СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СЕТИ ТРУБОПРОВОДОВ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОЙ И/ИЛИ ГАЗООБРАЗНОЙ СРЕДЫ Российский патент 2005 года по МПК E21D9/00 E02D29/00 F16L1/00 F16L1/09 E03B7/02 

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам эксплуатации сети трубопроводов для транспортировки жидкой и/или газообразной среды, и может быть использовано при строительстве трубопроводов различного назначения с возведенными микротоннелированием участками, в их составе под действующими транспортными магистралями без перерыва движения по ним в сложных горно-геологических условиях.

Известен способ эксплуатации сети трубопроводов для транспортировки жидкой и/или газообразной среды (Федоров Н.Ф., Веселов С.Ф., Городские подземные сети и коллекторы, М., Стройиздат, 1972, с.261). Однако известный способ является достаточно трудоемким и материалоемким.

Задачей изобретения является сокращение трудо- и материалозатрат по эксплуатационному обслуживанию сети трубопроводов и ремонту, а также повышение долговечности и надежности работы сети за счет выполнения, по крайней мере, одного ее участка из соединяемых между собой железобетонных секций по изобретению.

Задача решается за счет того, что способ эксплуатации сети трубопроводов для транспортировки жидкой и/иди газообразной среды согласно изобретению включает выявление участков сети, требующих дальнейшего развития, возведение и приемку в эксплуатацию новых участков сети, при этом, по крайней мере, один из возводимых участков сети прокладывают путем последовательного продавливания в грунте и/или в теле существующей насыпи микротоннелированием с одновременной подачей тиксотропного раствора, по крайней мере, двух соединяемых по мере продавливания между собой и с сетью полых железобетонных секций, каждую из которых выполняют с открытыми с торцов концевыми участками, один из которых выполняют с наружной стороны с открытым с торца кольцевым пазом, в котором устанавливают выступающую за торец секции металлическую обечайку толщиной, не превышающей глубины паза, полость которой совместно с внутренней полостью концевого участка секции образует уступообразный раструб, а другой концевой участок секции выполняют ступенчато сужающимся к торцу с образованием втулочной части с одним уступом под обечайку раструба смежной секции и не менее чем с одним уступом под кольцевую уплотнительную прокладку из податливого герметизирующего газоводонепроницаемого материала, плотно прилегающую одной стороной к поверхности уступа, а другой - к внутренней поверхности обечайки, при этом уступы втулочной части выполняют в пределах обращенной наружу половины толщины стенки секции, причем смежные секции располагают с зазором между их торцами, в котором устанавливают концентрично расположенные в зазоре между торцами стенок смежных секций компрессионное кольцо и примыкающее к нему снаружи дополнительное уплотнительное кольцо из податливого герметизирующего газоводонепроницаемого материала, примыкающее наружной боковой поверхностью к внутренней поверхности обечайки и торцевыми поверхностями к торцам смежных секций, при этом длину втулочной части концевого участка секции выполняют больше длины выступающей за торец смежной секции части металлической обечайки, а после присоединения вновь возведенного участка к сети осуществляют перераспределение, по крайней мере, части транспортируемой среды из ранее существовавших трубопроводов путем пропуска через вновь возведенный участок сети.

При возведении участка сети трубопроводов в теле насыпи продавливание полых железобетонных секций могут производить с использованием микрощитового комплекса вслед за щитом, для чего вначале со стартовой и приемной сторон насыпи, в теле которой возводят участок сети, выполняют крепление откосов насыпи, со стартовой стороны монтируют домкратную станцию на портальной опоре с опиранием на сваи, на которые передают усилия от домкратной станции, платформу для поддержки полых секций, средства гидромеханизации, а с приемной стороны - площадку для приема щита, и производят поочередное продавливание полых железобетонных секций в насыпи с разработкой грунта в забое скважины гидроразмывом и удалением пульпы из забоя насосом с транспортировкой в отстойник, который располагают у основания откоса насыпи, при этом после продавливания очередной полой железобетонной секции

присоединяют к ней следующую подлежащую продавливанию полую железобетонную секцию, и процесс продавливания повторяют.

При возведении участка сети трубопроводов в грунте продавливание секций полых железобетонных секций производят с использованием микрощитового комплекса вслед за щитом, путем образования со стартовой и приемной сторон соответственно стартового и приемного котлованов, причем в стартовом котловане монтируют домкратную станцию на портальной опоре с опиранием на сваи, на которые передают усилия от домкратной станции, платформу для поддержки полых секций, средства гидромеханизации, при этом, по крайней мере, со стороны продавливания полых железобетонных секций производят крепление стен стартового котлована металлическими трубами с затяжкой досками, а разработку грунта стартового котлована выполняют ярусами, последовательно выбирая грунт на глубину, необходимую для установки микрощитового комплекса, причем продавливание полых железобетонных секций производят последовательно с соединением их между собой, а после продавливания последней секции возводимого участка сети нижнюю часть стартового котлована до уровня последней продавленной секции засыпают, при этом разработку грунта приемного котлована и его крепление производят аналогично разработке грунта стартового котлована и его креплению.

Армирование полых железобетонных секций могут выполнять, по крайней мере, одним каркасом и/или отдельными стержнями, и/или сетками, и/или с включением прокатных профилей, и/или с использованием стержневых конструкций типа плоских или пространственных ферм.

Обечайку могут крепить, по крайней мере, к расположенному у внешней поверхности полой железобетонной секции каркасу посредством стержней с отгибами и дополнительно заанкеривают в тело секции анкерными элементами.

Уплотнительную кольцевую прокладку могут выполнять переменной толщины, уменьшающейся в направлении к ее концевым участкам с образованием на обращенной к обечайке поверхности, по крайней мере, одного, преимущественно криволинейного гребня.

Компрессионное кольцо могут выполнять утопленным относительно внутренней поверхности стенок секции с образованием кольцевого паза, который заполняют герметиком до внутренней поверхности стенок секций.

По крайней мере, часть внутренней и/или внешней поверхности секций могут выполнять с защитным покрытием.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в уменьшении трудо- и материалозатрат на эксплуатационное обслуживание и ремонт сети трубопроводов за счет выполнения, по крайней мере, одного из возводимых участков сети из железобетонных секций и их соединения согласно изобретению, что повышает эксплуатационную надежность и долговечность работы самой сети.

На фиг.1 изображен возводимый заявленным способом участок сети трубопроводов, расположенный в теле насыпи, продольный разрез;

на фиг.2 - то же, расположенный в грунте;

на фиг.3 - стыковое соединение полых железобетонных секций, продольный разрез;

на фиг.4 - уплотнительная кольцевая прокладка, вид с торца секции;

на фиг.5 - разрез по А-А на фиг.4;

на фиг.6 - узел Б на фиг.4;

на фиг.7 - концевой участок секции с расположенной на нем обечайкой, продольный разрез;

на фиг.8 - втулочная часть концевого участка секции со ступенчатой стыковой поверхностью, продольный разрез;

на фиг.9 - секция с двойным арматурным каркасом, продольный разрез;

на фиг.10 - то же, вид по В-В на фиг.9;

на фиг.11 - узел Г на фиг.9;

на фиг.12 - арматурный каркас, вид сбоку;

на фиг.13 - вид по Д-Д на фиг.11;

на фиг.14 - концевой участок обечайки, вид сбоку;

на фиг.15 - то же, вид с торца секции;

на фиг.16 - узел Е на фиг.15.

Способ эксплуатации сети трубопроводов для транспортировки жидкой и/или газообразной среды включает выявление участков сети 1, требующих дальнейшего развития, возведение и приемку в эксплуатацию новых участков сети, при этом, по крайней мере, один 2 из возводимых участков сети 1 прокладывают путем последовательного продавливайся в грунте 3 и/или в теле существующей насыпи 4 микротоннелированием с одновременной подачей тиксотропного раствора (не показано), по крайней мере, двух соединяемых по мере продавливания между собой и с сетью 1 полых железобетонных секций 5, 6, каждую из которых выполняют с открытыми с торцов 7, 8 концевыми участками 9, 10, один из которых 9 выполняют с наружной стороны с открытым с торца 7 кольцевым пазом 11, в котором устанавливают выступающую за торец 7 секции металлическую обечайку 12 толщиной, не превышающей глубины паза 11, полость 13 которой совместно с внутренней полостью 14 концевой участка 9 секции 5 образует уступообразный раструб, а другой концевой участок 10 секции 6 выполняют ступенчато сужающимся к торцу 8 с образованием втулочной части 15 с одним уступом 16 под обечайку 12 раструба смежной секции 5 и не менее чем с одним уступом 17 под кольцевую уплотнительную прокладку 18 из податливого герметизирующего газоводонепроницаемого материала, плотно прилегающую одной стороной 19 к поверхности 20 уступа 17, а другой 30 - к внутренней поверхности 22 обечайки 12, при этом уступы 16, 17 втулочной части 15 выполняют в пределах обращенной наружу половины толщины стенки 23 секции 6, причем смежные секции 5 и 6 располагают с зазором 24 между их торцами 7 и 8, в котором устанавливают концентрично расположенные в зазоре 24 между торцами 7 и 8 стенок смежных секций 5 и 6 компрессионное кольцо 25 и примыкающее к нему снаружи дополнительное уплотнительное кольцо 26 из податливого герметизирующего газоводонепроницаемого материала, примыкающее наружной боковой поверхностью 27 к внутренней поверхности 22 обечайки 12 и торцевыми поверхностями 28 к торцам 7 и 8 смежных секций 5 и 6, при этом длину втулочной части 15 концевого участка 10 секции 6 выполняют больше длины выступающей за торец 7 смежной секции 5 части 29 металлической обечайки 12, а после присоединения вновь возведенного участка 2 к сети 1 осуществляют перераспределение, по крайней мере, части транспортируемой среды из ранее существовавших трубопроводов путем пропуска через вновь возведенный участок 2 сети 1.

При возведении участка 2 сети 1 трубопроводов в теле насыпи 4 продавливание полых железобетонных секций 5 и 6 производят с использованием микрощитового комплекса (не показано) вслед за щитом (не показано), для чего вначале со стартовой 30 и приемной 31 сторон насыпи 4, в теле которой возводят участок 2 сети 1 трубопроводов, выполняют крепление откосов 32 и 33 насыпи 4, со стартовой стороны 30 монтируют домкратную станцию (не показано) на портальной опоре 34 с опиранием на сваи 35, на которые передаются усилия от домкратной станции (не показано), платформу (не показано) для поддержки полых секций 5 и 6, средства гидромеханизации (не показано), а с приемной стороны 31 - площадку для приема щита (не показано), и производят последовательное продавливание полых железобетонных секций 5 и 6 в насыпи 4 с разработкой грунта в забое скважины гидроразмывом и удалением пульпы из забоя насосом (не показано) с транспортировкой в отстойник 36, который располагают у основания 37 откоса 32 насыпи 4. После продавливания очередной полой железобетонной секции 5 или 6 присоединяют к ней следующую подлежащую продавливанию полую железобетонную секцию 6 или 5, и процесс продавливания повторяют.

При возведении участка 2 сети 1 трубопроводов в грунте 3 продавливание полых железобетонных секций 5 и 6 производят с использованием микрощитового комплекса (не показано) вслед за щитом (не показано) путем образования со стартовой 30 и приемной 31 сторон, соответственно стартового 38 и приемного 39 котлованов, причем в стартовом 38 котловане монтируют домкратную станцию (не показано) на портальной опоре 34 с опиранием на сваи 35, на которые передаются усилия от домкратной станции (не показано), платформу (не показано) для поддержки полых секций 5 и 6, средства гидромеханизации (не показано), при этом, по крайней мере, со стороны 30 задавливания полых железобетонных секций 5 и 6 производят крепление стен 40 стартового котлована 38 металлическими трубами 41 с затяжкой досками (не показано). Разработку грунта стартового котлована 38 выполняют ярусами (не показано), последовательно выбирая грунт на глубину, необходимую для установки микрощитового комплекса (не показано), причем продавливание полых железобетонных секций 5 и 6 производят последовательно с соединением их между собой. После продавливания последней секции 5 или 6 участка 2 сети 1 трубопроводов нижнюю часть стартового котлована 38 до уровня последней продавленной секции 5 или 6 засыпают, при этом разработку грунта приемного котлована 39 и его крепление производят аналогично разработке грунта стартового котлована 38 и его креплению.

Армирование полых железобетонных секций 5 и 6 выполняют, по крайней мере, одним каркасом 43 и/или отдельными стержнями (не показано), и/или сетками (не показано), и/или с включением прокатных профилей (не показано), и/или с использованием стержневых конструкций (не показано) типа плоских или пространственных ферм.

Обечайку 12 крепят, по крайней мере, к расположенному у внешней поверхности 44 полой железобетонной секции 5 каркасу 43 посредством стержней 45 с отгибами 46 и дополнительно заанкеривают в тело секции 5 анкерными элементами 47.

Уплотнительную кольцевую прокладку 18 выполняют переменной толщины, уменьшающейся в направлении к ее концевым участкам 48 с образованием на обращенной к обечайке 12 поверхности 21, по крайней мере, одного, преимущественно криволинейного гребня 49.

Компрессионное кольцо 25 выполняют утопленным относительно внутренней поверхности 50 стенок секций 5 и 6 с образованием кольцевого паза 51, который заполняют герметиком 52 до внутренней поверхности 50 стенок секций 5 и 6.

По крайней мере, часть внутренней 50 и/или внешней 44 поверхностей полой железобетонной секций 5 и 6 выполняют с защитным покрытием (не показано).

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения подземных сооружений, и может быть использовано при строительстве трубопроводов различного назначения с мини-тоннелями в их составе под действующими транспортными магистралями без перерыва движения по ним в сложных горно-геологических условиях, в том числе при наличии обводненных грунтов в основании тоннеля. Способ включает выполнение мини-тоннеля путем последовательного продавливания в грунте и/или в насыпи с одновременной подачей тиксотропного раствора, по крайней мере, двух соединяемых по мере продавливания между собой и с прилегающими секциями трубопровода полых железобетонных секций, каждую из которых выполняют с открытыми с торцов концевыми участками, один из которых выполняют с наружной стороны с открытым с торца кольцевым пазом, в котором устанавливают выступающую за торец секции металлическую обечайку толщиной, не превышающей глубины паза, полость которой совместно с внутренней полостью концевого участка секции образует уступообразный раструб, а другой концевой участок секции выполняют ступенчато сужающимся к торцу с образованием втулочной части с одним уступом под обечайку раструба смежной секции и не менее чем с одним уступом под кольцевую уплотнительную прокладку из податливого герметизирующего газоводонепроницаемого материала, плотно прилегающую одной стороной к поверхности уступа, а другой - к внутренней поверхности обечайки, при этом уступы втулочной части выполняют в пределах обращенной наружу половины толщины стенки секции. При этом концевые участки прилегающих к мини-тоннелю секций трубопровода выполняют ответными смежным с ними концевым участкам мини-тоннеля или используют переходные секции и/или вставки, при этом объединение трубопровода с мини-тоннелем производят после продавливания в грунте и/или в насыпи последней из секций мини-тоннеля. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в уменьшении трудо- и материалозатрат на эксплуатационное обслуживание и ремонт сети трубопроводов за счет выполнения, по крайней мере, одного из возводимых участков сети из железобетонных секций и их соединения согласно изобретению, что повышает эксплуатационную надежность и долговечность работы самой сети. 7 з.п.ф-лы, 16 ил.

1. Способ эксплуатации сети трубопроводов для транспортировки жидкой и/или газообразной среды, характеризующийся тем, что он включает выявление участков сети, требующих дальнейшего развития, возведение и приемку в эксплуатацию новых участков сети, при этом, по крайней мере, один из возводимых участков сети прокладывают путем последовательного продавливания в грунте и/или в теле существующей насыпи микротоннелированием с одновременной подачей тиксотропного раствора, по крайней мере, двух соединяемых по мере продавливания между собой и с сетью полых железобетонных секций, каждую из которых выполняют с открытыми с торцов концевыми участками, один из которых выполняют с наружной стороны с открытым с торца кольцевым пазом, в котором устанавливают выступающую за торец секции металлическую обечайку толщиной, не превышающей глубины паза, полость которой совместно с внутренней полостью концевого участка секции образует уступообразный раструб, а другой концевой участок секции выполняют ступенчато сужающимся к торцу с образованием втулочной части с одним уступом под обечайку раструба смежной секции и не менее чем с одним уступом под кольцевую уплотнительную прокладку из податливого герметизирующего газоводонепроницаемого материала, плотно прилегающую одной стороной к поверхности уступа, а другой - к внутренней поверхности обечайки, при этом уступы втулочной части выполняют в пределах обращенной наружу половины толщины стенки секции, причем смежные секции располагают с зазором между их торцами, в котором устанавливают концентрично расположенные в зазоре между торцами стенок смежных секций компрессионное кольцо и примыкающее к нему снаружи дополнительное уплотнительное кольцо из податливого герметизирующего газоводонепроницаемого материала, примыкающее наружной боковой поверхностью к внутренней поверхности обечайки и торцевыми поверхностями к торцам смежных секций, при этом длину втулочной части концевого участка секции выполняют больше длины выступающей за торец смежной секции части металлической обечайки, а после присоединения вновь возведенного участка к сети осуществляют перераспределение, по крайней мере, части транспортируемой среды из ранее существовавших трубопроводов путем пропуска через вновь возведенный участок сети.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при возведении участка сети в теле насыпи продавливание полых железобетонных секций производят с использованием микрощитового комплекса вслед за щитом, для чего вначале со стартовой и приемной сторон насыпи, в теле которой возводят участок сети, выполняют крепление откосов насыпи, со стартовой стороны монтируют домкратную станцию на портальной опоре с опиранием на сваи, на которые передают усилия от домкратной станции, платформу для поддержки полых секций, средства гидромеханизации, а с приемной стороны - площадку для приема щита, и производят поочередное продавливание полых железобетонных секций в насыпи с разработкой грунта в забое скважины гидроразмывом и удалением пульпы из забоя насосом с транспортировкой в отстойник, который располагают у основания откоса насыпи, при этом после продавливания очередной полой железобетонной секции присоединяют к ней следующую подлежащую продавливанию полую железобетонную секцию, и процесс продавливания повторяют.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при возведении участка сети в грунте продавливание полых железобетонных секций производят с использованием микрощитового комплекса вслед за щитом, путем образования со стартовой и приемной сторон соответственно стартового и приемного котлованов, причем в стартовом котловане монтируют домкратную станцию на портальной опоре с опиранием на сваи, на которые передают усилия от домкратной станции, платформу для поддержки полых секций, средства гидромеханизации, при этом, по крайней мере, со стороны продавливания полых железобетонных секций производят крепление стен стартового котлована металлическими трубами с затяжкой досками, а разработку грунта стартового котлована выполняют ярусами, последовательно выбирая грунт на глубину, необходимую для установки микрощитового комплекса, причем продавливание полых железобетонных секций производят последовательно с соединением их между собой, а после продавливания последней секции возводимого участка сети нижнюю часть стартового котлована до уровня последней продавленной секции засыпают, при этом разработку грунта приемного котлована и его крепление производят аналогично разработке грунта стартового котлована и его креплению.4. Способ по любому из пп.1, 3, отличающийся тем, что армирование полых железобетонных секций выполняют, по крайней мере, одним каркасом, и/или отдельными стержнями, и/или сетками, и/или с включением прокатных профилей, и/или с использованием стержневых конструкций типа плоских или пространственных ферм.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что обечайку крепят, по крайней мере, к расположенному у внешней поверхности полой железобетонной секции каркасу посредством стержней с отгибами и дополнительно заанкеривают в тело секции анкерными элементами.6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что уплотнительную кольцевую прокладку выполняют переменной толщины, уменьшающейся в направлении к ее концевым участкам с образованием на обращенной к обечайке поверхности, по крайней мере, одного, преимущественно, криволинейного гребня.7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что компрессионное кольцо выполняют утопленным относительно внутренней поверхности стенок секции с образованием кольцевого паза, который заполняют герметиком до внутренней поверхности стенок секций.8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть внутренней и/или внешней поверхности секций выполняют с защитным покрытием.