Способ термического укрепления массива просадочного грунта

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ МАССИВА ПРОСАДОЧНОГО ГРУНТА, включающий бурение скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей с перемещением факела по высоте скважины ступенями и введение в грунт горячих газов под давлением, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат , перемещение факела по высоте скважины осуществляют с разрывом между смежными ступенями, величина которого определяется из зависимости о 2ЛШ1±Нг)к 2r-l-Hi-l-Ha гдег -радиус укрепляемого массива грунта вокруг скважины, м; HI-длина нижележащей ступени, м; Нг-длина вышележащей ступени, м; К - опытный коэффициент, причем в каждом месте разрыва между ступенями ведут изолирование стенки скважины от проникания горячих газов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК р 4 Е 02 D 3/11

J

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2г+и,+Н

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3753925/29-33 (22) 22.06.84 (46) 23.10.85. Бюл. № 39 (72) А. П. Юрданов, А. К. Сычев и Ю. А. Юрданов (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени текстильный институт им. А. Н. Косыгина (53) 624.138.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 613005, кл. Е 02 Д 3/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 538094, кл. Е 02 D 3/11, 1974. (54) (57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УКРЕПЛЕНИЯ МАССИВА ПРОСАДОЧНОГО

ГРУНТА, включающий бурение скважины, ее герметизацию, сжигание в скважине горючих смесей с перемещением факела по

„„SU„„1186735 A высоте скважины ступенями и введение в грунт горячих газов под давлением, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, перемещение факела по высоте скважины осуществляют с разрывом между смежными ступенями, величина которого определяется из зависимости гдег — радиус укрепляемого массива грунта вокруг скважины, м;

Н вЂ” длина нижележащей ступени, м;

Hz-äëHHà вышележащей ступени, м;

К вЂ” опытный коэффициент, причем в каждом месте разрыва между ступенями ведут изолирование стенки скважины от проникания горячих газов. Pt

1186735

Составитель А. 1!рямков

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинен

Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент». г. Ужгород, ул. Проектная, 4

PeëàêTîð И. Дербак

Заказ 6513/33

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений на слабых просадочных грунтах, в частности к их укреплению термическим воздействием.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

На чертеже изображены скважины и укрепляемый массив просадочного грунта, размещение основного оборудования и средств технического контроля, вертикальный разрез.

Технология способа заключается в следующем.

Бурят скважину 1 и разбирают ее по высоте на ступени по длине факела: нижнюю

2 и верхнюю 3 с разрывом между ними, величина которого определяется из зависимости

1" (Н,+Л ) К

2 г -1- Нг гг йг где г-радиус укрепляемого массива вокруг скважины, м; тт,— длина нижележащей ступени, м;

На — длина вышележащей ступени, м, К вЂ” опытный коэффициент.

Стенки 4 скважины 1 между ступенями

2 и 3 изолируют от проникания газов, например, уплотнением грунта. Затем герметизируют скважину 1 затвором 5 с удлинителем 6 и отсекателем 7, который размещают на уровне низа верхней от разрыва ступени 3. После этого через горелку 8, смонтированную на крышке затвора 5, подают в скважину 1 горючие смеси, сжигают их под давлением пока температура, равная 350—

400 С, обеспечивающая необратимое устранение в грунте просадочных свойств, не достигнет внешней границы 9 укрепляемого массива просадочного грунта 10. Затем извлекают из скважины 1 удлинитель 6 с отсекателем 7, ствол тампонируют грунтом до уровня верха нижнего участка 2 и продолжают процесс обжига верхней ступени 3 пока расчетная температура не достигнет внешней границы 9. Контроль температурного поля осуществляют системой термопар 11 с самопишущими приборами 12.

Предлагаемая технология выполнения способа обеспечивает возможность использования имеющего место стока горячих газов в грунт, содержащих невоспламененное топливо и сжатый воздух, т.е. содержащих определенный запас тепловой энергии, при этом теплообмен обеспечивается за счет стока газов вначале от нижней ступени размещения факела, а затем от верхней. В этом случае используется тепло, уже затраченное на укрепление грунта, чем способствует способности просадочных грунтов пропускать

50 газы в вертикальном направлении в несколько раз быстрее, чем по горизонтали.

Применение отсекателя 7 на уровне верха нижней 2 ступени позволяет использовать стенки скважины 1 для кондуктивного теплообмена в период обработки как нижней 2, так и верхней 3 ступеней, что обеспечивает выдерживание длины факела.

В качестве генератора тепловой энергии используют электрические нагреватели, погружаемые в ствол скважины 1 с разрывом между участками, определяемым из зависимости (1) .

Учитывая, что в большинстве случаев будет иметь место применение равных по длине ступеней, т.е. H> —— Hz, для этих случаев зависимость (1) выразится в виде гдеК вЂ” эксперимейтальный коэффициент, который равен 1,28 — 1,32, т.е. в среднем К=1,3.

Пример 1. Устраняют просадочные свойства лессового грунта, мощность которого составляется 27 м. Для обработки массива грунта применяют газовое топливо с длиной факела 10 м. Оптимальное значение радиуса укрепляемого массива просадочного грунта равно около 3 м. Тогда по соотношению (1) для К=1,3 находим Н=5,5 м. Следовательно, с учетом верхнего слоя грунта, равного половине радиуса укрепления грунта (1,5 м), массив по глубине укрепляют при двух ступенях перемещения факела, каждая длиной 10 м.

Для одного промежутка по глубине скважины экономия тепловой энергии составляет около 14 /в.

Пример 2. Укрепляют массив просадочного лессового грунта, мощностью 27 м с использованием жидкого топлива с максимальной длиной факела 6 м. Радиус укрепляемого массива 2 м.

По известному способу применяют пять ступеней перемещения факела, а по предлагаемому их количество составляет три. Согласно зависимости (1) Н =4 м. Следовательно, схема разбивки ствола скважины имеет вид: 27=1,0+6+4+6+4+6 м.

Экономия тепловой энергии составляет около 33 /о.

Применение предлагаемого способа позволит сократить расход топлива на 14 — 33 /0 с одновременным уменьшением продолжительности обжига за счет снижения количества ступеней перемещения факела по глубине скважины и сэкономить затраты сжатого воздуха.