Способ термического укрепления грунта

Способ термического укрепления грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С<поз Саеетсиих

Социалистических республик

f5)} М.Кд.з с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Е 02 D 3/11

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 624.138.9 (088.8) Опубликовано ? 301.83- Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.0183

{72) Автор изобретения

A.Ï.Þðäàíîâ

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный HHGTHTyT HM B,B.Куй (71) Заявитель (54) СНОСОВ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

Изобретение относится к укреплению

-грунта в строительстве, в частности к укреплению грунта путем термического воздействия.

Известен способ термического укрепления грунта, включакщий бурение скважин, нагнетание в грунт сжатого воздуха, герметизацию скважин, сжигание в них горючих смесей, обжиг грунта при избыточном давлении продуктов горения (1).

Наиболее близким из известных является способ термического укрепления грунта, включающий бурение основной и вспомогательных скважин, их !5 герметизацию, продувку укрепляемого . массива грунта сжатым воздухом, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание горячих газов и грунт (2). 20

Существенным недостатком указанных способов является низкая эффективность обжига иэ-эа длительности про" цесса распространения горячих газов от стенок скважины до внешнего конту- 25 ра укрепляемого массива грунта, при этом имеет место большой расход топлива.

Цель изобретения - снижение продолжительности процесса и расхода топлива.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему бурение основной и вспомогательных скважин, их герметиэацию, продувку массива грунта сжатым воздухом, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание в грунт горячих газов, нагнетание последних осуществляют в два этапа, после первого из которых производят введение в грунт под избыточным давлением, равным

0,1-1,0 МПа, тонкомолотого твердого топлива,.причем нагнетание газс)в на первом этапе ведут до окончания паровьщеления во вспомогательных скважинах. При этом .введение в грунт твердого топлива осуществляют в количест ве, определяемом из соотношения ты c е где ч „- удельная масса скелета грун" та, кг/м

С вЂ” теплоемкость минерального скелета грунта, МДж/(кг оС) т

t — - расчетная температура обжиP га, оСу

8 - теплотворная способность топлива, МДж/кг.

На чертеже изображена скважина и укрепляемый массив грунта, разрез.

990961

Способ осуществляется следующим образом, Вначале бурят основную 1 и вспомо.-.ательные 2 скважины и герметизируют их затворами 3 с обратными клапанами 4 ° После этого продувают ук- 5 репляемый массив грунта 5 сжатым воздухом из основной скважины 1 при открытых обратных клапанах 4 на вспомогательных скважинах 2.

Затем сжигают в основной скважине 1 горючие смеси и нагнетают горячие газы в укрепляемый массив грунта 5 до тех пор, пока во вспомагательных скважинах 2 не прекратится выделение паров воды„ 15

После этого через вспомогательные скважины 2 под избыточным давлением подают в укрепляемый массив грунта 5 тонкомолотое твердое топливо 6 из расчета по соотношению и затем про- 70 должают сжигание горючих смесей в основной скважине

Процессы термическогQ укрепления, грунта завершают после полного сгорания тонкомолотого твердого топлива.

Этот момент проверяется сокращением количества нагнетаемого в основную скважину сжатого воздуха до

10-15 нм 3/ч.м, при котором из вспомогательных скважин не происходит дыма-З0 выделения, Техническое существо способа осно" вано на том, что температура грунтового скелета не повышается пока из укрепляемого массива грунта полностьюл5 не испарится содержащаяся в нем свободная и физически связанная вода.

Поэтому вначале весь укрепляемый массив прогревают до 80-100 С путем сжигания в основной скважине 1 горючих смесей.

Наиболее быстрое и равномерное распределение тонкомолотого твердого топлива достигается при давлении

0,1-1,0 МПа, в случае падения давления ниже 0,1 МПа топливо оседает пре-45 имущественно вокруг вспомогательных скважин 2, а при давлении выше

1,0 МПа топливо переносится к основной скважине 1,;.-де грунт уже укреплен, поэтому оптимальным диапазоном 50 давления для нагнетания топлива является давление 0,1-1,0 МПа.

Продолжение сжигания горючих смесей в основной скважине 1 обеспечивает сжигание находящегося в порах 55 грунта топлива, при этом проверку полноты сгорания твердого топлива в порах грунта ведут путем ограничения подачи сжатого воздуха, что приводит к выделению из в .помогательных сква- g0 жин 2 дыма.

Пример. На строительной площадке произволи»ось термическое укрепление песc . вого просадочного грунта на глубину 7 м под фундамент раз- 65 мером 24 х 32 м. Скважины были пробурены> основные — диаметрам 0 15 м и вспомагательные — диаметром 0,1 м установкой ЛБУ-50. Сжигались горючие смеси из твердого топлива теплотворной способностью 24 МДж/кг вначале в течение 32 ч, затем через вспомогательные скважины тонкомолотое топливо в количестве 16 кг/м нагнеталось в течение 18 ч в массив грунта при избыточном давлении 0,4 МПа с помощью компрессора ПКСМ-9. После =-того сжигание горючих смесей продолжалось

64 ч. Фактический расход топлива на

1 м составил 36,4 кг, Одновременно на этой же площадке производилось укрепление грунта известным способом путем сжигания жидкого топлива теплбтворной способностью 42 МДж/кг, на который было затрачено 198 ч и топлива 54 кг/м3

Таким образом, применение предлага емого способа позволит снизить продолжительность обжига на 73% и расход тепла на 48Ъ.

Формула изобретения

1. Способ термического укрепления грунта, включающий бурение основной и вспомогательных скважин, их герметизацию, продувку укрепляемого массива грунта сжатым воздухом, сжигание в основной скважине горючих смесей и нагнетание в грунт горячих газов, отличающийся тем, что, с целью снижения продолжительности процесса и расхода топлива, нагнетание в грунт горячих газов с>существляют в два этапа, после первого из которых производят введение в грунт под избыточным давлением, равным

0,1-1,0 МПа, тонкомолотого твердого топлива, причем нагнетание газов на первом этапе ведут до окончания паровыделения во вспомогательных скважинах.

2, Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что введени» в грунт твердого топлива осуществляют в количестве, определяемом из соотношения

О С>с P

G = где у„.„ — удельная масса скелета грунта, кг/м

С вЂ” теплоемкость минерального скелета грунта, МДж/(кг С)

1Р— расчетная температура обжига, С;

9 - теплотвс;рная способность топлива, МДж/кг.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 613005, кл. E 02 D 3/11, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 538094, кл. E 02 D 3/11, 1974.

990961

Составитель А.Д. Прямков

Редактор Т.Киселева Техред И.Надь

Корректор Ю.Макаренко

Подписное

Заказ 79/44 Тираж б71

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4