СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2002 года по МПК F16L1/06 

Изобретение относится к строительству магистральных трубопроводов.

Известен способ балластировки подземного трубопровода с применением анкерных устройств [Васильев И.П. Балластировка и закрепление трубопроводов. - М.: Недра, 1984 г., с.115-131].

Недостатками известного способа являются недостаточная надежность, необходимость использования специальной техники.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению (прототипом) является способ закрепления трубопровода на проектных отметках с использованием инъекционных анкеров, заключающийся в том, что трубчатые анкеры с оболочками закреплялись в грунте цементным раствором, подаваемым под давлением 0,5-1,2 мПа в изготовленную из латекса оболочку диаметром 60 мм, длиной 630 мм через отверстия на боковой поверхности трубы, закрытые резиновыми кольцами, в течение 5-10 мин [А.М.Липкинд. Инъекционные анкеры для закрепления трубопроводов. Строительство трубопроводов. 1983 г., 11, с.20-21].

Недостатками прототипа являются низкая надежность конструкции из-за возможности разрушения оболочки из латекса при внедрении в грунт анкера, низкое значение сцепления между оболочкой анкера и грунтом, невозможность крепления в слабых водонасыщенных и плотных грунтах.

Изобретение решает техническую задачу увеличения удерживающей способности анкера, сокращение времени инъектирования и повышения эксплуатационной надежности балластировки.

Указанная задача решается тем, что в способе закрепления трубопровода, включающем закрепление в грунте трубчатых анкеров с отверстиями на боковой поверхности путем инъектирования вяжущего продукта в грунт с последующим соединением анкера с трубопроводом посредством силовых поясов, согласно изобретения вяжущий продукт инъектируют в грунт через отверстия, выполненные в нижней части боковой поверхности трубы переменного диаметра, под давлением 0,1. . . 0,5 мПа в предварительно определенную прослойку слабого несвязного грунта, а при закреплении в плотных связных грунтах вяжущее инъектируют под давлением 1,5. . . 10 мПа в течение 0,5-4 минут. Причем в качестве вяжущего продукта используют нефтяные битумы, натриевое жидкое стекло, различные смолы и другие водонерастворимые быстродействующие вещества. После затвердевания инъектируемого вяжущего продукта анкер и масса затвердевшего продукта создают единую конструкцию с удерживающей способностью выше, чем у прототипа примерно на 30...40%. Причем в обоих случаях при подаче закрепляющего продукта в слабую прослойку или в плотные связные грунты оголовок анкера-инъектора выполнен разъемным для использования на следующие анкеры.

На чертеже изображен трубопровод, закрепленный на проектных отметках при помощи анкера-инъектора.

Анкер 1 внедрен в грунт 2, закрепляющий продукт 3 инъектирован в прослойку слабого грунта 4 через сменный оголовок 5 со штуцерами 6 и 7, трубопровод 8 уложен на дно траншеи 9 и соединен с анкером 1 через прокладку 10 посредством силового пояса 11.

Штуцер 6 оголовка 5 анкера 1 предназначен для подсоединения напорных шлангов, подающих закрепляющий продукт. Штуцер 7 оголовка 5 анкера 1 предназначен для подсоединения шлангов, подающих сжатый воздух от компрессора с целью выдавливания инъектируемого продукта из полости анкера 1 в грунт, что обеспечивает экономию вяжущего. Диаметр анкера-инъектора 1 выполнен переменным (см. чертеж) с целью предотвращения возможности выхода инъектируемого вяжущего на поверхность грунта в траншее.

Способ закрепления трубопровода осуществляют следующим образом. Буровой машиной БМ253 на участке, где необходимо производить закрепление трубопровода 8, пробуривают скважины до глубины 8 м и определяют характеристики грунтов, а также и глубину прослойки слабых несвязных грунтов 4. В вырытой траншее 9 трубопровода 8 машиной для внедрения анкеров 1 ВАГ206 производят внедрение инъекционного анкера 1 на глубину расположения прослойки 4 слабых несвязных грунтов. Надевают оголовок 5 анкера 1. С помощью насоса или опрессовочного агрегата, например А 0401, производят через штуцер 6 закачивание закрепляющего продукта 3 в грунт через перфорированную нижнюю часть анкера, затем производят подсоединение компрессора, например ЗИФ-50, к штуцеру 7 анкера и опорожняют внутреннюю полость анкера выдавливанием продукта в грунт. Затем производят внедрение следующего анкера и его закрепление. Трубопровод, сваренный в нитку и заизолированный, укладывают трубоукладчиками на дно траншеи 9 между закрепленными анкерами 1, на трубу между анкерами 1 устанавливают прокладку 10 для защиты изоляции от повреждений, устанавливают силовой пояс 11 между анкерами 1.

При отсутствии прослойки слабого грунта на глубине установки анкера 1 инъектирование осуществляют в плотные слои грунта при большем давлении: 1,5. . . 10 мПа, при этом схема закрепления трубопровода будет отличаться только отсутствием прослойки слабого грунта 4 согласно чертежу. Закрепление трубопровода с использованием инъекционных анкеров 1 в прослойку слабого грунта осуществляют под давлением 0,1...0,5 МПа. Давление менее 0,1 МПа недостаточно для подачи закрепляющего продукта в слои слабого несвязного грунта, а увеличение давления выше 0,5 МПа экономически нецелесообразно и может привести к нарушению целостности объема инъектируемого продукта, увеличению расстояния удаления закрепляющего продукта от анкера 1, уменьшению его толщины и тем самым к уменьшению несущей способности анкера 1.

Время инъектирования менее 0,5 мин недостаточно для подачи требуемого количества закрепляющего продукта в слабые несвязные слои грунта, а увеличение времени инъектирования более 4 мин экономически нецелесообразно.

Закрепление трубопровода с использованием инъекционных анкеров 1 при установке анкеров 1 в плотных связных грунтах осуществляют подачей закрепляющего продукта в два этапа: на первом этапе вяжущий продукт (закрепляющий) подают под давлением 5,0...10,0 МПа и 1,5...5,0 МПа на втором этапе. На первом этапе давление 5,0...10,0 МПа обеспечивает разрушение связности грунта вокруг анкера 1 под воздействием статического и динамического давления струйного потока вяжущего продукта 3 и его проникновения в толщу грунтового массива. Давление более 10,0 МПа экономически нецелесообразно и технически сложно обеспечить из-за необходимости применения специальных машин и механизмов. На втором этапе давление 1,5...5,0 МПа обеспечивает заполнение всех пор объема в толще грунта, образовавшегося на первом этапе инъектирования. При этом давление более 5,0 МПа экономически нецелесообразно, а давление менее 1,5 МПа не обеспечивает проникновение вяжущего (закрепляющего) продукта в грунт.

Предлагаемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", так как найдет применение для закрепления магистральных трубопроводов при их сооружении как в слабых водонасыщенных, так и в плотных грунтах.

Использование предлагаемого изобретения для закрепления трубопроводов позволит повысить эксплуатационную надежность балластировки за счет увеличения удерживающей способности анкера по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении трубопроводов. Трубопровод закрепляют трубчатыми анкерами, через которые подают в грунт вяжущий материал. Последний под давлением подают через отверстия, выполненные в боковой поверхности нижней части анкеров. Даны рекомендации по выбору типа вяжущего и давления для его подачи в зависимости от типа грунтов. Повышают надежность закрепления трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ закрепления трубопровода, включающий закрепление в грунте трубчатых анкеров с отверстиями на боковой поверхности путем инъектирования вяжущего продукта с последующим соединением анкера с трубопроводом посредством силовых поясов, отличающийся тем, что вяжущий продукт инъектируют в грунт через отверстия, выполненные в нижней части боковой поверхности трубы переменного диаметра под давлением 0,1-0,5 мПа в предварительно определенную прослойку слабого несвязного грунта, а при закреплении в плотных связных грунтах вяжущее инъектируют под давлением 1,5-10 мПа. 2. Способ закрепления трубопровода по п. 1, отличающийся тем, что в качестве вяжущего продукта используют нефтяные битумы, натриевое жидкое стекло, различные смолы и другие водонерастворимые быстротвердеющие вещества.