Способ создания мерзлотной противофильтрационной завесы в трещиноватом грунте

л 9) КЦ л 1) (51) 5 Е 02 В 3 16 02 В ЕТ Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака ОПИСАНИЕ ИЗО(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ МЕРЗЛОТНОЙ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОЙНОЙ ЗАВЕСЫ В ТРЕЩИНОВАТОМ ГРУНТЕ(57) Использование: в гидротехническом строительстве, в частности при способах создания мерзлотной лротивофильтрационной завесы в трещиноватом грунте в условиях Севера Сущность изобретенас отособ предусматривает установлениесначала в оаакине внешних труб 3 замораживающих колонок и через выполненные в них отверстия 4 нагнетание холодного воздуха в трещиноватую зону 1. Затем через отверстия 4 подают воду в трещины зоны 1. Цикл нагнетания воды и воздуха повторяот до полной закупорки трещины льдом. Затем устанавливают внутренние трубы колонок и ведут промораживание грунта известным путем. 1Изобретениеотноситсякгидротехниче- заполнения трещин и повторяют цикл доскому строительству в условиях вечной мер- полной закупорки трещин образующимся взлоты и предназначено для применения в них льдом, после чего устанавливают внутслучаях, когда требуется создать мерзлот- реннюю трубу и ведут промораживаниеную противофильтрационную завесу в тре грунта,,щиноватом (пористом) грунте, Локальные Предлагаемый способ поясняется черэоны трещиноватых неводонасыщенных тежом, иллюстрирующим создание мерэгрунтов часто встречаются в береговых при- . лотной противофильтрационной завесы,мыканиях плотин, в бортах водохранилищ, 10 перекрывающей зойу трещиноватого невонаприМерправобережноепримыкание пло- донасыщенного грунта в борту водохранитинц Вилюйской ГЭС-Ш в Якутии; берег. во- лища до его заполнения.докранилища Стемме на архипелаге Способосуществляютследующим обраШпицберген. Одним из эффективных ме- зом.роприятий по предотвращению фильтрации 15 Бурят вертикальные скважины в проекв условиях вечной мерзлоты является пере- тной. плоскости завесы. Скважинами йерекрытие путей фильтрации мерзлотными за" секается трещиноватая неводонасыщеннаявесами. Создание мерзлотной иопасная вфильтрационномотношениизопротивофильтрационной завесы в неводо-. на 1, пронизывающая толщу мерзлого груннасыщеннои трещиноватом (пористом 20 та 2. В скважины устанавливают внешниегрунте является актуальной задачей север- трубы 3 замораживающих колонок, предваиой гидротехники, . рительно перфорированные отверстиями 4Известен способ создания мерзлотной в пределах отрезков, пересекающих трещипротюеофильтрационной завесы, вкаючаю- новатую зону 1. Диаметр труб 3 тот же, что.щий бурение ряда скважин в плоскости за- при известном способе, например 150 мм.. веСы, установку в них эамораживаещих Диаметр перфорационных отверстию 4 око, колонок, состоящих иэ внешней и внутрен- ло 20 мм, К трубам 3 через фланец 5 попереней труб, промораживание грунта путем менноподсоединяютвоздуховодиводовод,принудительнойлодачи холодного зимнего 3 посредством которых поочередно нагнетавоздуха в замораживающие колонки. . ют в трубц 3 холодный зимний воздух и водуСпособ успеано применяется е гидрО- (направление движения воздуха и воды потехническом строительстве на Севере. Сд- казано на чертежа стрелками). Давлениенакоон пригоден для создания мерэлотвой воздуха должно быть достаточным для прозаввсы лишь в водонасыщенном грунте. 35 дувкитрещиноватойэоны 1(порядка 1,5-2,5Оромораживанив трещиноватого неводона- ат), Температура воздуха для эффективногосыщенногогрунтанеликвидируеттрещинц, охлаждения трещиноватой зоны 1 должна, поры и пустоты а нем, Под напором воды быть не выше минус 15 - минус 20 С. Длятакой грунт начнет фильтровать. Этот спо- . понижения температуры воздуха зффективсоб в условиях трещиноватого неводонасы нцм является его дросселирование на входещенного грунта, оказывается в трубу 3. Время продувки назначается танезффективнцм, а созданная этим спосо- . ким,чтобыбылодостигнутоглубокоеохлажбом завеса ненадежна. дение трещиноватого массива 1 доЦелью изобретения является обеспече- температуры порядка - 10 С, Оно составляние надежности завесы в трещиноватом не ет 5-25 ч.водонасьиценном грунте, Температура воды необходима воэможПоставленная. цель достигается тем, что но более низкая, не выше 4 С. Вода подаетпри способе создания мерзлотной противо- ся в трубу 3 самотеком либо под давлениемфильтрационной завесы в трещиноватом порядка 1,5-2,5 ат так, чтобы она смоглагрунте, включающем бурение ряда верти заполнить трещины в массиве 1 грунта. Закальных скважин в плоскости завесы, уста- период демонтажа водовода и подготовки кновку в них внешних и внутренних труб подаче воздуха вода, остающаяся в трубах. замораживающих колонок, проморажива, может замерзнуть, закупоривая льдомние грунта путем принудительной подачи перфорационные отверстия 4. Эффективхолодного воздуха в колонки, сначала уста ным средством очистки полости и перфоранавливаютвскважинывнешниетрубыколо- ции труб 3 является направленная в нихнок и через выполненные в них отверстия струя высокотемпературного пара, Такуюнагнетают холодный воздух в трещинова- операцию проводят при ее необходимости.тую зону для продувки и охлаждения ее, Цикл поочередного нагнетания воздуха изатем через эти отверстия подают воду для воды проводят до полной закупорки трещинф 6) Белянов Б.ф. Плотины на вечной мерзлоте,. М.; Знергоатомиздат, 1983, с.83-85, в колонки, отличающийся тем, что сначала,Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я устанавливают в скважины внешние трубыколонок и через выполненные в них отверСПОСОБ СОЗДАНИЯ МЕРЗЛОТНОЙстия нагнетают холодный воздух в трещиПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ носатую зону для продувки и охлажденияВ ТРЕЩИНОВАТОМ ГРУНТЕ, включаю- ее, затем через эти отверстия подают водущий бурение ряда вертикальных скважин в для заполнения трещин и повторуот циклплоскости завесы, установку в них внеа до полной закупорки трещин образующимних и внутренних труб замораживающих,ся в них льДом, после чего устанавливаютолонок,ф промораживание грунта путем внутреннюю трубу и ведут промораживапрйнудительной подачи холодного воздуха ние грунта,Составитель В.ОкуловаТехред М.Моргентал Корректор .Н.Мивбкова Редактор С.Кулакова Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113635, Москва, Ж-Зб, Раушская наб 415 Заказ 3423 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 образующимся в них льдом. Таким образомтрещиноватая зона 1 превращается в ледог-,рунтовый монолит, непроницаемый для воды, Затем устанавливают внутренние трубыи эксплуатируют замораживающие колонки Бв соответствии с известным способом, промораживая грунт путем принудительнойподачи холодного воздуха в колонки, образуя таким образом и поддерживая мерзлотную завесу в массиве грунта 1,2,10Апробирование способа выполненоприменительно к созданию мерзлотной завесы в берегу озера-водохранилища Стемме, служащего источником водоснабжениясоветского рудника Баренцбург на архипелаге Шпицберген. Полупроизводственныйэксперимент, поставленный в.геокриологических и климатических условиях, приближенных к реальным, показал 20эффективность предложенного способа. По сравнению с известным способом он имеет следующие преимущества: позволяет создать мерзлотную противофильтрационную завесу в трещиноватом неводонасыщенном грунте, т.е. в условиях, известному способу недоступных, тем самым является более эффективным; гарантирует водонепроницаемость созданной завесы, т.е. ее надежность в эксплуатации,Создание предлагаемым способом мер-. злотной противофильтрационной завесы в берегу озера Стемме позволяет прекратить фильтрационные утечки воды из озера и испольэовать его в качестве водохранилища для водоснабжения рудника Баренцбург.