Способ бестраншейной прокладки футляров под автомобильными и железными дорогами при строительстве магистральных трубопроводов

 

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении трубопроводов под препятствиями. Подготавливают рабочий и приемный котлованы с тщательным выравниванием дна рабочего котлована. Укладывают на него направляющую раму, а на нее - футляр с коническим наконечником большего диаметра, чем трубопровод. Первой вдавливают в грунт трубу, диаметр которой в 10-30 раз меньше диаметра футляра, а процесс прокола грунта ведут с привариванием новой трубы до выхода конца первой трубы в приемный котлован. Заполняют образовавшую прокол трубу взрывчатым веществом (ВВ) и на внешнюю часть дороги укладывают металлические экраны по месту установки футляра. Пригружают в случае необходимости металлические экраны и подрывают удлиненный заряд ВВ, а футляр вдавливают в образовавшийся канал. Изобретение повышает качество скважины для футляра и дает возможность изготовления скважин любого диаметра.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к прокладке трубопроводов под автомобильными и железными дорогами.

Известен способ прокладки трубопроводов в грунте (патент РФ 2070302, БИ 234, 1989 г.), который может быть использован при укладке труб под шоссейными дорогами методом последовательного проталкивания труб в грунт: продавливают под препятствием из рабочего котлована в приемный котлован трубы с последовательным их наращиванием.

Недостатком способа является трудоемкость его исполнения.

Прокладка магистральных трубопроводов под автомобильными и железными дорогами, как правило, выполняется с исключением открытых земляных работ. При этом все трубопроводы, проходящие через дороги, покрываются футлярами. Известен способ прокладки футляров трубопроводов под автомобильными и железными дорогами установками горизонтального бурения типа УГБ в грунтах 1 и 111 группы [1]. Установка горизонтального бурения УГБ обеспечивает прокладку футляров диаметром от 425 до 1020 мм.

Данный способ прокладки футляров трубопроводов имеет серьезные недостатки. Установка горизонтального бурения имеет высокую стоимость и ограниченный выпуск отечественной промышленностью. Затраты на ее приобретение не окупаются из-за ограниченного времени ее эксплуатации. Помимо этого, она не может использоваться при необходимости прокладки футляра диаметром более 1020 мм. Наиболее близким к предлагаемому результату (последовательности выполнения операций) является способ прокладки футляра для трубопроводов методом прокола. (Технологические карты основных строительно-монтажных работ по сооружению газопроводов в сельской местности "ГИПРОНИИГАЗ", г. Саратов, 1992 г.). Он выполняется с помощью гидравлических домкратов в глинистых, песчаных грунтах, суглинках и супесях. Диаметр прокладываемых футляров от 200 до 400 мм. Длина прокола до 50 м.

Для выполнения способа по прокладке футляра готовятся рабочий и приемные котлованы. Дно рабочего котлована тщательно выравнивают. Затем направляющую раму укладывают автокраном или трубоукладчиком в футляр. На передний конец футляра приваривают конический наконечник или расширитель. Трубу с наконечником с помощью домкратов вдавливают в грунт на длину штока домкрата. Затем в образовавшийся канал вставляют нажимной патрубок и вновь приводят в действие домкрат с помощью насоса высокого давления. После приведения домкрата в начальное положение вставляется нажимной патрубок удвоенной длины и т.д. Операции выполняются до тех пор, пока заостренный наконечник с футляром не выйдет в приемный приямок. Стандартная длина трубы составляет 10-11 м. Поэтому при образовании канала указанной длины укладывают целую трубу, центрируют ее с первоначальной. Производят сварку и так производят операции до полного прокола дороги.

Описанный способ бестраншейной прокладки дороги имеет следующие недостатки. Чем больше диаметр футляра, тем он более трудоемок. Периодически приходится извлекать трубы для очистки их от грунта, вдавливаемого в конический наконечник футляра.

Учитывая, что диаметр (до 400 мм) футляра имеет большую площадь, приходится выбирать другое место прокола при встрече с твердыми прослойками грунта. Если возникает необходимость проложить под дорогой футляр для трубопровода диаметром 400 мм и более, описанный способ неприемлем. Оба приведенных способа бестраншейной прокладки трубопроводов требует больших финансовых расходов и неприемлемы для прокладки их диаметром 1020 мм.

Технический результат - значительное ускорение и удешевление работ, простота реализации способа, повышение качества канала для укладки футляра, возможность изготовления их любых диаметров. Технический результат достигается тем, что в способе бестраншейной прокладки футляров под автомобильными и железными дорогами при строительстве магистральных трубопроводов, заключающихся в подготовке рабочего и приемного котлованов, тщательном выравнивании дна рабочего котлована, укладке на его дно направляющей рамы, укладку на последнюю футляра с коническими наконечником большего диаметра, чем трубопровод и вдавливании футляра домкратом, первой вдавливают в грунт трубу, диаметр которой в 10-30 раз меньше диаметра футляра, а процесс прокола грунта ведут привариванием новой трубы до выхода конца первой трубы в приемный, после чего заполняют образовавшую прокол трубу взрывчатым веществом (ВВ), на внешнюю часть дороги укладывают металлические экраны по месту установки футляра, пригружают их в случае необходимости и подрывают удлиненный заряд ВВ, а футляр вдавливают в образовавшийся канал.

В эксперименте использовалась 76 мм труба для прокладки футляра - ⊘ 325 мм. Были подготовлены рабочий и приемочный котлованы. Рабочий котлован имел длину, большую на 3 м, чем длина трубы футляра: глубина прокладки футляра определяется проектом и во всех случаях не должна быть менее 2500 мм от подошвы рельса или дорожного покрытия до верха футляра [Технологические карты основных строительно-монтажных работ по сооружению газопроводов в сельской местности, Саратовский институт "ГИПРОНИИГАЗ" ГП "Росстрой газификация", 1993, стр. 42]. Дно котлована тщательно выравнивалось. На дно котлована укладывалась направляющая рама. Правильность установки направляющей рамы обеспечивало сохранность направления и глубины прокола. На первую трубу диаметром 76 мм и толщиной стенки 6-8 мм приваривался конический наконечник. Затем с помощью домкратов или бульдозера труба полностью вдавливалась в грунт и к ней приваривали новую, и процесс прокола канала под дорогой продолжался. Процесс циклов по проколу повторялся до тех пор, пока конец первой трубы не вышел в приемный котлован. Затем в ⊘ 76 мм трубу, образовавшую прокол, протягивался шнуровой заряд ШКЗ-4 с навеской чистого вещества 300+/-10 г на 1 м. Для образования уплотненного грунта под патрон ⊘ 325 мм в 76 мм трубу протаскивались 2 отрезка шнурового кумулятивного заряда. При этом вес взрывчатого вещества на 1 м составлял 600+/-20 г. При заполнении трубы взрывчатым веществом отрезки материала прижимались и стягивались липкой лентой до образования жгутов правильной формы. Затем жгутом взрывчатого вещества заполнялось все свободное сечение трубы, образовавшей прокол. При этом заряд взрывчатого вещества был вровень или короче трубы, образовавшей прокол. После снаряжения трубы взрывчатым веществом, в местах ее прохождения под дорогой, с ее внешней стороны укладывались металлические экраны по всей длине прокола, и ширина металлического экрана выбиралась с таким расчетом, чтобы его можно было пригрузить асфальтовым катком, трактором и т.д. Экраны необходимы для предотвращения возможности вспучивания асфальта из-за выходящей взрывной волны при детонации взрывчатого материала под дорогой. При наличии металлических экранов ударная волна, образованная при взрыве, отражается от них и устраняет возможное вспучивание поверхности дороги. Затем к зарядам присоединялись ЭД-24 и производился подрыв заряда под дорогой. Диаметр канала после взрыва как правило, примерно равен 15-20 диаметрам заряда [Б.А. Эпов. "Основы взрывного дела", -М., 1974, C.208]. Поскольку диаметр заряда составлял 20 мм, то образованный взрывом канал составлял 328-330 мм. Наличие трубы с оболочкой несколько усилило взрывное действие, поэтому получился плотный канал, в который по направляющим был вставлен без усилий патрон футляра ⊘ 325 мм.

Формула изобретения

Способ бестраншейной прокладки футляров под автомобильными и железными дорогами при строительстве магистральных трубопроводов, заключающийся в подготовке рабочего и приемного котлованов, тщательном выравнивании дна рабочего котлована, укладке на него направляющей рамы, укладке на последнюю футляра с коническим наконечником большего диаметра, чем трубопровод, и вдавливании футляра домкратом, отличающийся тем, что первой вдавливают в грунт трубу, диаметр которой в 10-30 раз меньше диаметра футляра, а процесс прокола грунта ведут с привариванием новой трубы до выхода конца первой трубы в приемный котлован, после чего заполняют образовавшую прокол трубу взрывчатым веществом (ВВ), на внешнюю часть дороги укладывают металлические экраны по месту установки футляра, пригружают их в случае необходимости и подрывают удлиненный заряд ВВ, а футляр вдавливают в образовавшийся канал.

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 20.03.2005        БИ: 08/2005

---