Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83) - часть 10

Раздел 6. ИСКУССТВЕННОЕ ЗАМОРАЖИВАНИЕ ГРУНТОВ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

6.1. Искусственное замораживание грунтов следует предусматривать в сложных гидрогеологических условиях преимущественно как способ временного укрепления водонасыщенных грунтов путем образования прочного и водонепроницаемого ледогрунтового ограждения с замкнутым контуром при строительстве подземных сооружений и устройстве фундаментов глубокого заложения.

Сущность способа искусственного замораживания заключается в образовании ограждения (кругового, прямоугольного или иного очертания) из замороженного грунта, препятствующего прониканию грунтовой воды или водонасыщенных неустойчивых грунтов в выработку при производстве горных или строительных работ. Это искусственное ограждение воспринимает давление окружающего грунта, а также гидростатическое давление грунтовых вод.

6.2. По контуру выработки через толщу водоносных грунтов бурят скважины с заглублением в водоупорный слой на 2—3 м. В скважины опускают замораживающие трубы (колонки). Нижний конец их, имеющий форму конуса, герметически заваривают. В колонку опускают трубы меньшего диаметра (называемые питающими трубами) с открытым нижним концом, не доходящим до дна замораживающих колонок на 40—50 см.

При отсутствии естественного водоупорного слоя его создают

искусственным путем — замораживанием слабых водонасыщенных грунтов внутри контура выработки с помощью колонок локального замораживания.

6.3. Искусственное замораживание грунтов производят холодоносителем (рассолом) циркулирующим в рассолопроводах и замораживающих колонках.

Вид, концентрация и температура холодоносителя должны быть определены проектом в зависимости от засоленности, скорости и температуры грунтовых вод. Как правило, в качестве холодоносителя следует использовать раствор хлористого кальция, обладающего способностью оставаться жидким при отрицательных температурах. На замораживающей станции рассол охлаждают и затем насосом нагнетают в распределитель. Отсюда холодный рассол равномерно расходится по питающим трубам замораживающих колонок. Достигнув дна колонки, рассол под давлением, создаваемым насосом, поднимается вверх по кольцевому пространству между питающей трубой и замораживающей колонкой, омывая внутренние стенки замораживающих колонок. При этом происходит теплообмен: рассол

отнимает тепло у грунта, окружающего колонку, понижает его температуру и постепенно замораживает грунт. Затем рассол поступает в коллектор, а из него — на замораживающую станцию, где происходит его охлаждение, и цикл повторяется.

6.4. С течением времени вокруг каждой колонки образуется массив замороженного грунта цилиндрической формы. При дальнейшем замораживании объем замороженных цилиндров увеличивается, и они смерзаются между собой в сплошной массив вокруг выработки. Чтобы массив не размораживался, холодильная станция работает в течение всего периода, необходимого для окончания всех строительно-монтажных работ под его защитой.

6.5. Время, необходимое для образования замороженного массива, зависит от гидрогеологических условий, числа замораживающих колонок, мощности холодильной установки, температуры циркулирующего рассола, требуемой проектной толщи массива из замороженного грунта, скорости движения подземных вод и других факторов. Таким образом, технологическая сущность способа замораживания грунтов заключается в искусственном изменении некоторых физических свойств грунтов (прочности, устойчивости, водонепроницаемости и др.).

ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ, ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ. БУРЕНИЕ СКВАЖИН

6.6. Бурение скважин должно производиться в строгом соответствии с проектом.

Разбивку осей скважин под замораживающие колонки следует

производить от основных осей сооружения. Допустимое отклонение от проекта ±5 см.

Для бурения скважины под замораживающие колонки могут применяться установки ударного и вращательного способов бурения. При вращательном способе бурения с глинистым раствором скважина должна быть ниже глубины замораживания на величину отстоя шлама, но не менее 1 м.

В процессе бурения скважин под замораживающие колонки необходимо принимать меры для предупреждения отклонений скважины от проектного направления установкой кондукторов и соблюдением режима бурения. Максимальные отклонения скважин, а, устанавливаются проектом, но не должны превышать:

для вертикальных скважин глубиной до 50 м — 1 % их глубины Я;

при глубине свыше 50 м по формуле а = 0,5+0,002Н

для наклонных — 2 %.

Замер кривизны производится через каждые 30 м.

При глубине скважин до 50 м для измерения кривизны можно пользоваться теодолитом с эксцентренной трубой, а глубже — инклинометрами ВНИМИ-И-447Д и ВДГ*.
*Николаенко В. Г., Соловьев В. Н. Маркшейдерские работы при сооружении вертикальных стволов. — М.: Недра, 1977.

В случае отклонения скважины от проектного направления свыше допустимого надлежит исправить кривизну с применением кривых переводников или пробурить скважину вновь. Как исключение допускаются к приемке скважины, пробуренные с отклонением от проектного направления, если фактическое положение смежных, также отклонившихся скважин, обеспечит своевременное смыкание и проектную толщину ледогрунтовой стенки.

В проекте может быть предусмотрено бурение дополнительных замораживающих скважин в количестве не более 10 % их общего числа при глубине замораживания до 100 м и не более 20 % при глубине замораживания свыше 100 м, для наклонных — соответственно 20 и 25 % .

Для бурения скважин вращательным способом преимущественно пользуются станками ЗИФ-650А, ТУНБ-150 и др. Эти станки удобны для бурения скважин под любым углом к горизонту.

Для бурения вертикальных замораживающих скважин вращательным способом с промывкой скважин глинистым раствором применяют станки УРБ-ЗАМ, СБУ-150-ЗИВ, ЗИФ-650А, ЗИФ-300М. и др.

При бурении вертикальных скважин большое распространение получил станок вращательного бурения со сплошным и кольцевым забоем и промывкой глинистым раствором марки УРБ-ЗАМ (установка разведочного бурения). Технические характеристики станков вращательного бурения приведены в прил. 30 (табл. 1).

Установка УРБ-ЗАМ представляет собой компактный агрегат, основные механизмы которого смонтированы на грузовой автомашине марки МАЗ-200.

6.7. Ударный способ применяют для бурения вертикальных скважин. Грунты в забое скважины при ударном способе бурения разрушаются ударами долота, присоединяемого к бурильным трубам и канатам.

Для бурения замораживающих скважин ударным способом применяют преимущественно станки типа УКС-22М, УКС-30М и др. Техническая характеристика ударно-канатных станков приведена в прил. 30 (табл. 2).

6.8. При бурении замораживающих скважин вид и параметры промывочной жидкости определяются проектом производства работ в зависимости от характеристики пересекаемых пород.

Одним из основных условий для успешного ведения буровых работ является высокое качество глинистого раствора, который должен:

выносить на поверхность разбуренные частицы грунта; удерживать разбуренные частицы грунта во взвешенном состоянии, препятствуя осаждению их и как следствие прихватку инструмента (бурового снаряда);

глинизировать стенки скважины для поддержания их устойчивости, особенно при прохождении слабых грунтов;

оказывать гидростатическое давление на стенки скважины для предохранения их от обвала;

удерживать гидростатическое давление воды в породах; охлаждав режущий инструмент;

задерживать выпадение частиц грунта в скважине при остановке циркуляции.

6.9. Глинистый раствор при температуре плюс 15 °С должен иметь следующие свойства:

удельный вес— 1,15—1,25 г/см3 по ареометру;

вязкость — 20—25 с по стандартному полевому вискозиметру типа СПВ-5;

коллоидальность — 95—97 % по градуированному стеклянному цилиндру емкостью 100 см3;

содержание песка не выше 4—5 % по отстойнику Лысенко.

6.10. Для приготовления глинистого раствора используют глиномешалки горизонтальные вместимостью 1—4 м3 и вертикальные вместимостью 0,3—0,7 м3. Частота вращения глиномешалки не должна превышать 35—40 об/мин,

Таблица 41

Соотношение глины и воды на 1 м3 глинистого раствора указано в табл. 41.

При бурении скважин очень часто используют естественные промывочные жидкости, которые образуются в процессе бурения. При этом возможны два случая: когда перед бурением приготавливают некоторое количество (20—30 м3) промывочной жидкости, которая в процессе бурения обогащается разбуренной породой и дальнейшее бурение осуществляется на естественном растворе, и когда в верхней части геологического разреза залегают глины.

В последнем случае бурение начинается на воде, а промывочная жидкость образуется в процессе бурения.

Применение бурения на естественных промывочных жидкостях обусловливается наличием в геологическом разрезе значительных пластов глин, суглинков, глинистых мергелей, глинистых сланцев и других им подобных пород.

Важным требованием при бурении с естественными промывочными жидкостями является обеспечение хорошего контроля за их качеством и осуществление при необходимости регулировки свойств промывочной жидкости добавлением в нее роды и обработкой химреагентами.

Кроме того, в процессе и после окончания бурения необходимо следить за состоянием каждой скважины.

Если стенки скважины устойчивы, не обрушаются и спуск труб замораживающей колонки на проектную глубину проходит нормально, без остановок (что возможно при качественной глинистой корке), то состав жидкости является приемлемым.

В противном случае необходимо срочно принимать меры по улучшению качества промывочной жидкости обработкой ее химреагентами или заменой на искусственную жидкость из хороших глин.

6.11. Скважины разбивают по контуру выработки (окружности или прямоугольнику), Для создания правильного направления при

бурении скважин в устье каждой скважины устанавливают и надежно закрепляют в грунте направляющие трубы-кондукторы Все работы должны производиться под наблюдением геодезиста (маркшейдера).

6.12. Скорость восходящего потока глинистого раствора принимают в пределах 0,3—0,5 м/с и более в зависимости от увеличения скорости бурения. Количество глинистого раствора, требуемого при бурении скважин, определяется проектом.

6.13. При бурении скважин следует руководствоваться Производственной инструкцией по безопасным методам работ для рабочих, обслуживающих буровые установки при бурении замораживающих и технических скважин (М.: Изд-во Шахтспецстроя, 1976).

Производство работ по бурению скважин должно осуществляться в соответствии с геолого-техническим нарядом, а его отработка выполняется на первых 3—5 скважинах.

ЗАМОРАЖИВАЮЩИЕ КОЛОНКИ И ИХ МОНТАЖ

6.14, По окончании бурения скважины следует немедленно погружать замораживающую колонку. В скважинах, пробуренных с обсадными трубами, извлечение последних необходимо производит а после опускания замораживающих колонок.

Тип труб и конструкция замораживающих колонок должны быть определены проектом.

6.15. После маркшейдерского определения глубины скважины и подтверждения того, что искривление скважины не превышает допустимой величины, приступают к монтажу и опусканию колонок в скважины.

Каждую трубу замораживающей колонки перед спуском в скважину необходимо проверить, нет ли в ней каких-либо дефектов, а также очистить внутреннюю поверхность от грязи.

Каждое соединение труб обязательно подвергается опрессовке.

6.1.6. Порядок опускания и монтажа замораживающих колонок следующий: в скважину опускают первое звено труб, имеющее на нижнем конце башмак, на верхнем конце трубы под муфтой закрепляют хомут, который после опускания первого звена опирается на кондуктор. К первому звену с помощью муфты, навинчиваемой на резьбовой смазке Р-2, присоединяют следующее звено.

6.17. Трубы следует соединять на полную длину резьбы, с тем чтобы их торцы соприкасались. Затем к свободному концу трубы присоединяют переходную муфту, а к ней ручной пресс и колонку наполняют водой. Давление воды должно быть доведено до 2,5 МПа (25 ат) и не должно падать в течение 5 мин, В зимний период для испытаний колонки применяют 10 %-ный водный раствор хлористого кальция.

6.18. После опрессовки тщательно осматривают соединений. Если осмотр показал полную водонепроницаемость соединения, то пресс отключают и проверенное звено опускают в скважину.

Указанный процесс монтажа и испытания производится при опускании, каждого следующего звена труб.

6.19. Контрольный осмотр соединений труб выполняет сменный инженер (или механик), который дает разрешение бригаде монтажников опускать очередное звено труб.

Результаты опрессовки соединений труб заносят в специальный журнал и паспорт данной колонки.

6.20. Несмотря на предварительную опрессовку соединений, во время спуска колонки в скважину могут произойти частичные ее нарушения. Поэтому после опускания колонки производят еще одно испытание на водонепроницаемость соединений.

С этой целью после сборки колонку заливают водой на полную ее глубину (в зимнее время— 10 %-ным раствором хлористого кальция). Уровень жидкости в колонке замеряет маркшейдер, чтобы жидкость не испарялась, колонку плотно закрывают деревянной пробкой и обмазывают глиной. Замер колебаний уровня жидкости в колонке производят ежедневно в течение трех суток. Все замеры фиксируют в специальном журнале и паспорте. Если уровень жидкости в колонке в течение трех суток снизился более чем на 3 мм на каждые 50 м глубины, то колонку извлекают из скважины и опускают ее после вторичной опрессовки.

6.21. Гидрологические и термометрические скважины бурят тем же способом, что и скважины для замораживания. Гидрологическую скважину используют для контроля за процессом смыкания отдельных ледогрунтовых цилиндров в замкнутое ограждение.

В процессе промерзания водоносных грунтов объем льда увеличивается на 9 %, вода, находящаяся в грунтах замкнутого пространства, начинает вытесняться, вследствие чего уровень воды в гидрологической скважине поднимается, что свидетельствует о смыкании ледогрунтового ограждения.

Конструкция гидрологической скважины определяется проектом.

В термометрическую скважину опускают трубу с конусом и соединение последующего звена испытывают на водонепроницаемость аналогично замораживающей колонке.

На буровые работы и работы по опусканию и испытанию замораживающих колонок составляются паспорта скважин и замораживающих колонок (см. прил. 31).

ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ИХ МОНТАЖ
6.22. Для искусственного замораживания грунтов применяют холодильные установки с использованием в качестве хладагента преимущественно аммиак. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается использовать фреон и жидкий азот.

Холодильная установка должна быть снабжена контрольно-измерительными приборами, в том числе мановакуумметрами, термометрами, дистанционными указателями уровня хладагента и холодо-носителя, предохранительными клапанами.

При монтаже трубопроводов нагнетательные линии должны иметь уклон 1—2 % в сторону конденсатора, а всасывающие линии— уклон 0,5 % в сторону испарителей.

6.23. В процессе монтажа холодильной установки должно быть проведено индивидуальное гидравлическое или пневматическое испытание устанавливаемых аппаратов с освидетельствованием и регистрацией их в соответствии с правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

6.24, Совокупность холодильной машины и вспомогательного оборудования и устройств, предназначенных для искусственного замораживания грунтов, представляет собой холодильную установку.

В холодильной промышленности применяют аммиачные, фреоновые и другие установки в зависимости от используемого хладагента.

Для искусственного замораживания грунтов при сооружении фундаментов, коллекторов и др. подземных сооружений пользуются преимущественно аммиачными холодильными установками, так как необходимая температура охлаждения рассола часто не превышает минус 20—25 °С. В особых случаях применяют низкотемпературное замораживание до температуры минус 40—45°С.

6.25. Холодильная машина состоит из компрессора, испарителя, конденсатора и регулирующего вентиля.

Схема работы холодильной установки представлена на рис. 76.

По трубе «а» из конденсатора течет жидкий аммиак, имеющий высокое давление (обычно 0,8—1,2 МПа) и температуру 20—30 °С после прохода через узкое отверстие регулирующего вентиля давление аммиака снижается до 0,15—0,2 МПа и он попадает в испаритель, где за счет теплопритока от рассола кипит при низкой температуре (—20- -25 °С). а рассол охлаждается.

Пары аммиака отсасываются по трубе «в» компрессором, сжимаются им до давления 0,8—1,2 МПа и температуры 100—130 °С ч по трубе «г» выталкиваются в конденсатор, где за счет охлаждения водой превращаются в жидкость и по трубе «а» снова поступают к регулирующему вентилю и процесс повторяется.

Рис. 76. Схема работы замораживающей станции
1 — рассольный насос; 2 — испаритель; 3 — грязеуловитель; 4 — компрессор; 5 — маслоотделитель; 6 — регулирующий вентиль; 7 — манометрическая станция; 8 — конденсатор; 9 — циркуляционный насос; 10 — замораживающая колонка; 11 — питающая труба; 12 — коллектор; 13 — распределитель; 14 — рассолопровод

Охлажденный рассол забирается насосом и направляется по магистральному рассолопроводу в распределитель, а из него по питающей трубе в замораживающую колонку, после отнятия тепла or грунта он возвращается в коллектор и далее в испаритель для повторного охлаждения.

6.26. Аммиачная холодильная установка имеет три самостоятельных цикла: аммиачиый, рассольный и водяной.

Водяной цикл служит для конденсации паров аммиака и охлаждения цилиндров компрессора. В целях экономии воды применяется оборотная схема водоснабжения с охлаждением воды в градирнях, за работой которых необходимо организовать тщательный контроль.

Рассол может быть охлажден до минус 25 °С одноступенчатыми компрессорами, а до минус 400 С — двухступенчатыми.

6.27. Паспортная холодопроизводительность машин определяется в стандартных килокалориях (подразумевается холодопроизводительность при стандартных условиях: температуре кипения хладагента tо=—15 °С, температуре конденсации tк = 30°C и перед регулирующим вентилем tu=25 °С).

Под рабочей холодопроизводительностью машины понимают ее холодопроизводительность при температурах, отличных от стандартных.

Для определения выработанного компрессорами холода механик может воспользоваться характеристиками, помещенными в инструкции завода-изготовителя.

6.28. Широкое распространение для замораживания грунтов получили компрессоры одноступенчатого сжатия, реже двухступенчатого сжатия. Характеристики компрессоров приведены в прил. 30 (табл. 3 и 4).

Выбор компрессоров и аппаратов к ним производится в соответствии с проектом.

6.29. Холодильная установка должна быть оснащена следующими контрольно-измерительными приборами:

манометр на нагнетательной стороне компрессора, конденсаторе и ресивере, мановакуумметр на всасывающей стороне компрессора, испарителе, промежуточном сосуде и маслосборнике;

термометрами, установленными на нагнетательной и всасывающей стороне компрессоров, испарителях, перед регулирующими вентилями, а также на линии подачи воды в конденсатор и линии ее отвода;

водомерами на линии подачи свежей воды в конденсаторы; дистанционными указателями уровня жидкого хладагента в испарителях и промежуточных сосудах;

дистанционными указателями уровня рассола в системе со звуковым и световым сигналами, включающимися при падении уровней ниже установленной отметки; расходомерами рассола.

6.30. Контрольно-измерительные приборы устанавливают в следующих местах:

на замораживающей станции для контроля работы и регулирования режима холодильных агрегатов и насосов;

в форшахте на рассольной сети для контроля за правильной и равномерной циркуляцией рассола;

в зоне замораживаемых грунтов для контроля за процессом образования ледогрунтового ограждения.

6.31. В каждом компрессоре устанавливают масляный манометр со шкалой от 0 до 6 кгс/см2.

Аммиачные манометры должны иметь шкалу «Вакуум до 760 мм рт. ст. 0—25 кгс/см2», мановакуумметры «Вакуум до 750 мм рт. ст. 0—12 кгс/см2», а также шкалу температур, ртутные термометры со шкалой показаний от 30 до 165 °С на нагнетательной стороне компрессора и конденсаторе;

спиртовые термометры со шкалой показаний от 30 до минус 60 °С устанавливают на всасывающей стороне компрессора, на испарителе и регулирующей станции при двухступенчатом цикле.

6.32. В форшахте на рассольной сети устанавливают следующие контрольно-измерительные приборы:

манометры по одному на нагнетательной линии у рассольного насоса, на рассолопроводах и коллекторах;

термометры на рассололроводе и коллекторе, распределителе и на замораживающих колонках из расчета не менее одного термометра на пять колонок с учетом их перестановки;

дифференциальные манометры для замеров количества циркулирующего рассола или рассоломеры.

6.33. В зоне замораживаемых грунтов устанавливают следующие контрольно-измерительные приборы:

измерители уровня грунтовых вод в гидрологических скважинах;

термодатчики в каждой термометрической скважине в соответствии с проектом.

Толщину и сплошность ледогрунтового ограждения определяют ультразвуковыми приборами.

Форшахту связывают с замораживающей станцией, электрической и звуковой сигнализацией.

6.34. На замораживающей станции в электрораспределительном устройстве на распределительном щите устанавливают электрические и контрольно-измерительные приборы в соответствии с проектом.

Все установленные электрические приборы должны быть щитового исполнения и подвергаться проверке и регулированию.

6.35. Монтаж оборудования и приборов в замораживающей

станции производится в строгом соответствии с проектом, заводскими инструкциями и Правилами устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок (М.: ВНИКТИхолод-пром, 1981).

6.36. Перед вводом в эксплуатацию аппараты (сосуды), подлежащие регистрации в местных органах Госгортехнадзора, должны быть предъявлены инженеру-контролеру Госгортехнадзора для освидетельствования.

Аппараты (сосуды), не подлежащие регистрации в органах Госгортехнадзора, должны быть освидетельствованы администрацией предприятия в соответствии с Правилами устройства безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

6.37. К началу монтажа оборудования должны быть закончены все строительные работы по зданию замораживающей станции, фундаментам под машины и аппараты; устроены форшахты для рассолопроводов, каналы для водопроводов, канализации и электрокабелей. О правильности разбивки осей фундаментов, качестве бетона и соответствии фундаментов проектным размерам составляют акт.

Перед укладкой бетона при устройстве бетонных и железобетонных фундаментов для компрессоров и аппаратов проверяют надежность закрепления закладных частей, металлического каркаса, опорных плит опалубки колодцев, анкерных болтов. Возле закладных

частей, служащих для ответственных частей компрессора (подшипников и др.), бетон уплотняют с особой тщательностью.

Кладку фундамента (бетонную, каменную) не доводят до проектной отметки на 30—50 мм, что необходимо для подливки рамы или станины машины после их выверки.

Анкерные болты заливают бетоном марки не ниже 150 с применением мелкого гравия. Перед бетонированием колодцы для анкерных болтов тщательно очищают от остатков опалубки, мусора и промывают.

Подливку рамы (станины) компрессора производят бетоном марки не ниже 140. При толщине подливки менее 40 мм применяют бетон с мелким заполнителем или цементно-песчаный раствор той же марки. Верхнюю поверхность фундамента перед подливкой насекают, очищают и промывают. Перед началом монтажа компрессора проверяют по чертежу правильность расположения отверстия для фундаментных болтов и глубину заложения анкерных плит.

Каждый смонтированный компрессор, бывший ранее в работе, перед опробованием подвергают ревизии на месте. Новые компрессоры, полученные непосредственно с завода, только разбирают и осматривают без полной ревизии.

6.38. По окончании сборки для проверки, регулировки и наладки работы деталей производят холостую обкатку компрессора без нагрузки с открытыми крышками и без нагнетательных клапанов в течение 10—15 ч. После холостой обкатки, устранения обнаруженных дефектов и приработки деталей компрессоры проверяют под нагрузкой воздушным давлением 0,5—0,6 МПа (5—6 ат) в течение 3 ч. При этом производят продувку всей аммиачной системы, включая конденсатор и испаритель, и проверяют ее герметичность.

6.39. При монтаже конденсаторов все фланцевые соединения собирают на клингеритовых или паронитовых прокладках, смазанных графитовой мастикой.

6.40. Конденсатор по окончании монтажа испытывают на плотность:

в аммиачной части — сжатым до 1,8 МПа (18 ат) воздухом в течение 18 ч, при этом допускается падение давления в течение первых 6 ч испытания до 0,12 МПа (1,2 ат);

в водяной части — гидравлическим испытанием водой с постоянным давлением 0,6 МПа (6 ат) в течение 15 мин.

При испытании утечку воздуха проверяют обмыливанием соединений и швов.

Выявленные недостатки устраняют после снижения давления до атмосферного.

6.41. Кожухотрубный горизонтальный конденсатор устанавливают строго горизонтально.

6.42. Секции и бак испарителя перед монтажом предварительно осматривают.

Секции испарителя испытывают гидравлическим давлением 2,5 МПа (25 ат) и сжатым воздухом до 1,2 МПа (12 ат), бак испарителя — наполнением водой.

Бак испарителя устанавливают на деревянном или бетонном основании.

Секции испарителя соединяют коллекторами посредством фланцев с уплотнением соединений клингеритовыми или паронитовыми прокладками. Секции к баку крепят полосовым железом на болтах.

6.43. Кожухотрубные испарители в аммиачной части испытывают сжатым воздухом при давлении 1,2 МПа (12 ат).

При этом давление не должно падать з течение первых 6 ч более чем на 10 %.

Перед испытанием необходимо сжатым воздухом удалить загрязнения.

6.44. Маслоотделитель, промежуточный сосуд, ресивер, маслосборник перед монтажом осматривают и испытывают по заводской инструкции.

6.45. Аммиачный нагнетательный трубопровод в местах прохода через сгораемые стены и перекрытия изолируют несгораемой изоляцией.

Для аммиачных трубопроводов применяют только стальные бесшовные трубы (ГОСТ 8731—74 с изм.).

Трубопроводы с арматурой и аппаратурой соединяют: с помощью резьбового штуцера труб диаметром до 6—10 мм; с помощью специальных аммиачных фланцев труб диаметром свыше 10 мм;

соединением труб сваркой встык.

Фасонные части, вентили и сварные стыки располагают не ближе 200 мм от стен.

Запорные вентили устанавливают так, чтобы аммиак входил под клапан.

6.46. Для предупреждения повышения давления аммиака сверх допустимого (более 1,5 МПа) в кожухотрубных конденсаторах и испарителях, промежуточных сосудах и ресиверах предусматривают выпуск аммиака в атмосферу через предохранительные клапаны по выкидной трубе выше конька крыши станции на 2—3 м.

6.47. Аммиачные трубопроводы после монтажа продувают воздухом для удаления песка, окалины и других загрязнений.

6.48. Испарители, отделители жидкого аммиака, промежуточные сосуды, а также трубопровод холодильного агента с низкими температурами и рассольные трубопроводы теплоизолируют.

Теплоизоляцию аппаратов и трубопроводов выполняют в соответствии с проектом после генерального испытания замораживающей станции.

После просушки трубопроводы окрашивают в условные цвета (табл. 42).

6.49. Трубопроводы жидкого и газообразного аммиака при нижней разводке прокладывают под полом в каналах и изолируют шлаком, антисептированными опилками или другими теплоизоляционными материалами.

6.50. Над испарителями, расположенными вне здания замораживающей станции, устраивают навес.

Таблица 42

РАССОЛЬНАЯ СЕТЬ И ЕЕ МОНТАЖ

6.51. Рассольная сеть должна быть выполнена из прямого и обратного рассолопроводов, распределителя и коллектора с обеспечением равномерного питания замораживающих колонок, как правило, по незамкнутому контуру.

Тип труб и их размеры определяются проектом.

Распределители и коллектор должны быть размещены в специальной форшахте, расположение и размеры которой определяются проектом. Замораживающие колонки соединяются с коллектором и распределителем с помощью гибких шлангов (рис. 77).

6.52. При длине рассолопроводов, превышающей 100 м, устанавливают компенсаторы. Во всех высоких точках рассольной сети устанавливают воздухоспускные вентили.

6.53. При заполнении рассольной сети рассолом из замораживающих колонок и трубопроводов должна быть удалена вода, оставшаяся после гидравлического испытания. Рассол необходимо пропускать через сетку с отверстиями 0,5—1 мм.

6.54. На рассолопроводе устанавливают задвижки, с помощью которых осуществляют необходимые переключения движения рассола. Трассу рассолопроводов от станции до места потребления хо лода выбирают наиболее короткую с наименьшим количеством по воротов.

Рис. 77. Расположение рассольных коммуникаций в форшахте

6.55. Для уменьшения потерь холода форшахту хорошо теплоизолируют. Изоляционным материалом служат сухие опилки, которыми заполняют пространство между веркняками крепления. Закрепляют стенки форшахты деревом или бетоном.

В случае устройства форшахты на поверхности также необходима теплоизоляция труб и боковых стенок.

6.56. Система трубопроводов, располагаемых в форшахте, состоит из замораживающих колонок, распределителя, коллектора, подводящих и отводящих рассолопроводов.

6.57. Замораживающая колонка (рис. 78) состоит из наружной трубы, питающей трубы башмака конусной формы, а в верхней части крышки (головки), к которой присоединены подводящая и отводящая трубки.

Качество труб, плотность их соединения, тщательность монтажа рассольной сети определяют успешпость замораживания грунтов. Утечка рассола в замораживаемый грунт является следствием неплотности в соединениях труб. При наличии рассола в грунте участок не может быть заморожен — образуется «окно», через которое может произойти прорыв плывуна в проходимую выработку. Непосредственное соприкосновение ледогрунтового ограждения с рассолом вызывает оттаивание его.

6.58. Распределитель служит для распределения рассола по колонкам и связан с ними гибкими шлангами с питающими трубами.

Давление рассола в распределителе колеблется в пределах 0,2—0,45 МПа и увеличивается с глубиной колонок.

6.59. Коллектор служит для сбора рассола, идущего из замораживающих колонок. Отводящие трубы служат для отвода рассола от замораживающих колонок в коллектор.

Рис. 78. Замораживающая колонка
1 — башмак замораживающей трубы; 2 — питающая труба; 3 — замораживающая труба; 4 — крышка (оголовник); 5 — соединительная подводящая труба; 6 — соединительная отводящая труба; 7 — рассоломер; 8 —запорный край; 9— коллектор; 10 — термометр; 11 — распределитель

Применение гибких шлангов для подвода и отвода рассола к колонкам предотвращает разрывы труб и выпуск рассола в случае осадок или вспучивания поверхности земли в галерее (форшахте).

6.60. В тупиковых концах коллектора и распределителя устанавливают краны, через которые выпускают воздух, скапливающийся в трубах.

6.61. Распределитель и коллектор прикрепляют к деревянным стойкам форшахты или подвешивают к потолочным перекладинам форшахты на железных хомутах.

6.62. Подводящие и отводящие трубы присоединяют одним концом к головке замораживающей колонки, а другим — к распределителю и коллектору.

Для этого в последних должны быть вварены патрубки-штуцеры, диаметр которых соответствует диаметру подводящих и отводящих труб.

6.63. Число штуцеров с пробковыми кранами должно быть больше числа запроектированных колонок на 10—15 % на случай присоединения к системе дополнительных колонок. Штуцеры располагают равномерно по всей длине распределителя и коллектора на равных расстояниях один от другого.

6.64. Гибкие подводящие и отводящие трубы присоединяют к штуцерам хомутами или проволочными скрутками.

6.65. Перед спуском питающие трубы испытывают воздухом для проверки их качества (возможны засорения и повреждения сварных швов).

6.66. Все соединения труб не должны пропускать воздух и рассол. При соединении труб сваркой места соединении их должны иметь внутри совершенно гладкую поверхность (сварочный шов не должен уменьшать сечение трубы), в противном случае увеличивается сопротивление движению рассола.

6.67. Трубы разных диаметров соединяют специальными переходными муфтами.

6.68. После окончания монтажа все рассолопроводы тщательно промывают водой, нагнетаемой в сеть насосом. Вслед за промывкой производят опрессовку всей рассольной сети водой под давлением 1—1,5 МПа. При обнаружении неплотностей их необходимо устранить.

6.69. После устранения утечек испытание следует повторить и при положительных результатах составить акт.

6.70. При ведении работ необходимо осуществлять тщательный маркшейдерский контроль глубины и монтажа замораживающих колонок.

6.71. В качестве холодоносителя применяет водный раствор технического хлористого кальция (ГОСТ 450—77 с изм.).

Раствор хлористого кальция (СaС12) имеет желтоватый цвет, соленый на вкус, запах хлора, испаряетсй раствор плохо, в сильных концентрациях разъедает кожу и ткани.

6.72. Температура замерзания рассола зависит от концентрации хлористого кальция в растворе. Наинизшую температуру замерзания рассол имеет при р= 1,286 г/см3, t3=—55 °С.

6.73. При замораживании грунтов применяют рассол, имеющий концентрацию 27—30° Be (по Боме) или р= 1,28, при которой температура его замерзания составляет минус 50 °С. Концентрацию рассола определяют ареометром, деления на котором показывают градусы Боме. При повышении концентрации выше 30°Ве температура замерзания рассола повышается.

6.74. Систему наполняют рассолом после всех испытаний.

ИСПЫТАНИЕ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК И РАССОЛЬНОЙ СЕТИ

6.75. При испытании холодильной установки необходимо руководствоваться Правилами устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок (М.: ВНИК ГИхолодпром, 1981).

6.76. Все аппараты и трубопроводы аммиачной системы после монтажа подвергают генеральному испытанию на плотность при давлении воздуха 1,8 МПа (18 ат)—сторону нагнетания (от нагнетательного запорного вентиля на компрессоре через маслоотделитель, конденсатор, ресивер и жидкостной трубопровод до регулирующей станции); 1,2 МПа (12 ат)—сторону всасывания (испаритель и трубопроводы — всасывающие и за регулирующим вентилем).

Одновременно предохранительные клапаны аппаратов (сосудов) должны быть отрегулированы до начала открывания при избыточном давлении на нагнетательной стороне 1,8 МПа (18 ат), на всасывающей стороне 1,2 МПа (12 ат).

6.77. Испытания системы после монтажа производят до теплоизоляции трубопроводов и аппаратов.

6.78. В аппараты воздух нагнетают аммиачным компрессором в несколько приемов с интервалом 0,4—0,6 МПа (4—6 ат) во избежание перегрева компрессора. Воздух нагнетают следующим образом: открывают запорный нагнетательный вентиль на компрессоре, открывают пробку на всасывающем коллекторе при закрытом всасывающем вентиле и включают компрессор, доводят давление по всей системе до 1,2 МПа (12 ат), закрывают запорный вентиль на регулирующей станции и разъединяют нагнетательную и всасывающую линии и продолжают нагнетать воздух в маслоотделитель, конденсатор, ресивер, доводя давление до 1,8 МПа (18 ат). Систему оставляют под давлением в течение 16 ч и фиксируют давление через каждый час.

6.79. Систему считают выдержавшей испытания на герметичность, если после истечения первых 6 ч давление в системе снизится не более чем на 10 %, а в течение остального времени останется постоянным. При удовлетворительных результатах генерального испытания составляют акт и систему подготавливают к заполнению аммиаком.

6.80. Перед заполнением системы аммиаком ее необходимо отсосать на вакуум.

6.81. Количество жидкого аммиака, необходимое для заполнения системы, определяют проектом или по следующим нормам в процентах от емкости аппарата *:

* Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок. — М.: ВНИКТИхолодпром, 1981.

Испарители:

кожухотрубные............80

вертикальнотрубные .................80

панельные ...... ..............60

Конденсаторы:

кожухотрубные . . ......... Полный объем ре-

скверной части обечайки

испарительные ............ Полный объем

сборников жидкого аммиака

Ресиверы:

линейные . .........................50

дренажные..........................-----

Промежуточные сосуды (вертикальные) . . 30

Маслоотделители барботажного типа .... 30

Трубопроводы жидкого аммиака..........100

Для пересчета объема аммиака в количество по массе средний удельный вес аммиака принимают равным 0,65 кг/л.

Расход аммиака на восполнение потерь при эксплуатации станции принимают от 2,5 до 10 % в месяц.

6.82. Аммиак для заполнения системы доставляют на замораживающую станцию в специальных баллонах. Он должен отвечать требованиям ГОСТ 6221—82 Е с изм.

При зарядке системы баллоны с аммиаком присоединяют к регулирующей станции с помощью трубки диаметром 6 мм с накидными гайками, причем баллоны устанавливают в наклонном положении головками вниз. Количество фактически заряженного аммиака определяют взвешиванием баллонов в процессе зарядки.

При зарядке дополнительно проверяют плотность соединений трубопроводов и арматуры на утечку аммиака специальным химическим индикатором — полоской бумаги, пропитанной раствором фенолфталеина. При утечке аммиака белые полоски бумаги краснеют.

6.83. После перехода жидкого аммиака из первых баллонов в систему, компрессор пускают в работу, чтобы понизить давление в испарителе и обеспечить дальнейшее наполнение системы. Конденсатор при зарядке системы аммиаком охлаждают водой, как при обычной работе холодильной установки.

Запрещается подогревать баллоны для ускорения выхода аммиака. При зарядке системы следует соблюдать меры предосторожности и иметь наготове аммиачные противогазы.

После наполнения системы аммиаком приблизительно на 90 % его расчетного количества производят пробную работу замораживающей станции для проверки достаточности наполнения, при этом рассольная система должна быть заполнена рассолом.

6.84. После соединения всех рассольных труб и установки на них предусмотренных проектом приборов и кранов, промывки водой производят гидравлическое испытание рассольной сети давлением, в 1,5 раза превышающим рабочее давление и не меньшим 0,6 МПа (6 ат).

Сеть считают пригодной для эксплуатации, если в течение 15 мин давление опрессовки не изменяется и при осмотре сети не обнаружено течи в трубах и их соединениях.

6.85. Количество кристаллического хлористого кальция для приготовления рассола заданной концентрации определяется проектом или по формуле

6.86. Акт генерального испытания установки и сдачи ее в эксплуатацию составляют при наличии следующей документации: исполнительных схем аммиачной, рассольной и водяной систем холодильной установки и погоризонтных планов расположения замораживающих скважин, выполненных через каждые 30 м по глубине;

журнала бурения скважин; паспортов замораживающих колонок;

протокола сушки всех высоковольтных электродвигателей с замером сопротивлений изоляции обмоток ротора и статора;

протокола испытания на пробой трансформаторного масла в маслонаполнительной высоковольтной аппаратуре;

протокола проверки и испытания защиты высоковольтного электродвигателя и сопротивления изоляции кабельной проводки компрессорной установки;

протокола осмотра и замера переходного сопротивления заземления электродвигателей и распределительного устройства;

шнуровых книг на все сосуды, установленные на холодильной установке, с регистрацией в них результатов испытаний местной инспекцией Госгортехнадзора (в шнуровой книге должны быть заводские паспорта и чертежи на сосуды);

технического акта на опрессовку сжатым воздухом холодильной установки;

технического акта на испытание рассольной сети и промывку замораживающих колонок;

графика планово-предупредительного ремонта холодильной установки;

инструкции по технике безопасности при эксплуатации всех агрегатов (вывешивается в здании замораживающей станции);

списка лиц, допущенных к эксплуатации холодильной и высоковольтных установок, сдавших техминимум по ПТЭ и ПТБ;

журналов и книг для учета работы холодильной установки; разрешения пожарной инспекции на эксплуатацию холодильной установки.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЗАМОРАЖИВАЮЩЕЙ СТАНЦИИ

0.87. Режим работы замораживающей станции должен обеспечивать постепенное понижение температуры холодоносителя до достижения заданной проектом температуры, во избежание порыва труб.

При эксплуатации замораживающих колонок должен быть установлен контроль питания их рассолом. Температура выходящего из колонки рассола при установившемся режиме не должна отличаться более чем на 2—3 С от температуры рассола, измеренной в распределителе (при глубине замораживания до 100 м), к концу процесса замораживания она может отличаться на 1 °С.

Работа замораживающей станции и подача рассола в замораживающие колонки должна быть непрерывной в течение всего rte-риода активного замораживания грунта.

Работа замораживающей станции после образования ледогрун-тового ограждения должна обеспечивать его сохранение по специальному режиму (пассивному), установленному проектом.

6.88. При эксплуатации замораживающей станции и рассольной сети необходимо поддерживать холодильное и прочее оборудование в хорошем состоянии, следить за экономным расходованием электроэнергии, воды, смазочных материалов, своевременно проводить профилактический ремонт.

6.89. Температуру всасываемых паров аммиака, определяемую по показаниям термометра, установленного перед запорным всасывающим вентилем компрессора, поддерживают на 5—10 °С выше температуры испарения аммиака.

Температуру нагнетаемого аммиака при выходе из компрессора следует поддерживать в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей, но не выше 150 °С, во избежание возгорания смазочного масла.

6.90. В процессе эксплуатации замораживающей станции не допускают превышения давления конденсации аммиака сверх 1,4 МПа (14 ат), своевременно (по графику) спускают масло из маслоотделителя, конденсатора, испарителя, промежуточного сосуда и ресивера, а также выпускают воздух из воздухоотделителей, поддерживают перепад температур охлаждающей воды, выходящей из конденсатора и конденсации аммиака в пределах 4—6°С, наблюдают за правильной подачей воды и работой градирни. При хорошей работе градирни расход свежей воды не превышает 10 %.

Перепад температур испарения аммиака и рассола в испарителе не должен превышать 5 °С.

При эксплуатации замораживающей станции поддерживают установленный проектом режим работы ее и систематически следят за показаниями контрольно-измерительных приборов.

6.91. Не реже одного раза в месяц вскрывают и прочищают всасывающий и нагнетательный масляные фильтры.

В течение первого месяца после монтажа и включения компрессора в эксплуатацию фильтры вскрывают и очищают через каждые 5—6 дней.

6.92. Заправку масла в компрессор следует производить в строгом соответствии с заводской инструкцией.

8.93. При внезапном прекращении циркуляции рассола компрессоры останавливают. Пуск, остановку и эксплуатацию холодильных машин, градирен и насосов производят в соответствии с инструкциями завода-изготовителя, которые должны быть вывешены в здании замораживающей станции.

6.94. Планово-предупредительный ремонт холодильного и другого оборудования выполняют по графику, утвержденному главным инженером стройуправления.

6.95. Замораживающие колонки включают в работу для замораживания грунтов в строгом соответствии с проектом.

При обслуживании рассольной сети и замораживающих колонок следят за тем, чтобы не происходило утечки рассола, при появлении желтых пятен надлежит немедленно устранить причину. Скрытые утечки рассола обнаруживают по снижению уровня рассола в

испарителях или расширительном баке по показаниям дистанционного указателя уровня или визуально.

6.96. Первоначально в течение суток рассол пускают в сеть с температурой не более минус 5°С с доведением до рабочей температуры минус 20—25 °С в течение последующих пяти суток.

6.97. При обслуживании рассольной сети следят за бесперебойной циркуляцией рассола во всех подключенных колонках. Для этого не реже одного раза в сутки очищают от инея участок соединительного шланга длиной 10—15 см на каждой колонке и следят за скоростью нарастания инея.

6.98. Воздух из коллектора и распределителя выпускают через воздушные краны ежедневно, не допуская образования воздушных мешков в шлангах, соединяющих колонки с коллектором и распределителем, Температуру обратного рассола в колоннах измеряют термометрами, установленными в гильзах, вваренных в колонки ниже обратного патрубка.

6.99. При эксплуатации следят за тем, чтобы не было обрыва питающей трубы в колонке, вследствие чего образуется короткий ток рассола и «окно» в ледогрунтовом ограждении. Признаком обрыва служит очень малая разность температур прямого и обратного рассола (<1°С). В этом случае колонку вскрывают и восстанавливают питающую трубу.

6.100. На замораживающей станции вывешивают аммиачную и рассольную схему, инструкцию по эксплуатации холодильных машин и электрооборудования, правила внутреннего распорядка и техники безопасности, график планово-предупредительного ремонта оборудования.

6.101. В течение всего периода эксплуатации замораживающей станции ведут специальный журнал ее работы.

Показатели работы замораживающей станции записываются через каждые 2 ч.

6.102. Температуру рассола, циркулирующего в каждой колонке, в прямом и обратном рассолопроводах фиксируют в журнале работы замораживающих колонок (прил. 32). Замер температур рассола производится не реже одного раза в смену.

6.103. Температуры грунтов в контрольных скважинах замеряют термодатчиками (тип и схема расстановки определяется проектом) один раз в сутки и записывают в журнал (прил. 33).

Данные наблюдений за уровнем грунтовых вод записывают в журнал (прил. 34).

6.104. Проектные размеры и сплошность ледогрунтового ограждения должны устанавливаться по следующим данным:

наличию отрицательных температур на разных глубинах во всех термометрических скважинах, расположенных в пределах ледогрунтового ограждения, а также с помощью ультразвукового прибора УКЛЦ конструкции ВНИИОМШС;

подъему уровня воды в гидрологических наблюдательных скважинах в замкнутом контуре;

стабильности температуры рассола.

После достижения проектных размеров и температуры ледогрунтового ограждения составляют акт готовности участка для ведения основных работ.

6.105. В начале замораживания температура грунта вокруг колонки понижается быстро, затем вследствие увеличения термического сопротивления замороженных грунтов скорость понижения температуры замедляется.

6.106. По данным практики по замораживанию грунтов скорость замораживания (по радиусу) в песчаных грунтах в среднем составляет 0,025 м/сут, в глинистых — 0,01—0,015 м/сут.

Установлено, что скорость нарастания ледогрунтового ограждения прямо пропорциональна теплопроводности, понижению температуры замораживания.

6.107. При отсутствии гидрологической скважины возможны случаи, когда грунтовая вода, заключенная между ледогрунтовым ограждением и двумя водонепроницаемыми глинистыми прослойками, не находит свободного выхода и в результате развивающегося внутреннего давления может нарушиться уже образовавшееся ледогрун-товое ограждение.

В таких случаях в контуре выработки необходимо бурить специальную разгрузочную скважину с заглублением в водоносный слой не менее 1—1,5 м для свободного выхода воды, заключенной в нем.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ПРИЕМКА РАБОТ

6.108. Искусственное замораживание грунтов включает сложный комплекс работ, требующих тщательного выполнения и контроля.

Контроль работ обеспечивает высокое качество замораживания грунтов и предотвращает возможность аварии.

6.109. Приемка работ по замораживанию грунта осуществляется в три этапа.

На первом этапе производят приемку следующих работ: бурения замораживающих скважин, монтажа замораживающих колонок, замораживающей станции н рассольной сети; кроме того, определяют результаты измерения отклонений скважин, производят пробный пуск замораживающей установки.

На втором этапе устанавливают готовность объекта для ведения основных строительных и горных работ. Этот этап включает опробование при нормальной работе системы замораживающей станции, установление образования ледогрунтового ограждения или массива проектной толщины и температуры грунта (период активного замораживания грунта).

Приемка ледогрунтового ограждения включает проверку соответствия размеров и температур ледогрунтового ограждения проектным на основании журналов работ, измерений уровня грунтовых вод в гидрологических наблюдательных скважинах и температур грунта в термометрических скважинах (см прил. 33 и 34), ультразвукового контроля.

Одновременно должен быть уточнен режим работы замораживающей станции и рассольной сети для поддержания проектных размеров и температур ледогрунтового ограждения (ЛГО) на срок окончания всех работ, производимых под его защитой.

На третьем этапе производят приемку окончания работ по замораживанию грунтов и демонтажу оборудования. В этот этап входят окончание работ по возведению сооружения под защитой ЛГО, искусственное оттаивание грунтов (если оно предусмотрено проектом), демонтаж холодильного оборудования и рассольной сети, извлечение замораживающих колонок и тампонаж скважин.

Приемку работ оформляют актом. К акту прилагают исполнительную документацию, а также перечень недоделок с указанием сроков их устранения.

6.110. Промежуточной приемкой па первом этапе устанавливают:

правильность расположения замораживающих колонок, их глубины и направления и необходимость бурения дополнительных скважин;

готовность всей замораживающей системы (станции и сети) к пуску, т. е. возможность приступить к процессу замораживания грунтов с составлением акта о пуске в эксплуатацию замораживающей системы.

Промежуточную приемку производят осмотром выполненных работ на месте, проверкой исполнительной технической документации в соответствии с паспортами скважин и замораживающих колонок, и технической документацией, необходимой для сдачи холодильной установки (замораживающей станции) и рассольной сети.

6.111. При приемке замораживающих установок генподрядчик должен предъявить акт, подтверждающий выполнение всех подготовительных работ.

6.112. Строительная организация, осуществляющая замораживание грунтов, в процессе работы составляет исполнительные графики работы замораживающего оборудования, распространения зоны замораживания грунтов и количества включенных в работу колонок.

После окончания строительных работ составляют акт на прекращение работ по замораживанию и дается разрешение на производство демонтажных работ. Демонтаж скважин (извлечение замораживающих колонок и обсадных труб) оформляют актом с указанием мест заложения скважин, способов их ликвидации, объема работ и т. д., а также актом на скрытые работы по проведению тампонажа.

Все технические акты подписывают ответственные представители строительной организации и генерального подрядчика по строительству.

РАЗРАБОТКА ГРУНТА

6.113. Производство строительно-монтажных работ в пределах ледогрунтового ограждения разрешается при тщательном контроле за его состоянием и корректировке работы замораживающей станции с целью сохранения размеров ограждения и его температуры.

Все строительно-монтажные работы надлежит производить в строгом соответствии с проектом.

Выемку грунта из открытого котлована при положительных температурах воздуха необходимо производить с защитой ледогрун-товых стенок от действия атмосферных осадков и солнечных лучей.

6.114, Глинистые грунты плохо поддаются промораживанию — они остаются мягкими и пластичными, поэтому выемочные работы в них следует выполнять с большой осторожностью, так как в результате смещения глинистых грунтов замораживающие трубы подвергаются напряжению изгиба и соединительные стыки труб становятся неплотными. Через неплотности рассол будет вытекать из труб и размораживать ледогрунтовое ограждение.

6.115. Грунт, заключенный в пределах ледогрунтового ограждения, обычно находится в талом состоянии. Выемку песков производят лопатами, гравелистые породы, мел и мергель отбивают кайлами, отбойными молотками и пневмоломами, глины и суглинки — пневматическими лопатами.

6.116. Мерзлые грунты, обладающие большой влагоемкостью до замерзания (глина, суглинок, мергель, торф, лёсс, растительные грунты) разрабатываются труднее, чем грунты с малой водоудер-живающей способностью (песок, гравий, галька и др.), их разрабатывают отбойным молотком.

Работы но выемке грунта выполняют следующим образом: сначала вынимают грунт из незамороженного ядра, а затем производит отбойку замороженных грунтов отбойными молотками и пневмоломами по всему сечению выработки.

6.117. При разработке грунтов взрывным способом необходимо соблюдать меры предосторожности, не допуская деформации ледо-грунтового ограждения и повреждения замораживающих колонок, особенно когда последние находятся близко к габариту выработки из-за отклонения их.

Буровзрывные работы следует выполнять строго в соответствии с проектом и соблюдением правил безопасности.

6.118. При разработке котлованов с использованием искусственно замороженных грунтов в качестве ограждающих несущих конструкций временное крепление котлованов (металлическое или деревянное) не применяют. В этом случае обнаженные замороженные

стены котлована должны быть теплоизолированы с помощью специальных матов.

6.119. При строительстве подземных сооружений способом замораживания выработка отделена от внешних подземных вод непроницаемым ледогруитовым ограждением, поэтому никакие специальные водоотливные средства не применяются. Вода, остающаяся в незамороженном ядре, собирается в небольшом зумпфе, откуда ее удаляют в бадью

По мере продвигаиия забоя выработки зумпф углубляют и забой осушается.

Поступление в забой значительного количества воды указывает на наличие «окна» в ледогрунтовом ограждении. Если приток воды появляется в слабых грунтах (песок, ил, глина, мергель, мели др ), организация водоотлива недопустима, так как движущаяся вода разрушит ледогрунтовое ограждение, что может привести к серьезным осложнениям В таком случае необходимо прекратить работы, выработку залить водой из водопровода до нормального гидростатического уровня, а затем произвести дополнительное замораживание грунтов. Способ замораживания «окна» определяется специальным проектом.

6.120. Правильное использование способа искусственного замораживания грунтов при строительстве подземных сооружений в любых условиях дает положительные результаты.

Однако в ряде случаев несоблюдение или неправильный учет ряда факторов, влияющих на процесс замораживания (отсутствие уточненных геологических и гидрогеологических данных участка строительства, несоблюдение технических указаний при проектировании и производстве работ, отступление от проекта, неудовлетворительный контроль за всем комплексом работ по замораживанию и др.) приводит к осложнениям.

ОТТАИВАНИЕ ГРУНТОВ И ПОГАШЕНИЕ СКВАЖИН

6.121. Способ оттаивания замороженного грунта, порядок выполнения работ и контроля за размерами и температурами ледогрунтового ограждения в процессе оттаивания должен быть определен проектом.

6.122. Оттаивание замороженных грунтов может происходить естественным путем или производиться искусственно.

6.123. Искусственное оттаивание замороженных грунтов осуществляют нагретым рассолом, циркулирующим в замораживающих колонках.

Во избежание повреждений колонок рассол нагревают постепенно на 2—3°С в сутки и доводят до 50—70 °С. Рассол подогревают паром, циркулирующим в секциях труб, опущенных в бак с рассолом.

6.124. Контроль за оттаиванием грунтов можно осуществлять через одну из колонок, не включенных в рассольную сеть, а также через температурно-контрольные скважины.

6.125. Холодильную установку до конца оттаивания грунтов демонтировать не следует.

6.126. Извлечение замораживающих колонок следует производить после окончания оттаивания и всех работ, выполнение которых было намечено произвести под защитой ледогрунтового ограждения.

Скважины по мере извлечения из них замораживающих колонок или трубы замораживающих колонок в случае невозможности их извлечения должны быть затампонированы.

6.127. Число подлежащих извлечению колонок и способ их извлечения устанавливаются проектом в зависимости от застроенно* сти площадки и доступа к колонкам, степени ожидаемых осадок поверхности и сохранности наземных и подземных сооружений при извлечении колонок.

6.128. Извлечение замораживающих колонок из скважин после оттаивания грунтов должно производиться после демонтажа рассольной сети и удаления из колонок рассола.

6.129. Извлечение замораживающих колонок из скважин, до естественного оттаивания грунта выполняют искусственным оттаиванием слоя грунта толщиной 3—5 см вокруг трубы, для чего через колонки прокачивают подогретый рассол.

содержание .. 8 9 10 11 ..