространство выработки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. г (Л

Фиг.1

Фие.2

Фие.З