Сооружение земляного полотна в зимний период, страница 4

При втором способе глубинные вертикальные электроды погружаются в шпуры через всю толщу мерзлого грунта и внедряются в талый грунт на 10-12 см. При подключении источника питания электрический ток, вслед­ствие большого электрического сопротивления мерзлых грунтов, «потечет» вначале по талому грунту в глубине массива, а затем по оттаиваемому. Это снижает теплопотери в сравнении с первым способом и поэтому не требу­ется устройство теплоизоляции и предварительная уборка снега с поверхно­сти. Но недостатком является необходимость бурения шпуров, что услож­няет технологию и повышает стоимость работ.

Обогрев ведется циклично с последующим термосным выдерживанием. Для экономии электроэнергии во втором способе подачу тока прекращают при приближении зоны оттаивания грунта на 25-40 см к дневной поверхно­сти. Оставляемая мерзлая корка разрыхляется затем экскаваторами или тракторными рыхлителями.

При глубине промерзания грунта до 1,5 м используют оттаивание паропроводящими иглами. При этом в грунте бурят шпуры в шахматном по­рядке на расстоянии друг от друга, составляющем 0,8-1,2 глубины промер­зания. В них вводят иглы (грубы диаметром 1,25-2 дюйма, длиной 2,5 м) до глубины на 10-20 см меньше, чем глубина промерзания. Теплоносителем является пар, реже горячая вода. Оттаивание ведут с перерывами в 1-1,5 часа при общей продолжительности 2-3 часа в песчаных грунтах и 3-5 ча­сов - в суглинистых и глинистых.

Производительность термического оттаивания невелика, а стоимость работ высокая, поэтому его применяют в стесненных условиях и при не­значительных объемах работ (до 50 м3), а также при невозможности ис­пользования других, более экономичных, способов.

При химическом оттаивании на мерзлый грунт воздействуют концен­трированными растворами различных солей. Технология производства ра­бот аналогична засолению участка при предохранении грунтов от промер­зания, за исключением того, что для удержания готовых горячих растворов на поверхности мерзлого грунта устраивают прорези или бурят шпуры. А при раздельном внесении соли и воды, последняя подогревается до плюс 70°С, и перед ее розливом осуществляется насечка борозд рыхлителем на поверхности грунта.

Химическое оттаивание целесообразно при разработке небольших раз­бросанных объектов с глубиной промерзания грунта до 1,5-1,8 м.

4.1.5 Рыхление мерзлых грунтов

Рыхление мерзлого грунта может осуществляться механическим или взрывным способами.

Механическое рыхление бывает двух видов:

1) резание грунтов с использованием: навесных рыхлителей на мощных тракторах, диско-фрезерных машин, цепных баровых машин, экскаваторов с ковшами активного действия (рисунок 4.3);

2) ударный способ с применением шар- и клин-молотов, подвешенных к стреле экскаватора взамен ковша драглайна, а также вибромолотами, смонтированными на гидравлических экскаваторах.

Рисунок 4.3 - Технологическая схема рыхления мерзлого слоя грунта рыхлителем при разработке выемок (карьеров) экскаваторами: I, II - захватки; 1-поперечные проходки рыхлителя; 2 - диагональные проходки рыхлителя; 3 - слой мерзлого грунта; 4 - контур экскаваторного забоя

При мерзлой толще грунта от 0,5 до 1,6 м применяют рыхлители, смонтированные на тракторах, развивающих тяговое усилие 100-300кН (Т-170; Т-180, ДЭТ-250, Т-330, Т-500). При рыхлении грунта машина проходит параллельными проходками по всей площади захватки вначале в одном направлении, а затем в другом под углом к первому. Глубина рыхления зависит от технических возможностей используемой машины. При глубине промерзания больше максимальной глубины рыхления разрушение мерзлой корки осуществляется за несколько проходов послойно.

Диско-фрезерные машины на базе многоковшовых экскаваторов используются в комплекте с бульдозерами. Мерзлую толщу грунта вскрывают на всю глубину за один проход машины с последующим перемещением его в отвал бульдозером.