Способ создания мерзлотной противофильтрационной завесы в трещиноватом грунте

 

Использование: в гидротехническом строительстве , в частности при способах создания мерзлотной противофильтрационной завесы в трещиноватом фунте в условиях Севера Сущность изобретения: способ предусматривает установление сначала в скважине внешних труб 3 замораживающих колонок и через выполненные в них отверстия 4 нагнетание холодного воздуха в трещиноватую зону 1. Затем через отверстия 4 подают воду в трещины зоны 1. Цикл нагнетания воды и воздуха повторяют до полной закупорки трещины льдом. Затем устанавливают внутренние трубы колонок и ведут промораживание фунта известным путем. 1 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

1 (21) 5016625/15 (22) 15.07.91 (46) 30.1293 Бюл. Ne 47-48 (71) Нижегородский архитектурно-строительный институт (72) Соболь С.В„Битюрин АК; Логйнов ВН. Шевченко НИ (73) Нижегородский архитектурно-строительный институт (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ МЕРЗЛОТНОЙ flPOТИВОФИЛЬТРАЦИОЙНОЯ ЗАВЕСЫ В ТРЕЩИНОВАТОМ ГРУНТЕ (57) Использование: в гидротехническом строи(в) КЦ (и) 2005124 1 (51) 5 Е02В3 16 Е0287 06 тельстве, в частности при способах создания мерзлотной противофильтрационной завесы в трещиноватом грунте в условиях Севера Сущность изобретения отособ предусматривает установление сначала в оаа)кине внеиних труб 3 замораживающих колонок и через выполненные в них отверстия

4 нагнетание холодного воздуха в трещиноватую зону 1. Затем через отверстия 4 подают воду в трещины зоны 1. Цикл нагнетания воды и воздуха повторяот до полной закупорки трещины льдом.

Затем устанавливают внутренние трубы колонок и ведут промораживание грунта известным путем. 1

2005124

Изобретениеотноситсякгидротехниче- заполнения трещин и повторяют цикл до скому строительству в условиях вечной мер- полной закупорки трещин образующимся в злоты и предназначено для применения в них льдом, после чего устанавливают внутслучаях, когда требуется создать мерзлот- реннюю трубу и ведут промораживание ную противофильтрационную завесу в тре- 5 грунта. ,щиноватом (пористом) грунте, Локальные Предлагаемый способ поясняется черэоны трещиноватых неводонасыщенных тежом, иллюстрирующим создание мерэгрунтов часто встречаются в береговых при- . лотной противофильтрационной завесы, мыканиях плотин, в бортах водохранилищ, 10 перекрывающей зойу трещиноватого невонаприМерправобережноепримыкание пло- донасыщенного грунта в борту водохранитины Вилюйской ГЭС-Ш в Якутии; берег. во- лища до его заполнения. докранилища Стемме на архипелаге Способосуществляютследующим обраШпицберген. Одним из эффективных ме- зом. роприятий по предотвращению фильтрации 15 Бурят вертикальные скважины в проекв условиях вечной мерзлоты является пере- тной. плоскости завесы. Скважинами йерекрытие путей фильтрации мерзлотными за- секается трещиноватая неводонасыщенная весами. Создание мерзлотной иопасная вфильтрационномотношениизопротивофильтрационной завесы в неводо-. на 1, пронизывающая толщу мерзлого груннасыщеннои трещиноватом (пористом 20 та 2. 8 скважины устанавливают внешние грунте является актуальной задачей север- трубы 3 замораживающих колонок, предваиой гидротехники.. рительно перфорированные отверстиями 4

Известен способ создания мерзлотной в пределах отрезков, пересекающих трещипротивофильтрационной завесы, включаю- новатую зону 1. Диаметр труб 3 тот же, что .щий бурение ряда скважин в плоскости за- при известном способе, например 150 мм. . веСы, установку в них эамораживаЮщих Диаметр перфорационных отверстию 4 око. колонок, состоящих иэ внешней и внутрен- ло20 мм. К трубамЗ через фланец 5 попереней труб, промораживание грунта путем менноподсоединяютвоздуховодиводовод, принудительной подачи холодного зимнего 3 посредством которых поочередно нагнетавоздуха в замораживающие колонки. . ют в трубы 3 холодный зимний воздух и воду

Способ успешно применяется в гидрО- (направление движения воздуха и воды потехническом строительстве на Севере. Сд- казано на чертежа стрелками). Давление накоон пригоден для создания мерэлотной воздуха должно быть достаточным для прозаввсы лишь в водонасыщенном грунте. 35 дувкитрещиноватойэоны1(порядка1,5-2,5

Оромораживанив трещиноватого неводона- ат), Температура воздуха для эффективного сыщенногогрунтанеликвидируеттрещины, охлаждения трещиноватой зоны 1 должна, поры и пустоты а нем, Под напором воды быть не выше минус 15 — минус 20 С. Для такой грунт начнет фильтровать. Этот спо- . понижения температуры воздуха зффективсоб в условиях трещиноватого неводонасы- 40 ным является его дросселирование на входе щенного грунта, оказывается в трубу 3. Время продувки назначается танеэффективным, а созданная этим спосо- . ким,чтобыбылодостигнутоглубокоеохлажбом завеса ненадежна. дение трещиноватого массива 1 до

Целью изобретения является обеспече- температуры порядка — 10 С, Оно составляwe надежности завесы в трещиноватом не- 45 ет 5-25 ч. водонасыщенном грунте, Температура воды необходима возможПоставленная. цель достигается тем, что но более низкая, не выше 4 С. Вода подаетпри способе создания мерзлотной противо- ся в трубу 3 самотеком либо под давлением фильтрационной завесы в трещиноватом порядка 1,5-2,5 ат так, чтобы она смогла грунте, включающем бурение ряда верти- 50 заполнить трещины в массиве 1 грунта. За кальных скважин в плоскости завесы, уста- период демонтажа водовода и подготовки к новку в них внешних и внутренних труб подаче воздуха вода, остающаяся в трубах . замораживающих колонок, проморажива- 3, может замерзнуть, закупоривая льдом

we грунта путем принудительной подачи перфорационные отверстия 4. Эффективхолодного воздуха в колонки, сначала уста- 55 ным средством очистки полости и перфоранавливаютвскважинывнешниетрубыколо- ции труб 3 является направленная в них нок и через выполненные в них отверстия струя высокотемпературного пара. Такую нагнетают холодный воздух в трещинова- операцию проводят при ее необходимости. тую зону для продувки и охлаждения ее, Цикл поочередного нагнетания воздуха и затем через эти отверстия подают воду для воды проводят до полной закупорки трещин

2005124 (56) Белянов Б.Ф. Плотины на вечной мерзлоте.. M.: Знергоатомиздат, 1983, с.83-85. в колонки, отличающийся тем, что сначала, ФоРмУла и 3 о б Р е т е Н и Я устааввают в скважины внешние трубы колонок и через выполненные в них отверСПОСОБ СОЗДАНИЯ МЕРЗЛОТНОЙ стия нагнетают холодный воздух в трещиПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОЙ ЗАВЕСЫ носатую зону для продувки и охлаждения

В ТРЕЩИНОВАТОМ ГРУНТЕ, включаю- ее, затем через эти отверстия подают воду щий бурение ряда вертикальных скважин в для заполнения трещин и повторуот цикл плоскости завесы, установку s них внев- 3п до полной закупорки трещин образующимних и внутренних труб замораживающих,ся в них льДом, после чего устанавливают колонок, промораживание грунта путем внутреннюю трубу и ведут промораживапрйнудительной подачи холодного воздуха H>8 I pV»8

Составитель В.Окулова

Техред М.Моргентал Корректор .Н.Милюкова

Редактор С.Кулакова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

1 13035, Москва, Ж-З5, Раушская наб„4/5

Заказ 3423

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 образующимся в них льдом. Таким образом трещиноватая зона 1 превращается в ледог-, рунтовый монолит, непроницаемый для воды. Затем устанавливают внутренние трубы и эксплуатируют замораживающие колонки в соответствии с известным способом, промораживая грунт путем принудительной подачи холодного воздуха в колонки. образуя таким образом и поддерживая мерзлотную завесу в массиве грунта 1,2.

Апробирование способа выполнено применительно к созданию мерзлотной завесы в берегу озера-водохранилища Стемме, служащего источником водоснабжения советского рудника Баренцбург на архипелаге Шпицберген. Полупроизводственный эксперимент, поставленный в.геокриологических и климатических условиях, приближенных к реальным. показал 20 эффективность предложенного способа.

По сравнению с известным способом он имеет следующие преимущества: позволяет создать мерзлотную противофильтрационную завесу в трещиноватом неводонасыщенном грунте, т.е. в условиях, известному способу недоступных, тем самым является более эффективным; гарантирует водонепроницаемость созданной завесы, T.å. ее надежность в эксплуатации.

Создание предлагаемым способом мер-. злотной противофильтрационной завесы в берегу озера Стемме позволяет прекратить филь|рационные утечки воды из озера и испольэовать его s качестве водохранилища для водоснабжения рудника Баренцбург.