Способ термического укрепления грунта

Способ термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскиз

Социалистических

Увслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1977570 (63) ???????????????????????????? ?? ??????. ????????-???? (22) ???????????????? 08.06.81 (21) 3295740>

Р )М К„з

E 02 D 3/11 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй и открытий (23) Приоритет "

Опубликовано 3(11182. Бюллетень ¹ 44

Дата опубликования описания 30.11.82

)53) УДК 624.138.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

II

1 " э

10рданов и Ю.А. 10рданов

Московский ордена Трудового Красного Знамени-ннжЕцЕрно-. строительный институт им. В.В. Куйбышева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

Изобретение относится к строительно ству, в частности к укреплению грун-,, та термическим воздействием, и может быть использовано при укреплении оснований, откосов, изготовлении свай и подпорных стен.

Известен способ термического ук-, репления грунта, включающий бурение скважины, герметизацию ее затвором, сжигание горючих смесей, нагнетание горячих газов в грунт (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ. термического укрепления грунта, включающий бурение скважины, размещение.в ней трубопровода, герметизацию устья скважины, .подачу в нее горючих смесей, роэжиг смесей с образованием факела по всей высоте скважины и нагнетание горячих газов в грунт (21.

Недостатки указанных способов заключаются в перегревании устья скважины, что приводит к непроизводительным потерям тепловой энергии на

5-15% и, следовательно, снижению эф- 25 фективности способов., Цель изобретения — повышение эффективности за счет снижения теплопотерь, Поставленная цель достигается согласно способу, включающему бурение 30 скважины, герметизацию ее устья, подачу в скважину горючих смесей с об разованием факела по всей высоте скважины и нагнетание горячих газов в грунт, при котором подачу горючих смесей осуществляют вверх и вниз по ,высоте скважины, причем место подачи последних определяют из соотношения

Й=,„. (<)

Н

Ю

1ь 1)н ч, в, где h — расстояние от дна скважины до места подачи горючих смесей, м;

Н вЂ” глубина скважины, м1

V — средняя скорость горячих ган зов прн входе в грунт ниже места подачи горючих смесей, м/ч; у — средняя скорость горячих гаэов при входе в грунт выше места подачи смесей, м/ч;

0 — средний диаметр скважины ниH же места подачи смесей, м;

D — средний диаметр скважины выВ ше места подачи смесей, м.

На чертеже изображена скважина с размещенным в ней оборудованием для подачи и сжигания горючих смесей, продольный разрез.

977570. Способ осуществляют следующим образом.

Вначале бурят скважину 1, при этом диаметр не может быть разным по высоте. Затем в ствол скважины 1 опускают трубопровод 2 на высоту от низа скважины 1, определяемую из соотношения (1). В трубопроводе 2 торец имеет отводы 3, направленные вниз и вверх скважины 1. Нижнюю часть трубопровода 2 опирают на стенку скважи-1О

Мы 1 тремя кронштейнами 4. Перед герметизацией скважины 1 затвором 5 устье ее теплоизолируют, например, шнуровым асбестом 6. После монтажа затвора 5 трубопровод 2 подключают к внешней сети 7, подающей топливо и сжатый воздух, при этом сжатый воздух одают. исходя из соотношения

0,267 нм /мДж, а воздух для регулиро.

3 вания температуры нагнетают через 3() кольцевой зазор 8 по внешней поверхности трубопровода 2. факел зажигают одновременно при помощи электрического или иного запальника 9, à его длину в нижней 10 и верхней 11 частях 25 скважины 1 регулируют величиной создаваемого в ней избыточного давления.

По мере сжигания горючих смесей дополнительный воздух для р>егулирования температуры проходит между внутренней 12 и внешней перфорированной

13 трубами трубопровода 2, препятствуя воспламенению горючей смеси в нем, а выходящий из верхних отверстий 14 воздух дополнительно теплоизолирует устье скважины 1 и нижнюю часть затвора 5. Сжигание горючих смесей прекращают при достижении расчетной тем- пературы обжига (например, для устранения просадочных свойств грунтов

300-400 >С; прн ликвидации пучинных 40 свойств - 500-600 C)внешнего контура 15 укрепляемого массива грунта 16, что определяется термопарами 17.

Предлагаемый способ имеет ряд преимуществ перед известными. Так разме-45 щение торца трубопровода на расстоСпособ

Показатели

Известный

Предлагаемый

124

124

3844

4774

1 68

1,91 формула изобретения

Способ термического укрепления г,.i,н65 та,включающий бурение скважины,герметиОбъем обожженного грунта, м

Израсходовано топлива, кг

Производительность обжига, м /ч

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет сократить расход топлива на 244 и продолжительность обжига на 14%. янин, определяемом из соотношения (1), дает возможность. обогревать грунт стенок верхней части скважины

1 восходящим потоком горячих газов с уменьшением температуры по направлению к устью, которое является наиболее слабым местом с точки зрения тепловых потерь в атмосферу.

Зажигание факела одновременно на всю глубину скважины 1 сокращает продолжительность вывода ее на рабочий режим.

Доведение состава горючей смеси до соотношения 0,267 нм /мДж позволяет

3 уменьшить размер трубопровода 2 и упростить его конструкцию. При этом установлено, что для охлаждения горючей смеси достаточно воздуха, необходимого для регулирования температуры газов, если его пропускать через кольцевой зазор по внешней поверхности трубопровода 2. Теплообмен в верх ней части скважины 1 улучшается, если ее устье и нижнюю часть затвора 5 охлаждать воздухом через перфорационные отверстия 14, расположенные вверху трубопровода 2.

Пример. На участке работ осуществляют термическое укрепление лессового просадочного грунта на высоту 11 м. Скважины пробуривают установкой УБМ-15 диаметром 0,15 м.

Сжигают горючие смеси из газового топлива теплотворной способностью

32 мДж/кг и сжатого воздуха, нагнетаI eMoro компрессором ЗИФ-55 с избыточным давлением 0,1-0,23 МПа. Обжиг продолжают 65 ч; на 1 м грунта, укрепленного до температуры не ниже

350 С затрачено по 31 кг газового топлива.

Одновременно на площадке осуществляют обжиг известным способом, ко- Э торый продолжают 74 ч; на каждый 1 м грунта израсходовано по 38,5 кг топлива.

Результаты сравнения приведены в таблице.

977570

М ) в ч ъ

1+ ЧЪDe

Составитель A. Прямков

Редактор A. Лежнина Техред A.À÷ Корректор У. Пономаренко

Заказ 9138/36 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 зацию ее устья, подачу в скважину горю:чих смесей с образованием факела по всей высоте скважины и нагнетание горячих газов в грунт, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет. снижения теплопотерь, подачу горючих смесей осуществляют вверх и вниз по высоте скважины, причем место подачи последних определяют из соотношения где ф - расстояние от дна скважины до места подачи горючих смесей, му

Н вЂ” глубина скважины, м;

" средняя скорость горячих н газов при входе в грунт ниже места подачи горючих смесей, м/чу

- средняя скорость горячих гае . зов при входе в грунт выше. места подачи смесей, м/ч;

3н — средний диаметр скважины ниже места подачи смесей,м

DS — средний диаметр скважины выше места подачи смесей, м.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 617520, кл. Е 02 D 3/10 1976

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3245339/29-33, кл. Е -02 D 3/11, 06.02,81.