11081
.pdf
Замораживающие системы для грунтовых плотин
Замораживающие устройства Монбейга
а) газовое устройство с естественной конвекцией атмосферного воздуха;
б) жидкостное устройство с естественно конвекцией однофазной жидкости.
[Monbeig M.H. Dispositifs pouz L’utisation de la difference de temperature eutte les councheg inferienres du L’atmosphere. Patent №475226, 1915, France]
100
Мерзлотная противофильтрационная завеса в плотине, создаваемая с помощью замораживающей системы
1 – тело плотины;
2 – сезоннодействующие охлаждающие устройства (СОУ); 3 – ледогрунтовая
мерзлотная завеса; 4 – мерзлый
(водонепроницаемый) грунт в основании
Земляная насыпная плотина с мерзлотной завесой, образующая водоперехватывающее водохранилище (маневровую емкость) обогатительной фабрики №12 Удачнинского ГОК
в Якутии |
101 |
Воздушные замораживающие системы
а) система с нагнетанием воздуха;
б) система с забором воздуха. |
102 |
|
Воздушная замораживающая система с забором воздуха была реализована в плотине пруда-охладителя Аркагалинской ГРЭС на р. Мяундже, построенной в 1952-1959 гг. в районе со среднегодовой температурой воздуха -12,7°С [Трупак, 1970].
|
Параметры системы: |
|
- |
протяженность по оси плотины |
|
|
899 м; |
|
- |
колонки |
двухтрубные |
диаметром 100мм и 51 мм;
- расстояние между колонками 1,5
– 2 м;
- глубина колонок 16 – 25 м;
- вытяжной коллектор сечением
350х350 мм;
- вентилятор производительностью по воздуху
10 000 м3/час;
- 1 вентилятор обслуживал от 32 до 101 колонок в зависимости от их глубины;
- система работала при температурах воздуха ниже минус 15°С обычно с 15 октября до 10 апреля.
Проявившиеся недостатки: не удалось остановить процесс оттаивания грунтов на фильтрующем участке плотины; в летний период в колонки поступал теплый воздух, из него выпадали сконденсированные пары воды, конденсат замерзал, образуя ледяные пробки.
В 1957 – 1962 гг. в плотине была смонтирована жидкостная замораживающая система.103
Воздушная замораживающая система с нагнетательным и отсасывающим коллекторами
Схема системы: |
Вид системы с гребня плотины |
|
|
1 – скальное вечномерзлое основание, 2 – тело |
В колонки такой системы теплый летний |
||
плотины; 3 – гребень плотины; 4 – нагнетательный и |
воздух не поступает и ледяные пробки в |
||
отсасывающий коллекторы; 5 – замораживающие |
|||
них не образуются. |
|
||
внутренняя и наружная трубы; 6 – ось плотины |
104 |
||
|
|
||
Жидкостные замораживающие системы
Схема системы (хладоноситель-керосин):
1 – двухтрубные замораживающие колонки;
2– калорифер, для охлаждения хладоносителякеросина наружным воздухом;
3– вентилятор, обеспечивающий движение воздуха через калорифер;
4 – расширительная емкость; 5 – насос для забора хладоносителя из расширительной емкости в подающий коллектор (Магадан: Дальстройпроект, 1983 г.)
Вид системы (хладоноситель-рассол): смонтирована в 1957 – 1962 гг. в плотине прудаохладителя Аркагалинской ГРЭС на
р. Мяундже; два ряда рассольных замораживающих колонок с подводящим и отводящим коллекторами, резиновыми соединителями. 1968 г.
105
Замораживающие системы из парожидкостных сезоннодействующих охлаждающих устройств (ПЖ СОУ)
Замораживающая колонка типа ПЖ СОУ (заполненная):
1 – кондуктор из трубы 127х4 мм;
2 – скважина диаметром 112 мм;
3 – ПЖ СОУ конструкции НПО «Фундаментстрой аркос» (г.Тюмень);
4–парообразная углекислота;
5– жидкая углекислота;
6– конденсатор с оребрением;
7– лед, образующийся после заливки скважины водой
Вид замораживающей системы из ПЖ СОУ на перестроенной в 1970-х гг. плотине пруда-охладителя Анадырской ТЭЦ:
хладоноситель фреон. 1986 г.
106
Предложения по промораживанию грунтовых плотин
В архивах авторских свидетельств и патентов на изобретения можно найти много нереализованных предложений замораживающих систем в грунтовых плотинах. Здесь представлены два из них.
D. Krynine, W.R. Judd (1957); О.П. Орел (1968).
Охлаждение путем нагнетания холодного воздуха в галерею и фильтрация его по наклонному подэкрану и горизонтальному дренажу из крупного гравия.
+ Простота конструкции системы и возможность использования местных строительных материалов.
-- Сложность расчетов при проектировании и невозможность
ремонта. |
107 |
|
С.В. Соболь, А.В. Февралев (1987).
Промораживание путем принудительной вентиляции холодного воздуха через горизонтальные охлаждающие трубы с вертикальными коллекторами.
Продольный разрез по оси плотины
+ Можно возводить и промораживать плотину одновременно.
108
Мерзлые земляные и каменно-земляные плотины
Первая мерзлая плотина
Первой мерзлой плотиной была плотина на р. Мыкырт в бассейне р. Селенги
в г. Петровске-Забайкальском на Транссибирской железной дороге. Высота плотины 9,5 м, длина 910 м. Укладка грунта шла 12 зим, тело плотины промораживали естественным холодом при среднемесячной температуре января – 27,1°С. Строительство было закончено в 1792 г. Имелся деревянный водосброс.
Поперечный разрез плотины на р. Мыкырт в г. Петровске-Забайкальском по |
|
данным бурения и съемки 1934 г. |
109 |
|