Способ изоляции грунтовых вод на орошаемых землях — SU 1076533 (original) (raw)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) СПОСОБ ВЫХ ВОД НА О включающий наги держащего реаген что, с целью созда ного экрана на зад тельно понижают грунтовых вод, по ют кремневодород ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Стахановский филиал Коммунарского горно- металлургического института(56) 1, Авторское свидетельство СССР452647, кл, Е 02 Р 3/12, 15.06.71.2. Евдокимова Л, А, Опыт использования углекислого газа для отверждения растворов силиката натрия при глубинном закреплении песков. - В кн.: Материалы к И Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. М., 1968,с. 391 - 392. ИЗОЛЯЦИИ ГРУНТОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ, таяне в грунт кремнесота, отличающийся тем, ия противофильтрационанной глубине, предварио этой глубины уровень ле чего в грунт нагнетаили фторид кремния.Сущность предлагаемого способа состоит в том, что после понижения уровня грунтовых вод в грунт нагнетают реагенты, взаимодействующие с водой и образующие в грунте труднорастворимые соединения, Таким образом, образование противофильтрационного экрана возможно именно на заранее заданной глубине от поверхности земли, которая определяется кривой депрессионной воронки от понижения уровня грунтовых вод, 40В качестве реагентов, взаимодействуюших с водой, могут быть использованы кремневодороды или фторид кремния. Кремне- водороды - соединения кремния и водорода - получают путем воздействия разбавленных кислот на силицид магния либо как 45 отход производства аэросила (белой сажи) . Выделены только насыщенные кремневодо 50 55 Изобретение относится к закреплению грунтов и может быть использовано при технической мелиорации грунтов на орошае. мых землях, например, для борьбы с подъемом уровня грунтовых вод и вторичным засолением почв.Известен способ закрепления обводненных несвязных грунтов путем нагнетания в них водорастворимых закрепляющих растворов, при этом перед нагнетанием растворов массив грунта предварительно осушают 11,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ закрепления водонасыщенного песчаного грунта, в том числе и с целью создания противофильтрационного экрана для изоляции грунтовых вод, путем последовательного нагнетания в грунт водного раствора силиката натрия и углекислого газа через один и тот же инъектор 12.Недостатком известных способов является невозможность создания противофильтрационного экрана на заданной глубине.Цель изобретения - создание противофильтрационного экрана на заданной глубине.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу изоляции грунтовых вод на орошаемых землях, включающему нагнетание в грунт кремнесодержащего реагента, предварительно понижают до глубины создания противофильтрационного экрана уровень грунтовых вод, после чего в грунт нагнетают кремневодороды или фторид кремния,роды обшей формулы ЯН,+2, получены они вплоть до октосилана Я,Нщ . Первые из этого ряда - моносилан ЯН и дисилан 51 Н - при комнатной температуре находятся в газообразном состоянии, остальные - летучие жидкости. Кремневодороды окисляются на воздухе и разлагаются водой, напримерЬ 1 Нэ + 6 НаО = ЗЯО + 10 Н .Как при окислении,так и при разложении водой кремневодородов образуется большое количество ЯО в виде мелких дисперсий. 5 10 15 20 25 30 Двуокись кремния, накапливаясь в грунте, практически полностью кольматирует его поры, образуя тем самым водонепроницаемый экран. Таким же образом действует и фторид кремния, который вступает в реакцию с водой и растворенными в ней солями кальция, магния и натрия, образуя трудно- растворимые соединения - фторсиликат натрия, силикаты кальция и магния. В связи с тем, что фторид кремния взаимодействует с солями, его целесообразно применять тогда, когда необходимо изолировать грунтовые воды повышенной минерализации.фторид кремния может быть получен из отходов химико-металлургических комбинатов, где он содержится в количестве до 15 - 20 оКремневодороды и фторид кремния вводят в грунт в любых количествах (в зависимости от необходимой мощности пласта) как в чистом виде,так и в любых соотношениях при естественной температуре окружающей среды и давления не выше 1 - 10 10 Па. При этом на одну грамм-молекулу реагента образуется 1,5 - 2 грамм-молекулы двуокиси кремния.Способ испытан в лабораторных и полевых условиях.В лабораторных условиях изучено влияние указанных реагентов на изменение пористости и проницаемости водонасыщенных песчаников. В первом случае используют смесь моносилана и дисилана в соотношении 4:1 в количестве 1 О м. Указанную смесь пропускают через колонки керна песчаника высотой 50 см в течение 1 ч.Результаты измерений открытой пористости (объемным методом) до и после эксперимента представлены в табл. 1,Как видно из данных табл. 1,обводненные образцы песчаника почти полностью лишаются пористости (при значениях ее 1 - Зоо порода практически водонепроницаема).Аналогичные лабораторные испытания проведены также с фторидом кремния. В качестве реагента используют отходы производства Калушского химико-металлургического комбината следующего состава,/О: фторид кремния 12; сил аны 4; хлоралканы 5; фторалканы 1; азот 77 и аргон 1.Результаты испытаний проницаемости керна до и после экспериментов приведены в табл.,2.Предла гаемый способ, как видно из табл. 2,снижает проницаемость породы при нагнетании в нее фторида кремния в 10 - 20 раз, а для случая с высокой минерализацией грунтовой воды проницаемость практически отсутствует.Способ испытан также в полевых условиях в скважине.Глубина скважины 5,2 м, Грунтовые воды вскрыты на глубине 1,3 м, Весь разрез,3 НИИПИ Заказ 688/27 Тираж 644 Подписноеилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 скважины сложен средне- и мелкозернистыми песками. После водопонижения до уровня,4,8 м в скважину закачивают 15 мз смеси моно- и дисилана в отношении 4:1. Затем на расстоянии 3 и 5 м от нагнетальной скважины проходят шурфы 1 и 2, в которых определяют мощность противофильтрационного экрана, пористость и водопроницаемость слагающих его пород.Результаты этих испытаний представлены в табл. 3.Из табл. 3 видно, что на расстоянии 7 м от скважины создан противофильтрационный экран мощностью 0,3 - 0,7 м, практически лишенный пористости, а вблизи нагнеатательной скважины практически водонепроницаемый. При этом этот экран строго тяготеет к пониженному уровню грунтовых вод. Таким образом, при оптимальном выборе расстояний между нагнетательными скважинами предлагаемый способ позволяет создавать в грунте противофильтрационный экран на заранее заданной глубине 10 от дневной поверхности, изолирующий грунтовые воды и препятствующий их подъему выше критического уровня, что, в свою очередь, снижает вероятность вторичного засоления почв на орошаемых землях,Таблица 1