насыпь на сильнольдистых вечномерзлых грунтах

Формула изобретения

1. НАСЫПЬ НА СИЛЬНОЛЬДИСТЫХ ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ, содержащая тело насыпи в виде насыпного грунта и охлаждающую систему в виде по меньшей мере одного ряда труб для подачи хладагента, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности насыпи, охлаждающая система расположена в нижней части насыпи и выполнена с входным и выходным патрубками, при этом входные и выходные отверстия труб и патрубков расположены на разных уровнях.

2. Насыпь по п. 1, отличающаяся тем, что трубы установлены под углом к основанию насыпи.

3. Насыпь по п. 1, отличающаяся тем, что трубы выполнены коническими.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству насыпей и может быть использовано при возведении железных дорог на вечномерзлых и пучинистых грунтах.

Известны конструкции насыпей на вечномерзлом грунте, содержащие теплоизоляционные слои, которые позволяют сохранить вечномерзлый грунт от протаивания [1] .

Однако теплоизоляционные элементы этой конструкции имеют малую собственную теплоемкость, что обуславливает протаивание грунта основания насыпи в летний период.

Известна также насыпь на вечномерзлых грунтах, включающая охлаждающую систему в виде одного ряда труб для подачи хладагента. Однако такая конструкция энергоемка и ненадежна в эксплуатации, т. к. требует постоянную эксплуатацию холодильной установки, выход из строя которой может привести к растеплению основания насыпи [2] .

Цель изобретения - повышение надежности насыпи путем предотвращения деградации мерзлоты в ее основание.

Поставленная цель достигается тем, что посредством устройства системы охлаждающих труб в нижней части насыпи укрепляется ее основание за счет сохранения многолетнемерзлого состояния грунтов и понижения их температуры. При этом отпадает необходимость в дополнительных противодеформационных мероприятиях, возрастают надежность, пропускная способность линии и сроки службы элементов пути.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез насыпи с охлаждающей системой; на фиг. 2 - охлаждающая система.

Охлаждающая система, расположенная в основании насыпи, состоит из одного или нескольких рядов охлаждающих труб 1, уложенных поперек насыпи, через которые продувается хладагент (холодный или охлажденный воздух, воздушно-газовая смесь) путем естественной или принудительной вентиляции. Диаметр труб, шаг их укладки и количество рядов определяются с помощью теплотехнического расчета по общепринятой методике. Вентиляция осуществляется с помощью магистральных труб 2, входного 3 и выходного 4 патрубков. Для повышения эффективности естественной вентиляции отверстия входных и выходных патрубков расположены на разных уровнях. Этому же способствует укладка труб с наклоном i в низовую сторону насыпи или применение труб 1 конической формы. В случае применения принудительной вентиляции дополнительно предусматривается включение в охлаждающую систему вентилятора 5.

Изобретение имеет ряд преимуществ в механизме сохранения грунтов основания и тела насыпи в многолетнемерзлом состоянии и отвечают критерию "Новизна". Охлаждающее устройство расположено непосредственно на границе насыпи и подстилающих пород. При этом происходит объемное промораживание и охлаждение насыпи и стабилизации грунтов основания в мерзлом состоянии. Совокупность ряда признаков (отверстия входных и выходных патрубков расположены на разных уровнях, а трубы наклонены или расширены к основанию насыпи) позволяют повысить эффективность работы охлаждающей системы без дополнительных энергозатрат, что не предусмотрено в известной охлаждающей системе. Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "Существенные отличия".

Использование изобретения позволяет отказаться от энергоемких и ненадежных в эксплуатации холодильных установок, что снижает стоимость возведения и эксплуатации насыпи до 50% .

Изобретение предполагается применять при проектировании и строительстве насыпей в районах распространения вечномерзлых грунтов, в первую очередь высокотемпературных и льдистых, например линии Томмот-Якутск, а также для ремонта действующих и деформирующихся в процессе эксплуатации насыпей, строящихся и действующих магистралей в аналогичных условиях, в частности БАМ. Может быть использовано и на автомобильных дорогах, земляных дамбах.

(56) Авторское свидетельство СССР N 555196, кл. E 01 C 3/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР N 160110, кл. E 01 C 3/06, 1964.