Способ термического укрепления грунта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 704 А 2 Р 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ строигрунта грун- равле- дости- ческом Ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА(57) Изобретение относится к областительства, в частности к укреплениюканалов на глинистых и лессовидныхтах термическим воздействием, и напно на повышение эффективности. Этогается тем, что в известном техни решении, включающем образование откосов и дна канала, приготовление смеси грунта с измельченным твердым топливом, ее ук. ладку слоем на поверхность дна и отко-. сов, генерирование потока тепловой энергии и нагревание грунта с сжиганием в нем топлива, перед нагреванием грунта производят его пропитывание жидким топливом от 0,66 до 1,2 кг/м. Во время нагревания грунта, .например, до 600 С воздействуют на нагретую поверхность потоком сжатого воздуха с охлаждением грунта до температуры, исключающей воспламенение затем вводимого в грунт жидкого битума. После этого грунт уплотняется, а нагревание грунта ведут, начиная со дна и нижних участков откосов канала. Сокращается длительность процесса на 17 - 40 О, снижаются расход энергии и трудоемкость.1 табл., 1 ил.Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению грунта каналов на глинистых и лессовидных грунтах тер. мическим воздействием.Цель изобретения - повышение эффективности.На чертеже изображены канал (поперечный разрез) и схема размещения оборудования и средств контроля.Способ характеризуется следующими операциями, их последовательностью, режимами и приспособлениями для проведения процесса.Вначале образуют откосы (стенки) 1 и дно 2 контура 3 канала 4 и укладывают грунтовые смеси 5 с измельченным твердым топливом в боковые стенки 1 и дно 2 под давлением, например, 0,25 - 0,35 МПа, создаваемым агрегатом 6. После этого поверхность контура 3 пропитывают жидким топливом известным приспособлением (не показано), генерируют тепловую энергию и нагревают грунтовые смеси 5, начиная с нижних точек 7 боковых стенок 1 и дна 2 канала 4. В качестве генератора 8 тепловой энергии используют стандартное оборудование. По мере нагревания смесей 5 на поверхность контура 3 подают сжатый воздух от компрессора 9 с разводкой его по трубопроводам 10. После нагревания смесей 5 до температуры, обеспечивающей морозостойкость, например 600800 С, поверхность контура 3 охлаждают сжатым воздухом от компрессора 9 до температуры 160 - 180 С, исключающей воспламенение жидкого битума, и нагнетают последний в смеси 5 насосами (не показаны). Температуру грунта определяют пирометра. ми. После заполнения битумом смесей 5 стенки 1 и дно 2 канала 4 укатывают или утрамбовывают. При этом стенки 1 канала 4 могут быть доведены до верха канала 4 или с оставлением участка 1 для последующего укрепления его строительными конструкциями 12, например железобетонными плитками.Укладка грунтовых смесей на стенки и дно канала обеспечивает их наименьшую толщину порядка 0,2 - О,З м. Использование твердого измельченного топлива позволяет сформировать макропоры после выгорания частиц топлива, которые в последующем заполняются битумом и образуют гидроизоляционную конструкцию дна и стенок канала. Пропитка жидким топливом позволяет практически мгновенно поднять температуру грунта до 800 в 9 С и интенсифицировать процесс сгорания измельченного твердого топлива. Подача на поверхность грунта сжатого воздуха создает теплозащитный слой, препятствующий потере тепла. Начало процесса нагревания грунта с нижних точек позволяет само- уплотняться укрепленному грунту под действием собственной массы. Уплотнение грунта 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 после введения в него размягченного битума повышает герметичность созданных термогрунтовых стенок и дна канала и возможность использования таких каналов для транспортирования жидкостей, в том числе в ирригационных целях.Пример. На экспериментальном полигоне проводят термическое укрепление лессовидного суглинка в стенках 1 и дне 2 каналов в виде двух участков по 6 м каждый, высота канала 3 м. Пористость грунта 52 Я, природная влажность 0,08. Стенки 1 и дно 2 канала 4 образованы экскаватором на базе трактора Беларусь с зачисткой поверхности контура 3 навесным приспособлением, Грунтовые смеси 5 приготовляют из природного суглинка без предварительного высупивапия с мелким каменным углем гидравлического способа добычи с теплотой сгорания 21,6 МДж/кг, в составе 8,4 мас.Я;. Состав предварительно определен в лаборатории как оптимальный для данного вида и состояния грунта по критерик минимального времени сгорания и нагревания всей массы грунта до 600"С, обеспечивающей расчетную морозостойкость грунта. Содс ржание каменного угля в вмеси 121 кг/м. Для укладки грунтовой смеси 5 испо ьзуют агрегат 6 типа шприц-бетономашппы Мпроизводительностью 3 м /ч и явлением 3 ати, дальность пода и; ,.и по горизонтали до 200 м, по вертикаль н 50 м, расход воздуха 6 м/мин. На первом участке канала 4 смесьукладывают одним слоем 0,2 м, на втором двумя слоями по 0,15 м. Грунтовые смеси 5 нагревают нижних точек 7 уклона дна (ЗЯ ) 2 и откосовконтура (5 г) газовыми горелками от агрегата 8 типа УСВ-ЗООИМ после пропитывания поверхности контура 3 соляровым маслом с теплотой горения 42 МДж/кг с расходом топлива на первом участке 0,66 кг/м, на втором 1,2 кг/м-. После воспламенения жидкого топлива па поверхность контура 3 подают от компрессора 9 по трубопрово дам 10 сжатый воздух. После нагревания грунта 5 до 600 С, что проверяется оптическими пирометрами ОПГ 1 ИР, сжатый воздух подают до охлаждения поверхности контура 3 до 170 С, а затем нагнетают в смеси 5 жидкий битум марки БН-О от БМпод давлением 0,3 МПа. Заполнение пор грунта горячим битумом проверяют непосредственным отбором проб. К завершению операции нагнетания битума температура грунта на поверхности контура 3 уменьшается до 50 - 60 С. После этого дно 2 и откосы 1 канала 4 уплотняют струей сжатого воздуха от компрессора 4 КС.Сравнение показателей предлагаемого и известного способов приведено в таблице,Таким образом, предлагаемый способ позволит сократить длительность процесса на1435704 Предлагаемый способ на участке Известныйспособ Показатели 1 2 Длительность процесса, ч 28 20 24 Затраты тепловой энергии, МДж/м 2780 2960 2750 В том числе: 2613 2960 2613 с каменным углем с жидким топливом 167 137 Толщина слоя стеноки дна, м 0,3 0,2 0,3 Расход жидкого топлива на 1 м поверхносати контура, кг/м 0,66 1,2 Составитель А. Прямков Редактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор Н. Король Заказ 5617/27 Тираж 537 Поди ясное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 417 - 40%, расход тепла на 6,5 - 7,6% и трудоемкость процесса в 1,6 - 2 раза.Формула изобретенияСпособ термического укрепления грунта преимущественно в виде облицовки канала, включающий образование откосов и дна канала, приготовление смеси грунта с измельченным твердым топливом, ее укладку слоем на поверхность дна и откосов, генерирование потока тепловой энергии и нагревание грунта с сжиганием в нем топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, перед нагреванием грунта производят его пропитывание жидким 5 топливом, во время нагревания грунта ведут воздействие на нагретую поверхность потоком сжатого воздуха, после чего осуществляют введение в грунт битума и последующее его уплотнение, причем нагревание грунта ведут, начиная с дна и нижних участков откосов канала.