Способ термического укрепления грунта

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцнапнстнчесинхРеспубпни ц 927897Ъи(51)М, Кл. Е 02 1) 3/11 ГюеударстваивыВ юввтвт СССР в делам взебратенва н втхрытнв(72) Автор изобретения А.П.Юрданов Московский ордена Трудового Красного строительный институт им; В.В.Куй 71) Заявитель СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТАИзобретение относится к укреплению просадочного грунта при строи ,тельстве зданий и сооружений, в част ности к укреплению грунта термическим воздействием и может быть использовано для возведения подземных сооружений.Известен способ термического укрепления грунта, включающий бурение ряда скважин, их герметизацию, сжигание в скважинах горючих смесей, нагнетание горячих газов в грунт и введение в скважины заполнителя 13,Наиболее близким к предлагаемому .является способ термического укрепления грунта, включающий бурение ряда горизонтальных скважин, их герметизацию, подачу в скважины горючих смесей, их сжигание, нагнетание горячих газов в грунт, армирование стенок скважин и введение в них заполнителя 2 .Недостаток указанных способов заключается в том, что они рассчитаны лишь на равнопрочное укрепление массива грунта и не обеспечивают. создания иэ грунта монолитной обделки.в виде замкнутого контура горизонтальной выработки тоннельного типа,5прокладываемой в откосе, а это существенно ограничивает техническиевозможности термического укреплениягрунта.оЦель изобретения - обеспечениесоздания из грунта монолитной обделки горизонтальной выработки.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу, включаю"щему бурение ряда горизонтальныхскважин, их герметизацию, подачув скважины горючих смесей, их сжигание, нагнетание горячих газов вГрунт, армирование стенок скважини введение в них заполнителя, послебурения скважин боковых стенокконтура осущест,вляют образование вних расположенных в шахматном порядке направленных вверх углублений,нагнетание горячих газов в грунт ведут одновременно во всех скважинахконтура, в качестве заполнителя нижних скважин контура применяют дренирукщий материал, а бурение скважинконтура производят на расстояниимежду их центрами, определяемом. изсоотношения где Го радиус скважин, м,Е - глубина скважины, м,Ь - минимальная толщина стенок 1контура, м,- опытный коэФФициент скоростиукрепления, м/ч,1; - продолжительность укрепления,грунта, ч. 29На Фиг. 1 схематически изображеныгоризонтальные скважины, размещенныев откосе, продольный разрезф на Фиг.2скважины и подземная выработка, поперечный разрез. 2Технология способа заключаетсяв следующем.Вначале бурят горизонтальные скважины 1 с внешней стороны замкнутого контура подземной выработки 2 Зона расстоянии, определяемом из соотношения (1) . Нижние скважины 3 принеобходимости бурят с наклоном дляобеспечения водоотвода, а в боковыхЮстенках выработки 2 образуют в шахматном порядке вертикальные направленные вверх углубления 4. После этого скважины 1 и 3 герметизируют затво.раМи с форсунками 5, подают в них горючие смеси, сжигают их, а горячиегазы нагнетают в укрепляемый грунт 6,пока расчетная температура,например 600-900 С, не достигает его вненего контура 7После этого горизонтальные скважины 1 армируют и заполняют твердеющим раствором или бетоном, а нижниескважины 3 заполняют дренирующим материалом. Затем неукрепленный грунт8 извлекают иэ выработки 2, а еевнутреннюю поверхность 9 выравниваютпо слою, грунта 10, нагретого до600-900 С, и покрывают, например,торкретбетоном по сетке 11,В тех случаях, когда боковые стенки и перекрытия выработки 2 нагружены незначительно, сжигание горючихсмесей в скважинах 1 и 3 осуществляют поэтапно, через одну скважину,ш е 927897 4а армирование 12. скважин 1 не произ-водится.Бурение скважин 1 и 3 на заранееустановленном расстоянии друг от друга дает воэможность получить укрепленный массив одной толщины, а сжигание горючих смесей в каждой скважине 1 и 3 ускоряет процесс обжига. Выравнивание внутренней поверхности по10 слою, нагретому до 600 С, осуществляют в том случае, когда укрепленныйгрУнт непосредственно не подвергается многократному замерзанию-оттаиванию, если же такое замерзание ипоследующее оттаивание в процессе эксплуатации сооружения не исключается,то грунт на поверхности должен бытьобожжен при температуре 900 С.В скважинах 1, образующих боковые стенки выработки 2, выполняютуглубления 4 для интенсиФикации про.- цесса укрепления грунта за счетснижения технологических потерь вгоризонтальном направлении.П р и и е рНа участке работЬсуществляется термическое укжпление- грунта в подземной .выработке 2, размещенной на откосе, сложенном из покровного суглинка, Периметр выработки 2 в поперечном сечении 23 м, длина 8 м.Бурят 16 скважин 1 и 3 диамет" ром 0,2 м станком ПВВСс горизонтальной приставкой. Расстояние междускважинами Ь 1,4 м. Нижние три скважины 3 выполняют с уклоном наружу,а в шести скважинах 1, образующихбоковые стены выработки 2 с помощьювдавливающего приспособления, выполняют вертикальные углубления 4 высотой 0,.15 м и, диаметром 3 см, 8 скважинах 1 и 3 сжигают горючие смесииз жидкого топлива теплотворнойспособностью 42 м Дж/кг и сжатоговоздуха, подаваемого под давлением0,06-0,1 ИПа от компрессора ЗИФ.Обслуживание затворов с Форсунками 5 и контроль режима горения вскважинах 1 и 3 осуществляется операторами с передвижных подмостейпортального типа. Обжиг продолжается 123 ч. После этого скважины 1 бетонируют с помощью бетононасосаСбетоном марки 100, а скважины 3 заполняют гравием, Затем грунтиз внутренней части выработки 2 иэвле.кают, а внутреннюю поверхность 9выравнивают по контуру температурыообжига 600 С, и на нее с помощью927897 равных температур грунта одновременно осуществляют обжиг подпорной стены в грунте по известному способу. Результаты испытаний приведены в табли Це. Показатели Предлагаемый Известныи 24 жидкого топлива, кг 92 12 ю 5 13,7 Применение предлагаемого способа 20на практике позволит снизить расходэнергии сжатого воздуха в 1,58 раз,топлива - в 1,26 раз и одновременноуменьшить стоимость обжига на 9,25 Формула изобретения Способ термического укрепления грунта, преимущественно в виде замкнуто- ЗО го контура на откосе, включающий бурейие ряда горизонтальных скважин, их герметизацию, подачу в скважины горючих смесей, ик сжигание, нагнетание горячих газов в грунт, армиро вание стенок скважин и введение в них заполнителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, "с целью обеспечения создания из грунта монолитной обделки гори- зонтальной выработки, после бурения скважин боковых стенок контура осу-ществляют образование в них расположенных в шахматном порядке направ ленных вверх углублений, нагнетание горячих газов в грунт ведут одноцемент-пушки Снаносят слой торкретной штукатурки. Для сравнения расхода воздуха,топлива и стоимости укрепленного доРасход энергетических ресурсовна 1 м укрепленного грунтаЪсжатого воздуха, нм/кг ЪСтоимость обжига, 1 м грунта, руб временно во всех скважинах контура,в качестве заполнителя нижних скважин контура применяют дренируоцийматериал а бурение скважин контура производят на расстоянии междуих центрами, определяемом из соотношения1 где г - радиус скважины, м1, - глубина скважины, м, фЬ .- миниманьная толщина стенок контура, м,- опытный коэффициент скорос"ти укрепления, м /ч,продолжительность укрепле"ния грунта, ч.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМф 538094, кл. Е 02 Р 3/14, 1974.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке йф 2821697/29-33,кл. Е 02 Р 3/10, 1979.