Способ бестраншейной замены подземных трубопроводов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется при ремонте подземных трубопроводов. Способ заключается в разрушении старого стального подземного трубопровода, разделении его в продольном направлении и прокладке нового трубопровода. Посредством ударной нагрузки старый трубопровод выбивают в приемный колодец. Продольное разделение трубопровода осуществляют одновременно с его выбиванием в приемный колодец, в котором осуществляют разделение его в продольном и поперечном направлении. Выбивание старого трубопровода осуществляют приложением динамической и статической нагрузок. Одновременно с выбиванием старого трубопровода осуществляют расширение грунтовой скважины. Устройство для замены стального трубопровода содержит ударный механизм, соединенный тросом с лебедкой, расширитель и разрушитель, выполненный в виде полой втулки с ножами и установленный в торце старого трубопровода, выходящего в приемный колодец. Снижает энергоемкость ремонта подземного трубопровода. 2 с и 2 з.п. ф-лы. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области строительной техники и может быть использовано для бестраншейной замены стальных трубопроводов.

Известен способ бестраншейной замены подземных коммуникаций, (патент РФ №2163321), согласно которому формирование скважины с затягиванием в нее нового трубопровода производят путем продольного расчленения старого трубопровода с последующим его раскрытием, причем расчленение старого трубопровода производят по его нижней части.

Недостатком данного способа является малая надежность, т.к. при замене стальных трубопроводов рез может быть не прямолинейным, а по спирали и не ровный, а рваный. Это может привести к нарушению поверхности нового трубопровода, что крайне нежелательно, т.к. водопроводные трубопроводы находятся под давлением.

Известен способ бестраншейной замены трубопроводов по европейскому патенту №0379707 В1, согласно которому разрушение старого трубопровода производят в грунте, его разрезают вдоль, затем посредством расширителя вдавливают в массив и затягивают новую трубу.

Недостатком способа является высокая энергоемкость, т.к. все технологические операции осуществляются одновременно, малая надежность, т.к. части разрушенного старого трубопровода при усадке грунта могут повредить затягиваемую трубу, что приведет к порыву трубопровода при подаче в него давления. Кроме того, солевые отложения на внутренней поверхности разрушаемого и вдавливаемого в массив старого трубопровода загрязняют подземное пространство застроенных городских территорий.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности, снижение энергоемкости способа замены стальных водопроводных трубопроводов при повышении его экологичности.

Из патента РФ №2163321 известно устройство для бестраншейной замены подземных коммуникаций. Устройство представляет собой ударный узел и разрушитель, выполненный в виде заостренного и опорного ребер, установленных друг напротив друга. Старый трубопровод разрезается по нижней части, а затем раскрывается под действием ударного узла, к которому присоединен новый трубопровод.

Недостатком данного устройства является высокие требования к мощности ударного узла, которая расходуется не только на разрезание старой трубы, но и на раскрывание ее, а также возможность попадания в окружающую среду вредных отложений, накопившихся в ней в результате эксплуатации.

Устройство, известное из европейского патента №0379707 В1, состоит из ударного механизма, на котором установлен расширитель, спереди с помощью шарнирного соединения установлен разрушитель с двумя режущими элементами и он соединен тросом с лебедкой.

По сравнению с аналогом это устройство может использоваться с менее мощным ударным узлом, однако область его использования ограничена, ведь не исключается возможность загрязнения окружающей среды, т.к. оно осуществляет вдавливание разрезанного старого трубопровода в окружающий грунт. Кроме того, весьма вероятно повреждение затягиваемой трубы острыми краями старого трубопровода.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является расширение области использования и снижения энергоемкости устройства для замены стальных водопроводных трубопроводов.

Данная задача решается тем, что при бестраншейной замене стального трубопровода, включающей разрушение старого трубопровода путем разделения его в продольном направлении и прокладку нового трубопровода, старый трубопровод выбивают посредством ударной нагрузки в приемный колодец, при этом продольное разделение трубопровода осуществляют одновременно с его выбиванием в приемный колодец, в котором осуществляют разделение его в продольном и поперечном направлении. Это позволяет снизить энергозатраты, т.к. исключается разрушение, расширение и втрамбовывание старого трубопровода в массив грунта. Кроме того, удаление старого трубопровода из массива грунта улучшает экологию подземного пространства.

Целесообразно выбивание старого трубопровода осуществлять приложением динамической и статической нагрузок. Это позволит повысить надежность осуществления способа.

Целесообразно одновременно с выбиванием осуществлять расширение грунтовой скважины, это позволит затягивать новую трубу в более комфортных условиях, повысив тем самым надежность осуществления способа.

Для решения поставленной задачи в устройстве, включающем ударный механизм, соединенный тросом с лебедкой, расширитель и разрушитель, выполненный в виде полой втулки с ножами, разрушитель установлен в торце старого трубопровода, выходящего в приемный колодец. Это позволяет расширить область использования устройства, обеспечив возможность устранения контакта отложений с окружающим грунтом и снизить энергозатраты, т.к. расчленение трубопровода происходит не в массиве грунта, а в приемном колодце.

Способ и устройство иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 представлен способ замены и размещение оборудования в процессе осуществления способа;

На фиг.2 - разрез сверху по А-А.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Во входном колодце (на фиг. не представлен) устанавливают ударный узел 1, на заднем конце которого закрепляется затягиваемая труба 2, расширитель 3 обычно надевается на ударный узел 1. От ударного узла 1 через старый трубопровод 5 протягивается трос 4 от лебедки на поверхность (на фиг. не показана). Расширитель 3 буртом упирается в торец старого трубопровода 5. Разрушитель 6 посредством троса 4, пропущенного через него и через блок 7, устанавливается в торец старого трубопровода 3 со стороны приемного колодца 8 и притягивается к забою. Для начала работы в ударный узел 1 подают сжатый воздух по воздухопроводу 9. В работу включают и лебедку (не показано), трос 4 натягивается, прижимая разрушитель 6 к торцу старого трубопровода 5. Ударный узел 1 через расширитель 3 передает стальной трубе ударную нагрузку, а натянутый трос 4 компенсирует отдачу ударного узла 1 и упругую реакцию грунтового массива и обеспечивает плотный контакт расширителя 3 с торцом стального трубопровода 5 в момент передачи ударного импульса. Под действием ударов ударного узла 1 старый стальной трубопровод 5 начинает выходить в приемный колодец 8, в котором ножи 10 разрушителя 6 разрезают его в продольном направлении на две части 11 (фиг.2). При достижении разрезанными частями 11 бортов приемного колодца 8 устройство останавливают и разрезанные в продольном направлении части 11 отрезают в поперечном направлении. Далее цикл повторяется. Выбивая трубопровод 5 из массива грунта, ударный узел 1 и расширитель 3 перемещаются вместе с трубопроводом 5, расширитель 3, уплотняя грунт, расширяет грунтовую скважину, затягивает в нее новый трубопровод.

Использование этого способа позволяет менять стальные трубопроводы с вредными отложениями без ущерба для окружающей среды. Размещение нового трубопровода в свободной от остатков старого трубопровода скважине гарантирует целостность поверхности, сохранность в случае наличия специального внешнего покрытия. Разнесение приложения нагрузок по трассе (нагрузки для выбивания и нагрузки для разрушения) позволяет использовать для замены менее мощные ударные узлы.

1. Способ бестраншейной замены стального подземного трубопровода, включающий разрушение старого трубопровода, разделение его в продольном направлении и прокладку нового трубопровода, отличающийся тем, что старый трубопровод выбивают посредством ударной нагрузки в приемный колодец, при этом продольное разделение трубопровода осуществляют одновременно с его выбиванием в приемный колодец, в котором осуществляют разделение его в продольном и поперечном направлениях.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выбивание старого трубопровода осуществляют приложением динамической и статической нагрузок.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что одновременно с выбиванием старого трубопровода осуществляют расширение грунтовой скважины.

4. Устройство для осуществления способа бестраншейной замены стального трубопровода, включающее ударный механизм, соединенный тросом с лебедкой, расширитель и разрушитель, выполненный в виде полой втулки с ножами, отличающееся тем, что разрушитель установлен в торце старого трубопровода, выходящего в приемный колодец и выполнен в виде полой втулки с ножами.