ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Разработана и внедрена методика комбинированного оттаивания многолетнемерзлых грунтов. Вначале выполняется электрооттаивание многолетнемерзлых грунтов в нагревательном режиме, затем при достижении оптимального радиуса электрооттаивания грунта вокруг электронагревателей, продолжается оттаивание грунта в электродном режиме.

Разработана технология и специальное оборудование для проведения электрооттаивания грунта. Для оттаивания рекомендуется применять силовые и прогревочные трансформаторы серийного производства. Необходимое количество трансформаторов выбирается в соответствии с потребной их мощностью по формуле.

Нагреватели на площадке следует располагать в вершинах равностороннего треугольника со сторонойa=2 и высотойh=1.73r(r- расчетный радиус оттаивания).

Соединение нагревателей в группы и подключение их к трансформатору осуществляется с помощью тоководов (кабелей, шин,и др.), подбор сечения тоководов производится в соответствии с потребляемой мощностью и заданным напряжением.

Возможно также использовать в качестве тоководов арматурную сталь. В этом случае сечение токовода должно превышать сечение ветви нагревателя не менее чем в 3 раза.

Общий расход электроэнергии (Е), необходимый для оттаивания грунта, рассчитывается по формуле:

, квт/час; (1)

где - коэффициент потерь энергии на тоководах, принимаемый равным 1.05;

Р - общая потребная мощность, подаваемая на нагреватели, квт, определяется по формуле:

, квт. час/м ³; (2)

где Е - общий расход электроэнергии, необходимый для оттаивания массива грунта, определяется по формуле (1)

v- объем массива грунта, подлежащего оттаиванию.

При погружении электродов в скважины пространство между стенкой скважины и электродом рекомендуется засыпать песком для ускорения выхода воде, образующейся при таянии ледяных прослоек в мерзлом грунте.

При малом диаметре скважины, при которой засыпка песком становится невозможной, рекомендуется устраивать редкую перфорацию стенок трубы электродов (2-3 отв. на 1 п. м. электрода).

Электроды после их погружения соединяются между собой алюминиевыми и медными токопроводами. Соединение электродов токопроводами производится по двум электрическим схемам: трехпроводной - треугольником и четырехпроводной (с нулем) - звездой.

Для обеспечения надежного контакта электродов с мерзлым грунтом в скважины следует залить 10 % раствор хлористого кальция или поваренной соли, незамерзающей при температуре выше минус 3 °С.

Термометрические скважины должны быть равномерно размещены на площадке с тем, чтобы вести наблюдения за температурой в наиболее характерных местах. Располагаться они должны посередине между электродами (то есть на наиболее удаленном расстоянии от электрода на данном участке), их количество должно быть около 10 % числа электродов, но не менее 5 скважин.

Для наблюдения за уровнем грунтовых вод следует использовать электроды с перфорацией стенок. Измерение уровня воды производится хлопушкой.

Для наблюдения за осадкой при оттаивании и уплотнении основания устанавливаются поверхностные марки. Марки размещаются по сетке не реже чем через 5 м, причем примерно посередине между электродами.

Контроль за развитием процесса оттаивания осуществляется посредством наблюдений за изменением величины фазных сопротивлений, за расходом электроэнергии, температурой оттаиваемого грунта и осадками поверхностных марок.

Измерения фазных сопротивлений, температуры грунтов и осадок поверхностных марок производят согласно графикам, которые составляет производитель работ. Температурные наблюдения в первоначальный период оттаивания при нулевой температуре грунта производятся один раз в 5-6 суток, а с появлением в термометрических скважинах положительных температур - через 2-3 суток. Режим наблюдений за осадками поверхностных марок назначают в зависимости от их интенсивности в пределах 5-10 суток.

Оттаивание основания считается законченным, когда во всех термометрических скважинах по глубине оттаиваемого слоя наблюдаются положительные температуры, а величина электрического сопротивления нагрузки становится близкой к расчетному сопротивлению электродной системы для оттаявшего грунта.

Уплотнение оттаявшего грунта считается законченным, когда достигается заданная в проекте величина осадки или уплотнение имеет четко выраженный затухающий характер, со скоростью осадки менее 0.2 мм/сутки.

Проверка качества предпостроечной подготовки основания должна включать бурение контрольных скважин с отбором проб грунта и исследованием физико-механических свойств оттаянных грунтов.

Рис. 1. Схема электронагревателей