Når en jordseksjon slås på ved hjelp av katoder, kan en varmestrøm med en spenning på 120, 220 og 380 V føres gjennom den.

Jordens elektriske ledningsevne avhenger av fuktighetsinnholdet (fig. 3, a), fuktighetens tilstand og temperatur, konsentrasjonene av salt og syreløsninger i jorda (fig. 3, b), strukturen og temperaturen til jorda. jord (fig. 3, c), etc. .

Kompleksiteten til jordstrukturen, de fysiske fenomenene som forekommer i den og endringene forbundet med kraftprosesser, kompliserer den teoretiske siden av den elektriske oppvarmingen av jorda, som fortsatt er under utvikling.

Ris. 1. Installasjon av horisontale (streng)elektroder på frossen grunn med sagflis-tilbakefylling
1 - frossen jord; 2 - horisontale (jet) elektroder med en diameter på 12-16 mm; 3 - ledninger som leverer strøm; 4 - sagflis fuktet med en saltløsning; 5 - toppisolasjon (tak, trepaneler, matter, etc.)

Ris. 2. Installasjon av vertikale (stav)elektroder i frossen grunn med sagflis-tilbakefylling
1 - vertikale elektroder; 2 - ledninger som leverer strøm; 3 - sagflis fuktet med en saltløsning, 4-topps isolasjon (tak, treplater, matter, etc.)

Tining av jord utføres ved hjelp av horisontale (forede) og vertikale (stang og dype) elektroder. Ved tining med horisontale elektroder (fig. 1) dekkes overflaten av det oppvarmede jordområdet med et 15–25 cm lag fuktet med en vandig løsning av salt (natriumklorid, kalsium, kobbersulfat, etc.) beregnet kun for å drive strøm og varm det øvre laget av frossen jord, slik at sistnevnte, selv ved en spenning på 380 V, praktisk talt ikke passerer strøm.

Med horisontale elektroder overføres varme først til jorden bare fra oppvarmingslaget av sagflis. Bare det øverste laget av jord, av ubetydelig tykkelse, ved siden av elektrodene, er inkludert i den elektriske kretsen og er en motstand der varme genereres.

Avstanden mellom elektroderadene som er inkludert i forskjellige faser er 40–50 cm ved en spenning på 220 V og 70–80 cm ved en spenning på 380 V. Bruk av horisontale elektroder er tilrådelig ved tining av frosne baser og en liten (opptil 0,5-0,7 m) frysedybde, samt i tilfeller der vertikale (stav) elektroder ikke kan brukes på grunn av den lave elektriske ledningsevnen til jorda eller umulig å drive dem i bakken.

Ved tining med vertikale stavelektroder tjener våt sagflis først som et insentiv til å varme opp det øvre laget av jorda, som, når det tiner, inngår i den elektriske kretsen, hvoretter sagflisen kun reduserer varmetapet til den tinte jorda. . I stedet for sagflis kan saltløsninger helles i spor i bakken, gjennomboret med en meisel mellom alle elektrodene til en dybde på 6 cm, tjene som et insentiv.

Når du dekker overflaten av den oppvarmede jorda med et lag med tørr sagflis, som praksis viser, gir arrangementet av slike spor gode resultater.
Bruken av vertikale elektroder er mer effektiv når dybden på den frosne jorda er mer enn 0,7 m, og også når det er umulig å sikre riktig kontakt mellom de horisontale elektrodene og jorda. I faste (leire og sandholdige jordarter med et fuktighetsinnhold på mer enn 15-20%), hamres elektrodene til en dybde på 20-25 cm, og dykkes deretter dypere når jorda tiner (ca. hver 4.-5. time).

Avstanden mellom elektrodene er tilordnet fra 40 til 70 cm, avhengig av spenningen, jordens natur og temperatur. Ved tining til en dybde på 1,5 m anbefales det å ha to sett med elektroder - korte og lange; når jorda tiner til en dybde med korte elektroder, erstattes de av lange. Jordoppvarming til en dybde på 2 m eller mer bør utføres i flere trinn, lag for lag med periodisk fjerning av tinte lag med strømmen slått av. For å spare elektrisitet og maksimere bruken av strøm, bør man bestrebe seg på at den gjennomsnittlige jordtemperaturen ved slutten av tiningen ikke overstiger +5 ° og maksimalt +20 °, og oppvarming bør utføres i seksjoner , med jevne mellomrom slå av strømmen.

Ris. 3. Endring i jordresistivitet avhengig av
a - på fuktighetsinnholdet i jord fra rød leire, b - på innholdet av NaCi i leirjord ved 30 % av fuktighetsinnholdet (i vekt), 8 - på jordtemperaturen ved et fuktighetsinnhold på 18,6 %

Jordtineanlegget består av skjermer og spotlights (4-5 stk for hvert sentralbord) for tilkobling av elektrodene til nettverket.

Ved bruk av dype elektroder utføres tining av frossen jord fra bunnen opp til dagoverflaten. For å gjøre dette, hamres elektroder laget av rundt stål med en diameter på 12-19 mm (avhengig av lengden og hardheten til jorden) i et sjakkbrettmønster gjennom hele tykkelsen av det frosne laget med 15-20 cm inn i det tinte jord. Ved begynnelsen av tiningen varmer den elektriske strømmen som går i den tinte jorda den opp og tiner den delen av det frosne laget som ligger rett ved siden av. Således varmer varmestrømmen, som gradvis øker i tykkelse fra bunn til topp, sekvensielt den frosne jorda, og nesten all varmen som frigjøres av strømmen brukes til å tine det frosne laget.
Denne metoden for avriming gir i tillegg til å redusere varmetapet en rekke andre fordeler.

Gravemaskiner kan som kjent utvikle en frossen jordskorpe opp til 25-40 cm tykk uten foreløpig løsning, noe som gjør det mulig å redusere dybden på den tinte jorda tilsvarende. Siden de øvre lagene i jorda vanligvis er de mest komplekse og energikrevende, reduserer deres utvikling i en ikke-tint tilstand energiforbruket og fremskynder arbeidet.

Bruk av høyere spenning gjør det mulig å øke avstanden mellom elektrodene. Sistnevnte ved en spenning på 220 V er tatt på 0,5 m, og ved 380 V er den allerede 0,7 m.
Den nedre enden av elektroden skjerpes, og i den øvre enden bores et gjennomgående hull med en diameter på 3-4 mm, gjennom hvilken en bar kobbertråd 25-30 cm lang føres; den ene enden av ledningen er sveiset til elektroden, og den andre kobles til strømnettet, etterfulgt av fasesekvens.

Hvis det er vanskelig å drive elektrodene, passeres foreløpig brønner med en diameter som er 1-2 mm mindre enn den aksepterte elektrodediameteren.
I følge eksperimentelle data tiner leir med et fuktighetsinnhold på 18 % ved en frysedybde på 1,5 m og en spenning på 220 V i ca. 16 timer.
Det oppvarmede området er tildelt et bærbart gjerde og multiplisert med varselsignaler med et kategorisk adgangsforbud til det.
Når du bruker en hvilken som helst metode for oppvarming av jorda, er det nødvendig å strengt følge reglene som er angitt i den spesielle "Instruksjoner for bruk av elektrisk oppvarming i konstruksjon".

Avriming med høyfrekvente strømmer. Frossen jord er permeabel for høyfrekvente strømmer, og oppvarmingen skjer på grunn av varmen som frigjøres i jorda når den plasseres og et vekslende høyfrekvent elektrisk felt.
Høyfrekvensgeneratoren består av en step-up transformator, en likeretter, generatorlamper, kondensatorer og en oscillerende krets. Den mobile enheten er montert i en tilhenger og drives av et 220-380 V nett eller fra en mobil kraftstasjon.
Denne metoden er mulig med en liten mengde arbeid, utvikling av skyttergraver, og spesielt under beredskapsarbeid, når fristen for implementeringen er en avgjørende faktor.

Hovedformålet med å varme opp betong er å overholde de riktige forholdene for fjerning av fuktighet under arbeid om vinteren eller i begrensede perioder. Prinsippet for driften av teknologien er å opprettholde en forhøyet temperatur inne i eller rundt tykkelsen på løsningen (innenfor 50-60 ° C), implementeringsmetoder avhenger av typen og størrelsen på strukturer, styrken til blandingen, budsjett og miljøforhold. For å oppnå ønsket effekt, må oppvarming være jevn og økonomisk forsvarlig, de beste resultatene observeres når de kombineres.

Oversikt over oppvarmingsmetoder

1. Elektroder.

En enkel og pålitelig metode for elektrisk oppvarming, som består i å plassere armering eller ståltråd 0,8-1 cm tykk i en våt løsning, og danner en enkelt leder med den. Varme frigjøres jevnt, slagsonen når halve avstanden fra en elektrode til en annen. Det anbefalte intervallet mellom dem varierer fra 0,6 til 1 m. For å starte kretsen er endene koblet til en strømforsyning med en lav spenning på 60 til 127 V, overskridelse av dette området er kun mulig ved betonging av uarmerte systemer.

Anvendelsesomfanget inkluderer strukturer med hvilket som helst volum, men maksimal effekt oppnås ved å varme opp vegger og søyler. Strømforbruket i dette tilfellet er betydelig - 1 elektrode krever minst 45 A, antall stenger koblet til nedtrappingstransformatoren er begrenset. Når løsningen tørker, øker den påførte spenningen og kostnadene. Ved helling av armerte betongprodukter krever teknologien for oppvarming med elektroder koordinering med spesialister (et prosjekt er utarbeidet for deres plassering, unntatt kontakt med metallrammen). På slutten av prosessen forblir stengene inne, gjenutnyttelse er utelukket.

2. Bokmerke ledninger.

Essensen av metoden ligger i plasseringen i tykkelsen av løsningen av en elektrisk ledning (i motsetning til elektrodene - isolert), oppvarmet ved passasje av strøm og jevnt avgir varme. En av følgende typer brukes som arbeidselementer:

• PNSV - stålkabel isolert med polyvinylklorid.
• Selvregulerende seksjonsvarianter: KDBS eller VET.

Bruken av ledninger regnes som den mest effektive når det er nødvendig å fylle gulv eller fundamenter om vinteren, de konverterer elektrisk energi til termisk energi med praktisk talt ingen tap og sikrer jevn fordeling.

PNSV er billigere, om nødvendig legges den over hele området av strukturen (lengden er bare begrenset av kraften til nedtrappingstransformatoren), et tverrsnitt fra 1,2 til 3 mm er egnet for disse formålene. De varmeteknologiske funksjonene inkluderer behovet for å bruke installasjonsledninger med en aluminiumskjerne i åpne områder. APV-kabel har passende egenskaper. PNSV 1.2-skjemaet utelukker overlapping, det anbefalte trinnet mellom tilstøtende ringer og linjer er 15 cm.

Selvregulerende seksjoner (KDBS eller VET) er effektive for oppvarming om vinteren uten mulighet for å bruke en transformator eller levere 380 V. Isolasjonen deres er bedre enn PNSV, men de er dyrere. Trådleggingsskjemaet er generelt likt det forrige, men lengden er begrenset, den er valgt under hensyntagen til dimensjonene til strukturen, den kan ikke kuttes. Med tillegg av en strømstyringsenhet utføres oppvarmingen jevnere og mer økonomisk. Generelt anses begge alternativene for å være effektive ved betong om vinteren, ulempene inkluderer bare kompleksiteten ved legging og umuligheten av gjenbruk.

3. Varmepistoler.

Essensen av teknologien er å øke lufttemperaturen ved hjelp av elektriske, gass, diesel og andre varmeovner. De behandlede elementene er dekket fra kulden med en presenning, etableringen av et slikt telt lar deg nå forhold inne fra +35 til 70 ° C. Oppvarming utføres av en ekstern kilde, som enkelt overføres til et annet sted uten behov for ledninger eller spesialutstyr. På grunn av vanskeligheten med å lukke store gjenstander og bare påvirke de ytre lagene, brukes denne metoden oftere med små volumer av betong eller med et kraftig fall i temperatur. Energiforbruk sammenlignet med elektroder eller PNSV er akseptabelt, når dieselpistoler brukes, er oppvarming mulig ved objekter uten strømforsyning.

4. Termomater.

Prinsippet for driften av denne teknologien er basert på belegget av en fersk hellet løsning med polyetylen og infrarøde filmark i et fuktbestandig skall. Termomater er koblet til et vanlig nettverk, mengden energiforbruk varierer mellom 400-800 W / m2, når grensen er nådd ved +55 ° C, slår de seg av, noe som reduserer kostnadene for elektrisk oppvarming av betong. Den maksimale effekten av applikasjonen oppnås om vinteren, også når den kombineres med kjemiske tilsetningsstoffer.

Risikoen for fuktfrysing inne i betongproduktene er eliminert etter 12 timer, prosessen er helt autonom. I motsetning til PNSV-tråder er termomater i kontakt med friluft og fuktighet uten problemer; i tillegg til betongkonstruksjoner, brukes de med hell til å varme opp jorda.

Med riktig forsiktighet (ingen overlapping, bøying strengt langs de tildelte linjene, beskyttelse med polyetylen), tåler IR-filmer minst 1 års aktiv drift. Men med alle fordelene er teknologien dårlig egnet for oppvarming av massive monolitter, effekten av mattene er lokal.

5. Varmeforskaling.

Driftsprinsippet ligner det forrige: en infrarød film eller asbestisolerte ledninger er plassert mellom to ark med fuktbestandig kryssfiner, som genererer varme når de er koblet til nettverket. Denne metoden gir oppvarming om vinteren til en dybde på 60 mm, på grunn av lokal handling elimineres risikoen for sprekkdannelse eller overbelastning. I analogi med matter har disse varmeelementene termisk beskyttelse (bimetalliske sensorer med auto-retur). Anvendelsesomfanget inkluderer strukturer med hvilken som helst helling, de beste resultatene observeres når man heller monolittiske gjenstander, inkludert de med begrenset byggetid, men en enkel teknologi kan ikke kalles. Ved betonging av fundamentet helles en mørtel med en temperatur på minst +15 ° C i oppvarmingsforskalingen, jorda må forvarmes.

6. Induksjonsmetode.

Driftsprinsippet er basert på dannelsen av termisk energi under påvirkning av virvelstrømmer, metoden er godt egnet for søyler, bjelker, støtter og andre langstrakte elementer. Induksjonsviklingen plasseres på toppen av metallforskalingen og skaper et elektromagnetisk felt, som igjen påvirker rammens armeringsjern. Oppvarming av betong utføres jevnt og effektivt med et gjennomsnittlig energiforbruk. Også egnet for prepreparering av forskalingsplater om vinteren.

7. Damping.

En industriell versjon, implementeringen av denne metoden krever en dobbeltvegget forskaling, som ikke bare tåler massen av løsningen, men også bringer varm damp til overflaten. Behandlingskvaliteten er mer enn høy, i motsetning til andre metoder, gir damping de best egnede forholdene for sementhydrering, nemlig et fuktig varmt miljø. Men på grunn av kompleksiteten brukes denne teknikken sjelden.

Sammenligning av fordeler og begrensninger ved varmeteknologi

Vei	Optimalt omfang	Fordeler	Ulemper, begrensninger
elektroder	Påstøping av vertikale strukturer	Rask installasjon og oppvarming, det er nok å plassere elektroden i betong og koble den til en vekselstrømkilde	Betydelige energikostnader - fra 1000 kW per 3-5 m3
PNSV	Fundamenter og gulv ved utstøping om vinteren	Høy effektivitet, ensartethet. Oppvarming med ledning gjør at du kan nå 70 % styrke på få dager	Behov for nedtrappingstransformator og kaldledning
VET eller KDBS		Det samme, pluss arbeid fra et enkelt nettverk	Den høye kostnaden for kabelen, begrensningen i lengden på seksjonene
Termiske radiatorer	Design med liten tykkelse	Evne til å kontrollere temperatur, bruk i kaldt vær, minimum kabling, relativt lavt energiforbruk	Påvirkningen utføres lokalt, oppvarming av høy kvalitet skjer kun i de ytre lagene
Termomater	Jord før du heller løsningen, overlappende	Multibruk, muligheten til å kontrollere temperaturen på sveipet, oppnåelse av 30% merkevarestyrke i løpet av dagen	De høye kostnadene for matter, tilstedeværelsen av forfalskninger
oppvarming forskaling	Raske monteringsobjekter (kombinasjon med skyveforskalingsteknologi)	Sikre jevn oppvarming, muligheten for høykvalitets monolittiske skjøter	Typiske dimensjoner, høy pris, gjennomsnittlig effektivitet
induksjonsvikling	Søyler, tverrstenger, bjelker, støtter	Ensartethet	Ikke egnet for gulv og monolitter
Dampende	Industrielle byggeobjekter	God oppvarmingskvalitet	Kompleksitet, kostnad

Side 10 av 18

Utviklingen av jord forbundet med å grave en grøft under vinterforhold er komplisert av behovet for foreløpig forberedelse og oppvarming av frossen jord. Dybden av sesongmessig frysing av jorda bestemmes i henhold til dataene fra meteorologiske stasjoner.
I urbane forhold, i nærvær av et stort antall eksisterende kabellinjer og andre underjordiske verktøy, er bruk av slagverktøy (jackhammere, brekkjern, kiler, etc.) umulig på grunn av faren for mekanisk skade på eksisterende kabellinjer og annet underjordiske verktøy.
Derfor må den frosne jorda, før man starter arbeidet med å grave en grøft i området for drift av kabelledninger, forvarmes slik at jordarbeid kan utføres med spader uten bruk av slagverktøy.
Jordoppvarming kan utføres med elektriske refleksovner, elektriske horisontale og vertikale stålelektroder, elektriske trefasevarmere, gassbrennere, damp- og vannnåler, varm sand, branner, etc. Metoder for jordoppvarming, der varmenåler innføres inn i den frosne bakken ved å bore brønner eller deres driving, har ikke blitt brukt, siden denne metoden er effektiv og bruken kan forsvares økonomisk ved en gravedybde på mer enn 0,8 m, dvs. på en dybde som ikke brukes til kabelarbeid. Jordoppvarming kan også utføres med høyfrekvente strømmer, men denne metoden har ennå ikke fått praktisk anvendelse på grunn av kompleksiteten til utstyret og den lave effektiviteten til installasjonen. Uavhengig av metoden som brukes, er den oppvarmede overflaten foreløpig ryddet for snø, is og toppdekslene på basen (asfalt, betong).

Jordoppvarming med elektriske strømmer av industriell frekvens ved hjelp av stålelektroder lagt horisontalt på frossen mark, er å lage en elektrisk strømkrets, hvor den frosne jorda brukes som motstand.
Horisontale elektroder laget av stripe-, vinkel- og eventuelle andre stålprofiler 2,5-3 m lange legges horisontalt på frossen grunn. Avstanden mellom radene med elektrodene som inngår i motsatte faser skal være 400 - 500 mm ved en spenning på 220 V og 700-800 mm ved en spenning på 380 V. På grunn av det faktum at frossen jord leder elektrisitet dårlig, er jordoverflaten dekket med et lag sagflis dynket i en vandig løsning salt 150-200 mm tykt. I den første perioden med å slå på elektrodene, overføres hovedvarmen til jorda fra sagflis, hvor det under påvirkning av en elektrisk strøm oppstår intens oppvarming. Når jorda varmes opp, øker dens ledningsevne og den elektriske strømmen som går gjennom jorda, øker intensiteten av jordoppvarming.
For å redusere varmetapet fra spredning komprimeres et lag med sagflis og dekkes med treskjold, matter, takpapir, etc.
Forbruket av elektrisk energi til oppvarming av jord ved hjelp av stålelektroder bestemmes i stor grad av jordfuktighet og varierer fra 42 til 60 kWh per 1 m 3 frossen jord med en oppvarmingsvarighet på 24 til 30 timer.
Arbeid med avriming av jord med elektrisk strøm må utføres under tilsyn av kvalifisert personell som er ansvarlig for å observere oppvarmingsregimet, sikre arbeidets sikkerhet og utstyrets brukbarhet. Disse kravene og kompleksiteten i implementeringen begrenser selvfølgelig bruken av denne metoden. Den beste og sikrere metoden er å påføre spenninger opp til 12 V.

Ris. 15. Utformingen av trefasevarmere for oppvarming av jorda

a - varmeapparat; b - byttekrets; 1 - stålstang med en diameter på 19 mm, 2 - stålrør med en diameter på 25 mm, 3 - stålbøssing med en diameter på 19-25 mm, 4 - kobberkontakter med et tverrsnitt på 200 mm 2, 5 - stållist 30X6 mm 2.

Elektriske trefasevarmere tillate oppvarming av jorda med en spenning på 10 V. Varmeelementet består av tre stålstenger, hver stang settes inn i to stålrør, hvis totale lengde er 30 mm mindre enn lengden på stangen; endene av stangen er sveiset til endene av disse rørene.
Rommet mellom stangen og innsiden av hvert rør er dekket med kvartssand og fylt med flytende glass for tetting (fig. 15) - Endene av de tre rørene som ligger i A-L-planet er forbundet med en stålstrimmel sveiset til dem, og danner et nøytralt punkt på varmestjernen. De tre endene av rørene som ligger i B-B-planet, ved hjelp av kobberklemmer festet til dem, er koblet til det elektriske nettverket gjennom en spesiell nedtrappingstransformator med en effekt på 15 kV-A. Varmeren legges direkte på bakken og dekkes med 200 mm tykk smeltet sand. For å redusere varmetapet er det oppvarmede området i tillegg dekket med glassfibermatter på toppen.
Forbruket av elektrisk energi for oppvarming av 1 m 3 jord med denne metoden er 50-55 kWh, og oppvarmingstiden er 24 timer.

Elektrisk refleksovn. Som erfaringen med å utføre reparasjonsarbeid i urbane nettverk har vist, er den mest praktiske, transportable og raske under de samme forholdene, bestemt av graden av frysing, naturen til den oppvarmede jorda og kvaliteten på belegget, oppvarmingsmetoden med elektriske refleksovner. Som varmeovn i ovnen brukes en nikrom eller fechral ledning med en diameter på 3,5 mm, viklet i en spiral på et stålrør isolert med asbest (fig. 16).
Ovnsreflektoren er laget av en aksialt bøyd parabel med avstand fra den reflekterende reflektoren til spiralen (fokus) av 60 mm aluminium, duralumin eller forkrommet stålplate 1 mm tykk. Reflektoren reflekterer den termiske energien til ovnen, og dirigerer den til området av den oppvarmede iskremjorden. For å beskytte reflektoren mot mekanisk skade, er ovnen lukket med et stålhus. Det er en luftspalte mellom huset og reflektoren, noe som reduserer varmetapet fra spredning.
Refleksovnen er koblet til det elektriske nettverket med en spenning på 380/220/127 V.
Ved oppvarming av jorda settes et sett med tre enfaserefleksovner sammen, som er koblet til en stjerne eller en trekant, i henhold til nettspenningen. Oppvarmingsarealet til en ovn er 0,4X1,5 m 2; kraften til et sett med ovner er 18 kW.


Ris. 16. Refleksovn for oppvarming av frossen jord.
1 - varmeelement, 2 - reflektor, 3 - foringsrør; 4 - kontaktterminaler
Strømforbruk for oppvarming av 1 m 3 frossen jord er ca. 50 kWh med en oppvarmingsvarighet på 6 til 10 timer.
Ved bruk av ovner er det også nødvendig å sikre trygge arbeidsforhold. Oppvarmingsstedet må være inngjerdet, terminalene for tilkobling med en ledning er lukket, og lekkasjespiralene må ikke berøre bakken.

Oppvarming av frossen jord med ild. Til dette formål brukes både flytende og gassformig brensel. Sololje brukes som flytende brensel. Forbruket er 4-5 kg ​​per 1 m 3 oppvarmet jord. Installasjonen består av bokser og dyser. Med en lengde på bokser på 20-25 m, gjør installasjonen per dag det mulig å varme opp jorda på en dybde på 0,7-0,8 m.
Oppvarmingsprosessen varer i 15-16 timer.Resten av dagen skjer tiningen av jorda på grunn av den akkumulerte varmen fra overflatelaget.
Et mer effektivt og økonomisk drivstoff for oppvarming av jorda er gassformig.
Gassbrenneren som brukes til dette formålet er et stykke stålrør med en diameter på 18 mm med en oblat kjegle. Halvkuleformede bokser er laget av stålplate med en tykkelse på 1,5-2,5 mm. For å spare (varmetap) drysses boksene med et varmeisolerende jordlag opp til 100 mm tykt. Kostnaden for å varme opp jorda med gassbrensel er i gjennomsnitt 0,2-0,3 gni / m 3.
Oppvarming av jorda med brann brukes til en liten mengde arbeid (grave groper og grøfter for innsetting). Et bål blir tent etter å ha ryddet stedet for snø og is. For større varmeeffektivitet er ilden dekket med jernplater 1,5-2 mm tykke. Etter at jorda er varmet opp til en dybde på 200-250 mm, som er satt med en spesiell stålsonde, får brannen brenne ut, hvoretter den tinte jorda velges med spader. Deretter, på bunnen av den dannede fordypningen, lages en brann igjen, og denne operasjonen gjentas til den frosne jorda er valgt til full dybde. I løpet av arbeidet med å varme opp jorda, er det nødvendig å sikre at vann fra smeltende snø og is ikke oversvømmer brannen.
I prosessen med grunnoppvarming kan de eksisterende kablene bli skadet som følge av påvirkningen fra varmeren. For forsvarlig beskyttelse av eksisterende kabler under jordoppvarming er det erfaringsmessig nødvendig at det opprettholdes et jordlag med en tykkelse på minst 200 mm mellom varmeapparatet og kabelen under hele oppvarmingsperioden.

En betydelig del av Russlands territorium ligger i områder med lange og strenge vintre. Her bygges det imidlertid hele året, og derfor må cirka 20 % av det totale volumet med jordarbeid utføres når bakken er frossen.

Frosset jord er preget av en betydelig økning i kompleksiteten i utviklingen på grunn av økt mekanisk styrke. I tillegg kompliserer den frosne jordtilstanden teknologien, begrenser bruken av visse typer jordflyttemaskiner (gravemaskiner) og jordflyttemaskiner (bulldozere, skrapere, fadere), reduserer produktiviteten til kjøretøyer og bidrar til den raske slitasje på maskindeler, spesielt deres arbeidskropper. Samtidig kan det bygges ut midlertidige utgravninger i frossen mark uten skråninger.

Avhengig av de spesifikke lokale forholdene, utføres jordutvikling under vinterforhold ved følgende metoder: 1) jordbeskyttelse mot frysing og påfølgende utvikling med konvensjonelle metoder, 2) jordutvikling i frossen tilstand med foreløpig løsning, 3) direkte utvikling av frossen jord, 4) tining av pundet og dets utvikling i tint tilstand.

Beskyttelsen av jorda mot frysing utføres ved å løsne overflatelagene, dekke overflaten med forskjellige varmeovner, impregnere pundet med saltvannsløsninger.

Jordløsning ved pløying og harving utføres på et sted beregnet for utbygging under vinterforhold. Som et resultat får det øverste laget av pundet en løs struktur med lukkede hulrom fylt med luft, som har tilstrekkelige varmeisolasjonsegenskaper. Pløying utføres med faktorploger eller ripper til en dybde på 20...35 cm, etterfulgt av harving til en dybde på 15...20 cm i én retning (eller i tverrretninger), noe som øker varmeisolasjonseffekten med 18...30%.

Jordoverflaten er dekket med varmeisolasjonsmaterialer, fortrinnsvis fra billige lokale materialer: treblader, tørr mose, torvstrø, halmmatter, slagg, kolber og sagflis, lagt i et lag på 20 ... 40 cm direkte på pundet. Overflateisolasjon av pundet brukes hovedsakelig til små utsparinger.

Løsning av frossen jord med påfølgende utvikling med jord- eller jordflytting-fansportmaskiner utføres med en mekanisk eller eksplosiv metode.

Mekanisk løsning er basert på å kutte, splitte eller flise et lag med frossen jord ved statisk eller dynamisk handling.

Statisk virkning er basert på virkningen av en kontinuerlig skjærekraft i frossen jord av en spesiell arbeidskropp - en tann. For dette brukes spesialutstyr, der den kontinuerlige skjærekraften til tannen skapes på grunn av trekkraften til traktor-traktoren. Maskiner av denne typen utfører lag-for-lag penetrering av frossen jord, og gir for hver penetrering en løsnedybde i størrelsesorden 0,3 ... 0,4 m. ° til de forrige. Ripperkapasitet 15...20 m3/t. Som statiske rippere brukes hydrauliske gravemaskiner med en fungerende kropp - en rippertann.

Muligheten for lag-for-lag utvikling av den frosne bakken gjør statiske rippere anvendelige uavhengig av frysedybden.

Den dynamiske effekten er basert på dannelsen av sjokkbelastninger på den åpne overflaten av den frosne bakken. På denne måten blir pundet ødelagt av frittfallshammere (splittløsing) eller retningshammere (splittløsing). En frittfallshammer kan være i form av en kule eller en kile som veier opptil 5 tonn, hengt opp i et tau til en gravemaskinbom og falt fra en høyde på 5 ... 8 m. .5 ... 0,7 m ).

Som retningshammer er dieselhammere mye brukt som tilbehør til en gravemaskin eller traktor. Dieselhammere lar deg ødelegge pundet til en dybde på 1,3 m.

Eksplosjonsløsning er effektiv ved frysedybder på 0,4 ... 1,5 m eller mer og med betydelige mengder frossen grunnutvikling. Den brukes hovedsakelig i ubebygde områder, og i bebygde områder - med bruk av tilfluktsrom og eksplosjonslokalisatorer (tunge plater). Ved løsing til dybde inntil 1,5 m benyttes sprenghull- og slissemetoder, og ved større dybder borehulls- eller slissemetoder. Spor i en avstand på 0,9 ... 1,2 m fra hverandre kuttes med sporskjæremaskiner av fresetypen eller stangmaskiner. Av de tre tilstøtende slissene er en midtspor ladet, de ytre og mellomliggende slissene tjener til å kompensere for forskyvningen av den frosne bakken under eksplosjonen og redusere den seismiske effekten. Sporene er ladet med langstrakte eller konsentrerte ladninger, hvoretter de blir tilstoppet med sand. Ved sprengning knuses det frosne pundet fullstendig uten å skade veggene i gropen eller grøften.

Den direkte utviklingen av frossen jord (uten foreløpig løsning) utføres på to metoder: blokk og mekanisk.

Blokkmetoden er basert på at soliditeten til den frosne jorda brytes ved å kutte den i blokker, som deretter fjernes med gravemaskin, anleggskran eller traktor. Kutting i blokker utføres i gjensidig vinkelrette retninger. Med en grunn frysedybde (opptil 0,6 m), er det nok å gjøre kun langsgående kutt. Dybden på slissene som er kuttet i det frosne laget bør være omtrent 80 % av frysedybden, siden det svekkede laget ved grensen til de frosne og tinte sonene ikke er et hinder for å løsne blokker fra massivet. Avstanden mellom de kuttede sporene avhenger av størrelsen på gravemaskinens skuffekant (dimensjonene til blokkene skal være 10 ... 15 % mindre enn bredden på gravemaskinens skuffemunn). For forsendelse av blokker brukes gravemaskiner med skuffer med en kapasitet på 0,5 m3 eller mer, hovedsakelig utstyrt med en traktorgraver, siden det er svært vanskelig å losse blokker fra skuffen med en rett spade.

Den mekaniske metoden er basert på kraft (noen ganger i kombinasjon med støt eller vibrasjon) påvirkning på det frosne bakkemassivet. Den implementeres ved bruk av både konvensjonelle jord- og jordflyttemaskiner, og maskiner utstyrt med spesielle arbeidskropper.

Konvensjonelle maskiner brukes på en grunn frysedybde på et pund: rette gravemaskiner og gravemaskiner med en skuffe med en kapasitet på opptil 0,65 m3 - 0,25 m, det samme, med en skuffe med en kapasitet på opptil 1,6 m3 - 0,4 m, trekklinegravere - opptil 0,15 m, bulldosere og skrapere - 0,05 ... 0,1 m.

For å utvide bruksområdet for gravemaskiner med én skuffe om vinteren, har man begynt å bruke spesialutstyr: skuffer med vibroslagte aktive tenner og skuffer med gripetang. På grunn av den for store skjærekraften kan slike gravemaskiner med én skuffe utvikle en rekke frossen mark i lag, og kombinere prosessene med å løsne og grave til en enkelt.

Lag-for-lag utvikling av jorda utføres av en spesialisert jordflytting og fresemaskin som fjerner "spon" opp til 0,3 m tykk og 2,6 m bred Bevegelsen av den utviklede frosne jorda utføres av bulldoserutstyr inkludert i maskinsettet.

Tining av frossen jord utføres ved termiske metoder, som er preget av betydelig arbeidsintensitet og energiintensitet. Derfor brukes termiske metoder bare i tilfeller der andre effektive metoder er uakseptable eller uakseptable, nemlig: nær eksisterende underjordiske verktøy og kabler, hvis det er nødvendig å tine en frossen base, under nød- og reparasjonsarbeid, under trange forhold (spesielt under forhold) av teknisk omutstyrs- og gjenoppbyggingsbedrifter).

Metoder for tining av frossen jord klassifiseres både etter retningen for varmespredning i jorda og etter type kjølevæske som brukes.

I henhold til retningen for varmespredning i jorda, kan følgende tre metoder for opptining av jord skilles.

Metoden for å tine jorda fra topp til bunn er ineffektiv, siden varmekilden er plassert i den kalde luftsonen, noe som forårsaker store varmetap. Samtidig er denne metoden ganske enkel og enkel å implementere, siden den krever minimalt forberedende arbeid.

Nedenfra-og-opp-tiningsmetoden krever minimalt energiforbruk, siden tining skjer under beskyttelse av is-jordskorpen og varmetapet praktisk talt elimineres. Den største ulempen med denne metoden er behovet for å utføre arbeidsintensive forberedende operasjoner, noe som begrenser omfanget.

Når jorda er tint i radiell retning, sprer varmen seg i pund radialt fra vertikalt installerte huggeelementer, matet i pund. Denne metoden, når det gjelder økonomiske indikatorer, inntar en mellomposisjon mellom de to tidligere beskrevne, og for implementeringen krever den også betydelig forberedende arbeid.

I henhold til typen kjølevæske skilles følgende hovedmetoder for å tine frossen jord.

Brannmetoden brukes til å grave ut små grøfter om vinteren. For å gjøre dette er det økonomisk å bruke en lenkeenhet som består av et antall metallbokser i form av avkortede kjegler skåret langs lengdeaksen, hvorfra et kontinuerlig galleri er satt sammen. Den første av boksene er et forbrenningskammer der fast eller flytende brensel brennes. Eksosrøret til den siste boksen gir trekk, takket være hvilket forbrenningsproduktene passerer langs galleriet og varmer opp jorda som ligger under det. For å redusere varmetapet drysses galleriet med et lag med tint jord eller slagg. En stripe med tint jord er dekket med sagflis, og ytterligere tining i dybden fortsetter på grunn av varmen som er akkumulert i jorden.

Metoden for elektrisk oppvarming er basert på passering av strøm gjennom det oppvarmede materialet, som et resultat av at det får en positiv temperatur. De viktigste tekniske midlene er horisontale eller vertikale elektroder.

Ved tining av jorda med horisontale elektroder, legges elektroder laget av strimmel eller rund stål på jordoverflaten, hvis ender er bøyd med 15 ... 20 cm for å koble til ledningene. Overflaten av det oppvarmede området er dekket med et lag av sagflis 15–20 cm tykt, som er fuktet med en saltløsning med en konsentrasjon på 0,2–0,5 % slik at massen av løsningen ikke er mindre enn massen av sagflis. I utgangspunktet er fuktet sagflis et ledende element, siden den frosne bakken ikke er en leder. Under påvirkning av varme som genereres i sagflislaget, tiner det øverste laget av jord, som blir til en strømleder fra elektrode til elektrode. Etter det, under påvirkning av varme, begynner neste lag med jord å tine, og deretter de underliggende lagene. I fremtiden beskytter sagflislaget det oppvarmede området mot varmetap til atmosfæren, for hvilket sagflislaget er dekket med takpapir eller skjold. Denne metoden brukes når frysedybden til et pund er opptil 0,7 m, strømforbruket for oppvarming av 1 m3 jord varierer fra 150 til 300 MJ, temperaturen i sagflisen overstiger ikke 80 ... 90 ° C.

Tining av jord med vertikale elektroder utføres ved hjelp av armeringsstålstenger med spisse nedre ender. Med en frysedybde på 0,7 m blir de drevet ned i bakken i et sjakkbrettmønster til en dybde på 20 ... 25 cm, og når de øvre lagene av jorda tiner, senkes de ned til større dybde. Ved tining fra topp til bunn er det nødvendig å systematisk fjerne snø og ordne sagflisfylling fuktet med saltvann. Oppvarmingsmodusen for stavelektroder er den samme som for stripeelektroder, og under et strømbrudd bør elektrodene gradvis utdypes ettersom jorda varmes opp til 1,3 ... 1,5 m. Etter strømbrudd i 1 ... 2 dager , dybdetining fortsetter å øke på grunn av varmen akkumulert i jorda under beskyttelse av sagflislaget. Energiforbruket i denne metoden er noe lavere enn i den horisontale elektrodemetoden.

Påføring av oppvarming fra bunnen og opp, før starten av oppvarmingen, er det nødvendig å bore brønner arrangert i et sjakkbrettmønster til en dybde som overstiger tykkelsen på den frosne bakken med 15 ... 20 cm. Energiforbruket under pundskjæring fra bunn til topp reduseres betydelig, og beløper seg til 50 ... 150 MJ per 1 m3, og et lag med sagflis er ikke nødvendig.

Når stavelektrodene fordypes inn i det underliggende tinte pundet og samtidig legges en sagflisfylling impregnert med saltvann på dagflaten, skjer tining både i retning fra topp til bunn og fra bunn til topp. Samtidig er matintensiteten i forberedende arbeid mye høyere enn i de to første alternativene. Denne metoden brukes bare i unntakstilfeller, når det er nødvendig å eksfoliere pundet tine.

Damptining er basert på innløpet av damp per pund, for hvilke spesielle tekniske midler brukes - dampnåler, som er et metallrør opptil 2 m langt, 25 ... 50 mm i diameter. En spiss med hull med en diameter på 2 ... 3 mm er montert på den nedre delen av røret. Nålene er koblet til dampledningen med fleksible gummislanger med kraner. Nålene graves ned i brønner, tidligere boret til en dybde lik 70 % av tinedybden. Brønnene er lukket med beskyttelseshetter utstyrt med kjertler for å passere dampnålen. Damp tilføres under trykk på 0,06...0,07 MPa. Etter å ha installert de akkumulerte hettene, dekkes den oppvarmede overflaten med et lag med termisk isolerende materiale (for eksempel sagflis). Nålene er forskjøvet med en avstand mellom sentrene på 1 ... 1,5 m. Dampforbruket per 1 m3 av et pund er 50 ... 100 kg. Denne metoden krever omtrent 2 ganger mer varmeforbruk enn dypelektrodemetoden.