Способ термического укрепления грунта

Способ термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева (11) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ

ГРУНТА

Изобретение относится к строительству оснований различных сооружений путем термического упрочнения грунта с устранением его просадочных свойств.

Известен способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, продувку грунта сжатым воздухом, сжигание в.скважине горючих смесей и обжиг грунта при избыточном давлении продуктов горения fl), Известен также способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, подачу сжатого воздуха, сжигание горючих смесей и нагрев стенок скважины нагнетанием в грунт горячих газов (2), Недостаток указанных способов заключается в том, что не используется тепловая энергия, аккумулируемая прилегающей к скважине массой грунта, что приводит к перерасходу на 45-60% сжигаемого топлива, необходимого для устранения просадочных свойств грунта, и дополнительным затратам энергии на нагнетание ольших объемов воздуха, превосходящих в 3,5-5 раза требующееся количество для сжигания топлива.

Цель изобретения — снижение энергозатрат и экономия топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термического укрепления грунта, включающем бурение скважины, ее герметизацию, подачу сжатого воздуха, сжигание горючих смесей и нагрев стенок скважины нагнетанием в грунт горячих газов, подачу сжатого воздуха ведут после нагнетания горячих газов, а нагрев стенок скважины осуществляют циклично, сначала нагревают на 3050 С ниже температуры начала спекания грунта, а затем охлаждают до

500 600о С.

На чертеже приведена технологическая схема осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.. ! д Первоначально бурят скважину 1, герметиэируют ее затвором 2 с форсункой 3 и подают в эту скважину горючую смесь под давлением. После розжига горючей смеси производят равномерный нагрев стенки 4 сква842130

"жинй 1 на 30-50 ниже температуры начала спекания грунта, затем увеличивают содержание воздуха в горючей смеси и охлаждают стенку 4 до 500-600 С. Затем сокращают подачу воздуха до минимального количества, необходимого.для полного сгорания топлива, т.е. до 11,2 м на 1 кг жидкого топлива,и, этим повышают температуру газов в зоне факела, повторно нагревая стенку скважины на 30-50в ниже температуры начала спекания грунта. Процессы нагревания и охлаждения стенки скважины 1 повторяют многократно, пока минимальная температура для устранения просадочных свойств грунта не дос- 15 тигнет внешней границы 5 укрепляемого массива 6 грунта. Затем отключают подачу топлива и продолжают нагнетать в укрепляемый массив 6 грунта атмосферный воздух в тече- 2О ние 2-2,5 ч.

Интервал температуры стенки скважины и начала спекания грунта в 30-50 определяется точностью измерительных приборов, в качестве 5 которых используются оптические пирометры, например ОПИР-17 и

ОПИР-45. Охлаждение грунтовой стенки до 500-600В определяется температурой воспламенения горючей

30 смеси. При охлаждении стенки иихф этой температуры горючая смесь может не воспламеняться, что вызовет необходимость зажигания ее запальником.

На завершающей стадии термическо го укрепления грунта ведется продувка нагретого массива 6 атмосферным воздухом,в процессе которой атмосферный воздух проходит вначале через более нагретую массу грунта и, на- 40 греваясь, отдает затем полученную тепловую энергию периферийной части укрепляемого грунта, повышая его температуру.

Такая технология способа тер- 45 мического укрепления. грунта путем мно ократного нагревания и последующего охлаждения стенки скважины обеспечивает использование тепла, аккумулируемого близлежащей к скважине массой грунта, нагретой до температуры больше минимально необходимой, и последующее перераспределение тепла в массиве. Охлаждение стенки скважины позволяет нагнетать в массив грунта газы с температурой значительно более высокой, чем температура начала спекания грунта, что отличает предлагаемый способ от известных, при которых температура газов и стенки практически остается О постоянной.

Пример. На участке работ пробуривают две одинаковые по диаметру и глубине скважины 1, укрепление грУнта в одной из которых осуществ- 65

Показ атели

Способ

Извест- Предлаганый емый

Средняя температура газов,е C

1000

1200

Средняя температура стенки скважины,"С

950

900

Расход воздуха на 1 кг топлива, м

35

Расход топлива на 1 м укрепляемого массива грунта, кг

70

Применение предлагаемого способа термического укрепления грунта позволяет снизить расход жидкого топлива до 25% и затраты энергии на подачу воздуха на 30-40%, при этом общая стоимость единицы объема укрепляемого грунта на 20-25% ниже.

Формула изобретения

Способ термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, ее герметизацию, подачу сжатого воздуха, сжигание горючих смесей и нагрев стенок скважины нагнетанием в грунт горячих газов,о т л ич а ю шийся тем, что, с целью, снижения энергозатрат и экономии топлива, подачу сжатого воздуха ляется по предлагаемому способу, а в другой — по известному. Каждая скважина 1 герметизируется с помощью затвора 2 с форсункой 3 для сжигания жидкого топлива с теплотворной способностью 4200 кДж/кг.

Температура начала спекания грунта на участке составляет 1000еС. После запуска форсунки 3 в скважину 1 нагнетаются горячие газы под давлением 0,2 MI1a и стенки 4 скважины 1 нагреваются до 950 С при температуре газов 1200О С.

Затем стенки 4 скважины 1 охлаждаются до 600ОС и вновь нагреваются и охлаждаются. На внешней границе 5 укрепляемого массива 6 достигается температура, равная 40оС, которая регистрируется с помощью термапары, После этого через скважину 1 в укрепляемый массив 6 подается атмосферный воздух, при котором температура на границе 5 достигает 400ОС и держится на этом уровне 2 ч.

Результаты испытаний представлены в таблице.

842130

Составитель A. Прямков

Редактор М. Митровка Техред И.Асталош Корректор Н. Стец

Заказ 4992/26

Тираж 693 Подп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ведут после нагнетания горячих газов, а нагрев стенок скважины осушествляют циклично, сначала нагревают на 30-50ОС йиже температуры начала спекания грунта, а затем охлаждают до 500-600оС.

Источники информации; принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 613005, кл. Е 02 D 3/10, 1976, 2. Авторское свидетельство СССР

9 538094 кл. Е 02 D 3/10, 1974.!