Регистрами оттаивают грунт при толщине мерзлой корки до 0,8 м. Этот способ целесообразен при наличии источников пара или горячей воды, так как монтаж для этой цели специальной котельной установки обычно оказывается слишком дорогим.
Оттаивание грунта паровыми иглами является один из эффективных средств, но вызывает излишнее увлажнение грунта и повышенный расход тепла. Паровая игла — это металлическая труба длиной 1,5... 2 м, диаметром 25...50 мм. На нижнюю часть трубы насажен наконечник с отверстиями диаметром 2...3 мм. Иглы соединяют с паропроводом гибкими резиновыми рукавами с кранами (см. рис. V.38,б). Иглы заглубляют в скважины, предварительно пробуренные на глубину 0,7 глубины оттаивания. Скважины закрывают защитными колпаками из дерева, обшитого кровельной сталью с отверстием, снабженным сальником для пропуска паровой иглы. Пар подают под давлением 0,06...0,07 МПа. После установки аккумулирующих колпаков прогреваемую поверхность покрывают слоем термоизолирующего материала (например, опилок). Для экономии пара режим прогрева иглами должен быть прерывистым (например, 1 ч — подача пара, 1 ч — перерыв) с поочередной подачей пара в параллельные группы игл. Иглы располагают в шахматном порядке с расстоянием между их центрами 1...1,5 м. Расход пара на 1 м3 грунта 50... 100 кг. Этот способ требует большего расхода тепла, чем способ глубинных электродов, примерно в 2 раза.
При оттаивании грунта водяными циркуляционными иглами в качестве теплоносителя используют воду, нагретую до 50...60°С и циркулирующую по замкнутой системе «котел — разводящие трубы — водяные иглы — обратные трубы — котел». Такая схема обеспечивает наиболее полное использование тепловой энергии. Иглы устанавливают в пробуренные для них скважины. Водяная игла состоит из двух коаксиальных труб, из которых внутренняя имеет внизу открытый, а наружная — заостренный концы. Горячая вода входит в иглу по внутренней трубе, а через нижнее ее отверстие поступает в наружную трубу, по которой поднимается к выходному патрубку, откуда по соединительной трубе идет к следующей игле. Иглы соединяют последовательно по нескольку штук в группы, которые включают параллельно между разводящими и обратными трубопроводами.
Оттаивание грунта иглами, в которых циркулирует горячая вода, происходит значительно медленнее, чем вокруг паровых игл. После беспрерывной работы водяных игл в течение 1,5... 2,5 суток их извлекают из грунта, поверхность его утепляют, после чего в течение 1...1,5 суток происходит расширение талых зон за счет аккумулированного тепла. Иглы располагают в шахматном порядке на расстоянии 0,75...1,25 м между собой и применяют при глубинах промерзания от 1 м и более.
Оттаивание грунта ТЭНами (электроиглами). ТЭНы представляют собой стальные трубы длиной около 1 м диаметром до 50... 60 мм, которые вставляют в предварительно пробуренные в шахматном порядке скважины.
Внутри игл монтируют нагревательный элемент, изолированный от корпуса трубы. Пространство между нагревательным элементом и стенками иглы заполняют жидкими или твердыми материалами, которые являются диэлектриками, но в то же время хорошо передают и сохраняют тепло. Интенсивность оттаивания грунта зависит от температуры поверхности электроигл, в связи с чем наиболее экономичной является температура 60...80°С, но расход тепла при этом по сравнению с глубинными электродами выше в 1,6... ...1,8 раза.
При оттаивании грунта солевыми растворами на поверхности предварительно пробуривают скважины на глубину, подлежащую оттаиванию. Скважины диаметром 0,3...0,4 м располагают в шахматном порядке с шагом около 1 м. В них наливают подогретый до 80...100°С солевой раствор, которым скважины пополняют в течение 3...5 дней. В песчаных грунтах достаточна скважина глубиной 15...20 см, так как раствор проникает вглубь за счет дисперсности грунта. Оттаявшие таким образом грунты после их разработки вторично не смерзаются.
Способ послойного оттаивания вечномерзлых грунтов наиболее целесообразен в весенний период, когда для этих целей можно использовать теплый воздух окружающей атмосферы, теплые дождевые воды, солнечную радиацию. Верхний оттаивающий слой грунта можно удалять любыми землеройно-транспортными или планировочными машинами (рис. V.40), обнажая лежащий под ним мерзлый слой, который в свою очередь оттаивает под действием перечисленных выше факторов. Грунт срезают на границе между мерзлым и талым слоями, где грунт имеет ослабленную структуру, что создает благоприятные условия для работы машин. В районах вечной мерзлоты этот способ — один из самых экономичных и распространенных для разработки грунта при планировке выемок, траншей и т. п.
Особенностью распространенных в этих районах грунтов являются их мелкозернистая структура и большая водонасыщенность, а в мерзлом состоянии — льдистость. Поэтому они имеют большую текучесть и малую несущую способность в талом состоянии. В связи с этим процесс разработки их в мерзлом состоянии (как и всяких мерзлых грунтов) весьма трудоемок и дорог, а разрабатывать эти грунты в таком состоянии механическими средствами практически невозможно, так как землеройные машины не могут работать в таких топких грунтах. Поэтому необходимо своевременно удалять очередной оттаявший слой грунта, так как, если он достигает толщины 40...50 см, машины начинают в нем вязнуть и производительность их падает.
Способ послойного вымораживания водоносных грунтов предусматривает разработку до наступления морозов верхнего слоя грунта, лежащего выше горизонта грунтовых вод. Когда под действием холодного атмосферного воздуха расчетная глубина промерзания достигает 40...50 см, приступают к разработке грунта в выемке в мерзлом состоянии. Разработку ведут отдельными участками, между которыми оставляют перемычки из мерзлого грунта толщиной около 0,5 м на глубину около 2/з толщины промерзшего грунта. Перемычки предназначены для изоляции отдельных участков от соседних в случае прорыва грунтовой воды. Фронт разработки перемещается от одной секции к другой, в то время как на уже разработанных секциях глубина промерзания возрастает, после чего разработку их повторяют. Попеременные вымораживание и разработку участков повторяют до достижения проектного уровня, после чего защитные перемычки снимают. Такой способ позволяет разрабатывать при мерзлом состоянии грунта (а следовательно, без крепления и водоотлива) выемки, значительно превосходящие по своей глубине толщину сезонного промерзания грунта.
Предварительное рыхление мерзлого грунта средствами малой механизации применяют при незначительных объемах работ. При больших объемах работ целесообразно использовать механические и мерзлоторезные машины.
- 1 •
- 2 •
- 3 •
- 4 •
- 5 •
- 6 •
- 7 •
- 8 •
- 9 •
- 10 •
- 11 •
- 12 •
- 13 •
- 14 •
- 15 •
- 16 •
- 17 •
- 18 •
- 19 •
- 20
- 21 •
- 22 •
- 23 •
- 24 •
- 25 •
- 26 •
- 27 •
- 28 •
- 29 •
- 30 •
- 31 •
- 32 •
- 33 •
- 34 •
- 35 •
- 36 •
- 37 •
- 38 •
- 39 •
- 40
- 41 •
- 42 •
- 43 •
- 44 •
- 45 •
- 46 •
- 47 •
- 48 •
- 49 •
- 50 •
- 51 •
- 52 •
- 53 •
- 54 •
- 55 •
- 56 •
- 57 •
- 58 •
- 59 •
- 60
- 61 •
- 62 •
- 63 •
- 64 •
- 65 •
- 66 •
- 67 •
- 68 •
- 69 •
- 70 •
- 71 •
- 72 •
- 73 •
- 74 •
- 75 •
- 76 •
- 77 •
- 78 •
- 79 •
- 80
- 81 •
- 82 •
- 83 •
- 84 •
- 85 •
- 86 •
- 87 •
- 88 •
- 89 •
- 90 •
- 91 •
- 92 •
- 93 •
- 94 •
- 95 •
- 96 •
- 97 •
- 98 •
- 99 •
- 100
- 101 •
- 102 •
- 103 •
- 104 •
- 105 •
- 106 •
- 107 •
- 108 •
- 109 •
- 110 •
- 111 •
- 112 •
- 113 •
- 114 •
- 115 •
- 116 •
- 117
- 118 •
- 119 •
- 120 •
- 121 •
- 122 •
- 123 •
- 124 •
- 125 •
- 126 •
- 127 •
- 128 •
- 129 •
- 130 •
- 131 •
- 132 •
- 133 •
- 134
- 135 •
- 136 •
- 137 •
- 138 •
- 139 •
- 140 •
- 141 •
- 142 •
- 143 •
- 144 •
- 145 •
- 146 •
- 147 •
- 148 •
- 149 •
- 150 •
- 151
- 152 •
- 153 •
- 154 •
- 155 •
- 156 •
- 157 •
- 158 •
- 159 •
- 160 •
- 161 •
- 162 •
- 163 •
- 164 •
- 165 •
- 166 •
- 167 •
- 168
- 169 •
- 170 •
- 171 •
- 172 •
- 173 •
- 174 •
- 175 •
- 176 •
- 177 •
- 178 •
- 179 •
- 180 •
- 181
