Устройство для искусственного замораживания грунтов в основании сооружений

З 5, л ОЙЙСАИ НЕизовретвгя 7 ООЗ Ссиоз Советских Социалистических Республик.1 5 Е 02 0 3/12 Е 02 В 1/00 осударственныи комите СССР по делам изобретений и открытий(".) УД 11( 624.139:6088,81 ияопи:ения 050380 Дата опублико 2) Авторыизобретения ВК, Мауль к 1 В,(71) Заявител ТРОЙСТВО ДЛЯ 11 Сс.УООТВЕННОГО 3"1:1 ОРдЖИВР,НИЯГРУНТОВ В ООНО 7.НИИООРУ"1,И 11 5 осится к у енного зам новании со дротехничеой стенки с мерзлой ав есой в о авило, н р ЧНОМЕРЗЛЫХ Изобретствам длявания грунпреимушествнапример, всов глухихвоильтрацивозводимыхпростра ние тройра жив ружен киходссб ротинован йонах грунсств ОВ В О енно г ДОСЛИВ 1 ПЛОТИН онной зкак пр ЕНИЯ ВС и рас тов од ок Изве тво для ися гоунтов стро 1 ноогоии К аживани инной с ее обра й цилин о распо заморВОДО СЛ включаюш т или руемы оаксиальн кусствен в основа досброса в ней не канал с нки во ванныи ическийженными Известно устройство для искусствного заморажинания грунтов в основании сооружений, нключающее днухстенный трубчаав 1 й элемент с кольцевойполостью, сзобшаюшейся с трубчатойзамораживающей колонкой, расположенной в основании (1 .Указанное известное устройствоне может быть использовано в основании водосбросов, ввиду необходимостспециальных мероприятий по его раэ -мешению и зашиты от льда, проходященад порогом водосброса в весеннийпав КС.:УХаМИ с Обо-. - :Згсю:,111 МН КОЛЬЦЕВЫЕ ПО"ло" ", особс.н 11 ОГ я " трб 11 атьд 1 иЗВМОГ:ажцв с.10 щ: ".: К СЛ 01.К а 11 И ТаКжЕ1 Н,.Г 1 НЕ 111-С К ОЛЬЦЕВ ой ПОЛОСТЬЮ21,Е 1 остаК С.1 З"ОГО ЦЗВЕСНОГОЗРС 1 стяд Я 1 ".ЕТСЯ ТО ЧТО С ЦСЛЬЮ" - - -: : - з=" с пЕН 1 с Сс,1.ЗР;1 жи -В,.,е 1 с 1:., .:.1:а пороге Водосбр. -са . в .роходящим льдом ее на время паВ 51 К" ЕМОНТНГУОТ ИЛИ ссТРа 1151 ЮТ ПОтерну в поро:е Водосброса для периоттн:е.кой Очц.ткц к ОЛО 11 О 1 воздушнойОряив ею.е; сцст смы; в 11 ерекры-т.ц потерны пре 1,усма тз 51 ваются спе;алнные лю;:, против каждой колОнки111 ц:хе по ерну выполняют проходной. е, дсс. а точно больших ра змероь сч:О требуется о;пко для ,емонтак ОлО;1 ок,- которые 1 з - :а намерза 11 н яКОНПСНСата ВЫХОД.ст ЦЗ СТРОЯ, НО НЕ2:.; 11 1 а бота са 1:ОЙ системы ПредотВоатнть тгосупление воды н потернуболь 1 ц 1 Размес:ОВ с множеством съемЛ" Он -С-; М; труГНО В-Е ТОСН 11 таЕ З.й, Т 1 В 11 т И НаДЕжнОСТЬработы уст зой-на с воздушной эамаражц 1 заюшей с:истемой и удорожаетС: ООНТЕЛтсссН ц Э:СПЛуата 11 цЮ СООржени я в цело 14,720103 Целью и эобретени я является поны -шение эффективности и эксплуатационной надежности устройства,а такжеустранение и другх отмеченных недостатков.Поставленная цель достигается тем,что известное устройство для искусственного замораживания грунтовв основании сооружений, преимущественно гидротехнических, например, водосливной стенки водосброса, включающее образованный в теле сооружениявентилируемый цилиндрический каналс коаксиально расположенными кожухами, образующими кольцевые полости,сообщающиеся с трубчатыми замораживающими колонками, также выполненны- )5ми с кольцевой полостью, снабженотрубчатыми элементами, каждый изкоторых радиально соединен с соответствующей кольцевой полостью,образованной кожухами, и с кольцевой Э:1полостью трубчатых замораживающих колонок. Кроме того, вентилируемый цилиндрический канал может быть выполнен с компенсаторами.На фиг. 1 показано устройстводпя искусстненного замораживаниягрунтов н основании водослинной стенки нодосброса, поперечный разрез;на Фиг. 2 - то же, продольный разрез. 30Устройство смонтировано внутрив одослин ной стенки водосброса, к Оторая содержит бетонную водосливнуючасть 1, разбитую на блоки темлерат рными швами 2, с вентилируемой551 Гг злостью 3, образованной вентилируемым цилиндрическим каналом в видетрубы 4 с местными кольцевыми поло" тями, к с; ора я является одновремен -но внутренней полостью теплообменникон замораживающих устройств, Коль Оценые полости образованы кожухами 5,привариваемыми к горизонтальной трубе 4.В местах пересечения с температурными швами 2 бетонных блоков труба 4 снабжена линзовыми компенсаторами б,. для чего предусмотрены ниши 7.Внутренняя полость 3 соединяется сбереговыми вентиляционно-смотровымишахтами 8, над которыми установленытрубы 9 и 10 приточно-вытяжной естест-венной вентиляции. Наружный кожух 5теплообменника соединен снизу свнутренней трубой 11 замораживающейколонки а сверху - с трубчатым элеУ55ментом 12, соединенным при помощипатрубка 13 с кольцевой полостью 14замораживаюшей колонки, и имее заливной патрубок .15, выходящий на поверхность гребня нодбелива и закрывающийся герметичной пробкой (стрелками показано направление движениярабочей жидкости),Устройство работает следующимобразом. 65 В зимний период времени, когдатемпература наружного воздуха становится ниже температуры грунта основания, водослинная стенка, контактируя с атмосферой наружной бетонной пон ерх иост и в одослив ной части 1 и внутренней металлической поверхностью полости 3, целиком выполняет функции теплообменникон жидкостных замораживающих устройств,обеспечивая охлаждение рабочей жидкости н кольцевых полостях до температуры наружного воздуха, в результате чего возникает циркуляция рабочей жидкости в колонках мерзлотноизавесы и происходит процесс выносатепла иэ основания сооружения, т.е.его замораживание.С повышением температуры наружного воздуха до значений температурыгрунта н основании и выше циркуляция рабочей жидкости в колонках прекращается.С появлением естественного стокан теплый период года в одослин на ястенка обеспечивает автоматическийсброс излишней воды при повышенииуровня воды и водоеме выше отметкигребня водослинной стенки.Диаметр внутренней полости 3 вбетонной стенке водослиэа назначается исходя иэ обеспечения необходимой площади теплопередаю;.;ей поверхности для жидкостных замораживающихустройств . При естеств ен ной в ентиляции размеры будут несколько большими, чем при принудительной продувкеВо внутреннюю полость 3 можно подавать хладагент или промежуточныйтеплоноситель от холодильной машины.чем обеспечивается возможность замораживания грунта. не только зимой,но и н летнее время при аварийныхситуациях,Компактность стенки с :монтированной замораживающей системой определяет низкую стоимость строительства,а исполь зон а ние жидк ост ных эамо 1 аживающих устройств практически полностью снимает энергетические эксплуатационные расходы.Бетонная часть стенки зашиваеттеплообменники эамораживаюв их устройств от коррозии и от поврежденияльдом и сбрасываемой водой, а цельнометаллическая труба 4 защищает полость в бетонной стенке от возможнвсти затопления,Устройство разработано для реконструкции водосброса Иреляхского гидроузла (г. Мирный ЯАГЕР),. причем зк сноми я капитальных затрат, без Учетаэконамии эксплуатационны: расходов,составляет примерно 2 90 тыс, рублей . Формула изобретения 1. Устройство для искусственногозаморажив ания грунтов н основании,4 Р сооружений, преимущественно гидрот ех нич еск их, например, в одослив нойстенки водосброса, включающее образованный в теле сооружения вентилируемый цилиндрический канал скоаксиально расположенными кожухами,кольцевые полости, сообщающиеся струбчатыми замораживающими колонками,также выполненными с кольцевой полостью, отличающеесятем, что, с целью повышения эффективности и эксплуатационной надежности,оно снабжено трубчатыми элементами,каждый из которых радиально соединенс соответствующей кольцевой полостью,образованной кожухами, и с кольцевой полЬстью трубчатых замораживающихколонок2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вентили- . руемый цилиндрический канал выполнен с компенсаторами. Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 582362, Е 02 В 3/12, 1976.2, Бияков Г.ф. Плотины на вечноймерзлоте. И ., Энергия, 1975,с. 166, 167,720103 ь тавитель Л. Воксенбургред Н,КовалеваКорре ктор И. Иванов каз 10179/22 Филиал ППППатент , г. Ужгород, Ул, Проектная Тираж 71 1 ИИПИ Государст по делам изоб 35, Москва, 7 3 венно ретен 35, Ра Подписноео комитета ССРй и открытийшская наб д. 4/