Электронное издание СДМ - Строительные Дорожные Машины и Техника

Кафедра ДСМ МАДИ, ПО Стройтехника


01.03.2011
Способы предупреждения промерзания грунтов при разработке выемок. Страница 3

При уточненных расчетах утеплительных свойств снега желательно принять во внимание его постепенное естественное уплотнение в течение зимы. По данным Б. В. Проскурякова, теплопроводность снега определяется по формуле: λсн = 0,018 + 0,87 ρсн [ккал/м•час•град], где ρсн — плотность снежного покрова. При отсутствии более точных данных можно принимать величину ρсн для открытой местности: на начало зимы — 0,18, на середину зимы — 0,23 и на конец зимы — 0,31. Для территории, поросшей кустарником и лесом, эти величины соответственно составляют 0,14; 0,19 и 0,27. В табл. 5 приведены те же данные из зарубежной литературы.
 
 
Запоздалые снегопады могут очень снизить теплозащитное значение снега. Поэтому вызывает практический интерес предложение об искусственном снеговании посредством специальной установки, распыляющей воду в потоках холодного воздуха, движущегося с большой скоростью. Так как гидроэнергостроение постепенно перебазируется в районы с очень суровыми зимними условиями, очень вероятно, что искусственное снегование будет достигнуто с помощью простейшего распыления воды с значительной высоты при помощи, например, длинностреловых кранов. Можно ожидать, что теплофизические свойства искусственного снега будут выше тех же свойств естественного не уплотненного сухого снега. Существенным по своему значению утеплителем следует считать торфяную крошку, которая, например, может быть получена из верховых торфяных месторождений, так называемого сфагнового торфа. Такой торф является очень низкосортным топливом, но широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрителя и подстилочного материала, а в промышленности — как теплоизоляционный материал для изготовления плит, для химической переработки и т. п. Запасы воздушно- сухого мало разложившегося торфа огромны, поэтому сто добыче должно быть в ближайшие годы уделено больше внимания, а места его добычи — расширены. Одним из крупных потребителей такого торфа при приемлемых дальностях перевозки могут быть гидроэнергетические строительства. В настоящее время применение торфяной крошки в качестве утеплителя целесообразно только при сравнительно близком расположении торфопредприятий или месторождений торфа от объектов с предполагаемым зимним утеплением разрабатываемых выемок.
 
Ввиду его легкого веса и большого объема торф невыгоден при дальних перевозках. В районах большого скопления шлака, особенно доменного, может оказаться целесообразным его использование в качестве утеплителя. Котельного же шлака, обладающего объемным весом приблизительно в 3,5 раза и теплопроводностью в 1,4 раз большими, чем торфяная крошка, потребуется слишком много по весу. Следовательно, свободные запасы котельного шлака можно рационально использовать только при сравнительно небольшой дальности перевозки. В частных случаях, в районах развитого земледелия и в урожайные годы может быть с успехом использована в качестве утеплителя солома. В районах, богатых камышом, для тех же целей можно пользоваться и камышом. В районе лесозаготовок еловой или пихтовой древесины хорошим утеплителем могут быть еловые лапки. В горных местностях, покрытых лиственным лесом и перерезанных водными потоками, может быть сравнительно просто организован в течение листопада сбор листьев, переносимых потоками. Несмотря на то, что подобное сочетание условий заготовки листьев для целей утепления встречается не часто, все же о них нельзя забывать из-за их высоких теплотехнических свойств и возможности использования даже в качестве активной теплозащиты. Из сказанного очевидно, что выбор утеплителя определяется прежде всего местными условиями и производственной обстановкой, причем, помимо климатических условий, следует учитывать также поперечные профили и длину зимних выемок или разработок, характер применяемого землеройного оборудования, интенсивность работ и вид утеплителя. При этом все перечисленные показатели необходимо рассматривать в зависимости от времени и хода работ, что важно для удешевления и наибольшего ускорения зимних земляных работ. Сказанное наглядно можно проследить на отдельных примерах, типовой характер которых позволяет сделать хотя и приближенные, но обобщающие количественные выводы. Даже если считать, что кубометр торфяной крошки стоит вдвое дороже намеченного выше, то и в этом случае получается существенная экономическая выгода применения утеплительного слоя.
 
Экономическая целесообразность рассматриваемой технологической схемы станет еще более убедительной, если учитывать возможность оборачиваемости утеплителя. Организовать это не сложно и целесообразно, так как перед разработкой очередного участка утепленного забоя утеплитель должен удаляться, если грунт идет в качественную насыпь или используется для заполнителей бетона. Полученные решения в условиях рассмотренного примера все же несколько громоздки в организационном отношении из-за необходимости заготовки и уборки большой кубатуры утеплителей. Практически целесообразным теплоизолятором является лед. Сам по себе лед не обладает выгодным теплофизическими свойствами. Коэффициент теплопроводности льда зависит от температуры и может быть подсчитан по следующей формуле: λл=0,0053(1+0,0015t) кал/см • сек • град. Таким образом, при температуре 0°С: λл =0,0053 кал/см • сек • град, или 1,906 ккал/м • час • град Теплоемкость льда при 0°С приблизительно равна 0,5 ккал/кг • град. Однако лед является выгодным утеплителем, так как с его помощью можно легко создать теплоизолирующие воздушные полости. Еще в начале тридцатых годов по предложению автора на строительстве шлюза и каналов Нижнесвирской ГЭС применялся следующий способ отепления многочисленных водоотводных канав. Во время сильного мороза вода в канавах подпиралась и удерживалась в течение нескольких часов на одном уровне. После образования слоя льда в несколько сантиметров на поверхности подпертого участка вода спускалась до нормального уроним, чем создавалась воздушная полость. Таким образом, открытая канава обращалась в утепленный закрытый водоток (рис. 3, а).
 
Рис.3. Примеры льдовоздушного утепления: а-канавы, б-большие территории.
 
В дальнейшем Г. А. Нурок предложил покрывать большие поверхности льдовоздушным утеплением. Для того чтобы после спуска воды большая ледовая поверхность не оседала, было предложено опирать ее на забиваемые заранее колья или раскладываемые камни (рис. 3, б).
 

Рис. 4. Льдовоздушное утепление трубопровода
 
Своеобразное льдовоздушное отепление пульпопровода, осуществленное трестом Гидромеханизации Министерства угольной промышленности, показано на рис. 4.
 
Кафедра ДСМ МАДИ, ПО «Стройтехника». Copyright 2007 . Смотрите условия использования материалов сайта