Способ термического укрепления грунта

СОЮЗ СОЯЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 091 (11) 51 а)4 Е 02 П 3 БРЕТЕНИ ЛАТЕ нститут СР Ю ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССРУ 538094, кл. Е 02 0 3/11, 1974.Авторское свидетельство СССР9 726262, кл. Е 02 0 7/00, 1978.(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНГРУНТА(57) Изобретстроительств ение относится к областиа на глинистых и лессовых грунтах с укреплением их термйческимвоздействием и направлено на повышение производительности. Это достигается тем, что в скважине после бурения выполняют уширение. Грунт в скважину подают с замедлением скоростиего падения на участке, расположенном до уширения. Начало факела разме.щают на уровне верха уширения. Нагревание грунта до его плавления производится при температуре, равной 20002600 С. Обеспечиваются повышениепроизводительности в 1,4 - 1,8 разаи снижение энергозатрат на 28 - 3671 табл 1 ил.Изобретение относится к строительству на глинистых и лессовых грунтах с укреплением их термическим воздействием.Цель изобретения - повышение производительности.На чертеже изображена технологическая схема осуществления способа.Способ осуществляют следующим об О разом,.Вначале бурят скважину 1, образуют в ней уширение 2, где размещают начало факела 3 известным приспособлением, а.выше размещают наклонные 1 Е рассекателя 4 для замедления скорости свободного падения грунта 5. Затем устанавливают на скважину 1 затвор 6 с устройством для сжигания высококалорийного топлива, например, г аз ообр аз ного водорода, и трубопроводом 7 подачи грунта 5 в скважину 1. Затемгенерируют в скважине тепловую энергию сжиганием горючей смеси из газообразного водорода и сжатого воздуха 26 подают в скважину 1 грунт 5 и Формируют Факел 3 напротив полости уширения 2 скважины 1. Грунт 5 по трубопроводу 7 падает и, попадая на рассекатели 4, замедляет свое движение ЗО и в верхней части уширения 2 входит в Факел 3, где нагревается ниэкотемпературной плазмой из сжигаемого газообразного водорода от 2000 до2600 С и расплавляется. Этот процесс 85 продолжают, пока нижняя активная 8часть факела 3 низкотемпературнойплазмы не находится от поверхности 9 расплава 10 на расстоянии, определяемом соотношением, что соответству ет температуре начала расплава грунта 5Н. = - 1 п -Р.1Тгде А - опытный масштабный коэффициент, м ;Т - максимальная температураплазмы в нижней части факеолау С бОТ - расчетная температура плавления грунта, С.Затем нижнюю 8 часть Факела 3 поц - нимают, укорачивая длину факела 3 изменением параметров подачи газообразного водорода и сжатого воздуха, и процесс продолжают, пока поверхность 9 расплава 10 грунта 5 не достигает проектной отметки 11, Грунт 5 в трубопровод 7 подают из бункера12 свободным падением беэ предварительного осушения, в состоянии естественной влажности,Предлагаемый способ позволяет создать факел температурой в два разабольшей, увеличить производительностьтемпературного на грунт воздействиядо 3 - 5 минУширение 2 скважины 1 исключаетинтенсивное стекание грунта со те-,нок скважины при постоянном воздействии на них высокой температуры.Обеспечивается возможность образования Факела плазмы.П р и м е р. На строительной площадке осуществляют термическое укрепление шести массивов грунта, двух поизвестному и четырех по предлагаемому способам. Скважины 1 пройдены установкой ЛБна глубину 5 и 1 О м,уширения 2 выполнены приставками-уширителями к ЛБУ. Направляющие рассекатели 4 располагают в четырехоуровнях с чаклоном их около 45 так,чтобы грунт 5 из трубопровода 7 напредварительно смонтированном затворе 6 постепенно падал с одного рассекателя 4 на другие и попадал в факел 3 с минимальной скоростью. Приэтом восходящий поток тепла от факела 3 температурой 2000 и 2600 С всесторонне прогревает частицы грунта,вначале испаряя содержащуюся в немвлагу, а затем расглавляя частицы.По мере заплавления скважины 1 грунтом 5 нижняя часть Факела 3 поднимается над поверхностью 9 расплава 10путем изменения режима образованияплазмы. Скважина 1 заплавляется грунтом до проектной отметки 11. Параметры процесса и результаты приведень 1в таблице(при этом сжигают жидкоетопливо теплотой горения 42 МДж/кг -по известному и газообразный водородтеплотой горения 320 МДж/кг - попредлагаемому способам).Таким образом, предлагаемый спо-.соб позволяет повысить производительность в 1,42 - 1,76 раз с одновременным сокращением эн ргоэатрат на 2836 Ж,Формула изобретенияСпособ термического укреплениягрунта, включающий бурение скважины,сжигание в ней горючих смесей с обра1350251 Показатели Способ укрепления Предлагаемый Известный 23 4 5 1 О Глубина скважины, мГлубина заплавления, м 1 О 10Количество уширений Максимальная температурафакела, 5 С 2600 2000 2600 2000 1400 100 Температура плавлениягрунта, С 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1,0 0,9 0,6 0,1 0 16 21 26 23 37 7240 15210 15975 8800 , 20745 Объем укрепленного грунта, м 2 4,5 4,5 2 4,5 Удельная длительностьпроцесса, ч/м 8 4,67 5,78 11,50 8,22 Удельный расход тепловой энергии, МДж/м 4400 4610 3440 3620 3380 3550 зованием факела, введение в скважинусвободным падением грунта с естественной влажностью, нагревание грунтадо его плавления, постепенное заполнение скважины расплавленнйм грунтомс соответствующим сокращением длиныфакела, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производительности, после бурения скважины произ ОРасстояние факела от поверхности расплава, м 1,5 Общая длительность процесса укрепления грун-:.та, ч 14 Общий расход тепла, МДж 6880 4водят образование в ней уширения, а во время введения в скважину грунта осуществляют замедление скорости его падения на расположенном до уширения участке, причем начало факела размещают на уровне верха уширения, а нагревание грунта до его плавления ведут при температуре, равной 2000 - 2600 С.1350251 Составитель А. П Техред Л.Сердюков овКор ор Н. Король о гул едакто Заказ 5234/2 е Производственно -полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная ВНИИПИ1303 раж б 07 Госуда елам из Москва,ственного ком бретений и от Ж, Рауюска Подписнотета СССрытийнаб., д