Способ термического укрепления просадочного грунта

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению слабых просадочньпс грунтов тер мическим воздействием, и направлено на повьппение эффективности. Это достигается тем, что осуществляют уплотнение стенок скважины путем вдавливания в них кварцевого песка. Горячие газы вводят в грунт с увеличением их массы. Избыточное давление горячих газов выдерживают равным 0,7- 0,8 МПа. Приводится математическая зависимость для определения интенсивности увеличения массы горячих газов. Обеспечивается сокращение расхода тепла и длительности процесса в 1,4 раза. 1 табл., 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5D 4 Е 02 0 3 11 l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4062814/31-33 (22) 29. 04. 86 (46) 15.01.88. Бюл. В 2 . (71) Московский текстильный институт. им. А.Н. Косыгина (72) А.П. Юрданов (53) 624.138.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(613005, кл. Е 02 0 3/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 914714, кл. E 02 D 3/11, 1980. (54). СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению слабых просадочных грунтов тер мическим воздействием, и направлено на повьппение эффективности. Это достигается тем, что осуществляют уплотнение стенок скважины путем вдавливания в них кварцевого песка. Горячие газы вводят в грунт с увеличением их массы. Избыточное давление горячих газов выдерживают равным 0,70,8 МПа. Приводится математическая зависимость для определения интенсивности увеличения массы горячих газов.

Обеспечивается сокращение расхода тепла и длительности процесса в

1,4 раза. 1 табл., 3 ил.

66597

1 13

Изобретение относится к строительстну, н частности к укреплению слабых просадочных грунтов термическим воздействием.

Цель изобретения — повышение эффективности.

На фиг. 1 изображен укрепляемый грунт и скважины со схемой оборудования, разрез; на фиг. 2 — схема уплотнения стенок скважины тугоплавким материалом; на фиг. 3 — ствол скважины до и после уплотнения стенок, поперечный разрез.

Способ термического укрепления просадочного грунта осуществляется следующим образом.

Вначале бурится скважина 1 с приямком 2, устанавливается обойма 3 из входящих друг в друга тонкостенных внутренней 4 и внешней 5 труб, образующих зазор 6 между стенкой 7 скнажины 1 и обоймой 3, который заполняется тугоплавким материалом 8, например кварцевым песком или смесью его с термографитом. Затем в обойму

3 вводят направляющее ударное приспособление 9, забивают его известным ударным устройством (не показано) и тугоплавкий материал 8 вдавливается в стенки 7 скважины 1, образуя уплотненный слЬй 10. При этом внешняя 5 и внутренняя 4 трубы обоймы 3 расходятся, а направляющая часть ll ° ударного приспособления 9 доходит до дна 12 .приямка 2 скважины 1. Если толщина слоя тугоплавкого материала

8 более 0,1 диаметра скважины 1, то применяют два — три направляющих ударных приспособлений 9 с последовательно увеличивающимися диаметрами.

После этого скважину 1 герметиэируют затвором 13 с размещенными на нем форсункой 14, соединенной с емко.стью для топлива 15 и компрессором

l6, патрубком 17 для внода многоспайной термопары 18, соединенной с реле

19 температуры и патрубка 20 для визуального контроля процесса в скважине l. Затем всю систему проверяют на герметичность, подают в скважину

1 горючие смеси и вынодят скважину 1 на рабочий режим. Затем создают в скважине 1 градиент давления н соответствии с соотношением.

P=1,1О5-3,5О9 К:(1+3,973 G), (1) ) где К вЂ” показатель степени термограммы;

G - степень влажности грунта в природном состоянии до начала термической обработки

5 грунта, а подачу в скважину 1 горючих смесей с образованием горячих газов увеличи" вают согласно зависимости

O = e.(1 + Ь ) (2)

10 "о где (}, — удельное количество теплоты горячих газов в период выведения скважины на рабочий режим, кг/ч; — текущая коордйната времени после вывода скважины на рабочий режим, ч; — время вывода скважины на о рабочий режим, ч;

Ь вЂ” опытный коэффициент (0,26).

Увеличение массы горячих газов ведут пока расчетная температура, на. пример 350-400 С, для ликвидации просадочных свойств грунта 21 в массиве 22 не достигнет внешней границы

23, что фиксируется показаниями системы термопар 24 с самопишущими приборами 25. Давление, температура и теплосодержание горючих смесей управляется системой манометров 26, вентилей 27, многоспайной термопарой 18 и реле 19 температуры.

Уплотнение стенок скважины 1 тугоплавким кварцевым песком создает возможность повышения в скважине 1 темЗ5 пературы с 950-1000 С до 1600-1650 С и давления до О, 7-0,8 NIa, т. е. в 3,5-4,0 раза выше максимально возможного в известных способах.

Пример. На строительной пло40 щадке проводились работы по термическому укреплению просадочного лесовидного грунта на глубину 4 м на трех массивах: двух — предлагаемых и одного — известным способами. Сква45 жина 1 образовывалась установкой

ЛБУ-50 диаметром 0,2 м, приямок 2 добуривали приставкой к ЛБУ-50 диаметром 0,12 м на глубину 0,6 м. Обойма 3 из внутренней 4 и внешней 5

50 труб устанавливалась с зазором 6 между стенкой 7 в 3 см, и зазор заполнялся сухим кварцевым песком, который вдавливался ударным пржпособлением 9 иэ полого металлического

55 штока, погружаемого в скважину 1 коп, ровым устройством КД-2. Уплотненный слой 10 уменьшил поверхностную пористость грунта с 54 до 29,8Х, что было определено отбором и испы3 1366 танием образцов. После установки затвора 13 с форсункой 14, соединенной с емкостью для топлива 15 и компрессором ЗИФ-55 патрубками 17 и 20, скважина 1 проверялась на герметич5 ность и была выведена на рабочий режим за 6 ч. Сжигалось жидкое соляровое масло с теплотой горения

42 МДж/кг. Масса горячих газов в период вывода скважины на рабочий режим составила Q = 5,2 кг/ч. Конто роль температуры осуществляется многоспайной термопарой 18 типа ЭПП-ЭМ и реле 19 температуры. Избыточное давление проверялось пружинными манометрами 26. Давление поддерживалось равным 0,7 и 1,0 МПа.

Сравнение показателей приведено в таблице.

25

Ь

1

1 ,; Известный Предлагаемый способ способ

Массив 1 Массив 2

Показатели

1,63

1,63

1,63

12

10,5

2180

1540

1570

0,20

0,7

1,0

7,45

5,2

8,11

0,44

0,115

0,155

0,1

0,136

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность сократить расход тепла в 1,39-1,42 раза и длительность процесса в 1,33-! 52 раза, а скорость процесса термоукрепления грунта — на 36-557..

Ф о р м у л а и з о б р е.т е н и я

Способ термического укрепления просадочного грунта, включающий бурение скважины, уплотнение ее стенок

Объем укрепленного грунта, м

Время .вывода скважины на рабочий режим, ч

Длительность процесса, ч

Удельные затраты тепла, МДж/м

Избыточное давление, МПа

Тепловая мощность скважины, кг/ч

Показатель термограммы

Скорость процесса, м /ч

597 4 герметизирование скважины, подачу в нее горючих смесей, генерирование в скважине потока горячих газов с увеличением их температуры в конце процесса и введение горячих газов в грунт под избыточным давлением, отличающийся тем, что, В с целью повыщения эффективности, уплотнение стенок скважины осуществляют путем вдавливания в них кварцевого песка, подачу в скважину горячих смесей производят с увеличением их массы во времени, а горячие газы вводят в грунт под избыточным давлением, равным 0,7-0,8 МПа, причем увеличение массы горючих смесей по удельному количеству их теплоты определяют из зависимости

Ю

Q=Q(i+Ь ), о где Q — удельное количество теплоты горячих газов в период вывода скважины на рабочий режим, МДж/ч;

7 — длительность периода вывоо да скважины на рабочий режим, ч; — опытный коэффициент (0,26); — текущая координата времени после вывода скважины на рабочий режим, ч.

1366597

Составитель А. Прямков

Редактор Н. Слободяник Техред Л.0лийнык Корректор A- Ильин

Тираж 636 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6790/27

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4