Способ бестраншейной прокладки коммуникаций в грунте
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846616/03 (22) 02.07,90 (46) 23.01.93, Бюл. ¹ 3 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) В.В. Ананьин, В.А. Григоращенко, А.Л. Исаков и Ю.Б. Рейфисов (56) Минаев В,И. Машины для строительства магистральных трубопроводов. M.: Недра, 1985, с, 259-263. Авторское свидетельство СССР ¹1326710,,кл. Е 02 F5/18,,1982, (54) СПОСОБ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ КОММУНИКАЦИЙ В ГРУНТЕ Изобретение относится к строительству и может применяться для прокладки труб под автомагистралями, ж/дорогами и под другими строительными объектами, а также в открытой местности для сохранения растительногоо покрова. В строительстве известен способ 1 бестраншейной прокладки труб с открытым передним торцом под действием динамической нагрузки, например, с помощью пневмопробойников. В данном способе труба с открытым передним торцом под действием периодически действующей ударной нагрузки внедряется в грунт и вырезает грунтовый керн. Вырезанный грунт перемещается по внутренней поверхности трубы на незначительное расстояние и под действием сил трения накапливается в трубе и уплотняется, образуя грунтовую пробку, которая препятствует дальнейшему поступлению грунта. Незначительная часть керна разрушается поддействием знакопеременной нагрузки. Но при большой скорости прокладки керн в забой. Ж 1789616 А1 (57) Использование: в строительстве. Сущность изобретения: трубу погружают в грунт открытым передним торцом под действием ударной нагрузки, а образовавшийся грунтовый керн транспортируют по внутренней полости трубы. По оси трассы прокладываемой коммуникации бурят разуплотняющие скважины, Расстояние между осями раэуплотняющих скважин не превышает К n d>p, где К = 6 — 10 — эмпирический коэффициент, учитывающий свойства грунта; и = 3, 5, 7 ... — показатель заданной скорости прокладки; d p — диаметр прокладываемой трубы, м, 1 з. и. ф-лы, 1 ил. ной части не успевает разрушаться за счет значительных сил реакции керна, которые возникают в результате высвобождения его Я от вышележащих слоев грунта, Неразрушающий керн образует монолитную грунтовую пробку, которая вместе с трубой в процес- ъ се ударного импульса начинает уплотнять грунтовый массив перед забойным торцом Q() трубы. Скорость проходки снижается. Недостатком данного способа является малая производительность процесса прой кладки. Целью данного изобретения является О повышение производительности работ, увеличение скорости прокладки при одновременном снижении энергоемкости процесса д прокладки. Данная цель достигается благодаря тому, что в способе бестраншейной прокладки труб, включающем погружение трубы в грунт открытым передним торцом, под действием ударной нагрузки, вырезание керна грунта забойным торцом трубы и его удаление, уменьшают силы сопротивления грунта, 1789616 создавая разуплотняющие грунтовые скважины. Целесообразно, чтобы увеличить дальность прокладки, диаметр скважин делать d d>p, а расстояние между осями разуплотняющих скважин не должно превышать величины, рассчитанной по формуле 1 = б» К и, где Ỡ— диаметр забиваемойтрубы, К = 6...10-эмпирический коэффициент, учитывающий свойства грунта, n = 1.;.10 — бтньсительный показатель планируемой скорости прокладки, Наиболее близкий по цели способ описан в авт. св. N 1263767. В этом способе силы лобового сопротивления движению трубы уменьшают за счет образования лидирующих скважин. Но лидирующая сква>кина не устранлет образования грунтовой пробки, которая приводит к снижению скорости прокладки и процесс прокладки идет периодически. В способе {2) трубу в грунтовый массив забивают за несколько циклов, и авторы не ставят своей целью повышение скорости прокладки. Предлагаемый способ позволяет вести прокладку непрерывно и с планируемой скоростью. На чертеже показан способ бестраншейной прокладки коммуникаций. Длл прокладки коммуникаций под существующими строительными объектами с обеих сторон будущей трассы выкапывают приямки 1, 2. В рабочем приямке 1 устанавливают станину 3, ориентируя ее по направлению прокладки. На станину 3 устанавливают трубу-кожух 4, соединенную с ударным узлом 5, например пневмопробойником, Между приямками 1 и 2 создают разуплотняющие грунтовые скважины 6, Ударнал нагрузка через торцовую поверхность забойной части труби-кожуха 4 передается на грунтовый массив 7, разрушает структурные связи и внедряется в грунт. Напряжения в грунте, от удара по торцевой поверхности, перемещаютслвдоль оси прокладываемой трассы и уплотняют грунт. В промежутке времени между ударами под действием упругих сил грунта труба-кожух 4 с керном 8 перемещается в обратном направлении. Керн 8 оказывает на трубу-кожух 4 распирающее воздействие, вызванное силами реакции от вышележащих слоев грунта. В момент очередного удара по трубе-кожуху 4 часть керна, перемещаясь по инерции от забоя, разру.шается, труба-кожух 4 внедряется в грунт, захватывая новый слой керна 8, Следовательно. при ударном движении трубы-кожуха 4 керн 8 поступает в нее слоями и нарастает. Керн 8 имеет напряженное состояние, Эти напряжения вызваны по боковой поверхности силами реакции от вышележащих слоев грунта, а в перпендикулярной плоскости напряжения возникают от сдавливания слоев керна 8 при порционном заполнении трубы-кожуха 4 грунтом. В результате в процессе прокладки из керна 8 образуется монолитная грунтовая пробка, "0 через которую ударная нагрузка на грунт передается по всей площади поперечного сечения трубы-кожуха 4. Следовательно, грунт перед трубой-кожухом 4 начинает уплотняться и скорость прокладки падает. Для 15 поддержания планируемой скорости прокладки необходимо переуплотненный грунт в зоне 9 разрушать, Для этой цели и создают разуплотняющие грунтовые скважины 6. Естественно, что скорость нарастания 20 грунтового ядра перед трубой в разных грунтах неодинаковая. Поэтому расстояние между осями разуплотняющих скважин 6 с учетом грунтовых условий не должно превышать величины, рассчитанной по формуле: I = д» г и, где d» — диаметр забиваемой трубы-кожуха 4, м; К = 6...10-эмпирический коэффициент, учитывающий свойства грунта, Его величина принимается равной 6„,8„ для глинистых грунтов(нижний предел - для 30 тяжелых глин, верхний - для легких суглинков), Для песчаных грунтов величина значения коэффициента К = 8...10, нижний предел для рыхлых грунтов, верхний предел для плотных песков; n = 1...10 — относительный показатель планируемой скорости прокладки. При n = 1 процесс прокладки проходит на максимальной скорости, которую нам может обеспечить данный пневмопробойник в конкретном грунте. При n = 10 труба-кожух 40 4 продвигается с минимальной скоростью, которую может обеспечить данный пневмопробойник. При прохождении забойным торцом 45 трубы-кожуха 4 разуплотняющей грунтовой скважины 6 и внедрении ее в грунтовый массив 7 площадь лобового контакта минимальна и скорость процесса прокладки возрастает. При подходе трубы50 кожуха 4 к следующей разуплотняющей скважине 6 в забойной части снова образуется монолитный керн 8, который снижает скорость прокладки, При входе трубы-кожуха 4 в разуплотняющую сква55 жину 6 керн 8 разрушается в двух направлениях Скорость прокладки возрастает. При выходе забойной части трубы-кожуха 4 в приемный приямок 2 процесс прокладки прекращается и из трубы-кожуха 4 удаляется рыхлый грунт. 1789616 Данный способ обеспечивает не- грунтовом массиве 7 с планируемой скоропрерывное движение трубы-кожуха 4 в стью, Составитель В.Забелин Техред M. Моргентал Корректор М.Петрова Редактор Т.Куркова Заказ 332 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения 1. Способ бестраншейной прокладки коммуникаций в грунте, согласно которому трубу погружают в грунт открытым передним торцом под действием ударной нагрузки, а образовавшийся грунтовый керн транспортируют по внутренней полости трубы, отличающийся тем,что,сцелью повышения производительности работ эа счет увеличения скорости прокладки при одновременном снижении энергоемкости процесса прокладки, по оси трассы прокладываемой коммуникации бурят разуплотняющие скважины, при этом расстояние между осями разуплотняющих скважин не превышает K n астр, где К = 6 — 10 — эмпирический коэффициент, учитывающий свойства грунта; и = 3, 5, 7 ... — показатель заданной скорости прокладки; бр-диаметр прокладываемой трубы, м. 2. Способпоп.1, отличающийся тем, что диаметр разуплотняющей скважины не превышает диаметра прокладываемой трубы, а глубина разуплотняющей скважины превышает уровень трассы прокладываемой коммуникации.
