СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ПОДЗЕМНЫХ ПРОХОДОВ Российский патент 1997 года по МПК F16L58/02 

Настоящее изобретение связано с прокладкой трубопроводов и пассажирских проходов, в частности с прокладкой подземных трубопроводов и проходов для реабилитации, улучшения, ремонта с целью использования либо покрытия подобных трубопроводов или пассажирских проходов. В настоящее время существует несколько способов прокладки трубопроводов или проходов, и эти способы в большей или меньшей степени эффективны при использовании их, в основном в конкретных ситуациях. Иными словами, некоторые способы ч подходят для некоторых обстоятельств, а другие способы более успешно применяются для других обстоятельств.

К примеру, известны способы прокладки с использованием цементного раствора, при которых цементный раствор непосредственно поступает на поверхность прохода или трубопровода путем распыления, совкового нанесения или при использовании других методов, и прокладка подобного цементного раствора может быть обеспечена с использованием укрепляющих средств, таких как металлические стержни, шины и тому подобное. Технологии прокладки с использованием цементного раствора особенно полезны для больших трубопроводов и пассажирских проходов, куда обеспечивается простой доступ, однако при уменьшении размера трубопровода или прохода до размера, когда человек не может войти в него, прокладка с использованием цементирования не приемлема, как и другие технологии, хотя они остаются все еще достаточно эффективными, например способ прокладки путем прохождения распыляющего устройства через трубопровод или проход и распыления цементного раствора на поверхность трубопровода или прохода. Применительно к этим известным способам можно использовать другие прокладочные материалы для поверхностей проходов, например вулканизированные синтетические резиновые материалы, которые по аналогии с цементным составом обеспечивают прокладку жесткой поверхности трубопровода или пассажирского прохода. Подобные синтетические резиновые материалы, которые вулканизированы, могут быть усилены. Такое усиление может быть обеспечено за счет фибровых материалов, например стекловолокна, маскировочной сетки из грубого холста либо войлочного материала.

Другими способами, используемыми для прокладки трубопровода или пассажирского прохода, являются изготовление гибкой прокладочной трубы, которая содержит абсорбирующий слой или слои, которые импрегнированы через вулканизированную синтетическую резину на уровне земли, а затем импрегнированную упаковку укладывают в трубопроводе или проходе перед вулканизацией резины и поддерживают на поверхности трубопровода или прохода за счет давления жидкости, пока резина вулканизируется с образованием жесткой трубы внутри существующего трубопровода или прохода. Эти способы особенно полезны для прокладки трубопроводов или пассажирских проходов, которые имеют меньшие размеры, чем необходимы для входа человека, хотя они могут быть использованы для трубопроводов или проходов, диаметр которых достаточен для обеспечения входа человека при необходимости.

Другие способы включают подачу непосредственно в трубопровод или проход полужестких пластмассовых труб меньшего размера по сравнению с трубопроводом или проходом с последующим заполнением области между трубопроводом или пассажирским проходом и жесткой трубой грунтовым материалом.

Настоящее изобретение связано со способом прокладки трубопровода или пассажирского прохода, при котором жидкая композиция, например цементный раствор, вулканизированная резина и тому подобное, распыляется либо оным способом наносится на поверхность трубопровода или прохода для образования надежной трубы из такого жидкого материала (когда он вулканизирован или отвержден), лежащей внутри существующего трубопровода или пассажирского прохода, для обеспечения прокладки последнего.

Одной из трудностей, которая возникает в связи со способами, упомянутыми выше, когда жидкая композиции нанесена на поверхность трубопровода или прохода, является то, что композиция может оседать на трубопроводе или поверхности прохода, с одной стороны, а с другой стороны, когда поверхность трубопровода или прохода имеет искривленные участки или углубления, жидкий материал имеет тенденцию вытекания в эти участки, и в этих положениях не будет существовать даже слоя вулканизированного материала, поскольку вулканизированный материал будет следовать контуру кривизны или углубления. В таких положениях в лучшем случае будет существовать потенциально слабая точка или в худшем случае, трещины или отверстия.

Известен способ прокладки пассажирского прохода [1] при котором пластмассовая прокладочная труба установлена на поверхности прохода, при котором пластмассовая прокладочная труба установлена на поверхности прохода. Пластмассовая труба снабжена войлоком, расположенным на внутренней поверхностей трубы, а затем войлок импрегнируют вулканизированной синтетической резиной при помощи деревянного скрепка с резиновой пластиной. Затем пластмассовая труба устанавливается в проходе при помощи нагретой воды для обеспечения однородного давления на импрегнированную в войлок резину при поддерживании этой резины на одном месте и для начала ее вулканизации. Использование войлока и деревянного скрепка с резиновой пластиной создает трудности при осуществлении этого процесса. Здесь дается ссылка на возможность распыления резины на трубу войлока, однако не представлены детали подобного процесса.

Известны различные способы прокладки подземных пассажирских проходов [2] при которых сборка прокладочной трубы содержит внутреннюю пластмассовую трубу, войлочную, импрегнированную вулканизированной резиной, и внешнюю пластмассовую пленку. Эта сборка предварительно изготовлена и вставлена в пассажирский проход с расположением по его поверхности, при этом резина вулканизирована с образованием жесткой прокладочной трубы. Эти способы имеют недостаток, заключающийся в том, что сборка снабжена войлочной трубой, которая предварительно импрегнирована вулканизированным материалом, при этом требуется специальное импрегнирующее оборудование.

Настоящее изобретение частично преодолевает недостатки известных способов, и в соответствии с этим изобретением способ прокладки трубопровода или пассажирского прохода заключается в размещении в трубопроводе или проходе "предварительно выровненной" трубы такой конструкции, что она может быть надута после продувки трубы на трубопроводе или проходе, после распыления на внутренней поверхности надуваемой "предварительно выровненной" трубы жидкого состава с образованием слоя такого состава на внутренней поверхности, который вулканизируется или был вулканизирован для получения жесткой трубы из данной композиции на поверхности трубопровода или прохода. "Предварительно выровненная труба" надувается при помощи газовых средств, которые обеспечивают смещение распыляющего устройства вдоль оси трубы для поступления жидкого состава на ее поверхность, при этом "предварительно выровненная" труба выполнена из пленки пластмассового материала, а состав распыляются непосредственно на поверхность этой пленки.

Жидкий состав может содержать смесь сухой цементной пудры и воды, при этом данные ингредиенты поступают из различных источников и их смешивание происходит в непосредственной близости от распыляющего устройства или на внутренней поверхности "предварительно выровненной" трубы.

Однако предпочтительно, чтобы жидкий компонент содержала цементный раствор или, что более предпочтительно, синтетическую резиновую композицию, которая вулканизируется и предпочтительно содержит укрепляющие волокна в форме стекловолокон.

В предпочтительном примере жидкая среда имеет вязкость, достаточную для поддержания достаточно толстого слоя на внутренней поверхности "предварительно выровненной" трубы, однако при необходимости удержания состава при вулканизации после его поступления в трубопровод или проход может быть введена поддерживающая труба из соответствующего пластмассового материала, которая расположена внутри подаваемого состава и удерживает его в заданном положении в процессе вулканизации.

Настоящее изобретение обеспечивает ряд преимуществ, включая то, что "установленная предварительно выровненная" труба предотвращает потери состава в трещинах, расколах и углублениях в трубопроводе или проходе на их поверхности, поскольку эта труба связывает эти дефекты.

Во-вторых, "предварительно выровненная" труба будет образовывать плоскость скольжения между поверхностью трубопровода или прохода и поверхностью жесткой трубы, образованной из вулканизированного состава, так что при наличии любого грунтового перемещения, вызывающего относительные перемещения различных секций поверхностей трубопроводов или проходов, подобные относительные перемещения не будут передаваться к трубе из жесткого состава либо не будут передаваться к этой трубе в той же степени, при которой не будут возникать трещины и повреждения при тех обстоятельствах, когда эта труба формируется путем непосредственной подачи жидкой композиции на поверхность трубопровода или прохода. Образование трещин в обычно использованных трубах с вулканизированным составом является основным недостатком использования цементного раствора, поэтому настоящее изобретение представляет существенные преимущества по сравнению с известным уровнем техники.

Предпочтительный пример осуществления настоящего изобретения будет описан ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, где:
фиг. 1 изображает продольное сечение путепровода, иллюстрирующее способ работы;
фиг. 2 увеличенное поперечное сечение для иллюстрации подземного трубопровода, показанного на фиг.1, в области точки соединения трубопровода для разъяснения основных преимуществ настоящего изобретения;
фиг.3 увеличенный вид, аналогичный фиг.2, который показывает, каким образом поддерживающая труба может быть использована для удержания вулканизируемого состава на одном месте в процессе вулканизации.

Как видно из чертежей, подземный трубопровод или проход 10 проложен в соответствии со способом, описанным на примере предпочтительного осуществления настоящего изобретения.

Пассажирский проход 10 расположен между двумя люками 12 и 14, которые используются при выполнении прокладки.

"Предварительно выровненная" труба 16 вставляется по длине прохода 10 от одного люка до другого обычными способами, а концы этой трубы установлены на уровне 18 земли. Эти концы уплотнены при помощи элементов 20 и 22 уплотнения, так что внутренняя полость трубы 16 ограничена оболочкой, которая может быть надута при помощи воздушного компрессора 24, расположенного на уровне земли и связанного с внутренней полостью труба 16 через соответствующий клапан и узел 26 трубопровода.

Перед надуванием трубы 16 распыляющий узел 28, который может перемещаться по проходу в процессе надувания трубы, устанавливается внутри трубы 16, и этот узел 28 связан с установленным на земле транспортным средством 30, подающим жидкую композицию для прокладки через уплотняющий элемент 22. Транспортное средство также предпочтительно содержит лебедку, так что распыляющая головка с узлом 28 может перемещаться в полости надуваемой трубы 16 в пассажирском проходе 10. Канат 34 также связан с устройством 28, и он проходит в верхнем направлении через люк 12 и через уплотняющий элемент, как это показано на чертеже.

В установке, показанной на фиг.1, распыляющий узел 28 первоначально расположен с левой стороны прохода 10 и последовательно продвигается вдоль прохода 10 через находящуюся под давлением и надуваемую трубу 16, распыляя жидкий состав непосредственно на внутреннюю область "предварительно выровненной" трубы 16 слоем 36, как это показано на фиг.1, когда распыляющая головка предварительно установлена в направлении стрелки 38. Скорость перемещения распыляющего узла и количество распыляемой жидкой композиции определяются из условия обеспечения слоя 36 материала требуемой толщины на внутренней поверхности "предварительно выровненной" трубы 10.

Как упоминалось, жидкая композиция может быть любой приемлемой, например из полиуретана или эпоксидной смолы, либо из цементирующего материала. Данная жидкая композиция может быть укреплена при помощи, например, стекловолокон и тому подобное.

При использовании резинового материала предпочтительно, чтобы время вулканизации было по возможности коротким, и в данном случае предпочтительно использование двухкомпонентной резины со смешиванием компонентов только в распылительном узле 28, так что они могут быть вулканизированы вскоре после смешения и подачи на внутреннюю поверхность трубы 16. Труба 16 изготовлена из соответствующего пластмассового материала, например полиуретана и тому подобное.

Фиг. 2 иллюстрирует преимущества от использования трубы 16. Эта труба показана как соединяющая зазор в области 40 трубопровода по фиг.2, при этом слой 30 жидкого материала, образующий жесткую трубу на внутренней поверхности прокладочной трубы 16, также показан на этом чертеже. Предполагая, что фиг. 2 показывает конечный продукт, она иллюстрирует два основных преимущества, которые заключаются в том, что, во-первых, жидкий материал слоя 36 не может быть введен в область 40, что могло бы быть существенно при отсутствии трубы 16, и любое расширение области 40 вызывало бы образование паза или углубления на внутренней поверхности полученного слоя 36 и, вероятно, слабую точку в этом слое 36 или даже его повреждение.

Во-вторых, при использовании пленки трубы (слой) 36 освобождается от ограничений секциями 42, 44 трубы, определяющей проход так, что если имеет место смещение пластов земли, приводящее к относительному перемещению секций 42, 44, усилия натяжения, которые обычно могут быть переданы к слою 36 от смещения секций 42, 44, при этом устраняются и предотвращается повреждение нанесенного слоя 36.

В устройстве по фиг.3 вторая труба или гибкий материал, аналогичный трубе 16, формирующий поддерживающую трубу 46, вставлен в композицию жидкости сразу после процесса распыления на внутренней поверхности трубы 16. Этот способ может быть полезен при необходимости некоторого дополнительного удерживания усилия для жидкой композиции в процессе ее вулканизации, однако предпочтительно использование жидкого состава достаточной вязкости, который будет обеспечивать сохранение формы перед вулканизацией до тех пор, пока эта вулканизация происходит. Поддерживающая труба альтернативно может содержать прослойку фибрового волокна, имеющего непроницаемый внешний слой.

Предпочтительно использование жидкого состава, вулканизирующегося при комнатной температуре, однако возможно использование материалов, которые требуют применения тепла, и в этом случае может потребоваться горячая наполняющая среда для подачи ее в трубу 16 сразу же после поступления жидкой композиции, в результате чего тепло будет приложено к жидкой композиции в процессе ее вулканизации.

Хотя толщина слоя жидкой композиции, поступающей на "предварительно выровненную" трубу, может быть любой приемлемой, предпочтительно, чтобы она имела такое значение, при котором полученная вулканизированная труба была способна выдерживать перемещения пластов земли, а также предполагаемые гидравлические или наземные нагрузки, которые могут возникать в процессе эксплуатации.

"Предварительно выровненная" труба и поддерживающая труба могут быть упрочнены при необходимости с помощью прочного материала, такого как стекловолокно или волокно Кевлар, для усиления их способности к растяжению.

Использование: строительство, ремонт подземных трубопроводов и пассажирских проходов. Сущность изобретения: в трубопроводе или проходе размещают надуваемую трубу из пластмассовой пленки и распыляют на ее внутреннюю поверхность твердеющий состав для поддерживания которого в трубопровод вводят поддерживающую напыленный слой пластмассовую трубу. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ прокладки трубопровода или пассажирского прохода, заключающийся в размещении в трубопроводе или проходе предварительно выровненной трубы, выполненной с возможностью ее надувания, последующем надувании трубы в трубопроводе или проходе при использовании газообразной среды и распылении на внутреннюю поверхность надутой трубы жидкого состава для формирования слоя этого состава на внутренней поверхности, при этом состав вулканизируется или был вулканизирован предварительно для формирования из нанесенного слоя состава жесткой трубы, а устройство для распыления состава перемещают вдоль трубы по мере нанесения требуемого слоя, отличающийся тем, что в качестве материала предварительно выровненной трубы используют пластиковую пленку и жидкий состав распыляют непосредственно на поверхность этой пленки. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют жидкую композицию, содержащую смесь сухого цементного порошка и воды, причем эти ингредиенты подают от различных источников и смешивают их в непосредственной близости от распыляющего устройства или непосредственно на внутренней поверхности предварительно выровненной трубы. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют жидкую композицию, которая представляет собой цементный материал или, что более предпочтительно, композицию синтетической резины, которую подвергают вулканизации и которая предпочтительно содержит упрочняющие волокна в форме стекловолокна. 4. Способ по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что для удержания жидкого состава в процессе его вулканизации после распыления состава в трубопроводе или проходе размещают поддерживающую трубу из пластмассового материала с опиранием на нее нанесенного слоя до конца процесса вулканизации. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что поддерживающую трубу оснащают покрытием из фибрового волокна, имеющего непроницаемый внешний слой.