RU2010919C1

RU2010919C1 - Embankment on severe icy permafrost grounds

Info

Publication number: RU2010919C1
Authority: RU
Inventors: В.Г. Кондратьев; М.И. Карлинский; Б.А. Савельев; А.В. Соколов
Original assignee: Кондратьев Валентин Георгиевич
Priority date: 1991-07-26
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: embankment on serve icy permafrost grounds contains a body of embankment in the form of filed-up earth and a cooling system in the form of, at least, one row of pipes to deliver coolant. Cooling system is disposed in the embankment's bottom section. Inlet and outlet connection ports are positioned at different levels, the pipes being inclined and bell-mounted towards embankment bed. EFFECT: construction of embankments in permafrost ground environments facilitated. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству насыпей и может быть использовано при возведении железных дорог на вечномерзлых и пучинистых грунтах. The invention relates to the construction of embankments and can be used in the construction of railways on permafrost and heaving soils.

Известны конструкции насыпей на вечномерзлом грунте, содержащие теплоизоляционные слои, которые позволяют сохранить вечномерзлый грунт от протаивания [1] . Known designs of embankments on permafrost soil, containing heat-insulating layers that allow you to save permafrost soil from thawing [1].

Однако теплоизоляционные элементы этой конструкции имеют малую собственную теплоемкость, что обуславливает протаивание грунта основания насыпи в летний период. However, the heat-insulating elements of this design have a low intrinsic heat capacity, which causes thawing of the soil of the embankment base in the summer.

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] . A mound on permafrost soils is also known, including a cooling system in the form of one row of pipes for supplying refrigerant. However, this design is energy-intensive and unreliable in operation, because it requires constant operation of the refrigeration unit, the failure of which can lead to the thawing of the base of the embankment [2].

Цель изобретения - повышение надежности насыпи путем предотвращения деградации мерзлоты в ее основание. The purpose of the invention is to increase the reliability of the embankment by preventing permafrost degradation at its base.

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. This goal is achieved by the fact that through the installation of a cooling pipe system in the lower part of the embankment its base is strengthened by maintaining the permafrost state of soils and lowering their temperature. At the same time, there is no need for additional anti-deformation measures, reliability, line capacity and service life of track elements increase.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез насыпи с охлаждающей системой; на фиг. 2 - охлаждающая система. In FIG. 1 is a cross-sectional view of an embankment with a cooling system; in FIG. 2 - cooling system.

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. The cooling system located at the base of the embankment consists of one or more rows of cooling pipes 1, laid across the embankment, through which refrigerant is blown (cold or chilled air, air-gas mixture) by natural or forced ventilation. The diameter of the pipes, the pitch of their laying and the number of rows are determined using the heat engineering calculation according to the generally accepted technique. Ventilation is carried out using main pipes 2, input 3 and output 4 pipes. To increase the efficiency of natural ventilation, the openings of the inlet and outlet pipes are located at different levels. The same is facilitated by the laying of pipes with a slope i in the lower side of the embankment or the use of conical pipes 1. In the case of forced ventilation, it is additionally provided that a fan 5 is included in the cooling system.

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". The invention has several advantages in the mechanism of preserving the soil of the base and body of the embankment in the permafrost state and meet the criterion of "Novelty." The cooling device is located directly on the border of the embankment and the underlying rocks. In this case, volumetric freezing and cooling of the embankment and stabilization of the base soil in the frozen state occurs. The combination of a number of features (the openings of the inlet and outlet pipes are located at different levels, and the pipes are inclined or extended to the base of the embankment) can improve the efficiency of the cooling system without additional energy consumption, which is not provided for in the known cooling system. Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "Significant differences".

Использование изобретения позволяет отказаться от энергоемких и ненадежных в эксплуатации холодильных установок, что снижает стоимость возведения и эксплуатации насыпи до 50% . The use of the invention allows to abandon energy-intensive and unreliable operation of refrigeration units, which reduces the cost of construction and operation of the embankment up to 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. The invention is intended to be used in the design and construction of embankments in the areas of permafrost soils distribution, primarily high-temperature and icy ones, for example, the Tommot-Yakutsk line, as well as for the repair of embankments existing and deforming during operation, under construction and existing highways under similar conditions, in particular BAM . It can also be used on roads, earth dams.

(56) Авторское свидетельство СССР N 555196, кл. E 01 C 3/06, 1977. (56) Copyright certificate of the USSR N 555196, cl. E 01 C 3/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР N 160110, кл. E 01 C 3/06, 1964. USSR author's certificate N 160110, cl. E 01 C 3/06, 1964.

Claims

1. The embankment on highly permafrost soils, containing the body of the embankment in the form of bulk soil and a cooling system in the form of at least one row of pipes for supplying refrigerant, characterized in that, in order to increase the reliability of the embankment, the cooling system is located in the lower part of the embankment and is made with inlet and outlet nozzles, while the inlet and outlet openings of the pipes and nozzles are located at different levels.

2. The embankment according to claim 1, characterized in that the pipes are installed at an angle to the base of the embankment.

3. The embankment according to claim 1, characterized in that the pipes are conical.