СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННОГО ЭКРАНА В ГРУНТЕ
METHOD OF CREATING IMPERVIOUS SCREEN IN SOIL

Заявляемое изобретение относится к области строительства, в частности к упрочнению грунта путем введения в грунт затвердевающих веществ, и может быть использовано для защиты бетонных фундаментов, основания и тела земляного полотна железных и автомобильных дорог от воздействия грунтовых и поверхностных вод.
Известен способ создания экрана, включающий образование в грунте вертикальной щелевой полости и подачу по каналам трубчатых инъекторов твердеющего раствора в образованную вертикальную щелевую полость (патент RU №2314388 от 20.06.2007).
Такой способ не обеспечивает создания в грунте высокоэффективного противофильтрационного экрана, способного осуществлять надежную защиту бетонных фундаментов, основания и тела земляного полотна железных и автомобильных дорог от воздействия грунтовых вод, по причине невозможности сформировать в вертикальных щелевых полостях грунта достаточно объемный и однородный слой противофильтрационного экрана, кроме того, поскольку создание щелевой полости осуществляется с помощью натянутой струны, то это препятствует применению его в каменистых грунтах.
Известен способ создания в грунте противофильтрационного экрана, включающий погружение в грунт трубчатого инъектора, имеющего выходные отверстия, и подачу под давлением по каналу трубчатого инъектора твердеющего раствора, обеспечивающего разрушение структуры грунта и образование противофильтрационного экрана в виде сплошной вертикальной стены (патент RU №2119009 от 20.06.1998).
Данный способ, являющийся наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному способу, также обеспечивает надежную защиту бетонных фундаментов, основания и тела земляного полотна железных и автомобильных дорог от воздействия грунтовых вод, поскольку погружение трубчатых инъекторов и подачу твердеющего раствора производят выше глубины залегания водоупорного слоя, в качестве твердеющего раствора применяют цементно-песчаный раствор. Кроме того, подача твердеющего раствора производится через открытый конец трубчатого инъектора и под низким давлением не обеспечивает необходимую толщину противофильтрационного экрана.
Технический результат заявленного способа заключается в повышении надежности защиты бетонных фундаментов, основания и тела земляного полотна железных и автомобильных дорог от воздействия грунтовых вод и повышении производительности труда.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе создания в грунте противофильтрационного экрана, включающем погружение в грунт трубчатого инъектора, имеющего выходные отверстия, и подачу под давлением по каналу трубчатого инъектора твердеющего раствора, обеспечивающего разрушение структуры грунта и образование противофильтрационного экрана в виде сплошной вертикальной стены, первое погружение трубчатого инъектора производят в предварительно пробуренную скважину до глубины залегания водоупорного слоя, выпускные отверстия трубчатого инъектора выполнены в двух уровнях, расстояния между которыми от нижнего закрытого конца равно половине всей заглубляемой в грунт длины трубчатого инъектора, выпускные отверстия трубчатого инъектора выполнены в виде сопла, расположенного горизонтально, подачу твердеющего раствора по каналу трубчатого инъектора производят под давлением 200-300 атм во время подъема трубчатого инъектора из крайне нижнего положения в грунте до уровня, когда верхнее сопло поднимется до границы поверхности грунта, при этом в качестве инъектируемого раствора применяют полимерный твердеющий раствор, обеспечивающий образование первичной фазы уплотненной водонепроницаемой вязкой смеси грунта с инъектируемым раствором с последующим переходом в фазу твердой части противофильтрационного экрана, последующую от начальной пошаговую установку трубчатого инъектора производят в вязкую смесь грунта с полимерным твердеющим раствором в крайнюю зону создаваемого экрана.
Подача в грунт через сопла трубчатого полимерного твердеющего раствора под высоким давлением 200-300 атм позволяет создать двухфазную стадию образования противофильтрационного экрана, обеспечивающего защиту бетонных фундаментов, основания и тела земляного полотна железных и автомобильных дорог от воздействия грунтовых вод. При одновременном повышении производительности труда.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что первое погружение трубчатого инъектора производят в предварительно пробуренную скважину до глубины залегания водоупорного слоя, выпускные отверстия трубчатого инъектора выполнены в двух уровнях, расстояния между которыми от нижнего закрытого конца равно половине всей заглубляемой в грунт длины трубчатого инъектора, выпускные отверстия трубчатого инъектора выполнены в виде сопла, расположенного горизонтально, подачу твердеющего раствора по каналу трубчатого инъектора производят под давлением 200-300 атм во время подъема трубчатого инъектора из крайне нижнего положения в грунте до уровня, когда верхнее сопло поднимется до границы поверхности грунта, при этом в качестве инъектируемого раствора применяют полимерный твердеющий раствор, обеспечивающий образование первичной фазы уплотненной водонепроницаемой вязкой смеси грунта с инъектируемым раствором с последующим переходом в фазу твердой части противофильтрационного экрана, последующую от начальной пошаговую установку трубчатого инъектора производят в вязкую смесь грунта с полимерным твердеющим раствором в крайнюю зону создаваемого экрана. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии технического решения критерию патентоспособности «новизна». Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими аналогичными техническими решениями не позволили выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».
Сущность заявляемого способа поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена начальная стадия создания в грунте противофильтрационного экрана; на фиг. 2 представлена схема пошагового инъектирования в грунт полимерного твердеющего раствора.
Способ осуществляют следующим образом.
Первое погружение в грунт 1 (фиг. 1) трубчатого инъектора 2 производят в предварительно пробуренную скважину 3 до глубины залегания водоупора 4. Выпускные отверстия 5 трубчатого инъектора 2 выполнены в виде сопла, расположены горизонтально в двух уровнях, расстояние между которыми от нижнего закрытого конца трубчатого инъектора равно половине всей длины заглубляемой в грунт длины трубчатого инъектора 2. Подачу полимерного твердеющего раствора 6 по каналу трубчатого инъектора производят под давлением 200-300 атм во время подъема трубчатого инъектора 2 из крайне нижнего положения в грунте до уровня, когда верхнее сопло 5.1 поднимается до границы поверхности грунта. В процессе инъектирования в грунт полимерного твердеющего раствора происходит разрушение структуры грунта и образование первичной фазы уплотненной водонепроницаемой вязкой смеси грунта с инъекционным полимерным твердеющим раствором (фиг. 2). Поскольку верхнее сопло 5.1 расположено в начале инъектирования полимерного твердеющего раствора на уровне половины всей глубины погружения трубчатого инъектора 2, то процесс обработки грунта производится в два раза быстрее. Последующее от начального пошаговое погружение трубчатого инъектора 2 производят в вязкую смесь грунта с полимерным твердеющим раствором в крайнюю зону создаваемого экрана (фиг. 2), т.е. каждое последующее погружение трубчатого инъектора 2 производят на стадии образования первичной фазы уплотненной водонепроницаемой вязкой смеси грунта с инъектируемым раствором. Переход первичной фазы в конечную происходит с образованием твердого состояния противофильтрационного экрана 7 в виде сплошной вертикальной стены.