Раздел: Дом. Быт. Техника. Строительство. Сельское и приусадебное хозяйство

— искусственное охлаждение грунтов в естеств. залегании до отрицательных температур с целью их стабилизации и достижения водонепроницаемости. Замораживание грунтов применяется для создания временной прочной водонепроницаемой перемычки, преграждающей доступ воде или плывунным грунтам в выработку, при производстве работ по стр-ву подземных сооружений в водоносных грунтах. Широко распространен этот способ при стр-ве шахт, туннелей, станций метрополитена, подземных камер, фундаментов, мостов, перемычек и др. сооружений. Для образования льдогрунтовой перемычки по габариту выработки бурят в толще водоносных грунтов скважины на расстоянии от 0,9 до 1,5 м друг от друга диам. 150—200 мм, с заглублением их в водоупор на 2—3 м. В скважины опускают замораживающие колонки диаметром 100 мм с закрытым нижним концом, а в них—питательные трубки диам. 25—32 мм с открытым нижним концом. Все замораживающие колонки соединяются с общим коллектором прямым и обратным трубопроводами, в к-рых циркулирует раствор соли хлористого кальция, охлажденный на замораживающей станции. Рассол поступает через питательные трубки в замораживающую колонку и, достигнув дна колонки, давлением насоса поднимается вверх по кольцевому пространству между питательной и замораживающей трубками и омывает внутренние стенки замораживающих колонок. При этом рассол отнимает тепло у грунта, окружающего колонку, понижает его темп-ру и постепенно замораживает. Вокруг каждой колонки образуются цилиндры из замороженного грунта, к-рые, увеличиваясь в диаметре, с течением времени соединяются между собой, образуя сплошную льдогрунтовую перемычку. Время, необходимое для образования перемычки, зависит от количества, скорости движения и состава грунтовой воды, термофизич. свойств грунтов, расстояния между скважинами, темп-ры циркулирующего рассола и других факторов. Во время разработки грунта, после образования льдогрунтовой перемычки, процесс замораживания осуществляется непрерывно или с определенным режимом.

Для искусственного замораживания грунтов используются холодильные машины различной конструкции и производительности, применяемые и в др. отраслях пром-сти, основанные на принципе испарения жидкостей (аммиак, углекислота, фреон и др.).

Комплекс работ по замораживанию грунтов состоит из след. операций: изыскания; проектирование; бурение скважин; опускание и измерение отклонений колонок; монтаж замораживающей станции и рассольной сети; замораживание и контроль его; оттаивание замороженных грунтов - извлечение колонок, демонтаж оборудования и рассольной сети.

При изысканиях должны быть выявлены напорные водоносные горизонты, артезианские скважины, засоленные источники, определены физико-механич. и теплофизич. свойства грунтов, обследованы наземные и подземные сооружения, расположенные вблизи и в зоне замораживания грунтов. В состав проекта включается расположение скважин в плане, определяемое конфигурацией выработки, ситуацией местности, геотех- нич. условиями, глубиной скважин и их отклонениями, необходимой расчетной толщиной замороженной перемычки. Глубина скважин определяется отметкой заложения подземного сооружения, а также отметкой водоупора. Расстояния между скважинами принимаются: для стволов шахт — 1,0— 1,25 м; для наклонных тоннелей — 0,9— 1,2 м; для горизонтальных тоннелей и котлованов при создании сплошного замороженного массива — 1,2—2,0 м.

Для контроля за процессом замораживания бурят контрольные скважины диам. 75—100 мм: гидрогеологические — для наблюдения за колебаниями грунтовых вод внутри и вне замораживаемого контура, и термометрические — для наблюдения за темп-рой грунтов, в количестве не менее 10% от общего количества основных скважин, расположенных в различных точках и на разных расстояниях от замораживаемого контура.

Толщина льдогрунтовой перемычки определяется исходя из допускаемого напряжения на сжатие замороженного грунта и внешнего давления грунта и воды. Время образования льдогрунтовой перемычки для проходки стволов шахт колеблется в пределах 45—60 суток. Средняя толщина слоя (по радиусу), нарастающего вокруг замораживающей колонки, колеблется в пределах: 0,025 м/сутки в песчаных грунтах, 0,01—0,015 м/сутки в глинистых грунтах.

Замораживающие скважины бурят буровыми станками вращательным способом, с промывкой скважин глинистым раствором, и турбобурами. Для замораживания применяют аммиачные компрессоры одно- и двухступенчатого сжатия разной производительности. Темп-pa рассола, циркулирующего в замораживающих колонках, колеблется от —18 до —20° (одноступенчатые компрессоры); для двухступенчатых компрессоров она может быть и ниже (-30°).

Лит.: Технические условия на производство работ по искусственному замораживанию грунтов при строительстве метрополитенов и тоннелей (ТУ.Т11—56), М., 1956; Хакимов X. Р., Вопросы теории и практики искусственного замораживания грунтов, М., 1957.

  ЗАМОРАЖИВАНИЕ ГРУНТА. Замораживание грунтов при сооружении ...

  СПОСОБЫ ИСКУССТВЕННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ. Земляные работы

  ИСКУССТВЕННОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ГРУНТОВ. Закрепляют грунты для создания ...

  Водопонижение. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ В ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГРУНТАХ И ...

  Искусственное ограждение выемок от грунтовых вод. Тиксотропные ...

  Комплексный технологический процесс. Установки с вакуумным ...

  Подземные сооружения. ТЕХНОЛОГИЯ СТЕНА В ГРУНТЕ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ...

  Строительная классификация грунтов - грунты скальные и нескальные

  Арктические трубопроводы. МОНТАЖ АРКТИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

  ВОДОПОНИЖЕНИЕ. Способы водопонижения