Tekućina za odmrzavanje zemlje i gline. Vrući pijesak s dostavom ili kako zagrijati (zagrijati) tlo ili tlo zimi


Zemljani radovi u zimsko razdoblje kompliciran potrebom prethodna priprema tlo. Upotreba udarnih čekića ili drugih mehaničkih radnji nije uvijek opravdana, a ponekad je jednostavno nemoguća. Postoji mogućnost oštećenja podzemnih komunikacija ili nanošenja štete na obližnjim zgradama. Stoga su toplinske metode izlaganja postale široko rasprostranjene.

Tradicionalni tipovi grijanja smrznutog tla

Mnoge tehnologije su razvijene na temelju različita načela toplinski učinci. Svaki od njih ima prednosti i nedostatke.

Refleksna pećnica

Brza, praktična i mobilna metoda pogodna je za rad u urbanim sredinama. Nichrome žica debljine 3,5 mm služi kao generator topline. Smjer toplinskog zračenja korigira se reflektorom od kromiranog lima debljine oko 1 mm.


Sam reflektor je zaštićen metalnim kućištem. Između zidova od dva metala nalazi se zračni jastuk, koji igra ulogu toplinske zaštite. Peć radi iz mreže 127/220/380V i može zagrijati 1,5 m2 zemlje. Za zagrijavanje kubnog metra tla potrebno je oko 50 kW/sat električne energije i 10 sati vremena. Značajni nedostaci metode:

  1. velika vjerojatnost poraza elektro šok stranci. Potrebna je ograda i osiguranje dok instalacija radi;
  2. malo područje pokrivanja;
  3. za rad kompleksa od tri jedinice potreban je sustav opskrbe energijom kapaciteta oko 20 kW/sat.

elektrode

Izrađuju se od okruglog ili trakastog čelika, zabijaju se u zemlju i spajaju na izvor struje. Površina tla je prekrivena piljevinom i natopljena slanom otopinom. Ovaj sloj služi i kao vodič i kao izolacija.


Potrošnja električne energije za otapanje kubnog metra zemlje je 40-60 kW, a proces traje 24-30 sati. Među nedostacima metode treba napomenuti:

  1. velika vjerojatnost strujnog udara neovlaštenim osobama;
  2. zahtijeva stalnu opskrbu električnom energijom;
  3. odmrzavanje tla traje jako dugo;

Otvoreni plamen

Metoda se temelji na izgaranju tekućine ili kruto gorivo u posebnom uređaju koji se sastoji od otvorenih spremnika. Dizajn predviđa da prva kutija služi kao komora za izgaranje, a posljednja je opremljena ispušnom cijevi. Korisnici bilježe nedostatke tehnologije:

  1. značajni gubici toplinske energije;
  2. Prvo morate dovršiti skup pripremnih radova;
  3. štetnih emisija i potrebe za stalnim nadzorom.

Kemijska metoda

Za odmrzavanje tla pomoću kemijskih reagensa, u tlo se buše rupe. Zatim se u rupe ulije natrijev klorid kako bi se led otopio. Cijeli proces traje od šest do osam dana. Nedostaci kemijske metode:

  1. odmrzavanje traje dugo;
  2. potreba za uređenjem jama;
  3. ekološka prihvatljivost procesa postavlja mnoga pitanja;
  4. materijali se ne mogu ponovno koristiti.

Parne igle

Zapravo, cijev duljine dva metra i promjera do 50 mm teško se može nazvati iglom. Kroz njega se u tlo dovodi vodena para. Za ugradnju igala najprije morate izbušiti rupe do dubine od najmanje 70% visine sloja za odmrzavanje. Nakon spajanja na sustav opskrbe parom, sami bunari su zatvoreni kapama i prekriveni slojem toplinsko izolacijskog materijala.


Glavni nedostaci metode su:

  1. potreba za obukom;
  2. potreba za generatorom pare;
  3. stvaranje i daljnje smrzavanje kondenzata;
  4. potrebna je pažljiva kontrola procesa.

Vruća rashladna tekućina

Tlo se zagrijava vrućim mineralom (100-200 stupnjeva Celzijusa) koji prekriva površinu zemlje. Često se koristi otpad s cesta - neispravan asfalt ili betonska krhotina. Vrijeme odmrzavanja je najmanje 20-30 sati. Treba napomenuti nedostatke ove metode:

  1. ovisnost o podizvođaču;
  2. gubitak topline tijekom isporuke rashladne tekućine;
  3. potreba za čišćenjem rashladne tekućine nakon smrzavanja tla;
  4. dugo razdoblje odmrzavanja.

Cjevasti električni grijači

Tehnologija uključuje prijenos toplinske energije kontaktnom metodom. Radni elementi su električne igle. To su metarske cijevi promjera 50-60 mm. Unutra su ugrađeni električni grijaći elementi.
Grijaći elementi smješteni su vodoravno u tlu i povezani su u krug u seriju. Nedostaci ove metode su:

  1. potreba za stalnim praćenjem;
  2. mogućnost strujnog udara;
  3. malo područje odmrzavanja;
  4. potreba za pripremnim radom.

Zagrijavanje tla termoelektromatskim uređajima

Izvrsna alternativa postojeće metode zagrijavanje tla je zagrijavanje pomoću termomata. Osiguravaju ravnomjerno zagrijavanje tla po cijeloj dubini i automatski održavaju zadanu temperaturu.
Oprema je proizvedena na bazi filmova koji emitiraju toplinu. Proizvode se u različitim veličinama i konfiguracijama. Debljina ploče je oko 10 mm. Radi iz jednofazne mreže i može generirati temperature do 70 0C. Ciljano djelovanje infracrvenog zračenja određuje visoku učinkovitost uređaja.


Prednosti korištenja FlexiHit termoelektromata.

Postoji jedan veliki problem pri izvođenju građevinskih radova tijekom hladne sezone. Mnogi graditelji su upoznati s ovim problemom i stalno se suočavaju s njim.
Površina zemlje, šljunak, glina, pijesak se smrzavaju, a frakcije se smrzavaju zajedno, što onemogućuje izvođenje radova iskopa bez dodatnog vremena.

Postoji nekoliko načina za otapanje tla:

  • 1. Gruba sila. Mehaničko uništenje.
  • 2. Odmrzavanje pomoću toplinskih pištolja.
  • 3. Spaljivanje. Izgaranje bez kisika.
  • 4. Odmrzavanje pomoću generatora pare.
  • 5. Odmrzavanje vrućim pijeskom.
  • 6. Odmrzavanje kemijskim reagensima.
  • 7. Zagrijavanje tla termoelektričnim podlogama ili grijaćim električnim kablom.

Svaka od gore navedenih metoda ima svoje slabe strane. Dugo, skupo, nekvalitetno, opasno itd.
Optimalna metoda može se smatrati metodom koja koristi instalaciju za zagrijavanje tla i betona. Zemlja se zagrijava tekućinom koja cirkulira kroz crijeva položena na velikoj površini.

Prednosti u odnosu na druge metode:

  • Minimalna priprema grijane površine
  • Neovisnost i samostalnost
  • Crijevo za grijanje nije pod naponom
  • Crijevo je potpuno zatvoreno i ne boji se vode
  • Crijevo i toplinski izolacijska deka otporni su na mehanička opterećenja. Crijevo je ojačano sintetičkim vlaknima te ima iznimnu fleksibilnost i vlačnu čvrstoću.
  • Ugrađeni senzori nadziru ispravnost i spremnost opreme za rad. Puknuće ili puknuće crijeva vidljivo je vizualno. Problem se može riješiti za 3 minute.
  • Nema ograničenja za grijanu površinu.
  • Crijevo se može postaviti po želji

Faze rada s uređajem za površinsko grijanje Wacker Neuson HSH 700 G:

Priprema gradilišta.
Očistite zagrijanu površinu od snijega.
Temeljito čišćenje će smanjiti vrijeme odmrzavanja za 30%, uštedjeti gorivo i riješiti se prljavštine i viška otopljene vode koja komplicira daljnji rad.

Polaganje crijeva s rashladnom tekućinom.
Što je manja udaljenost između zavoja, to će manje vremena trebati za zagrijavanje površine. Jedinica HSH 700G ima dovoljno crijeva za grijanje prostora do 400 m2. Ovisno o udaljenosti između crijeva, može se postići potrebna površina i brzina zagrijavanja.

Parna brana grijanog prostora.
Obavezna je uporaba parne brane. Rasklopljeno crijevo je pokriveno Plastični film preklapanje Film neće dopustiti da zagrijana voda ispari. Otopljena voda će trenutno otopiti led u donjim slojevima tla.

Polaganje termoizolacijski materijal.
Izolacija se postavlja preko parne brane. Što je grijana površina temeljitije izolirana, to će manje vremena trebati za zagrijavanje tla. Oprema ne zahtijeva specifično znanje vještina i dugotrajnu obuku osoblja. Postupak postavljanja, parne i toplinske izolacije traje od 20 do 40 minuta.

Prednosti tehnologije korištenja instalacije za grijanje površina

  • Prijenos topline 94%
  • Predvidljiv rezultat, potpuna autonomija
  • Vrijeme predgrijavanja 30 minuta
  • Nema opasnosti od strujnog udara, ne stvara magnetska polja niti ometa upravljačke uređaje
  • Polaganje crijeva u bilo kojem obliku, bez ograničenja terena
  • Lakoća rada, upravljanja, montaže, skladištenja izuzetna fleksibilnost manevriranja i lakoće održavanja
  • Ne utječe niti uništava komunikaciju u blizini i okoliš
  • Jedinica HSH 700 G certificirana je u Rusiji i ne zahtijeva posebne dozvole za operatera

Moguće primjene za Wacker Neuson HSH 700 G

  • Odmrzavanje tla
  • Polaganje komunikacija
  • Zagrijavanje betona
  • Zagrijavanje složene strukture(stupovi mosta, itd.)
  • Zagrijavanje armaturnih konstrukcija
  • Otapanje šljunka za polaganje popločanih ploča
  • Zagrijavanje ekipa oplatne konstrukcije
  • Sprječavanje zaleđivanja površina (krovni, nogometna igrališta itd.
  • Vrtlarstvo (staklenici i cvjetnjaci)
  • Završni radovi na gradilištu u "hladnom" razdoblju
  • Grijanje stambenih i nestambenih prostorija

Uređaji za površinsko grijanje tvrtke Wacker Neuson su ekonomični i učinkovito rješenje za zimsko razdoblje, čime se projekti mogu završiti na vrijeme.
U jesen i proljeće oni također daju neprocjenjiv doprinos opterećenju vašeg poduzeća: na kraju krajeva, ovi uređaji ubrzavaju mnoge tehnološke procese.

Naša zemlja se nalazi u sjevernim geografskim širinama. Zimsko razdoblje s negativnim temperaturama oduzima mnogo vremena graditeljima. Međutim, ne morate zaustaviti kapitalnu izgradnju ako zagrijete tlo. Ovaj postupak postaje sve popularniji. U ovom članku ćemo govoriti o glavnim metodama zagrijavanja tla.

Zašto je potrebno grijanje tla zimi?

Kada se gradnja izvodi unutar grada, postaje opasno uklanjati smrznuto tlo pomoću opreme za rušenje. Lako možete oštetiti podzemne komunikacije, kojih u gradu ima toliko: kabelske linije, vodovodi, plinovodi. Na takvim mjestima zemlja se često mora uklanjati ručno. Zimi se smrznuta zemlja ne može ukloniti iz rova ​​lopatama. Stoga se zagrijavanje tla naručuje neposredno prije početka građevinskih radova. Istodobno se naređuje zagrijavanje betona nakon izlijevanja temelja kako bi se osigurala njegova hidratacija i pravilno otvrdnjavanje.

Koji su različiti načini zagrijavanja tla?

Postoji mnogo načina za zagrijavanje tla na gradilištu. Razlikuju se ne samo u troškovima, već iu učinkovitosti. Navodimo glavne:
  1. Zagrijavanje toplom vodom. Ova metoda je prikladna za odmrzavanje malih površina zemlje. Preko prostora su postavljeni labirinti savitljivih crijeva, koji su prekriveni polietilenom ili bilo kojim toplinskim izolatorom. Kroz rukavce se ispušta voda zagrijana na 70-90 stupnjeva Celzijusa. Za to se koristi generator topline ili kotao za pirolizu. Brzina odmrzavanja nije veća od 60 cm dnevno. Mane - visoka cijena oprema i mala brzina zagrijavanje.
  2. Zagrijavanje parom i parnim iglama. Na gradilištu se buše bušotine dubine od jednog i pol do dva metra za posebne metalne cijevi promjera do 50 mm. Ove takozvane igle imaju rupe na krajevima ne veće od 3 mm. Cijevi su raspoređene svakih 1-1,5 metara. Zasićena vodena para dovodi se do iglica (temperatura - više od 100 stupnjeva Celzijusa, tlak - 7 atmosfera). Ova metoda se koristi samo za duboke jame - više od 1,5 metara. Nedostaci su složeni pripremni radovi, oslobađanje velikih količina kondenzata i potreba za stalnim praćenjem procesa.
  3. Zagrijavanje grijačima. Ova metoda je slična parnim iglama koje se koriste kao alat. Također se koriste cijevi duljine 1 metar i promjera do 60 mm. Ugrađuju se u bušotine na istoj udaljenosti. Unutar cijevi nalazi se tekući dielektrik visoke toplinske vodljivosti. Grijaći elementi su spojeni na električnu mrežu. Potrošnja električne energije po 1 kubnom metru metar zemlje - 42 kWh. Nedostaci: visoki troškovi.
  4. Zagrijavanje električnim strunjačama. Metoda uključuje korištenje infracrvenih otirača, koji rade na principu sličnih otirača za "tople podove". Elektromati zagrijavaju tlo na temperaturu od 70 stupnjeva. Dubina zagrijavanja nije veća od 80 cm u 32 sata. Potrošnja električne energije - 0,5 kWh po 1 kvadratnom metru. Nedostaci - krhki materijal, potreba za stalnim nadzorom.
  5. Grijanje s etilen glikolom pomoću Waker Neuson jedinice. Oprema radi dalje dizel gorivo. S ove točke gledišta, autonoman je i ne ovisi o komunikacijama (električna energija). Crijevo je postavljeno poput zmije preko područja mjesta, kroz koje će cirkulirati zagrijani etilen glikol. Ova tekućina ima najveću toplinsku vodljivost i višu točku vrelišta od vode. Crijeva su prekrivena termoizolacijskim podlogama. Jedna instalacija omogućuje odmrzavanje 400 četvornih metara do dubine do 1,5 metara u 8 dana.

Naša tvrtka nudi usluge grijanja tla i betona pomoću Waker Neuson instalacije. Ova se metoda smatra najučinkovitijom u smislu troškova po površini i vremena odmrzavanja.

Glavna svrha zagrijavanja betona je održavanje pravi uvjeti uklanjanje vlage tijekom rada u zimsko vrijeme ili na ograničena razdoblja. Princip rada tehnologije je održavanje povišene temperature unutar ili oko debljine otopine (unutar 50-60 ° C); metode implementacije ovise o vrsti i veličini konstrukcija, stupnju čvrstoće smjese, proračunu i okolišni uvjeti. Da bi se postigao željeni učinak, grijanje mora biti ravnomjerno i ekonomski opravdano, a najbolji rezultati se postižu u kombinaciji.

Pregled načina grijanja

1. Elektrode.

Jednostavno i pouzdan način električno grijanje, koje se sastoji od postavljanja armature ili žice debljine 0,8-1 cm u mokru otopinu, tvoreći s njom jedan vodič. Otpuštanje topline događa se ravnomjerno, zona udara doseže polovicu udaljenosti od jedne elektrode do druge. Preporučeni interval između njih varira od 0,6 do 1 m. Za pokretanje kruga, krajevi su spojeni na napajanje sa smanjenim naponom od 60 do 127 V, prekoračenje ovog raspona moguće je samo kod betoniranja nearmiranih sustava.

Opseg primjene uključuje strukture s bilo kojim volumenom, ali maksimalni učinak postiže se zagrijavanjem zidova i stupova. Potrošnja električne energije u ovom slučaju je značajna - 1 elektroda zahtijeva najmanje 45 A, broj šipki spojenih na silazni transformator je ograničen. Kako se otopina suši, primijenjeni napon i troškovi rastu. Prilikom izlijevanja proizvoda od armiranog betona, tehnologija grijanja elektrodama zahtijeva koordinaciju sa stručnjacima (izrađuje se nacrt za njihovo postavljanje, isključujući kontakt s metalnim okvirom). Na kraju procesa, šipke ostaju unutra i ponovna uporaba je isključena.

2. Polaganje žica.

Bit metode leži u položaju u debljini otopine električna žica(za razliku od elektroda - izolirane), zagrijavaju se prolaskom struje i ravnomjerno oslobađaju toplinu. Jedna od sljedećih vrsta koristi se kao radni element:

  • PNSV – čelični kabel izoliran polivinil kloridom.
  • Samoregulirajuće sekcijske sorte: KDBS ili VET.

Upotreba žica smatra se najučinkovitijom kada je potrebno popuniti podove ili temelje zimi; one se transformiraju električna energija u toplinu i osigurati njezinu ravnomjernu raspodjelu.

PNSV je jeftiniji; ako je potrebno, postavlja se na cijelo područje konstrukcije (duljina je ograničena samo snagom padajućeg transformatora); za te svrhe je presjek od 1,2 do 3 mm prikladan. Značajke tehnologije grijanja uključuju potrebu korištenja instalacijskih žica s aluminijskom jezgrom otvorene površine. Prikladne karakteristike ima kabel za automatsko ponovno uključivanje. Shema PNSV 1.2 isključuje preklapanja, preporučeni korak između susjednih prstenova i linija je 15 cm.

Samoregulirajući dijelovi (KDBS ili VET) učinkoviti su za grijanje zimi bez mogućnosti korištenja transformatora ili napajanja 380 V. Njihova izolacija je bolja od PNSV, ali su skuplji. Shema polaganja žice općenito je slična prethodnoj, ali je njezina duljina ograničena, odabire se uzimajući u obzir dimenzije strukture i ne može se rezati. Kada mu se doda uređaj za regulaciju struje, grijanje se provodi glatko i ekonomičnije. Općenito, obje se opcije smatraju učinkovitima pri betoniranju zimi; jedini nedostaci uključuju složenost ugradnje i nemogućnost ponovne uporabe.

3. Toplinski topovi.

Bit tehnologije je povećanje temperature zraka pomoću električnih, plinskih, dizelskih i drugih grijača. Elementi koji se obrađuju prekriveni su ceradom od hladnoće; stvaranje takvog šatora omogućuje vam postizanje unutarnjih uvjeta od +35 do 70 °C. Grijanje se provodi putem vanjski izvor, koji se lako može prenijeti na drugo mjesto bez potrebe za žicom ili posebnom opremom. Zbog teškoća pokrivanja velikih objekata i utjecaja samo na vanjske slojeve, ova metoda se češće koristi za male količine betoniranja ili kada postoji nagli pad temperature. Potrošnja energije u usporedbi s elektrodama ili PNSV je prihvatljiva, pri korištenju dizelskih topova moguće je grijanje na mjestima bez napajanja.

4. Termo prostirke.

Princip rada ove tehnologije temelji se na prekrivanju svježe izlivene otopine polietilenskim i infracrvenim filmskim pločama u ovojnici otpornoj na vlagu. Termo podloge su spojene na redovnu mrežu, potrošnja energije varira između 400-800 W/m2, kada granica dosegne +55°C se isključuju, što smanjuje troškove električnog grijanja betona. Maksimalni učinak korištenja postiže se zimi, uključujući i u kombinaciji s kemijskim dodacima.

Rizik od smrzavanja vlage unutar betonskih proizvoda eliminira se nakon 12 sati, proces je potpuno autonoman. Za razliku od PNSV žice termomat kontakt bez problema na otvorenom i vlaga, osim toga betonske konstrukcije uspješno se koriste za zagrijavanje tla.

Na odgovarajuću njegu(bez preklapanja, savijanje strogo po zadanim linijama, zaštita polietilenom) IR folije mogu izdržati najmanje 1 godinu aktivne uporabe. Ali unatoč svim prednostima, tehnologija je slabo prikladna za grijanje masivnih monolita; učinak prostirki je lokalni.

5. Grijaća oplata.

Princip rada je sličan prethodnom: između dva lista šperploča otporna na vlagu postavljaju se infracrveni film ili žice izolirane azbestom koje pri spajanju na mrežu stvaraju toplinu. Ova metoda osigurava grijanje zimi do dubine do 60 mm, a zahvaljujući lokalnoj izloženosti eliminiran je rizik od pucanja ili prenaprezanja. Po analogiji s prostirkama, ovi grijaći elementi imaju toplinsku zaštitu (bimetalni senzori s automatskim povratom). Opseg primjene uključuje konstrukcije s bilo kojim nagibom, najbolji rezultati se uočavaju pri izlijevanju monolitnih objekata, uključujući one s ograničenim vremenom izgradnje, ali se tehnologija ne može nazvati jednostavnom. Prilikom betoniranja temelja u grijaću oplatu ulijeva se otopina s temperaturom od najmanje +15 °C, tlo treba prethodno zagrijati.

6. Metoda indukcije.

Princip rada temelji se na stvaranju toplinske energije pod utjecajem vrtložnih struja; metoda je vrlo prikladna za stupove, grede, nosače i druge izdužene elemente. Na vrhu je postavljen indukcijski namot metalna oplata i stvara elektromagnetsko polje, koje zauzvrat utječe na armaturne šipke okvira. Zagrijavanje betona provodi se ravnomjerno i učinkovito uz prosječnu potrošnju energije. Prikladan i za prethodnu pripremu ploča za oplate zimi.

7. Kuhanje na pari.

Industrijska verzija, za provedbu ove metode potrebna je oplata s dvostrukom stijenkom, koja ne samo da može izdržati masu otopine, već također dovodi vruću paru na površinu. Kvaliteta obrade je više nego visoka, za razliku od drugih metoda, kuhanje na pari osigurava maksimum pogodni uvjeti za hidrataciju cementa, odnosno vlažno vruće okruženje. Ali zbog svoje složenosti, ova tehnika se rijetko koristi.

Usporedba prednosti i ograničenja tehnologija grijanja

Put Optimalni opseg primjene Prednosti Nedostaci, ograničenja
elektrode Izlijevanje vertikalnih konstrukcija Brza montaža i zagrijavanje, samo postavite elektrodu u beton i spojite je na izvor izmjenične struje Značajna potrošnja energije - od 1000 kW po 3-5 m3
PNSV Temelji i podovi kod betoniranja zimi Visoka učinkovitost, ujednačenost. Grijanje žicom omogućuje postizanje 70% čvrstoće u nekoliko dana Potreba za silaznim transformatorom i žicom za hladne krajeve
VET ili KDBS Isto, plus rad iz jednostavne mreže Visoka cijena kabela, ograničene duljine sekcija
Toplinski emiteri Dizajni s malom debljinom Mogućnost regulacije temperature, korištenje kod naglih zahlađenja, minimum žica, relativno niska potrošnja energije Utjecaj se provodi lokalno, visokokvalitetno zagrijavanje događa se samo u vanjskim slojevima
Termomat Tlo prije izlijevanja morta, podovi Ponovljena uporaba, mogućnost kontrole temperature čišćenja, postizanje 30% snage marke unutar 24 sata Visoka cijena prostirki, prisutnost krivotvorina
Grijaća oplata Objekti brze gradnje (kombinacija s tehnologijom klizne oplate) Osiguravanje ravnomjernog zagrijavanja, mogućnost visokokvalitetnog fugiranja spojeva Standardne veličine visoka cijena, prosječna učinkovitost
Indukcijski namot Stupovi, prečke, grede, nosači Ujednačenost Nije prikladno za podove i monolite
Kuhanje na pari Objekti industrijske gradnje Dobra kvaliteta grijanja Složenost, visoka cijena

Razvoj tla u zimski uvjeti.

U konstrukcija od ukupnog volumena zemljani radovi od 20 do 25% provodi se u zimskim uvjetima, dok udio tla razvijenog u smrznutom stanju ostaje konstantan - 10-15% pri čemu se apsolutna vrijednost ovog volumena povećava iz godine u godinu.

U U građevinskoj praksi postoji potreba razvijanja tla koja su u smrznutom stanju samo u zimskom razdoblju godine, tj. tla sa sezonskim smrzavanjem, ili tijekom cijele godine, tj. permafrost tla.

Razvoj permafrost tla može se izvesti istim metodama kao i sezonski zamrznuta tla. Međutim, pri izgradnji zemljanih konstrukcija u uvjetima permafrosta potrebno je uzeti u obzir specifičnosti geotermalnog režima permafrost tala i promjenu svojstava tla kada se on poremeti.

Na negativne temperature Smrzavanjem vode sadržane u porama tla značajno se mijenjaju građevinska i tehnološka svojstva nekamenitog tla. U smrznutim tlima se znatno povećava mehanička čvrstoća, pa je njihova izrada strojevima za zemljane radove otežana ili čak nemoguća bez pripreme.

Dubina smrzavanja ovisi o temperaturi zraka, trajanju izloženosti negativnim temperaturama, vrsti tla itd.

Radovi na iskopima zimi izvode se na tri načina. Prva metoda uključuje preliminarnu pripremu tla nakon čega slijedi njihov razvoj konvencionalnim metodama; u drugom slučaju, smrznuta tla su prethodno izrezana u blokove; trećom metodom tla se razvijaju bez prethodne pripreme. Preliminarna priprema tla za razvoj zimi sastoji se od zaštite od smrzavanja, odmrzavanja smrznutog tla i prethodnog otpuštanja smrznutog tla.

Zaštita tla od smrzavanja. Poznata je dostupnost tijekom dana

površina sloja toplinske izolacije smanjuje i vrijeme i dubinu smrzavanja. Nakon povlačenja površinske vode Sloj toplinske izolacije možete postaviti na jedan od sljedećih načina.

Rahljenje tla. Prilikom oranja i drljanja tla na području predviđenom za razvoj zimi, njegov gornji sloj dobiva labavu strukturu sa zatvorenim šupljinama ispunjenim zrakom, koja ima dovoljna svojstva toplinske izolacije. Oranje se izvodi traktorskim plugovima ili riperima na dubinu od 20...35 cm, nakon čega slijedi drljanje na dubinu od 15...20 cm u jednom smjeru (ili u poprečnim smjerovima), čime se povećava učinak toplinske izolacije za 18...30%.. Snježni pokrivač na izoliranoj površini može se umjetno povećati raščišćavanjem snijega buldožerima, motornim grejderima ili zadržavanjem snijega pomoću štitova. Najčešće se mehaničko rahljenje koristi za izolaciju velikih površina.Zaštita površine tla termoizolacijskim materijalima. Izolacijski sloj također može biti izrađen od jeftinih lokalnih materijala: lišća drveća, suhe mahovine, treseta, slamnatih prostirača, troske, strugotine i piljevine. Površinska izolacija tla koristi se uglavnom za iskope manjih površina.

Impregnacija tla slanim otopinama postupite na sljedeći način. Na površini

U pjeskovito i pjeskovito ilovasto tlo posipa se određena količina soli (kalcijev klorid 0,5 kg/m2, natrijev klorid 1 kg/m2), nakon čega se tlo zaorava. U tlima s niskim kapacitetom filtriranja (gline, teške ilovače) buše se bušotine u koje se pod pritiskom ubrizgava otopina soli. Zbog velikog intenziteta rada i cijene takvog rada, oni obično nisu dovoljno učinkoviti.

Metode odmrzavanja smrznutog tla mogu se klasificirati prema smjeru širenja topline u tlu i prema vrsti korištenog rashladnog sredstva. Na temelju prvog znaka mogu se razlikovati sljedeća tri načina odmrzavanja tla.

Otapanje tla od vrha do dna. Ova metoda je najmanje učinkovita, jer se izvor topline u ovom slučaju nalazi u zoni hladnog zraka, što uzrokuje velike gubitke topline. U isto vrijeme, ova metoda je prilično jednostavna i jednostavna za implementaciju, zahtijeva minimalan pripremni rad, pa se stoga često koristi u praksi.

Odmrzavanje tla odozdo prema gore zahtijeva minimalnu potrošnju energije, budući da se javlja pod zaštitom zemljine kore i gubitak topline je praktički eliminiran. Glavni nedostatak ova metoda - potreba za obavljanjem radno intenzivne pripremne operacije, što ograničava opseg njegove primjene.

Kad se tlo otopi u radijalnom smjeru toplina se širi radijalno u tlu od okomito postavljenih grijaćih tijela uronjenih u tlo. Ova metoda je ekonomski pokazatelji zauzima srednji položaj između dva prethodno opisana, a za njegovu provedbu također zahtijeva značajne pripremne radove.

Ovisno o vrsti rashladne tekućine, razlikuju se sljedeće metode odmrzavanja smrznutog tla:

Metoda vatre. Za iskopavanje malih rovova zimi koristi se instalacija (slika 1a), koja se sastoji od niza metalnih kutija u obliku krnjih stožaca presječenih po uzdužnoj osi, od kojih se sastavlja kontinuirana galerija. Prva od kutija je komora za izgaranje u kojoj se kruti ili tekuće gorivo. Ispušna cijev posljednje kutije osigurava propuh, zahvaljujući kojem proizvodi izgaranja prolaze duž galerije i zagrijavaju tlo koje se nalazi ispod nje. Kako bi se smanjio gubitak topline, galerija je posuta slojem odmrznute zemlje ili troske. Traka odmrznutog tla prekriva se piljevinom, a daljnje se otapanje nastavlja u dubinu zbog topline akumulirane u tlu.

Slika 1. Sheme za otapanje tla pomoću vatrenih i parnih igala: a

Vatrom; b - parne igle; 1 - komora za izgaranje; 2 - ispušne cijevi; 3 - posipanje odmrznutim tlom: 4 - parni cjevovod; 5 - parni ventil; 6 - parna igla; 7 - izbušena bušotina; 8 - kapa.

Otapanje u staklenicima i reverberacijskim pećima . Staklenici su kutije otvorene na dnu s izoliranim stijenkama i krovom, unutar kojih su smještene zavojnice sa žarnom niti, vodene ili parne baterije, obješene na poklopac kutije. Reflektivne peći imaju zakrivljenu površinu na vrhu, u čijem je žarištu žarna zavojnica ili emiter infracrvene zrake, dok se energija troši ekonomičnije, a otapanje tla dolazi intenzivnije. Staklenici i reverberacijske peći napajaju se iz mreže od 220 ili 380 V. Potrošnja energije po 1 m 3 otopljenog tla (ovisno o njegovoj vrsti, vlažnosti i temperaturi) kreće se od 100...300 MJ, dok se temperatura unutar staklenika održava na 50...60°C.

Kod odmrzavanja tla horizontalnim elektrodama na površini tla

Polažu elektrode izrađene od trake ili okruglog čelika, čiji su krajevi savijeni za 15 ... 20 cm za spajanje na žice (slika 2a). Površina grijanog prostora prekrivena je slojem piljevine debljine 15...20 cm, koji se navlaži slanom otopinom koncentracije 0,2...0,5% tako da masa otopine nije manja od masa

piljevina U početku je navlažena piljevina vodljivi element, budući da tlo koje se smrzava nije vodič. Pod utjecajem topline koja se stvara u sloju piljevine, ona se otapa gornji sloj tlo, koje se pretvara u vodič struje od elektrode do elektrode. Nakon toga pod utjecajem topline počinje se topiti gornji sloj zemlje, a potom i donji slojevi. Nakon toga, sloj piljevine štiti grijani prostor od gubitka topline u atmosferu, za što je sloj piljevine prekriven plastičnom folijom ili štitovima.

Slika 2. Shema odmrzavanja tla električnim grijanjem: a - horizontalne elektrode; b - okomite elektrode; 1 - trofazni električna mreža; 2 - horizontalne trakaste elektrode; 3

Sloj piljevine navlaženog slanom vodom; 4 - sloj krovnog pusta ili krovnog pusta; 5 - štapna elektroda.

Ova metoda se koristi kada je dubina smrzavanja tla do 0,7 m, potrošnja energije za zagrijavanje 1 m3 tla kreće se od 150 do 300 MJ, temperatura u piljevini ne prelazi 80 ... 90 ° C.

Otapanje tla s okomitim elektrodama . Elektrode su šipke izrađene od armaturnog čelika sa zašiljenim donjim krajevima. Ako je dubina smrzavanja veća od 0,7 m, zabijaju se u zemlju u šahovskom rasporedu na dubinu od 20 ... 25 cm, a kako se otapaju gornje slojeve tlo je uronjeno na veliku dubinu. Prilikom odmrzavanja od vrha do dna, potrebno je sustavno uklanjati snijeg i postaviti zatrpavanje piljevinom navlaženom slanom otopinom. Način grijanja štapnih elektroda isti je kao i za trakaste elektrode, a tijekom nestanka struje elektrode treba dodatno produbiti za 1,3 ... 1,5 m. Nakon nestanka struje 1 ... 2 dana, dubina odmrzavanja se nastavlja povećati preko zbog topline akumulirane u tlu pod zaštitom sloja piljevine. Potrošnja energije kod ove metode je nešto manja nego kod metode horizontalne elektrode.

Koristeći grijanje odozdo prema gore, prije početka zagrijavanja, potrebno je izbušiti bušotine u šahovnici do dubine 15 ... 20 cm veće od debljine smrznutog tla. Potrošnja energije pri zagrijavanju tla odozdo prema gore značajno je smanjena (50... 150 MJ po 1 m3), nije potrebna upotreba sloja piljevine. Kada su štapićaste elektrode zakopane u ispod otopljeno tlo i istovremeno postavljene na dnevnu površinu zasipa od piljevine impregnirane slanom otopinom, odmrzavanje se događa odozgo prema dolje i odozdo prema gore. Istodobno, intenzitet rada pripremnih radova znatno je veći nego u prve dvije opcije. Ova metoda se koristi samo kada je potrebno hitno odmrznuti tlo.

Odmrzavanje tla odozgo prema dolje pomoću parnih ili vodenih registara. Regi-

Nosači se postavljaju izravno na površinu grijanog prostora očišćenu od snijega i prekrivenu toplinsko-izolacijskim slojem piljevine, pijeska ili odmrznute zemlje kako bi se smanjio gubitak topline u prostoru. Registrira otapanje tla s debljinom smrznute kore do 0,8 m. Ova metoda je preporučljiva ako postoje izvori pare ili tople vode, jer se ugradnja posebne kotlovske instalacije za tu svrhu obično pokaže preskupom.

Odmrzavanje tla s parnim iglama je jedan od učinkovita sredstva, ali uzrokuje prekomjernu vlažnost tla i povećanu potrošnju topline. Parna igla je metalna cijev duljina 1,5...2 m, promjer 25...50mm. Na donji dio cijevi su opremljene vrhom s rupama promjera 2...3 mm. Igle su spojene na parovod

savitljiva gumena crijeva sa slavinama (slika 1b). Igle su zakopane u bušotine prethodno izbušene do dubine od 0,7 dubine otapanja. Bunari su prekriveni zaštitnim kapama od drva, prekrivenim krovnim čelikom, s rupom opremljenom uljnom brtvom za prolaz parne igle. Para se dovodi pod tlakom od 0,06 ... 0,07 MPa. Nakon ugradnje kapa za skladištenje, grijana površina prekriva se slojem toplinsko izolacijskog materijala (na primjer, piljevina). Za uštedu pare, način grijanja s iglama treba biti povremen (na primjer, 1 sat - dovod pare, 1 sat - pauza) s naizmjeničnim dovodom pare paralelnim skupinama igala. Iglice su raspoređene u šahovnici s razmakom između središta od 1 ... 1,5 m. Potrošnja pare po 1 m3 tla je 50 ... 100 kg. Ova metoda zahtijeva veću potrošnju topline od metode duboke elektrode, otprilike 2 puta.

Prilikom odmrzavanja tla iglama za cirkulaciju vode kao toplina-

Postrojenja koriste vodu zagrijanu na 50...60°C koja cirkulira kroz zatvoreni sustav "kotao - razvodne cijevi - vodene igle - povratne cijevi - kotao". Ova shema osigurava najpotpunije korištenje toplinske energije. Igle se postavljaju u rupe koje su za njih izbušene. Igla za vodu sastoji se od dva koaksijalne cijevi, od kojih unutarnji ima otvorene krajeve na dnu, a vanjski ima šiljaste krajeve. Vruća voda ulazi u iglu unutarnja cijev, a kroz njegovu donju rupu ulazi vanjska cijev, po kojoj se diže do izlazne cijevi, odakle duž spojna cijev ide na sljedeću iglu. Igle su spojene u seriju, nekoliko u skupinama, koje su paralelno spojene između razdjelnog i povratnog cjevovoda. Odmrzavanje tla s iglicama u kojima cirkulira Vruća voda, događa se puno sporije nego oko parnih igala. Nakon neprekidnog rada vodenih iglica 1,5... 2,5 dana, one se uklanjaju iz tla, njegova se površina izolira, nakon čega se 1...

Nakon 1,5 dana, otopljene zone se šire zbog akumulirane topline. Igle se postavljaju u šahovskom rasporedu na udaljenosti od 0,75... 1,25 m jedna od druge i koriste se za dubine smrzavanja od 1 metra ili više.

Odmrzavanje tla pomoću grijača (električne igle) . Grijaći elementi su čelični-

cijevi duljine oko 1 m promjera do 50 ... 60 mm, koje se umetnu u prethodno izbušene bušotine u šahovnici.

Grijaći element je montiran unutar igala, izoliran od tijela cijevi. Prostor između grijaće tijelo a stijenke igle su ispunjene tekućinom ili tvrdih materijala, koji su dielektrici, ali istodobno dobro prenose i zadržavaju toplinu. Intenzitet otapanja tla ovisi o površinskoj temperaturi električnih igala, pa je stoga najekonomičnija temperatura 60...80°C, ali je potrošnja topline 1,6... veća u odnosu na duboke elektrode.

1,8 puta.

Prilikom odmrzavanja tla slanim otopinama Bušotine su prethodno izbušene na površini do dubine koju treba otopiti. Jažice promjera 0,3...0,4 m postavljene su u šahovskom rasporedu s korakom od oko 1 m. U njih se ulije fiziološka otopina zagrijana na 80...100°C, kojom se jažice nadopunjuju 3 ...5 dana. U pjeskovitim tlima dovoljan je bunar dubine 15...20 cm, budući da otopina prodire dublje zbog disperzije tla. Ovako otopljena tla ne smrzavaju se ponovno nakon iskopavanja.

Metoda sloj-po-sloja odmrzavanja tla permafrosta najprikladnije u proljetno razdoblje kada se može koristiti u te svrhe topli zrak okolna atmosfera, topla kišnica, sunčevo zračenje. Gornji sloj tla koji se otopi može se ukloniti bilo kojimzemljani radovi i transportili strojevima za izravnavanje, izlažući temeljni smrznuti sloj, koji se zatim otapa pod utjecajem gore navedenih čimbenika. Tlo se odsijeca na granici između smrznutog i otopljenog sloja, gdje tlo ima oslabljenu strukturu, što stvara povoljne uvjete za rad stroja. U područjima permafrosta ova metoda je jedna od najekonomičnijih

korisno i uobičajeno za razvoj tla pri planiranju iskopa, rovova itd.

Metoda slojevitog zamrzavanja tla vodonosnika osigurava razvoj

čizme prije početka mraza u gornjem sloju tla koji leži iznad horizonta podzemnih voda. Kada pod utjecajem hladnog atmosferskog zraka procijenjena dubina smrzavanja dosegne 40 ... 50 cm, počinju razvijati tlo u iskopu u smrznutom stanju. Razrada se izvodi u odvojenim dionicama, između kojih se ostavljaju mostovi od smrznutog tla debljine oko 0,5 m do dubine od oko 50% debljine smrznutog tla. Skakači su dizajnirani da izoliraju pojedinačna područja od susjednih u slučaju proboja podzemne vode. Razvojni front se pomiče s jednog dijela na drugi, dok se u već razvijenim dijelovima dubina smrzavanja povećava, nakon čega se njihov razvoj ponavlja. Naizmjenično zamrzavanje i razvoj površina se ponavlja do projektirane razine, nakon čega se uklanjaju zaštitni mostovi. Ova metoda omogućuje izradu iskopa u uvjetima smrznutog tla (bez pričvršćivanja ili drenaže) koji su znatno veći u dubini od debljine sezonskog smrzavanja tla.

Preliminarno labavljenje smrznutog tla sredstvima male mehanizacije

promijeniti kada je količina posla beznačajna. Za velike količine posla preporučljivo je koristiti mehaničke i strojeve za rezanje smrzavanjem.

Eksplozivna metoda otpuštanja tlo je najekonomičnije za velike količine rada, značajnu dubinu smrzavanja, posebno ako se energija eksplozije koristi ne samo za rahljenje, već i za bacanje zemljanih masa u deponiju. Ali ova se metoda može koristiti samo u područjima koja se nalaze daleko od stambenih zgrada i industrijske zgrade. Kod korištenja lokalizatora, eksplozivna metoda rahljenja tla može se koristiti iu blizini zgrada.

Slika 3. Sheme za otpuštanje i rezanje smrznutog tla: a - otpuštanje klinastim čekićem; b - otpuštanje dizel čekićem; c - rezanje pukotina u smrznutom tlu bagerom s više žlica opremljenim reznim lancima - šipkama; 1 - klinasti čekić; 2 - bager; 3 - smrznuti sloj tla; 4- vodilica; 5 - dizelski čekić; 6 - lanci za rezanje (šipke); 7 - bager s više žlica; 8 - pukotine u smrznutom tlu.

Mehaničko rahljenje smrznutih tla koristi se kod iskopa manjih jama i rovova. U tim se slučajevima smrznuto tlo rahli do dubine od 0,5...0,7 m.čekić i klin (Sl. 3a), obješen na granu bagera (dragline) - tzv. popuštanje cijepanjem. Kod rada s takvim čekićem, grana je postavljena pod kutom od najmanje 60°, što osigurava dovoljnu visinu pada čekića. Kod korištenja čekića sa slobodnim padom zbog dinamičko preopterećenje brzo se istroši čelično uže, kolica i pojedinačne komponente stroja; Osim toga, vibracije od udara o tlo mogu imati štetan učinak na obližnje strukture. Mehanički riperi koriste se za rahljenje tla na dubini smrzavanja većoj od 0,4 m. U ovom slučaju, tlo se rahli usitnjavanjem ili rezanjem blokova, a intenzitet rada uništavanja tla usitnjavanjem je nekoliko puta manji nego kod rahljenja. tlo rezanjem. Broj uspjeha

Jarak duž jedne staze ovisi o dubini smrzavanja, grupi tla, masi čekića (2250 ... 3000 kg), visini dizanja, određuje ga čekić dizajna DorNII.

Dizelski čekići (sl. 3b) mogu rahliti tlo na dubini smrzavanja do 1,3 m i, jednako kao i klinovi, prilozima do bagera, traktorskog utovarivača i traktora. Smrznuto tlo možete olabaviti dizelskim čekićem pomoću dvije tehnološke sheme. Prema prvoj shemi, dizelski čekić otpušta smrznuti sloj, krećući se cik-cak duž točaka smještenih u šahovnici s korakom od 0,8 m. U ovom slučaju, kugle drobljenja sa svakog radnog zaustavljanja spajaju se jedna s drugom, tvoreći kontinuirani rastresiti sloj pripremljen za naknadni razvoj. Druga shema zahtijeva preliminarnu pripremu otvorenog zida lica, razvijenog bagerom, nakon čega se dizelski čekić ugrađuje na udaljenosti od približno 1 m od ruba lica i udara njime na jednom mjestu dok se blok ne formira. smrznuto tlo se usitnjava. Zatim se dizelski čekić pomiče duž ruba, ponavljajući ovu operaciju.

Udarni razbijači smrzavanja (Sl. 4b) rade dobro kada niske temperature tlo kada ga karakteriziraju ne plastične, već krhke deformacije koje pridonose njegovom cijepanju pod utjecajem udarca.

Rahljenje tla traktorskim riperima. Ova skupina uključuje opremu u kojoj se kontinuirana rezna sila noža stvara zbog vučne sile traktora-traktora. Strojevi ove vrste prolaze kroz smrznuto tlo sloj po sloj, osiguravajući dubinu otpuštanja od 0,3...0,4 m za svaki prodor: Stoga se razvija smrznuti sloj, prethodno olabavljen strojevima kao što su buldožeri. Za razliku od udarnih ripera, statički riperi dobro rade na visokim temperaturama tla, kada tlo ima značajne plastične deformacije i njegova mehanička čvrstoća je smanjena. Statički riperi mogu biti vučeni ili montirani (na stražnjoj osovini traktora). Vrlo često se koriste u kombinaciji s buldožerom, koji u ovom slučaju može naizmjenično rahliti ili razvijati tlo. Istovremeno se vučeni riper otkači, a nošeni podigne. Ovisno o snazi ​​motora i mehanička svojstva Za smrznuto tlo broj zuba ripera je od 1 do 5, a najčešće se koristi jedan zub. Za učinkovit rad traktorski riper na smrznutom tlu, potrebno je da motor ima dovoljnu snagu (100...180 kW). Razrahliti tlo paralelnim (oko 0,5 m) prodorima, a zatim poprečnim prodorima pod kutom od 60...90° u odnosu na prethodne.

Slika 4. Sheme za razvoj smrznutih tla s prethodnim labavljenjem: a - labavljenje klinastim čekićem; b - traktorski vibro-klinasti riper; 1 - kiper; 2 - bager; 3 - klin čekića; 4 – vibrirajući klin.

Smrznuto tlo, razrahljeno poprečnim prodorima jednostupnog ripera, može se uspješno razvijati traktorskim strugačem, a ovaj način se smatra vrlo ekonomičnim i uspješno konkurira metodi bušenja i miniranja.

Prilikom razvijanja smrznutog tla s preliminarnim rezanjem u blokove, u smrznutom sloju se izrezuju prorezi (slika 5), ​​koji dijele tlo u zasebne blokove, koji se zatim uklanjaju bagerom ili građevinskim dizalicama. Dubina usjeka pukotina u smrznutom sloju trebala bi biti približno 0,8 dubine smrzavanja, budući da oslabljeni sloj na granici smrznute i otopljene zone nije prepreka za iskop. U područjima s tlima permafrosta, gdje nema temeljnog sloja, metoda blokovnog rudarenja se ne koristi.

Slika 5. Sheme za razvoj smrznutih tla blok metodom: a, b - metoda malih blokova; c, d - veliki blok; 1 - uklanjanje snježnog pokrivača; 2, 3 - blokovi za rezanje smrznutog tla s šipkastim strojem; 4 - razvoj malih blokova s ​​bagerom ili buldožerom; 5 - razvoj odmrznutog tla; 6 - razvoj velikih blokova smrznutog tla s traktorom; 7 - isto, s slavinom.

Razmaci između izrezanih utora ovise o veličini žlice bagera (veličina blokova treba biti 10... 15% manja od širine žlice bagera). Blokovi se otpremaju bagerima s žlicama kapaciteta 0,5 m i više, opremljenim prvenstveno rovokopačem, jer je istovar blokova iz žlice ravnom lopatom vrlo težak. Za rezanje pukotina u tlu koristi se različita oprema instalirana na bagerima i traktorima.

Pukotine u smrznutom tlu možete izrezati pomoću bagera s korpama, u kojima je rotor žlice zamijenjen diskovima za glodanje opremljenim zubima. U istu svrhu koriste se i disk glodalice (slika 6), koje su priključci na traktor.

Slika 6. Disk-glodalica za zemljane radove: 1 - traktor; 2 - sustav prijenosa i upravljanja radnim tijelom; 3 - radni dio stroja (mlin).

Najučinkovitije je rezati pukotine u smrznutom tlu pomoću šipkastih strojeva (slika 5), ​​čiji se radni element sastoji od lanca za rezanje montiranog na podlogu traktora ili rovokopača. Šipkasti strojevi izrezuju utore dubine od 1,3 ... 1,7 m. Prednost lančanih strojeva u usporedbi s diskovnim strojevima je relativna lakoća zamjene najbrže trošenih dijelova radnog tijela - zamjenjivih zuba umetnutih u lanac za rezanje.