Способ возведения трубопровода, способ протаскивания трубопровода с защитной оболочкой и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к подземному строительству, в частности к способам прокладки трубопровода под естественными и искусственными препятствиями, в том числе под водными преградами. Задачей изобретения является обеспечение прокладки трубопровода как в обычных условиях, так и под искусственными и естественными препятствиями, в том числе под водными преградами, в грунтах, содержащих валуны и другие твердые включения, при гарантированном сохранении изоляции трубопровода, возможности проведения ремонтных работ или полной замены трубопровода. Способ возведения трубопровода включает сооружение шахтных стволов за пределами водной преграды в местах наибольшего скопления валунов и других твердых включений. Между шахтными стволами вначале щитовым комплексом проходят тоннель под препятствием, а затем наклонные участки тоннеля проходят из шахтных стволов до выхода на уровень закладки трубопроводов, сооружаемых траншейным способом. Места сопряжений участка под препятствием с наклонными участками тоннеля соединяют вставками. В процессе щитовой проходки тоннеля возводят металлический кожух или монолитно-прессованную обделку, внутри которого протаскивают защитную полимерную трубу и рабочий трубопровод совместно или раздельно друг от друга. Внутри полимерной трубы расстанавливают центраторы для тяговой и тягово-распределительной ветви каната, после чего протаскивают трубопровод. После протаскивания защитной полимерной трубы и трубопровода их оставляют свободно установленными друг относительно друга. Для расстановки центраторов используют вспомогательную, тягово-распределительную и тяговую лебедки, а также конусный прицепной механизм с обводным роликом. Центраторы устанавливают в траншейном лотке. Образованную из тяговой и тягово-распределительной ветвей каната петлю пропускают через направляющие отверстия (каналы) всех центраторов и присоединяют к канату вспомогательной лебедки. По мере протягивания петли вспомогательной лебедкой на тягово-распределительной ветви каната на расчетных расстояниях фиксируют центраторы и таким образом производится их расстановка по трассе тоннеля. 3 с. и 11 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области подземного строительства, в частности к способам прокладки трубопроводов под естественными и искусственными препятствиями, в том числе под водными преградами.

Известен способ сооружения тоннеля щитовым способом через водную преграду, включающий проходку горизонтального и наклонного участков тоннеля, с последующим возведением постоянной крепи (Храпов В. Г. и др. "Тоннели и метрополитены, Москва, Транспорт, 1989 г., стр.268, рис. 15.3).

В известном способе рассмотрен лишь вариант расположения тоннеля, сооруженного щитовым способом, который используется в качестве подземного перехода. Однако в известном техническом решении не ставится и не решается вопрос возможности возведения трубопровода и возведения защитной оболочки для предохранения от разрушения изоляции трубопровода, а также возможности проведения ремонтных работ или полной замены трубопровода.

Наиболее близким решением (для способа возведения трубопровода) по технической сущности и достигаемому результату является способ возведения трубопровода, включающий сооружение шахтных стволов, щитовую проходку тоннеля и установку трубопровода (Клорикьян В.Х. и Ходош В.А. Горнопроходческие щиты и комплексы, Москва, Недра, 1977 г., стр. 279-284).

В указанном техническом решении одновременно с проходкой тоннеля осуществляется возведение трубопровода. Недостатком этого способа является повреждение изоляции при прокладке изолированного трубопровода, невозможность проведения ремонтных работ или полной замены трубопровода. Кроме того, не решены вопросы рационального размещения шахтных стволов, последовательность проходки под препятствием и наклонных участков тоннеля при возведении трубопровода под водной преградой.

В предлагаемом способе возведения трубопровода решены вопросы рационального размещения шахтных стволов, последовательность проведения горизонтального и наклонных участков тоннеля, а также вопросы сохранения изоляции трубопровода и возможности проведения ремонтных работ или полной замены трубопровода посредством помещения его внутри защитной полимерной оболочки, которую размещают внутри тоннеля. Однако здесь приведена лишь принципиальная схема решения. В зависимости от сооружения трубопровода в различных условиях способ решения этого вопроса может видоизмениться. Поэтому совместно с данным способом возведения трубопровода рассмотрен способ и устройство для протаскивания трубопровода с защитной оболочкой, который является составной частью единого изобретательского замысла способа возведения трубопровода под водной преградой, в то же время способы и устройства могут применяться самостоятельно вне зависимости от указанного способа возведения шахтных стволов и щитовой проходки тоннеля, в связи с чем они выделены как отдельные изобретения в самостоятельные пункты формулы. Рассмотрим поэтому, как решаются эти вопросы в известных способах прокладки трубопроводов.

Известен способ монтажа защитной оболочки трубопровода, включающий размещение трубопровода в защитной оболочке, закрепление одного из свободных ее концов, скручивание защитной оболочки до полного облегания поверхности трубопровода и последующего закрепления другого (свободного) конца (а.с. 459634, кл. F 16 L 59/14, опублик. 1975 г.).

Данное техническое решение предназначено для защиты изоляции трубопровода посредством защитной оболочки. Однако оно обеспечивает лишь способ монтажа защитной оболочки отдельных секций трубы при их изготовлении либо при подготовке к подсоединению ее в плеть трубопровода. В то же время в этом техническом приеме не решаются вопросы предотвращения повреждения изоляции трубопровода и его защитной оболочки в процессе протягивания по трассе тоннеля, а также возможности проведения ремонтных работ или полной замены трубопровода.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату (для способа и устройства для протаскивания трубопровода с защитной оболочкой) является способ протаскивания трубопровода, включающий размещение и протаскивание трубопровода по трассе выработки посредством тягового каната. При этом устройство для реализации этого способа включает конусный наконечник на конце протаскиваемого элемента, тяговый механизм с тяговым канатом, установленный на противоположной стороне от протаскиваемого трубопровода (Кукин Ю. С. и др. Сооружение переходов трубопроводов через естественные и искусственные преграды бестраншейным способом, Москва, ВНИИОЭНГ, 1989, стр. 35-36).

Данное техническое решение позволяет осуществить протаскивание трубопровода. Это решение не обеспечивает защиту трубопровода в процессе его протаскивания и эксплуатации. Не решается вопрос возможности проведения ремонтных работ и полной замены трубопровода.

Задачей изобретения является обеспечение прокладки трубопровода как в обычных условиях, так и под естественными и искусственными препятствиями, в том числе и под водными преградами, в грунтах, содержащих твердые включения в виде валунов, галечника и др. при гарантированном сохранении изоляции трубопровода и возможности проведения ремонтных работ, а также полной замены трубопровода.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе возведения трубопровода, включающем сооружение шахтных стволов, щитовую проходку тоннеля с возведением монолитно-прессованной обделки и или возведения металлического кожуха с последующей прокладкой трубопровода, после сооружения тоннеля протаскивают защитную полимерную трубу и трубопровод, который размещен внутри защитной полимерной трубы, причем при возведении трубопровода под естественным и искусственным препятствиями шахтные стволы сооружают за пределами этого препятствия в местах наибольшего скопления твердых включений, которые определяются геологической разведкой, при этом вначале проходят участок тоннеля под препятствиями между шахтными стволами, а затем из них проходят наклонные участки тоннеля с выходом их на дневную поверхность на уровень заложения трубопровода, сооруженного в траншее, при этом участки тоннеля в местах их сопряжения соединяют посредством вставок, соответствующих диаметру пройденного тоннеля, и вначале протаскивают защитную полимерную трубу внутри пройденного тоннеля, фиксируют ее от продольного смещения, после чего протаскивают внутри нее рабочий трубопровод.

Возможен вариант, при котором защитную полимерную трубу с размещенным внутри нее трубопроводом протаскивают вместе внутри пройденного тоннеля, и трубопровод оставляют свободно размещенным внутри защитной полимерной трубы, а пространство между защитной полимерной трубой и трубопроводом заполняют специальным составом.

Способ протаскивания трубопровода включает в себя размещение трубопровода в защитной оболочке в виде полимерной трубы, которую устанавливают на всей длине внутри пройденной выработки, и протаскивание их по трассе выработки посредством тягового каната, при этом выработку проходят в виде тоннеля, по всей длине которого производят расстановку центраторов для тягового каната, при этом при совместном протаскивании трубопровода с защитной полимерной трубой расстановку центраторов возможно проводить в сооруженном тоннеле, а при раздельном протаскивании защитной полимерной трубы и трубопровода расстановку центраторов проводят в предварительной установленной защитной полимерной трубе, расстояние между центраторами выбирают из условия обеспечения гарантированного зазора между тяговым канатом и внутренними поверхностями защитной полимерной трубы или сооруженным тоннелем в виде металлического кожуха при хордовом положении тягового каната в местах сопряжения участка под препятствием и наклонных участков тоннеля, при этом половину тягового каната с барабана тягово-распределительной лебедки перематывают на барабан тяговой лебедки с образованием двух равных по длине тяговой и тягово-распределительной ветвей и петли, которую пропускают через направляющие канаты всех центраторов и подсоединяют к канату вспомогательной лебедки, установленной со стороны протаскиваемого трубопровода, и по мере протягивания их вспомогательной лебедкой на расчетных расстояниях поочередно неподвижно фиксируют центраторы на тягово-распределительной ветви.

Центраторы могут быть равномерно расстановлены по всей длине тоннеля по максимально выбранным расстояниям, при этом при продвижении трубопровода до неподвижно зафиксированного на тягово-распределительной ветви тягового каната центратора смещают в направлении протаскивания трубопровода посредством тягового распределительного каната на величины, равные расстановке центраторов, центраторы могут быть установлены на криволинейных участках тоннеля в местах сопряжения участка под препятствием и наклонных участков тоннеля, при этом при продвижении трубопровода до очередного неподвижного зафиксированного на тягово-распределительной ветви тягового каната центратора они переставляются из условия обеспечения гарантированного зазора между тяговым канатом и защитной полимерной трубой или сооруженным тоннелем металлическим кожухом при хордовом положении тягового каната, а по мере выхода центраторов на поверхность они освобождаются от тягового распределительного каната и собираются в траншейном лотке.

Устройство для протаскивания трубопровода с защитной оболочкой включает в себя конусный наконечник на конце протаскиваемого элемента, тяговый механизм с тяговым канатом, установленный на противоположной стороне от протаскиваемого трубопровода, и снабжено центраторами на тяговом распределительном канате, наконечник выполнен в виде конусного прицепного механизма с обводным блоком, а тяговый механизм содержит тягово-распределительную лебедку, тяговую лебедку, установленную с возможностью намотки на ее барабан с барабана тягово-распределительной лебедки тягового каната с образованием тяговой и тягово-распределительной ветвей, с возможностью фиксации на последней центраторов, и вспомогательную лебедку, установленную со стороны протаскиваемого трубопровода с возможностью подсоединения ее каната к петле тягового каната, образованной тяговой и тягово-распределительной ветвями тягового каната.

Заявленное техническое решение, охарактеризованное в многозвенной формуле с несколькими независимыми пунктами, удовлетворяет условию единого изобретательского замысла в соответствии с требованиями, изложенными в пп. 2., 3. и подпунктах (5) и (6) п. 19.4. "Правил" составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение.

Заявленная группа изобретений содержит изобретения, одни из которых способ и устройство протаскивания трубопровода предназначены для использования в другом (способе возведения трубопровода). При этом по назначению (возведение трубопровода) указанные признаки совпадают. В соответствии с подпунктом (6) п. 19.4. указанных "Правил" не является нарушенным условием единого изобретательского замысла, если кроме общей для изобретений характеристики технического результата формулировка одного из них дополнительно включает специфические особенности (в нашем случае в "Способе и устройстве протаскивания трубопровода" дополнительно достигается технический результат, а именно снижение или исключение износа тягового каната и исключение повреждения изоляции трубопровода и защитной полимерной оболочки при протягивании трубопровода в зависимости от варианта реализации изобретения).

Заявленное техническое решение соответствует условиям промышленной применимости, новизны и изобретательского уровня.

Так как заявленное техническое решение может быть использовано в промышленности (в подземном строительстве трубопроводов) и при осуществлении его реализуется назначение, указанное в материалах заявки, а именно прокладка трубопровода под естественными и искусственными препятствиями, в том числе под водными преградами, то заявленное техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость".

В процессе патентных исследований не найдены технические решения, полностью совпадающие с заявленным техническим решением, охарактеризованным в представленной многозвенной формуле изобретения, а также явным образом не следует из известных технических решений (уровня техники) о возможности достижения технического результата, указанного в материалах заявки, то заявленное техническое решение соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема размещения шахтных стволов, участка под препятствием и наклонных участков тоннеля при прокладке трубопровода под водной преградой; на фиг. 2 - поперечный разрез тоннеля с размещенными в нем защитной полимерной оболочкой и трубопроводом; на фиг. 3 - схема расположения центраторов в местах с критическими радиусами кривизны тоннеля, где возможно касание тяговых канатов полимерной трубы и повреждение ее при протаскивании рабочего трубопровода; на фиг. 4 - схема протаскивания защитной полимерной трубы; на фиг. 5 - схема расстановки центраторов (в плане) по трассе тоннеля в защитной полимерной трубе; на фиг. 6 - вид А на фиг. 5 на центратор.

Способ прокладки трубопровода осуществляется следующим образом. За пределами искусственного или естественного препятствия, в нашем случае водной преграды 1, сооружают шахтные стволы 2 и 3. До начала сооружения шахтных стволов 2 и 3 проводят геологическую разведку местности и определяют места наибольшего скопления валунов, галечников и других твердых включений, которые располагаются по трассе тоннеля. Для снижения трудоемкости проходки тоннеля путем предотвращения или уменьшения вероятности встречи проходческого щита с валунами и другими твердыми включениями шахтные стволы 2 и 3 сооружаются в местах наибольшего скопления валунов и галечников и других твердых включений, т.к. их извлечение при открытых работах в процессе сооружения шахт существенно проще. Тоннель содержит наклонные участки 4 и 5 и под препятствием 6, которые могут иметь как прямолинейный, так и криволинейный профили. После сооружения шахтных стволов 2 и 3 вначале между ними осуществляют щитовую проходку под препятствием участка 6. Затем из шахтных стволов 2 и 3 проходят наклонные участки тоннеля 4 и 5 с выходом на уровень закладки трубопровода, сооружаемого открытым способом в траншее.

В шахтных стволах 2 и 3 образуются наиболее критические радиусы кривизны тоннеля в местах 8 сопряжения участка под препятствием 6 с наклонными участками тоннеля 4 и 5. В связи с тем, что наклонные участки 4 и 5 могут иметь различную длину и угол наклона оси их относительно горизонта, то и критические радиусы кривизны тоннеля могут быть различными. Радиусы кривизны всех участков тоннеля выбирают из условия работы материала кожуха тоннеля и рабочего трубопровода при изгибах во время протаскивания в области упругих деформаций.

После осуществления проходки в шахтных стволах 2, 3 участки тоннеля 4, 5, 6 в местах сопряжения соединяют между собой посредством вставок из металлического кожуха 9, соответствующих (равных) диаметру пройденного тоннеля, образуя сплошной тоннель на всю длину перехода под препятствием.

Возможен вариант, когда в процессе проходки возводят не металлический кожух 9, а монолитно-прессованную обделку.

В случае возведения металлического кожуха 9 используют домкратную продавливающую установку. При возведении тоннеля из монолитно-прессованного бетона используется механизированный проходческий щитовой комплекс.

После проходки тоннеля 9 непосредственно приступают к протаскиванию трубопровода 10. Протаскивание трубопровода 10 производится либо совместно с защитной полимерной трубой 11, внутри которого размещен трубопровод 10, либо сначала протаскивается защитная полимерная труба 11, а затем уже внутри нее протаскивается трубопровод 10. В последнем случае после протаскивания защитной полимерной трубы 11 по всей длине тоннеля (выработки) ее фиксируют от продольного смещения любым известным способом относительно металлического кожуха 9. Это могут быть ограничительные упоры, башмаки или кольцевой стопор.

После протаскивания трубопровода 10 он свободно размещается внутри защитной полимерной трубы 11 со смещением их горизонтальных осей симметрии на величину l. Защитная полимерная труба 11 также свободно установлена в металлическом кожухе 9 со смещением их горизонтальных осей симметрии на величину l₁. Пространство 12 между защитной полимерной трубой 11 и кожухом 9 тоннеля может быть заполнено специальным твердеющим составом. Свободное размещение рабочего трубопровода 10 относительно защитной полимерной трубы 11 позволяет извлечь трубопровод 10 при ремонте и замене.

Раскрытые в описании признаки, характеризующие способ возведения трубопровода, необходимы и достаточны для достижения того технического результата, который указан выше. Однако в случае возведения трубопровода в тоннелях большой длины, а также содержащих горизонтальный и наклонные участки тоннеля при протаскивании тяговым канатом защитной полимерной трубы 11 и трубопровода 10, возможен износ тягового каната при касании его с металлическим кожухом 9, а также повреждение защитной полимерной трубы 11 при протаскивании трубопровода 10 при взаимодействии тягового каната с защитной полимерной трубой 11, особенно в местах 8 сопряжения участка под препятствием 6 и наклонных 4 и 5, где образуется критический радиус кривизны тоннеля. Повреждение защитной полимерной трубы 11 возможно также и при протаскивании трубопровода 10 при наличии лишь участка под препятствием 6. Это возможно при неравномерном или резком приложении усилия к тяговому канату, которое образует волнообразное движение его. При большой амплитуде колебания тягового каната, особенно при протягивании трубопровода на большую длину, тяговый канат, взаимодействуя с защитной полимерной трубой 11, может привести к ее повреждению. Для предотвращения описанных выше недостатков предлагается способ протаскивания трубопровода при наличии защитной оболочки (полимерной трубы) путем расстановки центраторов для тягового каната по длине выработки (тоннеля) и устройство для его осуществления. В связи с тем, что такой способ протаскивания трубопровода позволяет наиболее рационально обеспечить возведение трубопровода, особенно в тоннелях, содержащих участки под препятствием и наклонные участки, то эти два способа объединены, так как образуют единый изобретательский замысел. Однако способ и устройство протаскивания трубопровода с защитной оболочкой возможно использовать и как самостоятельное техническое решение.

Протаскивание трубопровода 10 с использованием центраторов 13 для тягового 14 каната осуществляется следующим образом. В случае совместного протаскивания трубопровода 10 и защитной полимерной трубы 11 центраторы 13 расстанавливают по трассе тоннеля в кожухе 9. В случае раздельного протаскивания трубопровода 10 и защитной полимерной трубы 11 операция по расстановке центраторов производится дважды - сначала центраторы 13 расстанавливают по трассе тоннеля в кожухе 9 для протаскивания полимерной трубы 11, а после протаскивания полимерной трубы 11 центраторы 13 расстанавливают в полимерной трубе 11 для протаскивания рабочего трубопровода 10.

При раздельном протаскивании полимерной трубы 11 и рабочего трубопровода 10 канат 16 вспомогательной лебедки 17 прокладывают внутри полимерной трубы 11 заранее. Тем самым в дальнейшем устраняются трудности, связанные с протягиванием каната в полимерной трубе 11, особенно при малом внутреннем диаметре и большой длине. Возможно использование для предварительной закладки в полимерную трубу 11 промежуточного, обеспеченного каната или прочного шнура, с помощью которого в дальнейшем осуществляется протаскивание вспомогательного 16 каната. Для расстановки центраторов конец каната 16 вспомогательной лебедки протаскивают по тоннелю 9 или полимерной трубе 11 к выходному траншейному лотку 30, где располагают центраторы 13.

В случае использования цельного тягового 14 каната половина его с барабана тягово-распределительной 18 лебедки перематывается на барабан тяговой 19 лебедки. Образовавшаяся петля 20 с равными по длине тягово-распределительной 21 и тяговой 22 ветвями тягового 14 каната пропускается через направляющие отверстия 23 (каналы) всех центраторов 13, расположенных в траншейном лотке 30 на стороне размещения тягово-распределительной 18 и тяговой 19 лебедок с противоположной стороны от протаскиваемого трубопровода 10. Затем к петле 20 присоединяется канат 16 вспомогательной 17 лебедки, которая установлена со стороны протаскиваемого трубопровода 10 (полимерной трубы 11). В случае использования тягового 14 каната, состоящего из отдельных тягово-распределительной 21 ветви и тяговой 22 ветви, концы обеих ветвей пропускают через направляющие отверстия 23 (каналы) всех центраторов, соединяют между собою и фиксируют на головном - ближнем к тоннелю центраторе 13. При этом петля 20, равная по длине расчетному положению головного центратора, образуется непосредственно из тяговой 22 ветви каната. Затем к петле 20 присоединяется канат 16 вспомогательной 17 лебедки, которая установлена со стороны протаскиваемого трубопровода 10 (полимерной трубы 11).

По мере протягивания лебедкой 17 петли 20 по трассе тоннеля одновременно производят роспуск тягово-распределительной 21 и тяговой 22 ветвей тягового каната соответственно с барабанов тягово-распределительной 18 и тяговой 19 лебедок. В процессе этого на тягово-распределительной 21 ветви тягового каната фиксируются центраторы 13, например, путем зажима винтами тягово-распределительной 21 ветви в направляющих отверстиях 23 центраторов 13. Центраторы 13 фиксируются поочередно на тягово-распределительной 21 ветви на расчетных расстояниях, а их расстановка по трассе тоннеля происходит в процессе протягивания ветви тягового каната 14 канатом 16 вспомогательной лебедки 17. Расстояние между центраторами 13 выбирают из условия обеспечения гарантированного зазора 24 между тяговым 14 канатом и защитной полимерной трубой 11 или металлическим кожухом 9 при хордовом 25 положении тягового каната 14 в местах 8 сопряжения участка 6 под препятствием 1 и наклонных 4 и 5 участков тоннеля, при которых предотвращается взаимодействие тягового 14 каната с защитной полимерной трубой 11 или с металлическим кожухом 9.

Центратор 13 выполнен в виде цилиндра 26 со скруглениями торцов внутрь цилиндра и ступицы 27, расположенной в центре и жестко раскрепленной относительно цилиндра 26 радиально расположенными стержнями 28. Ступица 27 выполнена с направляющим отверстием (каналом) 23 по центру центратора 13. В ступице 27 имеются резьбовые отверстия для установки фиксирующих винтов, с помощью которых через прижимную планку тягово-распределительная ветвь 21 неподвижно фиксируется относительно центратора 13. Направляющая 23 выполняется с каналами для размещения тяговой 22 и тягово-распределительной 21 ветвей.

После расстановки центраторов 13 по трассе тоннеля тягово-распределительная 21 ветвь стопорится на тягово-распределительной 18 лебедке. Петля 20 тягового 14 каната отсоединяется от каната 16 вспомогательной 17 лебедки и заводится на обводной 29 блок, установленный на конусообразном прицепном механизме 15, смонтированном на головной части протаскиваемого рабочего трубопровода 10 или полимерной трубы 11.

Включением тяговой 19 лебедки с помощью тяговой 22 ветви полимерная труба 11, или рабочий трубопровод 10, или совместно рабочий трубопровод 10 и полимерная труба 11 протаскивается до подхода своей головной частью к первому центратору 13, затем тягово-распределительная ветвь снимается с фиксации и тягово-распределительной 18 лебедкой осуществляется перестановка центраторов 13, одновременно производят роспуск тяговой 22 ветви каната.

В случае равномерной расстановки центраторов 13 по длине тоннеля все центраторы смещаются в направлении протаскивания на величину, равную расстоянию расстановки центраторов 13 при любом цикле протаскивания.

В случае же расстановки центраторов 13 лишь на криволинейных участках тоннеля в местах 8 сопряжения участка под препятствием 1 и наклонных 4, 5 участков тоннеля при подходе трубопровода 10 к первому центратору 13 происходит аналогичное предыдущему случаю перемещени центраторов. Последующие перемещения центраторов 13 во втором случае отличаются тем, что они переставляются исходя из условия хордового расположения тягового 14 каната с гарантированным зазором между ним и кожухом 9 или полимерной трубой в местах 8 сопряжения участка под препятствием 6 и наклонных 4 и 5 участков тоннеля. Это происходит следующим образом.

Центраторы 13 на криволинейном участке трассы из шахтного ствола 3 устанавливаются: первый на одной стороне участка под препятствием 1, а другой на наклонном 5 участках тоннеля. У шахтного же ствола 2 устанавливают три центратора 13 на криволинейном участке, при этом один центратор 13 располагается в наклонном 4, а два центратора 13 на участке 6 - под препятствием. После первого передвижения центраторов 13 у шахтного ствола 3 располагаются оба на участке 6 под препятствием, в то время как центраторы 13 у шахтного ствола 2 располагаются после первой их передвижки следующим образом. Два центратора 13 устанавливаются на наклонном 4 участке тоннеля, а один центратор остается на участке 6 под препятствием. При последующей передвижке центраторов 13 те центраторы, которые установлены на криволинейном участке у ствола 2, в случае если длина участка 6 под препятствием короче, выводятся в траншейный лоток 30, а центраторы 13, первоначально установленные на криволинейном участке тоннеля в месте расположения шахтного ствола 3, переставляются на криволинейный участок тоннеля в месте расположения шахтного ствола 2. По мере вывода всех центраторов 13 из работы на поверхность они освобождаются от фиксации на тягово-распределительной 21 ветви и собираются в траншейном лотке 30. По окончании протаскивания тяговый 14 канат извлекают из направляющих 23 центраторов 13; центраторы 13 поднимают из траншейного лотка 30.

Заявленное техническое решение обеспечивает прокладку трубопровода как в обычных условиях, так и под естественными и искусственными препятствиями, в том числе под водными преградами в грунтах, содержащих валуны и другие твердые включения, при гарантированном сохранении изоляции трубопровода и возможности проведения ремонтных работ, а также полной замены трубопровода. Предотвращается износ тягового каната и повреждение защитной полимерной трубы при протаскивании рабочего трубопровода.

Кроме того, такой способ возведения трубопровода под водными преградами не создает помехи судоходству.

Формула изобретения

1. Способ возведения трубопровода, включающий сооружение шахтных стволов, щитовую проходку тоннеля с возведением монолитно-прессованной обделки или возведения металлического кожуха с последующей прокладкой трубопровода, отличающийся тем, что после сооружения тоннеля протаскивают защитную полимерную трубу и трубопровод, который размещен внутри защитной полимерной трубы, причем при возведении трубопровода под естественными и искусственными препятствиями шахтные стволы сооружают за пределами этого препятствия в местах наибольшего скопления твердых включений, которые определяются геологической разведкой, при этом в начале проходят участок тоннеля под препятствием между шахтными стволами, а затем из них проходят наклонные участки тоннеля с выходом их на дневную поверхность на уровень заложения трубопровода, сооружаемого в траншеи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что участки тоннеля в местах их сопряжения соединяют посредством вставок, соответствующих диаметру пройденного тоннеля.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вначале протаскивают защитную полимерную трубу внутри пройденного тоннеля, фиксируют ее от продольного смещения, после чего протаскивают внутри нее рабочий трубопровод.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что защитную полимерную трубу с размещенным внутри нее трубопроводом протаскивают вместе внутри пройденного тоннеля.

5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что трубопровод оставляют свободно размещенным внутри защитной полимерной трубы.

6. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что пространство между защитной полимерной трубой и трубопроводом заполняют твердеющим составом.

7. Способ протаскивания трубопровода с защитной оболочкой, включающий размещение трубопровода в защитной оболочке в виде полимерной трубы, которую устанавливают на всей длине внутри пройденной выработки, и протаскивание их по трассе выработки посредством тягового каната, отличающийся тем, что выработку проходят в виде тоннеля, по всей длине которого производят расстановку центраторов для тягового каната.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при совместном протаскивании трубопровода с защитной полимерной трубой расстановку центраторов производят в сооруженном тоннеле.

9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при раздельном протаскивании защитной полимерной трубы и трубопровода расстановку центраторов производят в предварительно установленной защитной полимерной трубе.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что расстояние между центраторами выбирают из условия обеспечения гарантированного зазора между тяговым канатом и внутренними поверхностями защитной полимерной трубы или сооруженным тоннелем в виде металлического кожуха при хордовом положении тягового каната в местах сопряжения участка под препятствием и наклонных участков тоннеля.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что половину тягового каната с барабана тягово-распределительной лебедки перематывают на барабан тяговой лебедки с образованием двух равных по длине тяговой и тягово-распределительной ветвей и петли, которые пропускают через направляющие каналы всех центраторов, и подсоединяют к канату вспомогательной лебедки, установленной со стороны протаскиваемого трубопровода, и по мере протягивания их вспомогательной лебедкой на расчетных расстояниях поочередно неподвижно фиксируют центраторы на тягово-распределительной ветви.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что центраторы равномерно расстанавливают по всей длине тоннеля по максимально выбранным расстояниям, при этом при продвижении трубопровода до неподвижно зафиксированного на тягово-распределительной ветви тягового каната центратора все центраторы смещают в направлении протаскивания трубопровода посредством тягового распределительного каната на величины, равные расстояниям расстановки центраторов.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что центраторы устанавливают на криволинейных участках тоннеля в местах сопряжения участка под препятствием и наклонных участков тоннеля, при этом при продвижении трубопровода до очередного неподвижного зафиксированного на тягово-распределительной ветви тягового каната центратора они переставляются из условия обеспечения гарантированного зазора между тяговым канатом и защитной полимерной трубой или сооруженным тоннелем - металлическим кожухом при хордовом положении тягового каната, а по мере выхода центраторов на поверхность они освобождаются от тягового распределительного каната и собираются в траншейном лотке.

14. Устройство для протаскивания трубопровода с защитной оболочкой, включающее конусный наконечник на конце протаскиваемого элемента, тяговый механизм с тяговым канатом, установленный на противоположной стороне от протаскиваемого трубопровода, отличающееся тем, что оно снабжено центраторами на тяговом распределительном канате, наконечник выполнен в виде конусного прицепного механизма с обводным блоком, а тяговый механизм содержит тягово-распределительную лебедку, тяговую лебедку, установленную с возможностью намотки на ее барабан с барабана тягово-распределительной лебедки тягового каната с образованием тяговой и тягово-распределительной ветвей, с возможностью фиксации на последней центраторов, и вспомогательную лебедку, установленную со стороны протаскиваемого трубопровода с возможностью подсоединения ее каната к петле тягового каната, образованной тяговой и тягово-распределительной ветвями тягового каната.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6