Способ возведения дорожной насыпи на жидких торфяниках

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ДОРОЖНОЙ НАСЫПИ НА ЖИДКИХ ТОРФЯНИКАХ(71) Заявитель Жуковец Владимир Евтихиевич(72) Автор Жуковец Владимир Евтихиевич(73) Патентообладатель Жуковец Владимир Евтихиевич(57) Способ возведения дорожной насыпи на жидких торфяниках, при котором осуществляют отсыпку насыпи, начиная от минерального дна болота, путем подачи крупно- или среднезернистого песка, отличающийся тем, что на отсыпанной насыпи по всей ее ширине в шахматном порядке бурят нагнетательные скважины заходками снизу вверх, в которые подают песок под давлением заходками снизу вверх с последующей цементацией скважин под переменным давлением на установленных горизонтах, обеспечивая поочередное соединение областей наибольшего распространения цементного раствора соседних скважин.(56)63546 , 1944.920104 , 1982. Руководство по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. - М. Транспорт, 1978. - С. 50-53.874831 , 1981.1715916 1, 1992.1730323 1, 1992.1756448 1, 1992. 5288 1 Изобретение относится к строительству дорог при переходах через торфяные болота. Известно, что отсыпка насыпи на глубоком болоте представляет большие трудности,особенно, если болото состоит из разложившегося торфа, который при загружении его грунтом дорожной насыпи будет не сжиматься, как это наблюдается при слабо разложившемся волокнистом торфе, а выдавливается из под него в стороны. Обычно такое болото покрыто сверху корой слаборазложившегося торфа. При большой глубине может произойти сильный наклон коры с отсыпанной на нее частью насыпи, вследствие чего насыпь отойдет в сторону от оси пути и даже может произойти опрокидывание насыпи. При предварительной срезке коры и отсыпке грунта непосредственно в жидкий торф происходит перемешивание торфа с грунтом и расположение отсыпанного грунта далеко в стороны, и насыпь получается слабая с продолжающимися длительное время просадками 1. Применяющийся способ отсыпки дренирующего грунта на дно болота при помощи взрывов не может быть использован в случае пристройки второго пути с расширением насыпи или при исправлении существующих насыпей с большими просадками. Прототипом предполагаемого изобретения является способ возведения насыпи на торфяном болоте 2, заключающийся в том, что в болото нагнетают песчаную пульпу через трубу, постепенно перемещающуюся от дна болота до его поверхности с целью отжимания болотной массы и откладывания слоев песка, начиная со дна болота. Этот способ позволяет облегчить и удешевить сооружение пути, однако не лишен полностью вышеизложенных недостатков. Он не позволяет создать хорошо дренирующего основания под дороги, обладающего свойством быстро сжиматься до полной консолидации грунтов основания. Происходит перемешивание отсыпанного материала с торфом и защемление торфов в тело искусственного основания. Применяемые для этих целей технологии с применением взрыва также не приводят к консолидации грунтов, а уплотняют материал отдельными плохо контролируемыми зонами, которые по истечении непродолжительного времени возвращаются в исходное состояние. Технической задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение,является расширение технологических возможностей способа и повышение качества дорожной насыпи за счет создания дренирующего основания под дороги и укрепления насыпи от опрокидывания. Задача решается за счет того, что в способе возведения дорожной насыпи на жидких торфяниках, при котором осуществляют отсыпку насыпи путем подачи дренирующего материала в виде крупно- или среднезернистого песка, начиная от минерального дна болота, на отсыпанной насыпи по всей ее ширине в шахматном порядке бурят нагнетательные скважины заходками снизу вверх, в которые подают песок под давлением заходками снизу вверх с последующей цементацией скважин под переменным давлением на установленных горизонтах, обеспечивая поочередное соединение областей наибольшего распространения цементного раствора соседних скважин. В отличие от прототипа и известных способов возведения дорожной насыпи, где выторфовка не исключает полного удаления торфа, особенно взвешенного в водном растворе и увеличивает сроки консолидации фунтов, не избавляя их от неравномерных осадок(просадок) и отхода пути в сторону, предлагаемое укрепление дорожной насыпи путем цементации откосов дороги позволяет полностью лишить перечисленных недостатков возводимую насыпь на торфяном болоте. За счет того, что вяжущий состав подается в нагнетательные скважины под разным давлением в осевой и одной из крайних к откосу, радиусы его распространения периодически не смыкаются и создается дренирующее основание насыпи. Предлагаемый способ позволяет получать насыпь земляного полотна на жидких торфяниках при большой глубине залегания торфа. Объем засыпанного в болото дренажного грунта будет близок с расчетным запроектированным поперечным профилем, исключая расплывание его далеко в стороны. Способ позволяет производить последующее расширение дорожной насыпи с пристройкой второго пути. 2 5288 1 Изобретение поясняется фиг. 1 и фиг. 2, на которых изображены схемы расположения скважин, подлежащих цементации на разных высотах от минерального дна, фиг. 3 - разрез А-А, фиг. 4 - радиусы распространения вяжущего состава в скважинах на разных высотах от минерального дна, фиг. 5 - инъектор, с помощью которого осуществляют подачу песка и цементацию скважин (1 - бур-толкатель, 2 - инъектор, 3 - скважина), фиг. 6 - план участка, закрепляемого заходками (буквами а-в-с и т.д. обозначены точки начала отсыпки с бурением в шахматном порядке концентрическими окружностями обозначены основания пирамид заходок), фиг. 7 - разрез А-А. Сущность способа заключается в следующем. На отсыпанной насыпи при переходах через болота с разложившимися (жидкими) торфяниками бурят скважины вдоль оси пути на всю ширину сжимаемой толщи в шахматном порядке. Во все скважины под давлением закачивают крупный или среднезернистый песок. Затем в скважины, расположенные на одном установленном горизонте по оси пути С 2 и крайние к обочине 1 и 3 (фиг. 1-3),закачивают закрепляющий вяжущий состав в виде цементного раствора с добавлением ускорителей твердения К 2 СО 3 - поташ, 2 - хлористый кальций 2-6 массы цемента,возможно жидкое стекло. Причем давление, под которым производят цементацию в скважинах С 1 и С 2 одинаковое, при котором радиусы распространения цементного раствора смыкаются, а в скважине 3 - более низкое и радиусы распространения раствора не смыкаются. Цементацию насыпи производят снизу вверх заходками с постепенным понижением давления к поверхности. На следующей высоте цементацию скважин производят под одинаковым давлением в осевой 2 и крайней к откосу С 3, а в скважине С 1 - более низким (фиг. 2) и т.д. до поверхности насыпи (фиг. 4). Режим цементации скважин приведен в приложении. Пример осуществления способа. При переходах через болота жидких торфяников при больших глубинах залегания 315 м для отсыпки насыпи дренажного грунта под давлением сжатого воздуха крупного или среднезернистого песка используют устройство с наконечником трубы-инъектора 3,которое в закрытом состоянии опускают на минеральное дно (забой) с постепенным наращиванием секционных труб по мере опускания. Затем устройство при помощи любого имеющегося подъемного механизма приподнимается на высоту, позволяющую открыть лопасти наконечника трубы-инъектора при помощи толкателя, находящегося внутри труб диаметром 76 мм (используется также при цементации), который извлекается из инъектора после подачи дренажного грунта с промывочной жидкостью заходками в забой(фиг. 5). При подъеме его вслед ведется бурение скважин заходками снизу вверх, создавая разряжение (вакуум) в отсыпанной части насыпи с последующей подачей через него песка в забой с немного большим давлением, для динамического уплотнения грунта и механического удаления продуктов разрушения водой, которая при выходе на устье выносит с собой торф. Для площадного закрепления бурятся скважины по всей ширине насыпи в шахматном порядке снизу вверх инъектором ЖВ, как бы набором точек на площади, а не всего закрепляемого полотна, что позволяет повысить контроль и его качество. По мере подсыпки грунта снизу вверх секционные трубы демонтируются. После подсыпки грунта до световой (дневной) поверхности устройство ЖВ переносится вперед по ходу на следующую точку и цикл продолжается до нуля. Далее производят отсыпку грунта обычным способом, накатыванием его бульдозером. На отсыпанной насыпи бурятся цементационные скважины, в которые на установленных горизонтах после закачки песка на каждой из высот от минерального дна производят закрепление откосов дороги, путем нагнетания в осевые и крайние к бровке откосов скважины цементного раствора периодически под разным давлением снизу вверх, с постепенным понижением давления при подходе к нулю, так, чтобы исключить выход раствора из откосов дороги и на поверхность, связывая искусственное основание в одно рабочее тело с сохранением дренажа. Параметры определяют опытным путем. 3 5288 1 Таким образом, за счет применения экологически чистого способа с отказом от взрывов, ведения осушительных работ и выторфовок, с повышением производительности труда и расширением технологических возможностей достигается качественное укрепление искусственного основания на жидких торфяниках большой глубины от опрокидывания,ухода от оси в сторону, предотвращения просадки. Создается возможность производить расширение насыпи и пристройку второго пути, а также ликвидацию защемленного торфа в уже отсыпанных насыпях с ведением работ по ремонту и реконструкции дорог в период эксплуатации. Предложенный способ возможно использовать также для закрепления слабых грунтов, оснований под искусственные сооружения, берегов рек и устоев мостов, высоковольтных опор. Источники информации 1. Строительство дорог местного значения / Под ред. Г.В. Белобжеского. - М. Транспорт, 1975. 2.63546 А, МПК 302 17/18, 1944 (прототип). 3.1715965 А 1, МПК 502 3/12, 1992. Режим работы скважин Параметры определяют опытным путем Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.