Способ термического укрепления просадочного грунта

(50 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ститут СССР976.ССР980.ЕПЛЕНИЯ асти репГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА(57) Изобретение относитсястроительства, в частности лению слабых просадочных грунтов термическим воздействием, и направленона повьппение эффективности. Это достигается тем, что осуществляют уплотнение стенок скважины путем вдавливания в них кварцевого песка. Горячие газы вводят в грунт с увеличением их массы. Избыточное давление горячих газов выдерживают равным 0,70,8 МПа. Приводится математическаязависимость для определения.интенсивности увеличения массы горячих газовОбеспечивается сокращение расходатепла и длительности процесса в1,4 раза. 1 табл 3 ил.66597 1 13Изобретение относится к строительстну, н частности к укреплению слабых просадочных грунтов термическим воздействием.Цель изобретения - повышение эффективности.На фиг. 1 изображен укрепляемый грунт и скважины со схемой оборудования, разрез; на фиг. 2 - схема уплотнения стенок скважины тугоплавким материалом; на фиг. 3 - ствол скважины до и после уплотнения стенок, поперечный разрез.Способ термического укрепления просадочного грунта осуществляется следующим образом.Вначале бурится скважина 1 с приямком 2, устанавливается обойма 3 из входящих друг в друга тонкостенных внутренней 4 и внешней 5 труб, образующих зазор 6 между стенкой 7 скнажины 1 и обоймой 3, который заполняется тугоплавким материалом 8, например кварцевым песком или смесью его с термографитом. Затем в обойму 3 вводят направляющее ударное приспособление 9, забивают его известным ударным устройством (не показано) и тугоплавкий материал 8 вдавливается в стенки 7 скважины 1, образуя уплотненный слЬй 1 О. При этом внешняя 5 и внутренняя 4 трубы обоймы 3 расходятся, а направляющая часть 11ударного приспособления 9 доходит до дна 12 .приямка 2 скважины 1. Если толщина слоя тугоплавкого материала 8 более 0,1 диаметра скважины 1, то применяют два - три направляющих ударных приспособлений 9 с последовательно увеличивающимися диаметрами. После этого скважину 1 герметиэируют затвором 13 с размещенными на нем форсункой 14, соединенной с емко.стью для топлива 15 и компрессором 16, патрубком 17 для внода многоспайной термопары 18, соединенной с реле 19 температуры и патрубка 20 для визуального контроля процесса в скважине 1, Затем всю систему проверяют на герметичность, подают в скважину 1 горючие смеси и вынодят скважину 1 на рабочий режим. Затем создают в скважине 1 градиент давления н соответствии с соотношением. Р=1,105-3,509 К:(1+3,973 О), (1) где К - показатель степени термограм 26 - степень влажности грунта вприродном состоянии до начала термической обработки5грунта,а подачу в скважину 1 горючих смесейс образованием горячих газов увеличи"вают согласно зависимости0 = О,( + Ь) (2)10 "огде 0, - удельное количество теплотыгорячих газов в период выведения скважины на рабочийрежим, кг/ч;- текущая коордйната временипосле вывода скважины нарабочий режим, ч;- время вывода скважины наорабочий режим, ч;Ь - опытный коэффициент (0,26).Увеличение массы горячих газовведут пока расчетная температура, например 350-400 С, для ликвидациипросадочных свойств грунта 21 в массиве 22 не достигнет внешней границы23, что фиксируется показаниями системы термопар 24 с самопишущими приборами 25. Давление, температура итеплосодержание горючих смесей управляется системой манометров 26, венти.лей 27, многоспайной термопарой 18и реле 19 температуры.Уплотнение стенок скважины 1 тугоплавким кварцевым песком создает возможность повышения в скважине 1 темЗ 5 пературы с 950-1000 С до 1600-1650 Си давления до О, 7-0,8 ИПа, т, е. в 3,5-4,0раза выше максимально возможного визвестных способах.П р и м е р. На строительной пло 40 щадке проводились работы по термическому укреплению просадочного лесовидного грунта на глубину 4 м натрех массивах: двух - предлагаемыхи одного - известным способами. Сква 45 жина 1 образовывалась установкойЛБУдиаметром 0,2 м, приямок 2добуривали приставкой к ЛБУдиаметром 0,12 м на глубину 0,6 м. Обойма 3 из внутренней 4 и внешней 550 труб устанавливалась с зазором 6между стенкой 7 в 3 см, и зазор заполнялся сухим кварцевым песком, который вдавливался ударным пржпособлением 9 иэ полого металлического55 штока, погружаемого в скважину 1 коп, ровым устройством КД, Уплотненный слой 10 уменьшил поверхностнуюпористость грунта с 54 до 29,8 Х,что было определено отбором и испы3 1366 танием образцов. После установки затвора 13 с форсункой 14, соединенной с емкостью для топлива 15 и компрессором ЗИФпатрубками 17 и 20, скважина 1 проверялась на герметич 5 ность и была выведена на рабочий режим за 6 ч. Сжигалось жидкое соляровое масло с теплотой горения 42 МДж/кг. Масса горячих газов в период вывода скважины на рабочий режим составила Я = 5,2 кг/ч. Контороль температуры осуществляется многоспайной термопарой 18 типа ЭПП-ЭМ и реле 19 температуры. Избыточное давление проверялось пружинными манометрами 26. Давление поддерживалось равным 0,7 и 1,0 МПа.Сравнение показателей приведено в таблице. 20 Ь30Известный Предлагаемый способспособМассив 1 Массив 2 Показатели 1,63 1,63 1,63 16 12 10,5 2180 1540 1570 0,20 0,7 1,0 7,45 8,11 0,44 0,115 0,155 0,1 0,136 Таким образом, предлагаемый способ дает возможность сократить расход тепла в 1,39-1,42 раза и длительность процесса в 1,33-1,52 раза, а скорость процесса термоукрепления грунта - на 36-557 Ф о р м у л а и з о б р е.т е н и я Способ термического укрепления просадочного грунта, включающий бурение скважины, уплотнение ее стенокОбъем укрепленного грунта, м Время .вывода скважины на рабочийрежим, ч Длительность процесса, ч3Удельные затраты тепла, МДж/мИзбыточное давление, МПаТепловая мощность скважины, кг/чПоказатель термограммыСкорость процесса, м /ч 597 4герметизирование скважины, подачу внее горючих смесей, генерированиев скважине потока горячих газов сувеличением их температуры в концепроцесса и введение горячих газов вгрунт под избыточным давлением,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения эффективности,уплотнение стенок скважины осуществляют путем вдавливания в них кварцевого песка, подачу в скважину горячих смесей производят с увеличением их массы во времени, .а горячиегазы вводят в грунт под избыточнымдавлением, равным 0,7-0,8 МПа, причем увеличение массы горючих смесейпо удельному количеству их теплотыопределяют из зависимости0=0(1+Ь" ),огде 0 - удельное количество теплоты горячих газов в периодвывода скважины на рабочийрежим, МДж/ч;7 - длительность периода вывоода.скважины на рабочий режим, ч;- опытный коэффициент (0,26);- текущая координата временипосле вывода скважины нарабочий режим, ч.