СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИНЫ ДЛЯ УСТАНОВКИ КРЕПИ ПРИ ПРОКЛАДКЕ ТРУБ И МАШИНА ДЛЯ УСТАНОВКИ КРЕПИ Российский патент 2009 года по МПК F16L1/36 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу эксплуатации машины для установки крепи, используемой при прокладке труб, и к машине для установки крепи в соответствии с ограничительной частью пунктов 1 и 7 формулы.

Уровень техники

Способы и установки данного типа используются для прокладки канализационных труб, а также других трубопроводов. В прежних технологиях строительного производства работы выполнялись в открытой шахте. Это значит, что, например, в зоне, подлежащей застройке, с помощью экскаватора должна отрываться соответствующая траншея глубиной в несколько метров, при этом траншея формируется с расширением кверху, наподобие воронки, уклон боковых стенок получается, исходя из состояния грунтового основания и соответствующего естественного угла откоса. В целом создается траншея, которая при общей глубине 3 м по ширине может превышать 8 метров. Этот способ прокладки в технической терминологии именуется прокладкой в открытой шахте.

По этой причине получил известность также способ производства работ в полуоткрытой шахте, при котором боковые стороны траншеи крепятся с помощью "панелей или щитов крепи". При этом траншея становится существенно уже.

Кроме того, известен способ отрывки узкой траншеи, при котором траншея может иметь ширину, меньшую, чем диаметр укладываемых труб. При этом траншею предполагается укреплять панелями крепи, а трубы с помощью приводного домкрата продавливают под траншею в грунт ниже того места, которое укреплено крепежными панелями. В последнем из упомянутых случаев, а также при полностью закрытом продвижении труб, используются, разумеется, только стационарные станции домкратов в "стартовом котловане", куда после каждого хода проходки вставляются также и новые трубы.

Старый способ известен из документа DE 2603565 С2. В этом случае приводной домкрат и приводной инструмент устанавливают в фундаментном котловане, т.е. в "стартовом котловане". Приводной домкрат запускается гидравликой благодаря созданию и действию огромных сил. Домкрат, компрессионное кольцо, а также направляющие и устройства компенсации давления монтируются в стартовом котловане; таким образом, вся домкратная система устанавливается в стационарном положении. Приводной инструмент проталкивает вперед режущий башмак. Когда проложен отрезок трубопровода в результате такого рабочего хода, приводной домкрат двигается назад в обратном направлении, а трубопровод опускается сверху - с верхнего положения между приводным домкратом и режущим башмаком. После этого приводной домкрат вновь вытягивается; в это время вставляемый трубопровод и режущий башмак проталкиваются вперед. После прокладки следующего отрезка трубопровода приводной домкрат снова втягивается, и сверху вставляется следующий трубопровод для прокладки. Как уже описано выше, накапливающийся вытесняемый грунт удаляется на поверхности землеройным аппаратом, обычно экскаватором.

Опыт показывает, что большие силы трения скольжения на уже проложенном отрезке трубы возникают после расстояния 100-200 м, поскольку приводной домкрат вынужден проталкивать постоянно возрастающую общую длину трубы. Максимально возможные отрезки прокладки достигаются при вышеупомянутых 100-200 метрах. Имеет место также огромное сжимающее усилие на укладываемую в каждом случае последней трубу, которое должно гаситься действующими силами, которые продавливают весь ранее уложенный трубопровод. В принципе, не все производители трубопроводов принимают в расчет такую прочность, которая необходима для обеспечения возможности прокладки.

Кроме того, из DE 4241856 известно, что приводной домкрат продолжает действовать таким образом, что труба, уложенная последней, используется как упор для приводного домкрата с тем, чтобы протолкнуть следующий отрезок трубы или следующий трубопровод.

В принципе, недостаток, заключающийся в том, что на трубы в направлении оси действует огромная сила, имеет место также и в этом случае.

Для устранения этого недостатка предусмотрен способ и установка в соответствии с DE 10130777 А1, с помощью которых как режущую головку, так и крепь можно переместить в направлении укладки посредством машины, предназначенной для прокладки труб и установки крепи. Крепь производит резание вперед точно так же, как рабочая головка с прокладываемой трубой. В этом случае крепежные панели могут не только продвигаться вперед и, таким образом, врезаться в грунт, но могут при их закреплении распределяться таким образом, чтобы усилия распора, возникающие в процессе продвижения труб, распределялись частично на крепежной панели, и частично на грунт, который снова засыпается назад и уплотняется; при этом лишь незначительная доля указанных распорных усилий попадает на уже проложенный участок трубы. В данном случае, в отличие от другого известного решения, уложенная труба подвергается значительно меньшим напряжениям.

Раскрытие изобретения

На основании указанного известного решения, которое предпочтительно уже по своей сути, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать описанный способ и устройство для автоматизации процесса прокладки в большей степени, и чтобы устройство при этом можно было эксплуатировать без возникновения его повреждений.

Поставленная цель достигается в способе, охарактеризованном отличительными признаками пункта 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты способа согласно изобретению охарактеризованы в зависимых пунктах 2-6 формулы изобретения.

В отношении устройства заявленная цель достигается в соответствии с изобретением за счет отличительных признаков пункта 7 формулы изобретения.

Дополнительные предпочтительные варианты охарактеризованы в остальных зависимых пунктах формулы, относящихся к устройству.

Сущность изобретения в отношении способа заключается в том, что усилия подачи или необходимые для продвижения величины гидравлического давления рабочих цилиндров, расположенных на режущем башмаке и внутри крепи, измеряют и записывают относительно положения установки каждого рабочего цилиндра, и сравнивают величины указанного давления на левой стороне крепи и правой стороне крепи, причем в случае асимметрии, выходящей за пределы предварительно заданного допуска, либо останавливают автоматическим образом продвижение машины для установки крепи или осуществляют вмешательство автоматическим образом в управление домкратом режущего башмака и/или продвижения крепи, либо запускают автоматическим образом корректировочное управление.

Иначе говоря, контролируемые движения режущего башмака и крепи всегда согласованы друг с другом. Режущий башмак и крепь управляются, разумеется, по отдельности и индивидуальным образом, но в то же время управляются в одном и том же целевом направлении. Режущий башмак в ходе продвижения, разумеется, двигается совместно с крепью, но оба они двигаются независимо друг от друга. В результате неправильная работа или изменения плотности грунта могут привести к отклонению между движением режущего башмака и движением крепи. Точнее говоря, такое расхождение выражается, в свою очередь, согласно изобретению в форме расхождения в определенных сигналах местоположения. Если это выявляется, то система контроля немедленно срабатывает с соответствующей корректировкой управления или, в чрезвычайном случае, когда отклонение уже невозможно отрегулировать, машина для установки крепи автоматически останавливается.

В предпочтительном варианте определяют асимметрию плотности грунта в процессе продвижения путем корреляции измерения гидравлического давления и измерения смещения с обеспечением определения и корректировки оптимизированных в результате рабочих усилий для соответствующих рабочих цилиндров режущего башмака и крепи.

В другом варианте осуществляют управление расположенным внутри крепи режущим башмаком для вырезания трубного контура на стороне основания, как совместно с управлением крепью, так и независимо от нее.

Предпочтительно обеспечивают обнаружение препятствий, перемещающихся в поперечном направлении, на предварительно заданном расстоянии от машины для установки крепи посредством датчиков на переднем по ходу продвижения конце крепи, и останавливают автоматическим образом указанную машину при соответствующем определении положения препятствий.

Значительное преимущество представляет собой вариант, в котором прокладывают две трубы одна над другой таким образом, что нижняя труба вводится в пространство между прижимной и упорной пластиной и уплотняющей пластиной до трубы, которая может быть уже предварительно уложена, а верхняя труба вводится непосредственно над первой трубой до верхней трубы, которая может быть уже предварительно уложена, при этом используют обратно засыпаемый грунт, который сначала совместно подминают вокруг нижней трубы посредством нижней уплотняющей пластины, и далее совместно подминают грунт вокруг верхней уложенной трубы и над нею посредством верхней уплотняющей пластины. В случае, когда прокладывают две трубы рядом друг с другом, принимают в расчет соответствующий общий ход прижимной и упорной пластины и уплотняющей пластины.

В этом случае особенно полезно то, что мониторинг гидравлических управляющих усилий или значений управляющего давления, который в отношении оценки процесса резки, реализуемого в зависимости от геологических данных, предназначен для того, чтобы выполнять автоматический корректирующий контроль или останов машины в случае ее перегрузки, наряду с тем фактом, что расположение цилиндров согласно изобретению сделано таким способом, который позволяет приложить значительно большие силы прежде, чем в машине возникнут пластические деформации. Благодаря тому что вместо монтажа цилиндров на своих уголковых элементах, они согласно изобретению встраиваются в крепежные панели, к крепежному ограждению можно прикладывать значительно большие продвигающие силы, и оно теперь, естественно, тоже будет продвигаться вперед. Если бы цилиндры были прикреплены к сварным уголкам, то при создании силы, в дополнение к требуемым усилиям подачи, параллельным крепежным панелям, возникали бы также и силы, перпендикулярные указанным усилиям подачи. Вышеуказанные изгибающие усилия полностью устраняются благодаря встраиванию цилиндров в крепежные панели в соответствии с изобретением, благодаря чему при приложении огромных сжимающих усилий устраняются какие-либо места, представляющие опасность с точки зрения разрушения от изгиба.

Благодаря тому что к проталкиваемым крепежным панелям теперь можно прикладывать большие по величине силы, и следовательно, процессы резки и прокладки могут теперь выполняться в более жестком и плотном грунте, особенно важным является то, что предельные несущие способности материала соблюдаются или могут автоматически соблюдаться удобным способом с автоматическим контролем. Если плотные препятствия или внезапное увеличение плотности в данной функциональной комбинации обнаруживаются посредством описанного мониторинга величин давления цилиндров в соответствии с изобретением, в частности в отношении асимметрии силы и давления, то автоматическое отключение осуществляется до перегрузки или, при возможности, выполняется автоматическое вмешательство в функцию корректировочного управления.

Здесь важен не только тот факт, что грунт вдоль участка прокладки может оказываться все более и более плотным, что, разумеется, также вполне может привести к симметричному возрастанию давления, но не к асимметричному возрастанию давления. И в таком случае, отключение происходит далее автоматически. Вернее, такие случаи являются критичными там, где машина для прокладки труб и установки крепи в соответствии с изобретением продвигается сквозь грунт, который тверже или плотнее на левой стороне крепежной панели, нежели на правой стороне крепежной панели. Режущий башмак, который вырезает половину трубного контура, т.е. нижний трубный контур, тоже может быть загружен по-разному в силу различных грунтовых условий, в результате чего он может подвергаться воздействию различных сил со стороны находящегося над ним крепежного ограждения. В этом случае возникают чрезвычайно высокие изгибающие силы, действующие на машину для прокладки труб и установки крепи и на элементы соединения между домкратом режущего башмака и крепью, и эти изгибающие силы могут подвергнуть статику машины для установки крепи, связанной с нею конструкции, а также статику соединительных элементов воздействию высокого напряжения, а фактически, могут их даже повредить. Такая асимметрия автоматически обнаруживается в способе согласно изобретению и в устройстве согласно изобретению, и машина останавливается, либо запускается автоматическим образом корректировочное управление, и с этого момента и далее (после автоматического отключения) может выполняться только осторожное ручное перемещение до тех пор, пока асимметрия не будет вновь находиться в пределах предварительно определенного или предварительно определяемого диапазона допусков.

Дополнительные варианты относятся к таким деталям, которые способствуют автоматическому процессу продвижения, требуемому в соответствии с изобретением; при этом осуществляется автоматический учет механических предельных нагрузок.

Соответственно, в дополнительном варианте подвижность домкрата режущего башмака по отношению к крепи заблокирована. Домкрат режущего башмака двигается, таким образом, вместе с крепью. Благодаря этому рабочему варианту вся крепь двигается вместе с домкратом режущего башмака. Во многих рабочих вариантах выгодно иметь возможность продвигать домкрат режущего башмака и крепь по отдельности. Например, если заранее раздвинутый домкрат режущего башмака втягивается обратно путем подачи крепи, то такая крепь благодаря элементам присоединения к домкрату режущего башмака должна неизбежно следовать движениям, а значит, и направлению режущего башмака. Если крепь продвигается, а домкрат режущего башмака следует за крепью, то домкрат режущего башмака, аналогичным образом, вынужден благодаря соединительным элементам следовать за крепью. На дополнительное управление самим режущим башмаком это не влияет.

Полезным является также и то, что домкрат режущего башмака благодаря расширению в направлении Z (согласно чертежу) передает давление на режущую кромку режущего башмака и/или на крепь и через прижимную и упорную пластину трубы, которые возможно уже предварительно проложены, и в то же время выступает в качестве упора для обеспечения устойчивости рабочих цилиндров уплотняющей пластины. При фиксации к крепи усилия домкрата режущего башмака оказывают воздействие на продвижение всей машины.

Если крепь освобождается от домкрата режущего башмака, то продвигающие силы действуют в направлении Y и только вдавливают режущий башмак в грунт.

В конструктивном отношении, т.е. в отношении устройства, сущность изобретения состоит в том, что предусмотрены датчики для измерения необходимых для продвижения усилий подачи или величин гидравлического давления рабочих цилиндров, расположенных на режущем башмаке и внутри крепи, причем указанные усилия подачи и величины гидравлического давления записываются в электронном виде в устройстве управления относительно положения установки каждого рабочего цилиндра, а величины указанного давления на левой стороне крепи и правой стороне крепи сравниваются, при этом в случае асимметрии, выходящей за пределы предварительно заданного допуска, либо останавливается автоматическим образом продвижение машины для установки крепи, либо запускается корректировочное управление.

Устройство выполнено таким образом, что асимметрия плотности грунта в процессе продвижения рассчитывается путем корреляции в системе управления измерений гидравлического давления и смещения; при этом измерение смещения производится с помощью оптических, резистивных или акустических датчиков.

В другом предпочтительном варианте внутри машины для установки крепи предусмотрена, по меньшей мере, одна перемещаемая гидравлическим образом прижимная и упорная пластина для частичного распора в процессе продвижения на уложенном отрезке трубы, при этом прижимная и упорная пластина (пластины) выполнена с возможностью перемещения внутри указанной машины вперед и назад посредством рабочих цилиндров, расположенных внутри крепи.

Для того чтобы обеспечить достаточный отвод или пропуск воды предусматривается открываемая перемычка, встроенная в режущий башмак. Это бывает полезно, если, например, устройство новой конструкции должно двигаться над работающими канализационными коллекторами и последние необходимо заменить. Открыв перемычку, сточную воду можно направить через режущий башмак и домкрат режущего башмака, и отвести ее в этом случае через уже проложенные новые трубы. Таким образом, отпадает необходимость перекрывать или выкачивать воду.

Открываемая перемычка встраивается в упорную или уплотняющую пластину аналогичным образом.

В другом предпочтительном варианте, по меньшей мере, некоторые рабочие цилиндры встроены в стенку крепежной панели в машине для установки крепи. Однако в этом случае все рабочие цилиндры, перемещающие крепь, а также передвигающие уплотняющую пластину и упорную пластину, встроены в крепежные панели. Таким образом, внутри системы крепи на участке, где вставляются трубы, не будет мешающих рабочих цилиндров. Рабочие цилиндры располагаются внутри крепи только в районе режущего башмака, точнее домкрата режущего башмака. Однако указанные рабочие цилиндры находятся вне участка, на котором должны вставляться трубы. Следовательно, они там мешать не будут.

В следующем предпочтительном варианте предусматривается, что стенка крепи состоит из множества крепежных панелей, шарнирно соединенных друг с другом, причем индивидуальные крепежные панели могут перемещаться управляемым и контролируемым образом посредством встроенных рабочих цилиндров.

В особо предпочтительном варианте в крепежных панелях предусматриваются отверстия для впрыска, предназначенные для введения смазочных материалов для смазки между наружной стенкой панели и шахтой или грунтом посредством дозатора смазочного материала, который подает указанные смазочные материалы через указанные отверстия дозированным образом в зависимости от определяемых необходимых для продвижения величин давления рабочих цилиндров Точка, в которой продвижение становится более затруднительным, обнаруживается в таком случае в рамках системы управления. Это выявляется автоматически в тот момент, когда обнаруживается увеличение гидравлической мощности. Однако если возрастание мощности, требуемое для продвижения, остается в пределах допусков, отверстия для впрыска, как минимум, автоматически активируются, и смазка или глинистый порошок дозируются и впрыскиваются в большей или меньшей степени. Другими словами, если прохождение становится трудным, то отмеряется больше смазки, а если прохождение вновь облегчается, то отмеряется меньшее количество смазки. Дозирование смазки, таким образом, непосредственно связано с расходом энергии, определяемым из корреляционного измерения давления и смещения. Причина состоит в том, что до того, как машина для установки крепи остановится в связи с ярко выраженным смятием крепи в шахте, система контроля автоматически стремится уменьшить силы трения путем дополнительного количества смазки. Такая операция может проходить и полностью автоматически с помощью вышеуказанного блока управления.

Как показывает практика, применение глинистого порошка в качестве смазочного материала в устройстве согласно изобретению или в способе по пп.1-5 дает превосходный результат. Указанный смазочный материал особенно эффективен в отношении подачи крепи, поскольку требуемые для прохождения усилия упора в результате его использования продолжают уменьшаться.

Особенно предпочтительным вариантом, о котором уже говорилось выше, является встраивание цилиндров, используемых для подачи крепи, в стенку крепежных панелей. Это сразу же предоставляет ряд важных преимуществ. В первую очередь, это приводит к заметному увеличению ширины внутреннего зазора между крепежными панелями в отличие от известных устройств, в которых эти цилиндры расположены на крепи в пространстве крепи, предназначенном для укладки труб, или выступают внутрь этого пространства, что затрудняет введение труб.

Для того чтобы в известных устройствах вставляемые трубы можно было направлять мимо цилиндров, крепь должна иметь соответствующую ширину.

В устройстве согласно изобретению ширину зазора можно минимизировать до диаметра укладываемых труб. Как результат, устройство согласно изобретению имеет меньшую ширину, нежели известные устройства. Вследствие этого, в свою очередь, требуется перемещать меньшее количество грунта, поскольку устройство имеет заметно меньшую ширину. Меньшее количество грунта подразумевает меньшие затраты на энергию и меньшие временные затраты, а значит, и меньшую стоимость.

Благодаря встраиванию гидравлических цилиндров в стенку крепи или машины для установки крепи цилиндры защищены в значительно большей степени, следовательно, они менее чувствительны к повреждениям и больше не повреждаются вставляемыми трубами. Кроме того, их примыкание (упор) относительно соответствующей крепежной панели встроено в стенку, в результате чего устраняется опасность разрушения указанного примыкания. Помимо этого, на примыкании устраняются какие-либо опрокидывающие силы или силы рычага, поскольку примыкание гидравлических цилиндров находится непосредственно внутри крепежной панели. Соответственно, могут использоваться большие гидравлические усилия. Машина для установки крепи может, таким образом, использоваться более эффективно на твердом грунтовом основании. Используя большие гидравлические усилия, машину можно и продвигать быстрее. Процесс установки в этом случае тоже становится более быстрым, что делает прокладку труб более экономичной.

Более того в предпочтительном варианте для подключения средств откачки воды предусматриваются отверстия в крепежных панелях и/или в режущем башмаке и/или в основании крепи. Аналогичным образом, это применимо и к расширительным крепежным панелям. Поверхностные или грунтовые воды, которые невозможно откачать с помощью других отдельно стоящих насосов, могут быть откачаны через эти отверстия.

Здесь также появляется и эффективная взаимосвязь внутри способа согласно изобретению, при которой сопротивление или переменное сопротивление грунтового основания можно определить с помощью давлений цилиндров. Благодаря встроенным гидравлическим цилиндрам в сочетании с сенсорным режимом эксплуатации, замеры давления особенно уместны для выявления плотности грунтового основания и грунта, поскольку опоры под углом, при которых возникающие изгибающие моменты могут исказить результат, в цилиндрах уже отсутствуют. Благодаря непосредственному действию силы на крепежную панель, перепады в силе трения могут быть соответствующим образом измерены непосредственно на режущем конце крепи и приняты в расчет.

В дополнение к тому, что в случае превышения предельного давления установка автоматически останавливается или переключается с автоматической работы на ручную работу, в данном случае имеется также возможность управления машиной в процессе резки. Хотя управление режущим башмаком к настоящему времени уже известно, маневренность крепи сочлененной конструкции является новой, и во всем остальном полностью отличается от управления только режущим башмаком. Режущие движения крепи и режущего башмака постоянно сравниваются друг с другом коррелятивным способом. Иначе говоря, если на участке возникают отклонения, рабочие цилиндры немедленно автоматически приводятся так, что они компенсируют или смягчают указанные отклонения, или же останавливают машину.

Краткое описание чертежей

Устройство изображено на чертежах и более детально пояснено ниже.

На чертежах:

на фиг.1 показано устройство (машина для установки крепи) в плане,

на фиг.2 представлен вид сбоку машины по фиг.1,

на фиг.3 показана режущая головка в плане,

на фиг.4 показан вид сбоку наращиваемой машины для установки крепи,

на фиг.5 показана наращиваемая машина для установки крепи,

на фиг.6 показан вид спереди уплотняющей пластины,

на фиг.7 показан вид спереди упорной пластины,

на фиг.8 показан дополнительный частичный вид сбоку,

на фиг.9 показан вид сбоку с прокладкой пары труб одна над другой,

на фиг.10 показан вид спереди уплотняющей пластины с параллельной прокладкой пары труб,

на фиг.11 показан вид спереди прижимной и упорной пластин с параллельной прокладкой пары труб.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показаны наиболее важные компоненты в плане, т.е. вид сверху машины для установки крепи. Пустотелые крепежные панели 11, шарнирно прикрепленные друг к другу, перемещаются по двум сторонам. Гидравлические рабочие цилиндры 1, 4, 6 расположены встроенным образом внутри указанных пустотелых крепежных панелей 11. Другими словами, эти рабочие цилиндры работают внутри стенки крепежной панели, а не во внутреннем пространстве, образованном панелями машины для установки крепи, как в известных устройствах. Благодаря встраиванию в стенку крепежной панели, все пространство, образованное панелями, свободно для введения труб и перемещения уплотняющей пластины и упорной пластины. Никакие рабочие цилиндры или удерживающие их уголки не создают помех. Вследствие этого имеется возможность проектировать внутреннее пространство крепи очень узким и очень близким по размеру к диаметру укладываемых труб. Соответственно, нужно перемещать существенно меньшее количество грунта, в результате чего работа данной установки становится более быстрой, нежели известных до сих пор установок.

Более того, благодаря встраиванию рабочих цилиндров в крепежные панели, силы могут быть приложены без опрокидывающего момента, а следовательно, оптимальным образом. Лишь цилиндры 2 управления режущим башмаком 12 и гидравлические цилиндры 3 домкрата 14 режущего башмака расположены внутри режущего башмака 12 и домкрата режущего башмака.

Упорная пластина 5 и уплотняющая пластина 8 расположены между выстроенными в линию крепежными панелями 11. Указанная упорная пластина 5 и указанная уплотняющая пластина 8 приводятся в движение с помощью встроенных рабочих цилиндров. Упорная пластина 5 приводится в движение с помощью встроенных рабочих цилиндров 4, а уплотняющая пластина 8 приводится в движение с помощью встроенных рабочих цилиндров 6, которые после этого раздвигаются и либо участками продавливают крепь вперед, либо поддерживают ее против грунта как упор, одновременно сжимая грунт с приложением составляющей силы, которая осуществляет продвижение крепи. Дополнительная раскалывающая прижимная составляющая силы создается за счет опирания на уже уложенную трубу. В ходе операции резки с помощью режущего башмака, во время которой прорезается только контур прокладываемой трубы, распределенная опорная реакция в виде силы воздействует также на трубу и на грунт. Дополнительная опора во время операции резки может создаваться благодаря продлению крепежных панелей внутри траншеи.

Режущий башмак двигается в направлении Y, иными словами, в направлении прохождения. Однако домкрат 14 режущего башмака, а именно его рабочий цилиндр 3 двигается назад, то есть в показанном на фиг.1 направлении Z.

Уплотняющая пластина 8 двигается в направлении Х уже уложенных труб 10 и сжимает вновь засыпаемый туда грунт. Таким образом, грунт, извлеченный режущим башмаком 12, а также передними режущими панелями, убирается и засыпается обратно в задней части машины. Таким образом, машина для установки крепи продвигается через грунт, наподобие застежки-молнии.

Передняя грань передних панелей снабжена бронированным наконечником 13 крепи. Кроме того, наконечник срезан на конус, так что не только режущий башмак 12, но и сама крепь продвигается в грунт. Таким образом, прорезается сечение траншеи.

На виде в плане внутри машины для установки крепи на участке, в который вставляются трубы, видно основание 16 крепи, которое образует опорную продольно разрезанную половину трубы, вмещающую укладываемую трубу.

Кроме этого, в режущем башмаке 12, а также в прижимной и упорной пластине 5, имеются перемычки 7 и 15 соответственно, которые могут открываться для того, чтобы была возможность пропустить накапливающуюся воду для предотвращения создания напора воды на машину.

Находящиеся за уплотняющей пластиной "буксируемые задние крепежные панели" разработаны только как плиты крепи, которые образуют камеру уплотнения.

На фиг.2 показан боковой вид машины для установки крепи в соответствии с изобретением. На нижней стороне видно, что под крепежными панелями 11 основание 16 в виде продольно-разрезанной половины трубы (полуобечайка) отходит вниз приблизительно на половину высоты бетонной трубы 10 только на участке машины. Выступающая часть на участке спереди - это нижняя часть режущего башмака 12. Эта часть прорывает грунт в нижней зоне. В зоне крепежных панелей то же самое выполняют сами панели. Видна также часть домкрата 14 режущего башмака. Управление самим режущим башмаком может осуществляться посредством цилиндров 2 управления. В зоне размещения рабочих цилиндров 4 и 6, встроенных в крепежные панели, изображения этих панелей даны прозрачными с тем, чтобы было хорошо видно местоположение указанных рабочих цилиндров.

В передней зоне крепежные панели 11 снабжены наконечником 13, который обеспечивает прочность и твердость передней грани крепи, необходимую для прорезания грунта в процессе продвижения крепи, а также защищает эту переднюю грань. Наконечник 13 работает в этом процессе как режущий край.

На фиг.3 детально показан только режущий башмак 12 и окружающие его передние крепежные панели 11. На конце крепи, т.е. непосредственно за наконечником имеются небольшие цилиндры управления 1, с помощью которых в ходе продвижения можно управлять режущим наконечником. На чертеже изображена также находящаяся в режущем башмаке 12 перемычка 7, через которую накапливающуюся воду можно отводить назад.

На фиг.4 показана возможность изменения крепи в вертикальном направлении. Для этой цели крепежные панели 27 устанавливаются на те панели, которые изображены на фиг.2. Аналогичным образом расширительные панели 27 содержат встроенные рабочие цилиндры 25, 24 и 23, а также встроенные в крепежные панели рабочие цилиндры для привода расширительной уплотняющей пластины 21, продленной вверх, и расширительной упорной пластины 23.

Благодаря продлению конструкции вверх в соответствии с изобретением может быть реализована прокладка труб при наличии более глубокой траншеи или при одновременной прокладке двух трубопроводов, размещаемых один над другим. Хронологическая последовательность приведения в действие различных компонентов для прокладки двух трубопроводов уже описана выше.

На фиг.5 показаны расширительные съемные панели 29, которые становятся необходимыми тогда, когда нужно получить определенные габариты по глубине. Эти дополнительные расширительные панели 29, конечно, уже не имеют никаких рабочих цилиндров, однако они закрепляются с помощью дополнительных элементов жесткости 28.

На фиг.6 показано сечение машины для установки крепи по позициям 8 на фиг.1. Позиция 8 обозначает уплотняющую пластину, которая согласно фиг.1 расположена за основанием 16 крепи.

На фиг.6 представлен пример, в котором машина уже имеет расширительные крепежные панели 27, показанные на виде сбоку по фиг.5. Соответственно, над уплотняющей пластиной 8, которая лежит внизу над трубным контуром укладываемой трубы 10, предусматривается дополнительная уплотняющая пластина - "расширительная уплотняющая пластина" 21. Указанная уплотняющая пластина 21 приводится в действие с помощью рабочих цилиндров, встроенных в крепежные панели 11, 27; сжимая грунт, который вновь засыпают сзади, она в то же время служит в качестве частичного упора для всего продвижения.

Здесь также показаны расширительные панели 29, которые требуются, например, для поддержания препятствий. Перед тем, как продвигаемая гидравликой крепь будет продвигаться под препятствием, расширительные панели удаляются, а после прохождения препятствия они устанавливаются вновь.

На фиг.7 показано сечение машины для установки крепи в области прижимной и упорной пластины 5, которая, как видно из изложенного выше, и согласно вышеприведенному описанию, регулируется в крепи и навешивается на крепь. Прижимная и упорная пластина 5 приводится в действие аналогичным образом, т.е. с помощью рабочих цилиндров, встроенных в крепежные панели и расширительные панели. В нижней зоне прижимная и упорная пластина 5 имеет сквозное отверстие 15, предназначенное для укладываемой трубы. В этом случае в прижимную и упорную пластину вкладывается весь трубный контур, поскольку режущий башмак расположен перед ней.

На фиг.8 показана относительная подвижность зоны передней крепежной панели, которая находится перед прижимной и упорной пластиной 5.

На фиг.9 показана одновременная прокладка двух трубопроводов посредством работающей машины в статическом представлении (как на моментальном снимке). Здесь важно отметить, что два трубопровода могут быть проложены с большой точностью и даже на нужном расстоянии друг от друга по вертикали. Вследствие этого трубы не лежат одна поверх другой, а находятся на расстоянии друг от друга и при этом они накрепко впрессованы в грунт.

На фиг.10 показан вид спереди уплотняющей пластины при параллельной прокладке пары труб. В этом случае становится понятным, что при параллельной прокладке пары труб необходим только совместный уплотняющий ход. В этой связи на фиг.11 показан вид спереди соответствующей прижимной и упорной пластины в процессе такой параллельной прокладки двойных труб. И в данном случае необходим только единовременный совместный рабочий ход.

Перечень обозначений

1. Встроенные рабочие цилиндры для управления крепью.

2. Цилиндры управления режущим башмаком.

3. Гидравлические цилиндры для домкрата режущего башмака.

4. Встроенные рабочие цилиндры для приведения в действие упорной и прижимной пластины.

5. Упорная и прижимная пастина.

6. Встроенные рабочие цилиндры для приведения в действие уплотняющей пластины.

7. Перемычка режущего башмака.

8. Уплотняющая пластина.

9. Плиты крепи камеры уплотнения.

10. Ранее проложенные бетонные трубы.

11 Пустотелые крепежные панели.

12. Режущий башмак.

13. Бронированный наконечник крепи.

14. Домкрат режущего башмака.

15. Перемычка прижимной и упорной пластины.

16. Основание крепи.

17. Направление Х уплотнения грунта.

18. Направление Y прохождения.

19. Направление Z выдвижения домкрата режущего башмака.

Примечание: Направления X, Y и Z в данном случае являются не ортогональными координатными направлениями, а направлениями, заданными на чертеже.

20. Плиты крепи расширительной камеры уплотнения.

21. Расширительная уплотняющая пластина.

22. Рабочие цилиндры расширительной уплотняющей пластины.

23. Прижимная и упорная пластина расширительных крепежных панелей.

24. Рабочие цилиндры для приведения в действие прижимной и упорной пластины расширительных крепежных панелей.

25. Рабочие цилиндры для управления расширительными крепежными панелями.

26. Бронированный наконечник расширительной крепи.

27. Расширительные крепежные панели.

28. Элементы жесткости крепи.

29. Съемные расширительные панели.

30. Грунт.

31. Второй проложенный трубопровод.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется при прокладке трубопровода в грунте. Необходимые для продвижения труб в грунте усилия подачи или величины гидравлического давления рабочих цилиндров, расположенных на режущем башмаке и внутри крепи, измеряют посредством датчиков и записывают относительно положения установки каждого рабочего цилиндра, а величины давлений на левой стороне крепи и правой стороне крепи сравнивают между собой. В случае асимметрии, выходящей за пределы предварительно заданного допуска, останавливают автоматическим образом продвижение машины для установки крепи, либо запускают автоматическим образом корректировочное управление. Расширяет арсенал технических средств. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ прокладки трубопровода, в частности канализационных труб, в грунте, предусматривающий использование совместно перемещаемой крепи и встроенного приводного домкрата, в котором шахту для укладки труб прокладывают в грунте посредством продвигаемой вперед крепи, вставляют трубы одна за другой и засыпают шахту позади крепи, отличающийся тем, что необходимые для продвижения усилия подачи или величины гидравлического давления рабочих цилиндров, расположенных на режущем башмаке и внутри крепи, измеряют и записывают относительно положения установки каждого рабочего цилиндра и сравнивают величины указанного давления на левой стороне крепи и правой стороне крепи, причем в случае асимметрии, выходящей за пределы предварительно заданного допуска, либо останавливают автоматическим образом продвижение машины для установки крепи, либо запускают автоматическим образом корректировочное управление.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют асимметрию плотности грунта в процессе продвижения путем корреляции измерения гидравлического давления и измерения смещения с обеспечением определения и корректировки оптимизированных в результате рабочих усилий для соответствующих рабочих цилиндров режущего башмака и крепи.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что осуществляют управление расположенным внутри крепи режущим башмаком для вырезания трубного контура на стороне основания как совместно с управлением крепью, так и независимо от нее.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что обеспечивают обнаружение препятствий, перемещающихся в поперечном направлении, на предварительно заданном расстоянии от машины для установки крепи посредством датчиков на переднем по ходу продвижения конце крепи и останавливают автоматическим образом указанную машину при соответствующем определении положения препятствий.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокладывают две трубы одна над другой таким образом, что нижняя труба вводится в пространство между прижимной и упорной пластинами до трубы, которая может быть предварительно уложена, а верхняя труба вводится непосредственно над первой трубой до верхней трубы, которая может быть предварительно уложена, при этом используют обратно засыпаемый грунт, который сначала совместно подминают вокруг нижней трубы посредством нижней уплотняющей пластины и далее совместно подминают грунт вокруг верхней уложенной трубы и над нею посредством верхней уплотняющей пластины.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокладывают две трубы рядом друг с другом путем их последовательного или одновременного помещения в машину для установки крепи, тем самым в котлован для прокладки, при этом используют грунт, который совместно продвигают над проложенными трубами общим ходом уплотняющей пластины.

7. Устройство для прокладки трубопровода, в частности канализационных труб, в грунте, предусматривающее использование совместно перемещаемой крепи и встроенного приводного домкрата, причем шахта для укладки труб прокладывается в грунте машиной для установки крепи посредством продвигаемой вперед крепи, трубы вставляются одна за другой, а шахта позади крепи немедленно засыпается, отличающееся тем, что предусмотрены датчики для измерения необходимых для продвижения усилий подачи или величин гидравлического давления рабочих цилиндров (1, 3, 4, 6, 22, 24, 25), расположенных на режущем башмаке (12) и внутри крепи, причем указанные усилия подачи и величины гидравлического давления записываются в электронном виде в устройстве управления относительно положения установки каждого рабочего цилиндра, а величины указанного давления на левой стороне крепи и правой стороне крепи сравниваются, при этом в случае асимметрии, выходящей за пределы предварительно заданного допуска, либо останавливается автоматическим образом продвижение машины для установки крепи, либо запускается автоматическим образом корректировочное управление.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что асимметрия плотности грунта в процессе продвижения рассчитывается путем корреляции в системе управления измерений гидравлического давления и смещения; при этом измерение смещения производится с помощью оптических, резистивных или акустических датчиков.

9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что внутри машины для установки крепи предусмотрена, по меньшей мере, одна упорная или уплотняющая пластина (8, 21) для распорного опирания в процессе продвижения, выполненная с возможностью перемещения гидравлическим образом внутри указанной машины вперед и назад посредством установленных в ней рабочих цилиндров (6, 22).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что внутри машины для установки крепи предусмотрена, по меньшей мере, одна перемещаемая гидравлическим образом прижимная и упорная пластина (5, 23) для частичного распора в процессе продвижения на уложенном отрезке трубы, при этом прижимная и упорная пластина или пластины (5, 23) выполнена с возможностью перемещения внутри указанной машины вперед и назад посредством рабочих цилиндров (4, 24), расположенных внутри крепи.

11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что предусмотрена открываемая перемычка (7), встроенная в режущий башмак (12).

12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что предусмотрена открываемая перемычка (15), встроенная в упорную или уплотняющую пластину (8, 21).

13. Устройство по п.7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые рабочие цилиндры встроены в стенку крепежной панели или в крепежную панель (11) в машине для установки крепи.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что стенка крепи состоит из множества крепежных панелей (11), шарнирно соединенных друг с другом, причем индивидуальные крепежные панели (11) могут перемещаться управляемым и контролируемым образом посредством встроенных рабочих цилиндров (1, 4, 6, 22, 24, 25).

15. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что в крепежных панелях (11), и/или в режущем башмаке (12), и/или в основании (16) крепи предусмотрены отверстия для подсоединения средств откачки воды.

16. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в крепежных панелях (11) предусмотрены отверстия для введения смазочных материалов для смазки между наружной стенкой панели и шахтой или грунтом посредством дозатора смазочного материала, который подает указанные смазочные материалы через указанные отверстия дозированным образом в зависимости от определяемых необходимых для продвижения величин давления рабочих цилиндров.

17. Применение глинистого порошка в качестве смазочного материала в способе, охарактеризованном в одном из пп.1-6, или в устройстве, охарактеризованном в любом из пп.7-16.