ВОДОВОД КАШЕВАРОВА "ВК" И СПОСОБ ЕГО СООРУЖЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F16L1/38 

Водовод относится к строительству и может быть использован при сооружении трубопроводов большого диаметра, применимых для транспортировки больших объемов воды.

Актуальность сооружения водоводов обусловлена тем, что не всегда возможна и целесообразна переброска воды с помощью каналов, которые являются аналогом предлагаемого водовода по своему назначению. За прототип водовода ВК могут быть приняты известные водоводы (см. ЕР-А2-0392912, F 16 L 9/22, 1992 г. ), а прототипом способа известный способ изготовления трубопроводов больших диаметров (см. W0-А1-83/0183, кл. F 16 L 9/22, 1983 г.).

Основным недостатком таких водоводов является большая стоимость их изготовления и прокладки, обусловленная большой массой и стоимостью материала, из которого они изготовлены. Создание новых высокопрочных, долговечных и дешевых материалов, а также прогрессивных способов сооружения водовода из новых материалов дает основание предположить, что в дальнейшем водоводы большой пропускной способности займут ведущее место в переброске воды в ариадных странах вместо традиционных магистральных каналов и железобетонных водоводов.

Такую трансформацию инженерно-технических решений предопределяют следующие преимущества водоводов перед каналами: они могут быть проложены по грунту с большой водопроницаемостью, они не теряют воду на испарение и фильтрацию, в них не проникают грунтовые воды, они препятствуют развитию в воде водорослей, они уменьшают объем земляных работ и дают возможность уменьшить капиталовложения на реализацию переброски требуемого объема воды в заданный район, они могут использоваться в зимнее время при низких температурах.

Для наглядности на фиг. 1 и 2 показано основное различие в прокладке канала 1, требующего наклона его ложа в сторону водораздела 2, и водовода 3, не требующего такого наклона, и прокладываемого почти без изменения рельефа местности, по поверхности которого он сооружается. На фиг.2 дано поперечное сечение по А А на фиг.1 в средней части участка канала 1 между насосными станциями 4 с укладкой вынутого грунта 5 по краям выемки. Пунктирной линией показано сечение, параллельное А А в районе насосной станции 4, для наглядности установленной зависимости объема земляных работ от глубины H выемки 6. В процессе сооружения водовода 2 объем земляных работ практически не изменяется на всем протяжении трассы водовода и определяется его углублением H в грунт на величину радиуса трубы водовода, и по ширине, равной диаметру этой трубы.

Устройство и способ прокладки водовода 3 иллюстрируется чертежами, где на фиг.3 дано поперечное сечение водовода 3 в том же масштабе, что и сечение канала 1 на фиг.2, на фиг.4 то же сечение, что и на фиг.3, но в увеличенном виде, на фиг.5 узел I на фиг.4, на фиг.6 поперечное сечение рулона оболочки водовода, на фиг. 7 "a" и "б" поперечное сечение двух вариантов выполнения тройного водовода.

Водовод 3 имеет оболочку 7 из многослойного стеклополотна, утеплитель 8, например, из стекловаты или пенопласта, защитный кожух 9, например, из железобетона или гофрированного железа.

Оболочка 7 изготавливается на заводе из многослойного стеклополотна (заявка N 4812557/12 013260) со сваркой краев двух полос многослойного стеклополотна в нахлестку при температуре расплавления пластмассы, которой соприкасаются наложенные друг на друга вышеупомянутые полосы стеклополотна. После сварки оболочка 7 наматывается на отрезок технологической трубы 10 как на ось и в виде рулона 11 поставляется к месту прокладки водовода 3.

Для прокладки водовода 3 предлагаемым способом применимы машины, используемые в настоящее время для прокладки магистральных газоводов, в том числе землеройные машины и бульдозеры для формирования выемки 6 и укладки вынутого грунта 5, трубовозы для транспортировки рулонов 11, спаренные трубоукладчики для установки между ними рулона 11 и размотки его над выемкой 6.

Прокладка водовода производится от одной насосной станции 4 к другой в сторону водораздела 2 и начиная с той насосной станции 4, которая в процессе прокладки водовода 3 сможет его наполнить водой, необходимой для изготовления и испытания водовода.

Участок оболочки 7, размотанный на выемку 6, соединяется с началом следующего участка оболочки 7 на технологическом щите, временно устанавливаемом поперек выемки под следующим рулоном 11. Конец размотанной оболочки 7 склеивается с началом оболочки 7, находящимся на рулоне 11, при этом конец размотанной оболочки вставляется в начало оболочки, стянутой с рулона 11, и смазывается клеем с внешней стороны. Вставляемый конец оболочки изготавливается в заводских условиях как начало оболочки 7, наматываемый на отрезок технологической трубы 10 и имеющий меньший поперечный размер на двойную толщину оболочки 7 без шва в нахлестку на ширину 15 20 см, на которую он будет входить в конец предшествующей оболочки 7 для склейки с ней.

Оболочку 7 водоводов целесообразно изготовлять с прочностью на разрыв, отвечающей, как минимум, двум различным требованиям, т.к. нижний участок водовода испытывает давление воды в несколько раз большее, чем верхний участок водовода, который подходит к насосной станции.

Увеличение пропускной способности водовода может выполняться в результате увеличения диаметра оболочки 7 и за счет увеличения скорости движения воды. Однако этот путь связан с техническими трудностями изготовления оболочек 7, доставки их рулонов на место прокладки и самой прокладки водовода. Как более простой способ наращивания пропускной способности первоначально проложенного водовода предлагается подсоединение к нему таких же водоводов по схеме "a" и "б", отраженной на фиг.7. В этом случае дополнительные затраты на подсоединение следующего водовода к уже проложенному будут меньше, чем прокладка параллельного водовода. Кроме того будет получена экономия земли, отводимой под водовод, а также экономия отеплительного и защитного материала. При этом сам тройной водовод станет более надежным в эксплуатации, т.к. внутренние стенки 12 будут нести меньшую нагрузку и будут лучше гаситься возможные перепады давления в смежных водоводах соответствующим прогибом этих стенок.

По мере прокладки оболочки 7 водовода 3 он заполняется водой с ниже расположенной насосной станции 4. После заполнения водой участка оболочки 7 производится заделка боковых швов 13 (фиг.5) путем отклонения их вверх и приклейки к верхней части оболочки 7. Затем к приклеенному шву 13 и к верхней и нижней частям оболочки 7 приклеивается полоса 14 из многослойного стеклополотна, упрочняющая соединение верхней и нижней полос стеклополотна, образующих оболочку 7.

В заполненной водой оболочке 7 между двумя насосными станциями 4 создается давление, в 1,5 2 раза превышающее эксплуатационное, с целью испытания оболочки 7 на прочность. Подъем давления воды в оболочке 7 производится путем нагнетания сжатого воздуха в верхний конец оболочки 7 с помощью компрессора, установленного в верхней станции 4, и с контролем по манометру в оболочке 7 у нижней насосной станции 4.

Во время испытания оболочки 7 давлением может производиться установка или изготовление, например, железобетонного защитного кожуха 9 путем заливки бетоном железной арматуры, уложенной на теплоизоляционный слой 8, покрытый водонепроницаемой пленкой 15. Кожух 9 в случае его изготовления из железобетона должен иметь гидроизоляционное покрытие 16.

При эксплуатации водовода для улучшения качества воды, транспортируемой по водоводу на насосной станции 4, одновременно с подачей воды в водовод 3 подается также сжатый воздух с помощью компрессора, озонированный на установке Емельянова. Кроме того в воду могут вводиться химически активные вещества, например, для снижения ее кислотности, если ее кислотность выше нормы для питьевой воды. Введение пузырьков сжатого воздуха может играть также роль уменьшения опасности гидравлического удара. Однако опасность гидравлического удара для предлагаемого водовода существенно снижается эластичностью оболочки 7.

Использование: строительство трубопроводов большого диаметра, сооружение водоводов. Сущность изобретения: при сооружении водовода 3 в грунте отрывают полуцилиндрическую выемку 6, предварительно изготовленную из многослойного стеклополотна водонепроницаемую оболочку 7 соединяют с насосной станцией и напором воды разматывают и укладывают в выемку 6. Строительство водовода ведут наращиванием со склейкой концов рулонированной оболочки. От среднего участка водовода и до верхней насосной станции укладывают оболочку 7 с уменьшенной вдвое толщиной стенки. Верхний конец заполненного водой водовода соединяют с компрессором; сжатым воздухом создают давление в водоводе и ведут испытания водовода на прочность, после чего монтируют утеплитель 8 надземной части водовода, укладывают по его сторонам грунт 5 выемки и устанавливают кожух 9. 2 с.п. ф-лы, 7 ил.

1. Водовод ВК, содержащий трубопровод большего диаметра с водонепроницаемой оболочкой и защитным кожухом, а также насосные водонапорные станции, отличающийся тем, что его водонепроницаемая оболочка выполнена из многослойного стеклополотна и снабжена защитным кожухом из железобетона или гофрированного железа в виде верхней половины цилиндра, установленной на уровне земли, при этом нижняя половина цилиндра водонепроницаемой оболочки заглублена в цилиндрическую выемку в земной поверхности с засыпкой краев защитного кожуха землей из выемки и с покрытием его утеплителем, подотвращающим промерзание водовода в зимний период года, а водонепроницаемая оболочка имеет толщину в нижней половине водовода между двумя водонапорными станциями вдвое больше, чем в верхней половине водовода, выдерживает вдвое большее давление воды в нижней половине водовода, чем в его верхней половине. 2. Способ сооружения водовода, заключающийся в подготовке его основания, предварительном изготовлении элементов водовода с переменной толщиной, учитывающей эксплуатационные напряжения в элементах, раскладку их и монтаж, отличающийся тем, что землеройными машинами создают выемку, имеющую сечение в виде полуцилиндра с радиусом, равным радиусу водовода, от нижней насосной станции к верхней по всему участку трассы, оболочку водовода подсоединяют к насосной станции, разматывают с рулона над выемкой, а поступающая от насосов в нее вода придает ей цилиндрическую форму, и укладывают ее в выемку, в положение, при котором швы оболочки расположены на уровне краев выемки, по мере наполнения оболочки водой шов оболочки отгибают в верхней (или нижней) части оболочки и приклеивают к ней, одновременно поверх шва к нижней и верхней частям оболочки и ко шву приклеивают полосу многослойного стеклополотна шириной, в 3 4 раза превышающей ширину шва, конец оболочки, смотанной с первого рулона, соединяют с началом оболочки второго рулона путем вставки этого конца, смазанного клеем, в начало оболочки второго рулона, на технологическом щите, который временно устанавливают над выемкой, на среднем участке между насосными станциями производят смену поставляемых рулонов оболочки на рулоны с толщиной оболочки в два раза меньшей, чем толщина оболочки, проложенной в нижней половине участка трассы водовода, к верхнему концу закрепленной водой оболочки водовода подсоединяют компрессор, с помощью которого поступлением сжатого воздуха в водоводе создают давление воды в нижнем конце водовода, в 1,5 2 раза превышающее эксплуатационное, с целью испытания водовода на прочность его оболочки, после испытания водовода на прочность производят установку и приклейку к верхней половине оболочки утеплителя, укладку грунта выемки по сторонам водовода и установку защитного кожуха с нанесением на него гидроизоляционного слоя.