Изобретение относитс к строительству подзелчных сооружении в сложных гидрогеологических услови х под защитой ледогрунтовых ограждений, в частности к замораживанию грунтов посредством охлаждающей жидкости. Известен способ замораживани грунтов, включающий нагнетание в грунт холодной воды, оттесн ющей воду с повышенной температурой 1. Недостатком данного способа вл етс низка эффективность вследствие возможного понижени температуры воды и грунта только до 0°С, тогда как основное врем и затраты энергии идут на отбор теплоты льдообразовани . Известен также способ замораживани грунтов, в котором грунт предварительно пропитывают при помощи иглофильтров жидким материалом с температурой затвердени выше 0°С, например мазутами высоких марок, а затем в пропитанном грунте разм,ещают колонки, заполненные хладагентом , при циркул ции которого происходит теплообмен между наружным воздухом и грунтом 2J. Недостатком способа вл етс использование сложной технологии, в том числе иглофильтров и замораживающих колонок. Кроме того, замораживание грунта осуществл етс путем теплопередачи от колонки к грунту, а не непосредственно от охлаждающей жидкости к грунту, в который она проникает . При этом грунт обрабатываетс жидким материалом предварительно, что не позвол ет после этого пропускать в него охлаждающую жидкость, котора вытесн ет замерзаемый жидкий материал. Наиболее близким k предл.агаемому вл етс способ замораживани водопроницаемых грунтов путем нагнетани в грунт через скважины под давлением опережающей жидкости при температуре выше 0°С с одновременным отбором жидкости и оттесн емой ею воды через другие скважины, затем нагнетаний охлаждающей жидкости, имеющей температуру ниже 0°С, и опережающей жидкости, причем обе жидкости должны быть нерастворимы в воде (3. Недостатком известного способа вл етс низка скорость замораживайи грунта, обусловленна необходимостью замораживани грунтовых вод с большой теплотой льдообразовани . Цель изобретени - ускорение процесса замораживани водопроницаемых грунтов. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу замораживани водопро ницаемых грунтов, включающему нагнетание в грунт охлаждающей жидкости, имеющей .температуру ниже0°С, охлаждающую жидкость замещают . жидкостью, температура замерзани которой выше температуры охлаждающей жидкости, а теплота льдообразовани ниже теплоты льдообразовани воды. На фиг. 1 изображен замораживаемый грунт при нагнетании в него охлаждающей жидкости; на фиг. 2 - то же, при замещении охлаждающей жидкости. Способ осуществл ют . следующим образом . На первой стадии замораживани (фиг. 1) через перфорированные трубы 1, посаженные с помощью известных средств в грунт 2, закачивают охлаждающую жидкость 3 в виде максимально охлажденного эвтектического раствора соли, например NaCl, с температурой охлаждени -24°G и плотностью 1,175 кг/л при CaCl с температурой охлаждени -55°С и плотностью 1,286 кг/л. Жидкость 3, проход через грунт 2, охлаждает его до заданной температуры. Одновре енно начинают отбор «отработанной охлаждающей жидкости 4 через перфорированные трубы 5. При прокачивании охлаждающейжидкости 3 через грунт 2 в последнем образуетс зона 6 переохлаждени . На втором этапе замораживани (фиг. 2) через перфорированную трубу I в грунт 2 закачивают жидкость 7 с температурой замерзани О-(-5)°С и с низкой теплотой льдообразовани -, например растворы NaCl с плотностью 1,2-1,203 кг/л и CaCIa с плотностью 1,36-1,37 кг/л. Закачиваема жидкость 7, облада большей плотностью, чем охлаждающа жидкость 3, вытесн ет последнюю по всему объему охлажденных грунтов в зоне 6, причем скорость фильтра ции жидкости 7 должна быть такой, чтобы. последн до окончани нагнетани не за- мерзла. После поступлени - жидкости 7 из труб 5 нагнетание и отбор ее прекращают. Прекратив движение, жидкость 7, обладающа Низкой теплотой льдообразовани , наход ща с в зоне переохлажденных грунтов 6, замерзает, отбира от них тепло и образу при этом зону 8 замороженн-ых грунтов. Так как зона 6 охлажденных грунтов больше расположенной внутри нее зоны и одновременно температура в ней ниже температуры в зоне 8 замороженных грунтов, то значительно уменьшаетс теплоприток- извне к зоне 8 з1амороженнь1х грунтов, не допуска тем самым оттаивани последних. Введение в охлажденные грунты жидкости с низкой скрытой теплотой льдообразовани позвол ет значительно ускорить процесс замораживани вследствие гораздо меньщей передачи тепла от скелета грунта к жидкости с малой теплотойльдообразовани , чем к воде, поскольку скрыта теплота льдообразовани воды 80 ккал/кг; а у растворов , NaCl и CaClg соответственно 50,4 и 50,8 ккал/кг при той же температуре замерзани , что и у воды.
Известйо, что при замораживании воды наибольшее врем затрачиваетс на отн тие скрытой теплоты льдообразовани . Так, соотношение периодов замораживани воды выражаетс как Z :Za:Z3 2:20:1, w Zi- период охлаждени воды от начальной температуры до температуры замерзани ; Zj- период отдачи скрытой теплоты водой при ее замерзании; Zj- период охлаждени льда от температуры замерзани до заданной температуры.
Следовательно, введение жидкости со скрытой теплотой льдообразовани 50 ккал/кг после охлаждени массива грунтов до необходимых температур позвол ет .сократить самый длительный период (Za) отдачи скрытой теплоты льдообразовани жидкостью (- -б--10б% 40о/о), а следовательно , и врем замораживани массива по сравнению с замораживанием водонасыщейных грунтов при скрытой теплоте льдообразовани воды 80 ккал/кг.
Использование предлагаемого способа позвол ет сократить врем замораживани обеспечить одновременность замораживаний грунтов по всему объему, получить одинаковые температуры в замороженном массиве грунтов, уменьшить теплоприток к замороженному грунту, что увеличивает срок его службы.
Способ легко реализуетс , так как Дл него не требуютс дорогие и дефицитные жидкости, не смешивающиес с водой (в качестве охлаждающей и замерзаемой жидкос . тей примен ютс широко распространенные растворы NaCl и CaClj разных плотнос5ей) , и может быть применен дл быстрого создани ледогрунтовых завес как линейных, так и по замкнутому контуру вйкруг выработок.
; х У /
/ фиг.. 2