книги из ГПНТБ / Трупак Н.Г. Замораживание грунтов в подземном строительстве

Поддержание необходимого уровня жидкого аммиака внутри секции испарителя осуществляют с помощью датчиков, установлен­ ных на отделителе жидкого аммиака.

Д ля уменьшения коррозии частей аппарата между секциями помещены цинковые протекторы. Кроме того, с той же целью к рас­ солу добавляют ингибиторы.

Отделитель жидкого аммиака служит для отделения капель жидкости от газообразного аммиака, уносимых потоком газа из испарителя. Отделитель жидкости связан с испарителем по принципу сообщающихся сосудов.

Контроль верхнего уровня аммиака в испарителе осуществляют по уровню жидкого аммиака в отделителе жидкости. Д ля этой цели на аппарате установлен визуальный указатель уровня жидкости и два электрических датчика поплавковых регуляторов уровня. Один из них связан с соленоидным вентилем на регулирующей стан­ ции, а другой — с сигнальной системой, которая срабатывает в слу­ чае превышения уровня в испарителе сверх допустимого.

- Дренажный ресивер предназначен для слива жидкого аммиака из аппаратов замораживающей станции, а также для его хранения. Конструкция аппарата позволяет перепускать находящийся в нем аммиак в систему.

Схема применения передвижной замораживающей станции при сооружении коллектора показана на рис. 71.

§ 2. Подземные передвижные замораживающие станции

поверхности вследствие больших расстояний происходят значи­ тельные потери холода, что приводит к увеличению расходов на содержание станции. С другой стороны, полезная холодопроизводи­

следующим дополнительным к приведенным выше условиям: установка должна иметь небольшие габаритные размеры, малый

вес, легко и быстро передвигаться с одного места на другое. Обору­ дование станции должно размещаться на платформах со скатами от рудничных вагонеток. Отдельные элементы станций должны быть размещены наиболее компактно, с тем чтобы поезд станции состоял из минимального числа таких платформ;

размеры отдельных частей станции не должны превышать габа­ ритов подъемной клети. Кроме того, габариты оборудования станции должны обеспечить беспрепятственное перемещение станции по гори­ зонтальным выработкам малого поперечного сечения, т. е. по одно­ путевым штрекам (кверш лагам) высотой 1,8 м; шириной понизу 2 м, поверху 1,6 м;

180

на демонтаж трубопроводов, соединяющих отдельные части станции, должно затрачиваться минимальное время;

конструкция холодильной машины и природа холодильного агента дол'жны гарантировать полную безопасность для здоровья

Р п с. 72. Монтажная схема подземной передвижной замораживающей станции:

1 — фреоновый компрессор ХМ-ФУУ-80Г, 2 — электродвигатель компрессора АП82-4; 3 —

людей, работающих под землей. Этому условию полностью удовлет­ воряют фреоновые и углекислотные холодильные установки;

сроки замораживания грунтов должны быть минимальными.

В СССР подземная передвижная замораживающая станция раз­ работана Подмосковным научно-исследовательским угольным ин­ ститутом. Станция состоит из следующего основного оборудования

181

(рис. 72): фреонового поршневого одноступенчатого восьмицилин­

Ри с. 73. Подземная передвижная замораж иваю щ ая станция:

теля О Ф Ф -40А ; манометровой станции углового фильтра У Ф Ф -100А . Холодопроизводительность замораживающей станции при тем­

Все холодильное оборудование замораживающей станции раз­ мещено на четырех рудничных платформах (рис. 73)'.

На рис. 74 показана подземная передвижная станция, скон­ струированная в ЧССР. Она состоит из четырех фреоновых компрес­ соров и четырех конденсаторов, размещенных под компрессорами.

182

7

Рис. 74. Подземная передвижная фреоновая замораживающая станция:

1 — фреоновый компрессор; 2 — маслоотделитель; з — конденсатор; 4 — кол­ лектор жидкого аммиака; 5 — сборник газообразного аммиака; в — распре­ делитель газообразного аммиака; 7 — замораживающие колонки

— - ~ \ V 7 0

Ри с. 75. Горизонтальная замораживаю щ ая колонка для непосредственного испарения фреона

183

Все холодильное'оборудование смонтировано на четырех рудничных платформах. Испаритель замораживающей станции отсутствует, так как грунты замораживаются путем непосредственного испарения фреона в замораживающих колонках.

Замораживающая колонка с внутренним диаметром 100 мм, предназначенная для непосредственного испарения фреона, показана на рис. 75. Питающая труба с внутренним диаметром 15 мм изгото­ влена в виде змеевика, а обратная — прямая труба. Длина замора­ живающей колонки 5,5 м.

ГЛАВА VIII

ЗАМОРАЖИВАНИЕ ГРУНТОВ ПРИ СООРУЖЕНИИ НАКЛОННЫХ ВЫРАБОТОК

§ 1. Общие сведения

Замораживание грунтов при проведении наклонных выработок осуществляют четырьмя способами.

При первом способе вокруг будущей выработки образуют наклон­ ный ледогрунтовой цилиндр. Ядро выработки стремятся сохранить в незамороженном состоянии. Этот способ наиболее часто применяют на строительстве метрополитенов.

2

1 — наклонная выработка; 2 — замораживающие скважины

Наклонные замораживающие скважины располагают по контуру наклонной выработки параллельно продольной оси и в зависимости от требуемой толщины ледогрунтового цилиндра на расстояниях 1 ,5 —2 м от контура выработки в проходке (рис. 76).

184

Расстояния между наклонными замораживающими скважинами принимают 0 ,9 — 1 м. Замораживающие скважины заглубляют

ющих скважин определяют таким же методом, как и при проходке

женного грунта, что несколько осложняет горнопроходческие работы и удорожает стоимость их. Объем буровых работ и расход холода на образование ледогрунтового массива значительно больше, чем при первом способе.

Чтобы избежать разработки мерзлого грунта, применяют третий способ, состоящий в том, что над наклонной выработкой образуют ледогрунтовой массив, с боков выработку ограждают вертикальными ледогрунтовыми стенами, а снизу — наклонным опрокинутым ледо­ грунтовым сводом.

При четвертом способе замораживания над наклонной выра­ боткой образуют ледогрунтовой свод, а с боков ее ограждают вер­ тикальными ледогрунтовыми стенами.

Если водоносные неустойчивые грунты залегают вблизи земной поверхности, тогда замораживание грунтов можно осущ ествить следующим способом. Наклонная выработка по контуру ограждается

18S

замкнутой ледогрунтовой стеной. Последнюю образуют вертикаль­ ными замораживающими колонками, опущенными с земной по­ верхности. Горную породу в котловане разрабатывают открытым способом — экскаваторами.

Достоинства этого способа: простота выполнения буровых работ; небольшая глубина вертикальных замораживающих сква­ жин; малые затраты холода иа образование ледогрунтового ограж ­ дения.

Вертикальные замораживающие скважины располагают при

матном порядке.

Сопоставляя между собой эти основные способы замораживания, заключаем:

при замораживании грунтов наклонными замораживающими колонками сокращается объем буровых и монтажных работ по срав­ нению с замораживанием вертикальными замораживающими колон­ ками, а также объем замороженного грунта на единицу длины соору­ жаемой выработки, что обусловливает и меньшие затраты на производство работ по замораживанию грунтов;

при замораживании грунтов вертикальными замораживающими колонками удорожается стоимость выемки грунта для образования наклонной выработки вследствие того, что должен разрабатываться замороженный грунт;

наличие замораживающих труб в пределах контура прохо­ димой выработки осложняет горнопроходческие работы; замора­ живающие трубы приходится вырезать по мере проходки выра­ ботки.

Бурить вертикальные скважины в водонасыщенных грунтах проще и удобнее, чем наклонные. По этой причине, если позволяют местные условия, стремятся применять замораживание грунтов вертикальными замораживающими скважинами, хотя с экономи­ ческой точки зрения это не всегда оправдано. Выбор того или иного способа замораживания должен быть основан на технико-экономи­ ческих расчетах.

Примем следующие обозначения (рис. 78):

L — длина выработки по наклону до водонепроницаемой гор­

Н — глубина залегания водонепроницаемой горной породы от поверхности земли, м;

186

Для замораживания грунтов вторым способом необходимое число рядов вертикальных замораживающих скважин для образо­ вания ледогрунтового массива

и внутренних рядов будут иметь одинаковую глубину, равную Н -[-

В целях упрощения расчетов примем 13 = Z2. Тогда число вер­ тикальных замораживающих скважин с одинаковой глубиной Н + h в одном ряду

Общая глубина скважин с одинаковой глубиной Н во всех рядах

5 , = ,ц ( Я + Ц 1 Ѵ - ( - ^ + і ) ( Я + ц ( ” + -* + ' . ) ) , (159)

Д ругая большая часть замораживающих скваж ин, расположен­ ных по восстанию наклонной выработки, будет иметь переменные глубины, уменьшающиеся по мере удаления скважин от пласта водо­ непроницаемой горной породы. Эти скважины нет необходимости заглублять в водонепроницаемую горную породу.

189