Способ термического укрепления грунта в виде обделки вертикальной выработки

 

Изобретение относится к строительству на лессовидных и глинистых грунтах, в частности к термическому укреплению грунта в виде обделки вертикальных выработок, преимущественно для сельскохозяйственных хранилищ, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что после проходки выработки в нижней ее части образуют кольцеобразное уширение ее нижней части на глубину, равную толщине обделки. Заподлицо с внутренней поверхностью обделки напротив ее уширения устанавливают охлаждаемую опалубку. Стенки обделки нагревают поярусно до плавления грунта, заполнения им уширенной части обделки и образования над опалубкой уширения подобного нижнему. Высота яруса принимается равной высоте опалубки. Отбираемое при охлаждении опалубки тепло регенерируется. Возможно введение в поток тепловой энергии грунтовых смесей с нагреванием их до плавления. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1474217 А 1 (5и 4 Е 02 D 3 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4! 93242/31-33 (22) 13.02.87 (46) 23.04.89. Бюл. № 15 (71) Московский текстильный институт им. А. Н. Косыгина (72) А. П. Юрданов и Г. П. Гусева (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 850802, кл. Е 02 D 3/11, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 812880, кл. Е 02 D 3/ll, 1979. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛ ЕНИЯ ГРУНТА В ВИДЕ ОБДЕЛ КИ

ВЕРТИКАЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ (57) Изобретение относится к строительству

«а лессовидных и глинистых грунтах, в частности к термическому укреплению грунта в виде обделки вертикальных выработок, преи1

Изобретение относится к строительству на лессовидных и глинистых грунтах, в частности к термическому укреплению грунта в ниде обделки вертикальных выработок, преимугцественно для сельскохозяйственных хранилигц.

Цель изобретения — повышение эффекти вности.

На чертеже изображен укрепляемый грунт и размещение основного технологического оборудования и средств технического контроля процесса, разрез.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале образуют выработку 1 и кольцеобразно уширяют ее нижнюю часть 2 на высоту яруса 3 и толщину обделки 4 выработки 1 в ее нижней части (толщина обделки 4 может быть переменной по высоте выработки 1). Затем заподлицо с внутренней поверхностью стенки 5 выработки 1 устамущественно для сельскохозяйственных хранилищ, и направлено на повышение эффективности. Это достигается тем, что после проходки выработки в нижней ее части образуют кольцеобразное уширение ее нижней части на глубину, равную толщине обделки.

Заподлицо с внутренней поверхностью обделки напротив ее уширения устанавливают охлаждаемую опалубку. Стенки обделки нагревают поярусно до плавления грунта, заполнения им уширенной части обделки и образования над опалубкой уширения, подобного нижнему. Высота яруса принимается равной высоте опалубки. Отбираемое при охлаждении опалубки тепло регенерируется.

Возможно введение в поток тепловой энергии грунтовых смесей с нагреванием их дс плавления. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 1 ил.

2 навливают блок 6, включающий подвижную полую опалубку 7, кольцевой тепловой генератор 8, трубопроводы 9 для охлаждения опалубки 7 воздухом и затвор 10 с патрубками 11, имеющими съемные головки 12.

После этого кольцевой генератор 8 подключают к компрессору 13 и к емкости с высококалорийным топливом 14, например с газообразным водородом, а трубопровод 9 — только к компрессору 13, проверяют всю систему на герметичность, подают горючие смеси в топливопровод генератора 8 и зажигают их электрическим запальником 15, который опускается в выработку 1 через патрубок

11, смонтированный на затворе 10, имеющем также ребра 16, которые для повышения герметизации выработки втапливаются в грунт.

После зажигания горючих смесей кольцевой генератор 8 выводят на рабочий режим, обеспечивающий расчетный угол раскрытия

1474217

Показатели

Известный способ

5,6

4,2

5,6

4,2

5,6

4,2

5,76

5,76

5,76

2250

2120

2400 струи низкотемпературной плазмы с помощью давления в сети, регулируя и контролируя процесс манометрами 17 и вентилями 18. Процесс заплавления грунтом обделки 4 осуществляют на высоту каждого яруса, последовательно перемещая опалубку 7 снизу вверх, пока не будет достигнут проектный уровень 19. При этом верхняя часть массива грунта выше отметки 19 расплавляется, и после окончания процесса образующаяся полость заполняется крышкой с утеплителем (на зимний период при отрицательных температурах наружного воздуха). По мере заплавления грунтом обделки

4 полость подвижной опалубки 7 охлаждают воздухом, подавая и отводя его no трубопроводам 9.

Чтобы исключить дополнительный расход материала на заплавление второго и последующих ярусов обделки 4 грунт в стенках выработки 1 над подвижной опалубкой 7 расплавляют только на толщину, равную толщине обделки 4 выработки 1 на этой высоте.

При этом, если такое условие не обеспечивается, то через патрубки 11 в выработку 1 добавляют грунтовые смеси, частицы которых, попадая в струю газового потока, выходящего из распылителя кольцевого генератора 8, переносятся к стенкам выработки и там расплавляются и стекают вниз (не показано).

По мере заплавления обделки 4 выработки 1 подвижная опалубка 7 поднимается вместе с жестким трубопроводом генератора 8 и трубопроводами 9 и закрепляется на затворе 10 в новом положении упорами 20, а изменение высоты всей системы компенсируется гибкими вставками 21.

Достигается экономия тепловой энергии, поскольку при низкой теплопроводности грунта основная часть тепла затрачивается на его плавление, а также за счет повторного использования тепловой энергии расплава при охлаждении воздухом опалубки, тепло от которой поступает вверх, а отводимый воздух подается в компрессор при

40 — 50 С. Циркулирование воздуха с такой

Общая глубина выработки, м

Рабочая глубина выработки, м

Количество ярусов

Р

Температура спекания грунта, С на поверхности стенки на внешнем контуре

Объем обделки в 3-х ярусах, м

Удельный расход тепла на устройство обделки, Щж/м

40 температурой в полости охлаждаемой опалубки при контакте с наружной стенкой опалубки, нагретой до 900 — 1100 С, обеспечивает процесс охлаждения расплава в обделке.

Пример. На строительной площадке проводят термическое укрепление грунта в стенках двух выработок глубиной по 4,2 м в покровном суглинке с природной влажностью

16Я и пористостью 49,2Я. Выработки 1 образованы установками КШК вЂ” 2 диаметром

2 м после уширения их в нижней части 2 на высоту яруса 3, равную 1,4 м. Толщина обделки 4 по высоте не постоянная и внизу равна 0,2 м. Заподлицо со стенками 5 устанавливают блок 6 с подвижной опалубкой 7, тепловым генератором 8 и другими трубопроводами и затвором, указанными на чертеже. Кольцевой генератор 8, подвижная опалубка 7 изготовлены из стали OX30—

Ю5А. Компрессор 13 типа ПКСМ вЂ” 6, емкость 14 стандартная для газового водорода. Угол раскрытия струи отрегулирован на высоту одного яруса 3, рабочая температура плазмы после смещения со сжатым воздухом поддерживается в пределах 2600—

2800 С. Температура воздуха в охлаждаемой опалубке 7 поддерживается около 40 — 50 С.

Контроль давления и температуры осуществляет по показаниям манометров 17, вентилей 18, визуально через съемные головки 12 патрубков 11 и оптическими пирометрами ОПИР— 45 по шкале цветов грунта и металла. При подъеме опалубки 7 крепление выполняется упорами 20 на резьбе.

Коэффициент уменьшения объема грунта в стенках выработки при плавлении составляет 1,2. Расплавление грунта в каждом верхнем ярусе обеспечивает объем обделки в предыдущем. Поэтому толщина обделки составляет по ярусам, снизу вверх: 0,2;

0,24; 0,28 м, а в поверхностном слое грунта выше проектной отметки 19, высота которого составляет также 1,4 м, грунт расплавлен на толщину 0,32 м.

Сравнительный анализ результатов натурных испытаний приведен в таблице.

Выработка 1 Выработка

1

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает экономию тепла на 7 — 13%, стоимость на 14 — 18%.

Формула изобретения

1. Способ термического укрепления грунта в виде обделки вертикальной выработки, включающий проходку выработки, генерирование в ней потока тепловой энергии посредством теплового генератора и нагревание стенок выработки с образованием обделки заданной толщины, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, после проходки выработки осуществляют кольцеобразное уширение ее нижней части на

474217

6 глубину, равную толщине обделки, затем ведут размещение заподлицо с внутренней поверхностью обделки напротив ее уширения опалубки, а нагревание стенок обделки ведут поярусно до плавления грунта с за5 полнением им уширенной части обделки и образованием над опалубкой уширения подобного нижнему, причем высоту яруса принимают равной высоте опалубки, а во время заполнения расплавленным грунтом ушире1О ния производят охлаждение опалубки с регенерированием отобранного от нее тепла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во время генерирования потока тепловой энергии осуществляют введение в поток грунтовых смесей с нагреванием их до

15 плавления.

Составитель А. Прямков

Редактор Н. Яцола Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 1845/25 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101