Способ термического укрепления грунта

 

Изобретение относится к области строительства , в частности к термическому укреплению глинистых и лессовых грунтов преимущественно в виде опоры, и направлено на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что при сжигании топлива, смешанного с укрепляемым грунтом, производят периодическое отсасывание из устья скважины отработанных газов, нагретых до температуры 300-500°С. Смесь грунта с топливом при ее введений в скважину уплотняется. Грунт при сжигании топлива нагревается до начала его спекания. Окислитель, подогретый до 250-300°С, вводится в уширение низа скважины под давлением 0,75-1,25 МПа с помощью размещаемого по оси скважины трубопровода. Расход энергии снижается до 29%, а длительность процесса - до 1,5 раз. I ил, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<51> 4 Е 02 D 3 11 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4229778/31 33 (22) 13.04.87 (46) 15.02.89. Бюл. № 6 (7!) Московский текстильный институт им. А. Н. Косыгина (72) А. П. Юрданов, Г. П. Гусева и Ю. А. Юрданов (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 726262, кл. Е 02 D 7/00, !978.

Авторское свидетельство СССР № 1193233, кл. Е 02 D 3/11, 1984. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства, в частности к термическому укреп1

Изобретение относится к строительству, в частности к термическому укреплению глинистых и лессовых грунтов преимущественно в виде опоры.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

На чертеже изображены укрепляемый грунт (разрез по скважине) и схема размещения технологического оборудования и средств технического контроля процесса.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале бурят скважину 1 и уширяют ее низ 2, а по оси 3 скважины 1 устанавливают трубопровод 4 на подставку 5, в котором, на высоту уширения 2 выполнена перфорация 6. Затем скважину 1 заполняют послойно грунтовыми смесями 7, уплотняя их известным приспособлением (не показано) выше проектной отметки 8, а устье 9 скважины 1 герметизируют затвором 10. После этого трубопровод 4 соединяют через вентиль 11 с генератором 12 окислителя, а через вентиль 13 с осушителем 14, который также

„„Я0„„145 4 8 А1 лению глинистых и лессовых грунтов преимущественно в виде опоры, и направлено на снижение энергозатрат. Это достигается тем, что при сжигании топлива, смешанного с укрепляемым грунтом, производят периодическое отсасывание из устья скважины отработанных газов, нагретых до температуры

300 — 500 С. Смесь грунта с топливом при ее введений в скважину уплотняется. Грунт при сжигании топлива нагревается до начала его спекания. Окислитель, подогретый до 250 — 300 С, вводится в уширение низа скважины под давлением 0,75 — 1,25 МПа с помощью размещаемого по оси скважины трубопровода. Расход энергии снижается до 29%, а длительность процесса — до

1,5 раз. 1 ил, 2 табл. соединяют с генератором 12. Уширение 2 скважины 1 в просадочных грунтах второго типа заглубляют ниже непросадочного горизонта 15. Затем проверяют систему на герметичность и подают из генератора 12 окислитель, нагретый до температуры выше начала воспламенения топлива в грунтовой смеси 7 (например для твердого топлива с температурой воспламенения 200 — 250 С окислитель, в качестве которого применяют атмосферный воздух, нагревают до 250—

300 С), под давлением 0,75 — 1,25 МПа. Под воздействием температуры окислителя смесь

7 воспламеняется, а кислород интенсифицирует процесс горения топлива. При этом нагретые газы через перфорацию 6 поднимаются под давлением, постепенно распространяя процесс сжигания топлива от низа 2 скважины 1 до проектной отметки 8. После поступления отработанных газов в устье 9 с температурой около 500 C их отсасывают, пропуская через осушитель 14, пока температура отработанных газов не понизится до 300"С. После этого продолжают подачу

1458498

Формула изобретения абли

Общая дли— тельность, ч

Коэффи— циент давление, MIIa потерь

9,2 12,2

11, 10,2 9,7

22,5

0,25

5,5

6,1

20, 25

16, 25

0,50

6,3

0,75

13,5

1,0

11 75

1,25

10,1

16,4

12,0

1,5 окислителя и процесс повторяют, пока смесь грунта с топливом 7 не нагреется до температуры начала спекания грунта, например до 800 — 900 С, в пределах от уширения 2 до проектной отметки 8, что контролируют по цвету металла трубопровода 4 оптическим пирометром через контрольный глазок 16.

Уплотнение грунтовых смесей позволяет сократить их усадку в процессе термического воздействия, исключить дополнительное введение смесей, уплотнить стенки скважины, сокращая потери тепла через них, увеличить давление подачи окислителя, что способствует интенсификации процесса и более полному сгоранию топлива. Периодическое отсасывание отработанных газов обеспечивает равномерное прогревание грунтовой смеси по высоте скважины и создает возможность регулирования процесса. Давление подачи окислителя и температура отработанных газов, определенные на скважинах глубиной ! 4 м, приведены в табл. 1.

Согласно данным табл. 1, оптимальное давление окислителя 0,5 — 1,0 МПа, опти-! мальная температура отработанных газов, 300 — 500 С. При этих условиях достигаются наименьшие потери тепла. Подача окислителя по трубопроводу по оси скважины способствует равномерности насыщения смеси окислителем.

Пример. На экспериментальной строи тельной площадке проводили укрепление глинистого грунта в виде опоры. Влажность грунта 0,12, объемная масса 1680 кгс/м, температура начала спекания 850 С. Термическое укрепление грунта выполняли в трех скважинах 1 глубиной 4 м. Скважины 1 были пробурены установкой АВБ-5 диаметром 0,5 м с уширением 2 их низа до 0,8 м приставкой в ЛБУ. Затем по оси 3 устанавливали трубопровод 4 на подставку 5 из шамот; ного кирпича, трубопровод 4 перфорировали на высоту 0,8 м от низа скважины 1 отверстиями диаметром 1,2 см. Смеси местного грунта с твердым топливом 7 в количестве

8,6 мас, % уплотняли слоями по 0,8 м полой трамбовкой с массой 0,08 т до проектной отметки 8 на глубине 1,2 м от поверхности (выше — — без уплотнения) . Устья 9 скважин 1 герметизировали винтовыми затворами 1О конструкции МИСИ, которые соединяли через вентиль 11 с генератором 12 нагретого воздуха типа УСВ-ЗООМ, а через вентиль 13 с осушителем 14 шторно-подъемного типа, который соединяли с генератором 12. Уширение 2 выполняли в более плотном суглинке. Степень повышения температуры грунта до начала его спекания по высоте скважины определяли через глазок 16 пирометром ОППИР-17 по цвету трубопровода 4 и сравнению его со стандартной шкалой цветов побежалости. Процесс осуществляли в соответствии с описанной технологией.

Данные эксперимента известного способа приведены в табл. 2.

Таким образом, предлагаемый способ сокращает расход энергозатрат на 18 — 29% и длительность процесса на 19 — 58%.

Способ термического укрепления грунта, преимущественно в виде опоры, включающий бурение скважины, уширение ее низа, введение в скважину смеси грунта с топливом, герметизацию устья скважины, подачу в ее уширение нагретого до 250 — 300 С окис30 лителя и сжигание топлива с образованием укрепленной столбчатой структуры, отличаюи ийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, во время сжигания топлива ведут периодическое отсасывание устья скважины отработанных газов, нагретых до температу35 ры 300 — 500 С, а в процессе введения в скважину смеси грунта с топливом осуществляют ее уплотнение, причем сжигание топлива ведут с нагреванием грунта в смеси до начала его спекания, а подачу окислителя производят под давлением 0,75 в 1,25 МПа посредством размещаемого по оси скважины трубопровода.

Потери тепла в атмосферу, Х, для различных температур, С

200 300 400 500 600!

0,3 8,4 8,9 8,6 11,0

9, 2 7,1 8,0 7,3 10,8

10 6 9 4 9,2 9 0 11,6

12,4 10,3 9,6 10,4 14,9

15,8 11,4 11,0 12,3 16,2

1458498

Таблица 2

Из вестный способ

Предлагаемый способ

Показатели скважи- скважина 1 на 2

Избыточное давление, MIIa 0,75

1,25

0,18

Температура отработанных газов при о отсасывании, С

300

500

Расход тепловой энергии, МДж/м 2820 2922

Зб40

Длительность процесса, ч

16 12 19

Составитель А. Прямков

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор М. Самборская

За каз 346/34 Тираж.588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI