5.2. Выбор способа оттаивания грунта

При достаточном количестве электроэнергии мерзлый грунт можно оттаивать при помощи горизонтальных (накладных) или вертикальных (забивных) электродов.

Оттаивание мерзлых грунтов горизонтальными электродами целесообразно при глубине промерзания грунта до 0,8, обладающего малой электропроводностью, либо содержащего значительное количество посторонних включений, не позволяющих забить электроды.

Технологическая последовательность отогрева состоит в укладке электродов непосредственно на очищенную от снега поверхность мерзлого грунта. Электроды из арматурной стали диаметром 12-16 мм укладываются через 0,4-0,8 м один от другого. Каждый электрод подсоединяется к своей фазе (рис.5.1). После укладки электродов и выполнения коммуникационных работ поле с электродами покрывается слоем опилок (15-25 см), смоченных водным раствором соли. Это обеспечивает проводимость тока в слое опилок и создает первоначальную зону нагрева. По мере оттаивания грунта с поверхности, постепенно в зону нагрева включаются прилегающие к опилкам слои грунта. Для лучшей аккумуляции тепла в слое опилок рекомендуется сверху закрывать их пленкой или деревянным щитом.

Рис. 5.1. Схема отогрева грунта горизонтальными электродами:

1- поверхность мерзлого грунта, 2 – электроды из арматурной стали d=12-16 мм, 3 – проводка каждой фазы, 4 – опилки, смоченные раствором соли, 5 – верхнее утепление ( пленка, рубероид, щиты и т.д.)

Рис. 5.2. Схема отогрева грунта вертикальными электродами:

1 – мерзлый слой грунта, 2 – талый грунт, 3 - электроды

Отогрев вертикальными электродами более эффективен и применим при глубине мерзлого слоя более 0,7 м. При этом способе электроды погружаются через слой мерзлого грунта до талого слоя на глубину 0,2-0,3 м. Цепь электрического тока, в этом случае, замыкается в талом грунте, который нагревается и своим теплом оттаивает вышерасположенные слои (рис.5.2). Последние аналогичным образом воздействуют на верхние мерзлые участки, увеличивая постепенно зону оттаивания. Расстояние между электродами принимается от 0,4 до 0,8 м. Меньшее расстояние относится к напряжению тока 220 вольт, большее – 380 вольт.

Требуемая мощность, расход электроэнергии и длительность отогрева грунта горизонтальными электродами приведены в табл. 5.3.

Таблица 5.3 - Средние значения расхода электроэнергии ( кВт-час) и длительность оттаивания грунта (час) горизонтальными электродами

Температура мерзлого грунта, град.	Глубина оттаивания грунта(м) при прогреве через опилки с температурой 700С
	0,2		0,5		0,8
	Длитель-ность оттаивания	Расход эл. энергии на 1 м3	Длитель-ность оттаивания	Расход эл. энергии на 1 м3	Длитель-ность оттаивания	Расход эл.энер-гии на 1 м3
-2 -5 -10	3,0 4,0 5,0	10 19 24	18 26 31	33 45 61	46 66 80	58 80 107

Этот способ более экономичен, так как снижаются потери тепла с поверхности в атмосферу. Кроме этого, прогрев грунта можно прекратить, не доводя зону оттаивания грунта на 20 см до дневной поверхности. Этот мерзлый слой может оттаять за счет аккумулированного тепла. Кроме того, существующие экскаваторы при емкости ковша 0,5 м³ и более способны разрабатывать мерзлую корку толщиной до 40 см.

Средние значения потребляемой мощности, расход электроэнергии и время оттаивания приведены в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Средние значения потребной мощности (кВт), расход энергии (кВт-ч) и длительность оттаивания (час) грунта вертикальными электродами на 1 м³ суглинков влажностью 18 – 20 %

Температура верхнего слоя мерзлого грунта, град	Напряжение тока
	220 вольт			380 вольт
	Потреб-ная мощность	Средний расход эл. энергии кВт-ч	Длите-льностьчас	Потребная мощность	Средний расход эл. энергии кВт-ч	Длите-льностьчас
-2 -5 -10	0,8 0,7 0,4	25 29 32	12 18 30	3 2,5 1,5	19 22 28	5 7 12

Вычерчивается технологическая схема (М 1:100, 1:200) разработки котлована или траншеи с указанием последовательности работ на захватках (рис.5.3; 5.4). Для 2-х характерных процессов (например, экскавация и схема электрооттаивания) вычерчиваются разрезы. Указываются механизмы (машины), включенные в состав комплекса, приводятся их технические характеристики.