СПОСОБ ПРОХОДКИ ПОДЗЕМНЫХ СО Советский патент 1981 года по МПК E21D9/04 E21D1/12 

38 ТОБОЙ ВОДЫ через перфорированные трубы предваритедьно помещенные в грунтовый массив. На фиг. 1 изображена схема обезвожи вания и замораживания грунтового масси с подачей воздуха через забой горизонтального сооружения; на фиг. 2 - то же, с увеличенной протяженностью зоны и по дачей воздуха через, длинную перфорирова ную трубу, на фиг, 3 - то же, с малыми зонами с подачей воздуха через короткую перфорированную трубу| на фиг, 4 - схема обезвоживания и замораживания грунт вого массива при проходке- вертикальных сооружений с подачей воздуха через перфорированные трубы малыми зонами на фиг. 5 - то же, с одной зоной увеличенной протяжности; на фиг. б - се - чение А-А на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение Б-Б на фиг. 2 и 3. . Предлагаемым способом проходки под земных сооружений в водонасыщенных грунтах могут быть сооружены горизо. тальные и наклонные тоннели, а также вертикальные стволы. Например, при сооружении тоннеля в водонасыщенных неустойчивых грунтах до начала замораживания грунтового массива 1 в зоне за герметичную перемычку 2 в щите на забой 3 подают через трубу 4 нагретый сжатый воздух 5 (нагретый потому, что, сжатие его в компрессоре сопроволодается нагреванием, т.е. это воздух плюсовой температуры) под давлением, большим гидростати-iecKoro. Давления грунтовой воды с целью отжатия последней из грунтового массива. В образуЕощуюся обезвоженную зону, контактирующую со всех сторон с обводными грунтами по криволинейной поверхности 6, не прерывая процесса нагнетания, ftoдают глубоко охлагвденный врздух под тем же давлением, Оклазвдение Boaayxia осуществляют путём запуска в работу всхздушной холодильной установки 7 при открытых вен тилях 8 в замкнутой цепи. Приэтом сжатый воздух плюсовой температуры, поступающий от компрессорной установки 9 через теплообменник 10 быстро .охлаждается, подается через трубу 4 в пбры обезвоженного грунтового массива и быстро замораживает его, CftHoвременно с замораживанием обеэвовкенно го массива на контакте его с водонасыщ ным грунтом происходит образование герметичной ледогрунтовой оболочки. 64 После замораживания массива 1 и едогтсунтовой оболочки 11 работу усановок 7 и 9, а вместе с ними и поачу воздуха прекращают, давление возуха за перемычкой 2лостепенно нижают до атмосферного (как в тоннеле) при открытой перемьике начинают проодку. Проходку в замороженном груновом массиве 1 ведут до встречи нижней асти щита с ледогрунтовой оболочкой 11, после чего начинают очередной цикл на участке такой же последователькости, . Проводят обезвоживание через 5)едварительно пробуренные отверстия в оболочке, замораживание обезвоженного грунтового массива и ледогрунтовой оболочки 12, проходку и снова цикл повторяют. При проходке тоннеля с использованием перфорированных труб протяженность грунтовых зон ( Е-. и 2 обезвоживания и последующего замораживания их в зависимости от гидрогеологических условий и наличия мощности холодильно-компрес«сорных установок (7 и 9) увеличивают или уменьщают до значений Pj и У тем , установки в грунтовый обводненный массив одной или нескольких труб 13, через которые нагнетают сжатый воздух плюсовой температуры, а затем, не прерывая процесса нагнетания, охлажденный воздух подают в грунтовый массив одновременно по всей длине перфорированной трубьи Например, при проходке горизонтального сооружения с зонами IN вначале через трубу 14 и вентиль 15 обезвоживают кратковременной подачей сжатого воздуха с плюсовой температурой грунтовую зону I , и тут же ( не тферывая njpcaiecca), подавая охлажденный воздух, замораживают эту зону. После этого трубу 14 с перекрытым торцом 16 и с перфорированным концом 17 помещают в зону И. обезвоживают ее и замораживают, дшее замораживают зону In и т,д. Одновременно с замораживанием последующей зоны ведут разработку грунта в предыдущей замороженной зоне, при этом разрабатываемую и замораживаемую зоны должно разделять расстояние, примерно равное длине одной шш двух замороженных зонн. При проходке вертикальных coqpyжeний вначале устраивают форшахту 18 с герметичным устьем 19. После этого 1Ю вертикальной оси 2О в грутгговый обвЬдненный массив зоны IV помещают трубу 21 с перфорированным концом 22 Затем также перед замораживанием производят обезвоживание этого массива в зоне IV путем нагнетания сжатого воэ духа плюсовой температуры через перфорированную трубу 21 под давлением, болыиим гидростатического давления грунтовой воды. После обезвоживания зоны N сечением, площадь которой боль ше, чем площадь проходимого сооружения и достаточна для безопасного вед ния работ, подачу сжатого воздуха плюсовой температуры прекращают, и по той же трубе 21 путем открытия соответств щих вентилей продолжают нагнетать, не прерывая процесса, глубокоохлажденный сжатый воздух подотаким же давлением. После замораживания грунта в обезвоженной зоне W подачу охлажденного воздуха прекращают, трубу с лерфориро ванным концом 22 помещают в следующую обводненную зону V , путем нагнета ния сжатого воздуха плюсовой темпера.туры начинают обезвоживать ее и одновременно с обезвоживанием начинают разработку грунта и проходку в замороженной зоне IV . В такой же последовательности ведутся работы в очередных зонах V-VIM. В ряде случаев проходку вертикального сооружения эффективно , вести по схеме, когда вначале малыми зонами чередуя между собой процессы обезвоживания и замораживания, обезвоженной грунтовой массив промораживают на всю его глубину, т.е. на всю толщину до водоупора, после чего ведут проходку. Проходку вертикального сооружения ведут также по схеме, предусматривающей обезвоживание и замораживание обезвоженного грунта через перфорированные трубы, помещенные в грунтовый массив на глубину, равную мощности обводненной толщи грунта. Предлагаемый способ проходки подземных сооружений в водонасыщенных грунтах позволяет в несколько раз со1фатить сроки замораживания за счет гфедварительного обезвоживания грунтового массива в зоне прохсщки, умешгшить трудозатраты, увеличить скорость цроходки и снизить стоимость строительства. Формула изобретения 1.Способ проходжи подземных сооружений в водонасыщенных груитах, включающий замораживание .массива грунта подачей в него под давлением через забой выработки охлажденного воздуха и последующую разработку замороженного грунта, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности проходки, перед замораживанием массива грунта его обезвоживают путем нагнетания в него под давлением нагретого сжатого воздуха, при этом бхла- жде1шый воздух подают под тем же давлением. 2.Способ по п. 1, -отличающийся тем, что нагнетание -нагретого сжатого воздуха осуществляют под давлением, болыиим гидрастатнческого давления грунтовой воды. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что нагнетание нагретого сжатого воздуха осуществляют через перфорированные трубы, предв ительно помещенные в грунтовый массив. Источники информации, принятые во внимание при 1.Трупак Н. Г. Замораживание грунтов в поаземном строительстве. М., Недра, 1974, с. 238-24О. 2..Авторское свидетельство СССР № 628313, кл. Е 21 1/12, 1977.