— Проектирование систем термостабилизации грунтов. Термостабилизаторы грунтов в условиях вечной мерзлоты Инновации в технологии монтажа термостабилизаторов грунта

Биомат представляет собой многослойную полностью биологически разлагающуюся основу, между слоями которой уложена рекультивационная смесь, включающая семена многолетних растений, питательные вещества (минеральные и органические удобрения, стимуляторы роста растений, почвообразующие бактерии) и влагоудерживающие компоненты (в виде синтетических полимеров), которые улучшают способность почвы к удержанию влаги.

Использование биоматов направлено на защиту и укрепление поверхностей грунтовых насыпей и откосов, грунтовых обваловок трубопроводов. Применение биомата особенно эффективно в сложных природных условиях в районах Крайнего Севера, где природная среда особенно чувствительна к внешним воздействиям, и происходящее полное или частичное уничтожение растительного покрова крайне резко активизирует процессы водной и ветровой эрозии, оврагообразования.

Применение биоматов позволяет практически восстанавливать почвенно-растительный слой уже в течение первого летнего сезона без укладки плодородного слоя почв и последующего досева трав.

Они изготавливаются в промышленных условиях и доставляются на объект в полностью готовом виде. Строителям останется лишь закрепить их с помощью специальных стержней на месте завершившихся работ.

Термостабилизаторы грунта.

Одним из важнейших направлений, отражающих современную практику северного строительства, является сохранение традиционного состояния многолетнемерзлых грунтов в зоне хозяйствования человека. При этом условии сохраняется равновесное состояние окружающей среды и устойчивость сооружений, возводимых на этих грунтах.

Эффективным способом поддержания или усиления мерзлого состояния грунта в основаниях сооружений является использование низких температур наружного воздуха с помощью парожидкостных термосифонов, называемых термостабилизаторами.

Термостабилизаторы предназначены для охлаждения и замораживания многолетнемерзлого грунта с целью повышения его несущей способности.

Область конкретного использования термостабилизаторов грунтов весьма широка: стабилизация грунта в основаниях фундаментов и сооружений, опор мостов, трубопроводов, линий электропередач.

Конструкция термостабилизатора грунтов представляет собой гравитационно-ориентированную тепловую трубу, в которой осуществляется испарительно-конденсационный процесс передачи тепла с помощью паров легкокипящего хладагента (хладона, пропана, аммиака и т.д.). Оребренная надземная часть представляет собой конденсатор, заглубленная в грунт часть термостабилизатора является испарителем.

Термостабилизатор для грунта содержит внутри герметичного корпуса конструктивные элементы, обеспечивающие его устойчивую работу как в вертикальном, так и в наклонном положениях.

Профиль (рейка) футеровочный полимерный.

Профиль футеровочный полимерный предназначен для защиты наружной поверхности трубопровода при установке чугунных или железобетонных пригрузов (утяжелителей), а также для защиты от механических повреждений изоляционного покрытия трубопроводов в процессе протаскивания трубопровода через футляр подводного перехода в сложной местности. Профили «Нефтегаз» могут также применяться в качестве футеровочных матов под опорными элементами и трубопроводной арматурой.

Применение профилей в значительной мере сокращает время футерования, обеспечивает гарантированную сохранность изоляционного покрытия трубопровода и продлевает срок эксплуатации подводного перехода. Материалы профилей не подвержены гниению, пригодны для использования в агрессивных средах, экологически безопасны, не причиняют вреда окружающей среде и могут применяться в водоёмах с пресной питьевой водой.

Георешётка.

Георешётка позволяет оптимальным образом произвести стабилизацию нагрузки и сопротивление эрозии почвы, что обеспечивает стабильное положение грунта.

Георешётка используется при строительстве газопроводов для укрепления прибрежной береговой линии.

Искусственно созданные насыпи, возникающие при строительстве или работе на строительных участках, невозможно себе представить без применения надлежащей фиксации. Стойкость откосов в данном случае может быть повышена при помощи георешётки, которая позволит увеличить темпы строительства объектов.

Наполнитель георешётки, состоящий из специальной прослойки, проходящей между георешёткой и грунтом, играет важную роль в надёжности создаваемой конструкции.

Георешётка сдерживает энергию потоков воды, предотвращает эрозию, уменьшает сдвигающие силы направленные вдоль склона в контактной зоне с заполнителем.

Скальный лист полимерный для защиты изолированной поверхности трубопроводов.

Скальный лист предназначен для защиты изолированной поверхности трубопроводов диаметром до 1420 мм, включительно, при их подземной прокладке в скальных и вечномерзлых грунтах с острыми фракциями, а также в минеральных грунтах с включениями дресвы, гальки, отдельных каменных глыб.

Скальный лист состоит из нетканого синтетического материала со специальным пластичным и в то же время твердым покрытием. СЛП - абсолютно новое экологически чистое покрытие, предназначенное для защиты изолированной поверхности трубопровода любого диаметра. СЛП могут использоваться в любых климатических условиях.

Конструкция скального листа удовлетворяет таким основным требованиям, как:

1. Обеспечение экологической чистоты окружающей среды;
2. Упрощение процесса футеровки трубопровода (процесса монтажа);
3. Упрощение процесса транспортировки и хранения;
4. Не препятствует катодной защите.

Полимерконтейнерное балластирующее устройство-модернизированная конструкция сдвоенная ПКБУ-МКС.

Полимерно-контейнерное балластирующее устройство-модернизированная конструкция сдвоенная ПКБУ-МКС является изделием, которое состоит из двух контейнеров, соединенных четырьмя силовыми лентами, а также металлических распорных рамок. Такие контейнеры изготавливают из мягких синтетических материалов. Для производства балластирующих устройств используют технические ткани, которые отличаются высокой прочностью и обеспечивают длительность эксплуатации в грунтовых условиях. Их можно применять для балластировки трубопроводов, диаметр которых составляет до 1420 мм, а также тех сооружений, которые плавают в обводненной траншее или эксплуатируются в болотистой местности при таком условии, что глубина траншеи превышает мощность залежей торфа.

Основной особенностью ПКБУ-МКС является отсутствие контакта металлической рамки с изоляционным покрытием трубопровода. ПКБУ-МКС включает в себя контейнерную часть КЧ, представленную одним мешком, а также четырех продольных и четырех поперечных труб - элементов распорных рамок жесткости ЭРРЖ. В случае необходимости балластирующие устройства могут быть объединены в группы посредством соединительных муфт. При диаметре трубопроводов от 1420 до 1620 мм группа может состоять из четырех устройств, а при диаметре 720–1220 мм - из двух.

Термостабилизаторы грунтов применяются при строительстве фундаментов в условиях вечной мерзлоты, что сократить объемы капиталовложений от 20% до 50% за счет увеличения несущей способности, сократить сроки строительства до 50% и площадь строительства до 50%, а также гарантировать безопасность любого самого сложного сооружения.

Общее описание:

Термостабилизаторы грунтов представлены четырьмя основными видами сезоннодействующих охлаждающих устройств (СОУ):

– горизонтальные естественнодействующие трубчатые системы (ГЕТ),

– вертикальные естественнодействующие трубчатые системы (ВЕТ),

– индивидуальные термостабилизаторы,

– глубинные СОУ.

Видео:

Термостабилизаторы грунтов имеют преимущества:

Применение данных технологий при строительстве фундаментов позволяет:

– поддерживать необходимую проектную температуру грунтов основания,

– сократить объемы капиталовложений от 20% до 50% за счет увеличения несущей способности,

– сократить сроки строительства до 50%,

– сократить площадь строительства до 50%,

– гарантировать безопасность любого самого сложного сооружения,

– в качестве хладагента используется аммиак или углекислота,

– режим работы с октября по апрель.

Применение:

– линейно-протяженные объекты: нефтепродуктопроводы, газопроводы, технологические трубопроводы, автомобильные дороги, железные дороги, опоры мостов и акведуков, опоры ЛЭП, опоры технологических трубопроводов , водоводов,

– инженерные сооружения: резервуарные парки емкостей, устья газовых скважин, устья нефтяных скважин, факелы открытого типа, шламовые амбары, полигоны ТБО, парки химических реагентов, технические эстакады,

– здания: нефтеперекачивающие станции, газокомпрессорные станции, опорные базы промыслов, жилые комплексы, промышленные здания, здания общественно-гражданского назначения,

– гидротехнические сооружения: склоновые участки нефтегазопроводов, берегоукрепление, плотины, гидроузлы, дамбы, противофильтрационные, мерзлотные завесы.

Горизонтальные естественнодействующие трубчатые (ГЕТ) системы:

Система ГЕТ представляет собой герметично выполненное теплопередающее устройство, автоматически действующее в зимнее время за счет силы тяжести и положительной разницы температур между грунтом и наружным воздухом.

Система ГЕТ состоит из двух основных элементов: 1) охлаждающие трубы (испарительная часть), 2) конденсаторный блок. Охлаждающие трубы размещены в основании сооружения. Служат для циркуляции хладагента и замораживания грунта. Конденсаторный блок располагается над поверхностью грунта и соединяется с испарительной частью. Конденсаторный блок может быть удален от объекта до 100 м.

Система ГЕТ работает без электроэнергии в автоматическом естественном режиме. В зимний период в охлаждающих трубах происходит перенос тепла от грунта к хладагенту. Хладагент переходит из жидкой фазы в парообразную. Пар перемещается в сторону конденсаторного блока, где снова переходит в жидкую фазу, отдавая тепло через оребрение в атмосферу. Охлажденный и сконденсированный хладагент вновь стекает в испарительную систему и повторяет цикл движения. Конденсаторный блок заправляется на заводе необходимым количеством хладагента, достаточным для заполнения всей системы. Рабочее давление в системах составляет не более 4 атм.

Вертикальные естественнодействующие трубчатые (ВЕТ) системы:

Система ВЕТ - аналог системы ГЕТ, усиленный вертикальными трубами. Вертикальные трубы размещены в необходимых расчетных точках и соединены с конденсаторным блоком.

Особенность систем ВЕТ и ГЕТ - возможность осуществлять глубинное замораживание грунтов в самых недоступных местах или тех местах, где размещение надземных элементов нежелательно/невозможно. Все охлаждающие элементы расположены ниже поверхности грунта.

Системы ВЕТ и ГЕТ предназначены для эффективного поддержания заданного температурного режима вечномерзлых грунтов под фундаментами различных сооружений: резервуаров до 100 000 м3, автомобильных и железных дорог, зданий шириной до 120 м.

Индивидуальные термостабилизаторы грунтов:

Индивидуальный термостабилизатор выполнен как герметичная неразъемная сварная конструкция полной заводской готовности, заправленная хладагентом, с подземной испарительной частью и надземной конденсаторной.

Термостабилизатор устанавливается вертикально либо наклонно под углом до 45 градусов к вертикали, в непосредственной близости от нижнего конца свай в основаниях. Испарительная часть термостабилизатора находится в грунте и имеет защитное цинковое покрытие.

Предназначены для охлаждения талых и пластичномерзлых грунтов под зданиями с проветриваемым подпольем и без него, под эстакадами трубопроводов и для других сооружений с целью повышения их несущей способности. Применяются также для предупреждения выпучивания свай.

Общая длина индивидуального термостабилизатора 6-21 м, глубина подземной части – до 20 м, высота надземной конденсаторной части с алюминиевым оребрением - до 3 м.

Глубинные сезоннодействующие охлаждающие устройства:

Глубинное сезоннодействующее охлаждающее устройство (СОУ) – это герметичная неразъемная сварная конструкция, заправленная хладагентом.

В качестве хладагента для глубинных СОУ используется углекислота. Она заполняет всю промораживаемую высоту СОУ. Интенсивная циркуляция обеспечивается применением специальных внутренних устройств.

Глубина подземной части, в зависимости от объекта замораживания, может достигать 100 м. Высота надземной конденсаторной части - до 5 м.

Глубинные СОУ предназначены для замораживания и температурной стабилизации грунтов плотин, устьев скважин с целью обеспечения их эксплуатационной надежности, автомобильных дорог, замораживания локальных талых зон.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com, http://www.npo-fsa.ru. Видео https://www.youtube.com/channel/UCc1o05Hz9mZQJ-VFl6YleIg. Фото и видео предоставлено ООО НПО «Фундаментстройаркос», http://www.npo-fsa.ru.

установка термостабилизаторов грунтов у тепловых камер теплосети
термостабилизаторы грунтов в условиях вечной мерзлоты монтаж цена купить тсг схема производство паяльника соу тк32 принцип работы пвх своими руками производство последние патенты

Коэффициент востребованности 1 546

Сезонно-действующие охлаждающие устройства (СОУ) предназначены для поддержания грунта в мерзлом состоянии, что обеспечивает устойчивость зданий, сооружений на сваях, а также сохраняет замерзший грунт вокруг опор ЛЭП и трубопроводов, вдоль насыпей железнодорожных путей и автомобильных магистралей. В основе технологии сезонно-действующих охлаждающих устройств лежит устройство передачи тепла (термосифон), которое в зимний период извлекает тепло из почвы и передает его в окружающую среду. Важной особенностью этой технологии является то, что она естественно-действующая, т.е. не нуждается во внешних источниках энергии.

Принцип работы всех видов сезонно-действующих охлаждающих устройств одинаков. Каждый из них состоит из герметичной трубы, в которой находится теплоноситель - хладагент: углекислота, аммиак и др. Труба состоит из двух секций. Одна секция размещается в земле и называется испарителем. Вторая, радиаторная секция трубы, расположена на поверхности. Когда температура окружающей среды опускается ниже температуры земли, где залегает испаритель, пары хладагента начинают конденсироваться в радиаторной секции. В результате снижается давление и хладагент в испарительной части начинает вскипать и испаряться. Этот процесс сопровождается переносом тепла из испарительной части в радиаторную.

Теплопередача с использованием термосифона

В настоящее время существует несколько типов конструкций сезонно-действующих охлаждающих устройств:

1) Термостабилизатор . Представляют собой вертикальную трубу термосифона, вокруг которой замораживается грунт.

2) . Представляет собой вертикальную сваю с интегрированным термосифоном. Термосвая может нести некоторую нагрузку, например опору нефтепровода.

3) Глубинное сезонно-действующее охлаждающее устройство . Представляет собой длинную (до 100 метров) трубу термосифона с увеличенным диаметром. Такие охлаждающие устройства применяются для температурной стабилизации грунтов на большой глубине, например для термостабилизации дамб и плотин.

4) . Этот тип охлаждающего устройства отличается от термостабилизатора тем, что установка испарительной трубы выполняется под уклоном около 5%. В этом случае существует возможность установки наклонной испарительной трубы непосредственно под зданиями, возведенными на бетонных плитах.

5) Горизонтальное охлаждающее устройство . Особенностью горизонтального сезонно-действующего охлаждающего устройства является то, что оно устанавливается полностью горизонтально на уровне подготовленного насыпного основания. В этом случае здание возводится непосредственно на непросадочном грунте, расположенном на слое изоляции и испарительных трубах. Преимуществом горизонтальных охлаждающих устройств является возможность их использования в двух конфигурациях: на плитных и свайных фундаментах.

6) Система вертикальных охлаждающих устройств . Этот тип сезонно-действующих охлаждающих устройств похож на горизонтальное охлаждающее устройство, но в отличие от него, помимо горизонтальных испарительных труб, может содержать до нескольких десятков вертикальных испарительных труб. Преимуществом этой системы является более эффективное поддержание грунта в мерзлом состоянии. Недостатком вертикальных систем охлаждающих устройств является затруднительность их ремонта и обслуживания.

Термостабилизация грунтов оснований — комплекс тепломелиоративных мероприятий, направленных на обеспечение стабильного устойчивого теплового состояния грунтов в соответствии с выбранным проектным принципом использования грунтов в качестве основания на протяжении всего периода эксплуатации объекта (СТО Газпром 2-2.1-390-2009).

При проектировании сооружений на многолетнемерзлых грунтах (ММГ) проектные организации сталкиваются со следующими проблемами:

1) Грунты находящиеся в мерзлом состоянии не обладают необходимыми несущими характеристиками (высокотемпературные мерзлые грунты), что ведет к увеличению количества свай фундамента для восприятия нагрузок от сооружения и удорожанию проекта.

2) Геологический разрез на площадке строительства представлен ММГ не сливающегося типа, что в процессе эксплуатации объекта может привести как дальнейшему их оттаиванию (осадки фундаментов), так и к промерзанию (пучение фундаментов).

3) По технологическим причинам есть ограничения для устройства проветриваемого подполья под тепловыделяющим зданием или сооружением (либо его высоты недостаточно), что без дополнительных мероприятий может привести к оттаиванию ММГ.

4) В районе распространения ММГ проектируемая площадка попадает на участок распространения талых грунтов, имеющих низкие несущие характеристики.

5) В связи с удаленностью района строительства и сложностями с доставкой буровой и сваебойной техники, Заказчик хочет сократить расходы и рассматривает вариант устройства фундаментом неглубокого заложения вместо свайного.

6) В районе широко распространены пучинистые грунты, что оказывает негативное воздействие на фундаменты сооружений и ведет к их деформации (особенно это касается малонагруженных фундаментов мачт, эстакад, небольших блок-боксов и т.д.).

7) Необходимо запроектировать грунтовую дамбу местного назначения, а грунтов обладающих требуемыми характеристиками (низкие коэффициенты фильтрации) не достаточно.

Все эти проблемы, в той или иной степени можно решить применив системы термостабилизации грунтов.

Наша компания выполняет как полный комплект проектной документации по термостабилизации грунтов (разделы: теплотехническое моделирование термостабилизационных систем с прогнозом состояния грунтов, геотехнического мониторинга), так и частичное моделирование взаимодействия сооружения и геологической среды, вариабельные расчеты термостабилизации и д.р. Пример графического приложение к проекту можно посмотреть

Пример расчета термостабилизации грунтов с помощью ВЕТ

Приборы и устройства применяемые для термостабилизации грунтового основания: сезоннодействующие охлаждающие устройства (СОУ ), круглогодичнодействующие охлаждающие устройства (КОУ ), открытые охлаждающие устройства (ООУ ), теплоизоляционные экраны, мониторинговые системы (логгеры, термокосы, реперы).

СОУ (в литературе можетвстречаться название термосифоны или одиночные термостабилизаторы)- устройства основанные на ускоренном теплообменом между грунтом и воздухом за счет фазовых превращений и циркуляции теплоносителя в замкнутом теплообменнике. СОУ состоит из конденсатора (который расположен в надземной части) и испарителя (подземная часть) иногда выделяют транзитную часть, что важно для СОУ анкерного типа. Работоспособность СОУ во многом зависит от соотношения площади испарителя к общей площади конденсатора. На данный момент СОУ повсеместно применяются во всех северных регионах России. СОУ устанавливают как в вертикальном положении, так и горизонтально. На некоторых устройствах с большой протяженностью испарительной части устанавливают насосы для ускорения процесса теплообмена.

СОУ с раздвоенной системой радиаторов, в верхней части расположен кран для дозаправки (Республика Коми, г.Воркута).

СОУ с одним радиатором, в верхней части расположен кран для дозаправки (Республика Коми, г.Воркута).

Соу с раздвоенной системой радиаторов наклонных V образной форме. Подобная форма была задумана для более эффективной работы с ветром и без ветра (Республика Коми, г.Воркута).

СОУ с горизонтальным оребрением и применением гильзы, служащей для управления процессом промораживания, а также для возможности смены термостабилизатора.

Применение одиночных СОУ с горизонтальным оребрением для замораживания части площадки (Ямало-Ненецкий АО, Юбилейном месторождении Газпром добыча Надым).

Применение СОУ с вертикальным оребрением для промораживания Ядра плотины (Республика Якутия (Саха), г. Якутск).

Модель взаимодействия горизонтальных систем термостабилизации из одиночных СОУ со зданием без проветриваемого подполья.

КОУ — термостабилизаторы круглогодичного действия подключены к холодильным машинам, включающимся в теплое время года. Такие системы применяют как правило в двух случаях. Первый — при сложных грунтовых условиях (текучие грунты и т.д.), когда необходимо проморозить (понизить температуру) грунт(а) в сжатые сроки. Второй — объекты на поверхностном фундаменте с высоким требованием к несущей способности (крупные резервуары), когда нет возможности применить теплоизоляционный экран. Реальное применение КОУ существует на Харасавейской нефтепроводной системе. Также существует легенда, что под зданием Московского государственного университета для обеспечения лучшей несущей способности юрских глин стоит схожая система.

ООУ — различные воздухонагнетательные устройства действующие, как правило, за счет естественного движения воздуха. до активного применения СОУ были основным средством для охлаждения подполья под домами. Устройство состоит из воздухозаборника различных конструкций и воздухопроводящего короба (трубы). В случае установки ООУ в подполье с оборудованное снегозащитными щитами при прохождении воздуха с улицы через узкое отверстие происходит дроссельный эффект, понижающий температуру в подполье.

Для корректного проектирования термостабилизационных систем необходимо произвести теплотехнические расчеты взаимодействия грунтов, сооружения и термостабилизационной системы на весь период эксплуатации. Проведение моделирования до достижения расчетной температуры недостаточно, ввиду возможного переохлаждение грунта и активизации морозобойного растрескивания. Наша компания имеет все разрешения на производство проектных работ по термостабилизации грунта все расчеты производятся на собственном сертифицированном программном обеспечении , созданном для производства подобных работ.

Обособленное подразделение г. Владимир ООО «НПО «Север» - это завод, оснащенный оборудованием по выпуску технических средств для термостабилизации грунтов и инженерно-геокриологического мониторинга. Этот завод - полноправный производитель термостабилизаторов. Месячное производство термостабилизаторов составляет 2000 - 2500 шт. (в зависимости от типоразмеров), плюс сопутствующая продукция. Производитель термостабилизаторов имеет техническое оснащение, которое позволяет производить весь производственный цикл без привлечения подрядных организаций. В настоящее время проводятся работы по установке автоматической линии, которая упростит производство термостабилизаторов и позволит повысить производительность выпускаемой продукции. Складские запасы сырья, материалов, комплектующих и полуфабрикатов позволяет оперативно реагировать на потребности Заказчиков и поставлять изделия в минимально возможные сроки.

Термостабилизаторы грунта изготавливаются в соответствии с ТУ 3642-001-17556598-2014, сертифицированы по системе добровольной сертификации (РОСС RU.АВ28.Н16655) и в области промышленной безопасности (С-ЭПБ.001.ТУ.00121).

Прессовое станки усилием до 100т. (Участок холодной ш