Способ возведения шпунтового ограждения при проведении работ на магистральном трубопроводе и шпунтовое сборно-разборное ограждение для обустройства котлована Российский патент 2019 года по МПК E02D17/04 

Группа изобретений относится к строительству, а именно к шпунтовым ограждениям или подпорным стенкам, возводимым на площадках с безнапорным током грунтовых вод, в частности, и может использоваться для создания шпунтового ограждения в котлованах при проведении ремонтных работ на магистральных трубопроводах.

Известен способ формирования шпунтового ограждения, заключающийся в том, что погружают в грунт до проектной отметки на расстоянии друг от друга сваи для получения шпунтового ограждения или подпорной стенки, причем для обеспечения регулируемого истечения безнапорного горизонта грунтовых вод через шпунтовое ограждение или подпорную стенку указанные сваи в виде тел вращения с наконечником в нижней части и с винтовым шнеком на наружной поверхности ввинчивают поперек направления тока грунтовых вод для истечения грунтовых вод через зоны между смежно расположенными сваями, а между указанными сваями дополнительно погружают сваи, выполненные с винтовым шнеком, которым разбуриваются данные межсвайные зоны, и выбранный грунт обратным вращением шнека заменяют в межсвайных зонах фильтрующим элементом (патент RU №2283921, кл. E02D 5/20, 20.09.2006).

Из этого же патента известно шпунтовое ограждение для обустройства котлована, содержащее ввинченные в грунт до проектной отметки на расстоянии друг от друга сваи в виде тел вращения с наконечником в нижней части и с винтовым шнеком на наружной поверхности.

Данный способ и устройство для его реализации позволяют сохранить естественный режим тока грунтовых вод при возведении шпунтового ограждения или подпорной стенки для сохранения гидрологического режима и характеристик грунтов на прилегающих к ограждению территориях. Однако возведение такого шпунтового ограждения требует использования сложной техники и трудоемко в полевых условиях при проведении ремонтных работ на магистральном трубопроводе, что сужает область использования данного способа и устройства для его реализации.

Известен способ возведения шпунтового ограждения при проведении работ на магистральном трубопроводе, включающий сборку направляющего каркаса и фиксацию на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек, установку на них направляющего каркаса и забивку шпунтовых свай ограждения с замыканием их в плане (авторское свидетельство SU №1030461, кл. E02D 7/02, 23.07.1983).

Из этого же авторского свидетельства известно шпунтовое ограждение для обустройства котлована, содержащее стойки, направляющий каркас и шпунтовые сваи.

Однако необходимость прикреплять направляющие стойки к направляющему каркасу перед его транспортировкой на расстоянии друг от друга, кратном расстоянию между замками, приводит к усложнению конструкции шпунтового ограждения и снижению производительности при реализации описанного выше способа возведения шпунтового ограждения.

Известен способ выполнения ограждающей стенки в грунте, представленный в п. РФ №2095520 по кл. E02D 29/00, 5/20, з. 11.06.96, оп. 10.11.1997 г.

Известный способ заключается в следующем.

Способ выполнения ограждающей стенки в грунте, включающий создание в грунте вертикальных элементов ограждения с расположением их вдоль ограждаемого объекта рядами на расстоянии в ряду друг от друга и смещением в каждом ряду относительно элементов смежного ряда, последовательное соединение смежных вертикальных элементов смежных рядов связями и выемку грунта под защитой ограждения до требуемой глубины, отличающийся тем, что вертикальные элементы в каждом последующем ряду смещают относительно вертикальных элементов предыдущего ряда на величину, равную 0,2 0,8 шага вертикальных элементов, причем вертикальные элементы выполняют длиной Н, определяемой зависимостью h≅Н≅3h, где h требуемая глубина выемки грунта, причем при выполнении вертикальных элементов длиной, равной требуемой глубине выемки грунта, связи выполняют до глубины, равной длине вертикальных элементов, а при выполнении вертикальных элементов длиной, большей требуемой глубины выемки грунта, связи выполняют до глубины, превышающей требуемую глубину выемки грунта на (0,2 2,0) h, при этом расстояние в свету между вертикальными элементами в ряду принимают равным (0,5 10) d, а расстояние между рядами в свету равным (1 5) d, где d наибольший размер поперечного сечения вертикального элемента.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что связи в связных грунтах выполняют с разрывами по высоте, причем высота разрывов составляет (0,5 3) d.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что перед выемкой грунта вертикальные элементы всех рядов объединяют поверху горизонтальным шапочным элементом.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что по мере выемки грунта противолежащие участки ограждения объединяют распорками.

5. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что до выемки грунта и/или в процессе выемки грунта ограждение заанкеривают в грунте посредством анкерных устройств.

К сожалению, подробно, само ограждение в патенте не описано. Из описания недостатком известного способа и создаваемого с его помощью ограждения представляется сложность и ненадежность конструкции и трудоемкость технологии ее изготовления, обусловленные необходимостью выдерживания определенных расстояний между элементами в ряду и между рядами, очень сильно зависящих от особенностей грунта, выбора длины вертикальных элементов. К тому же ограждение является неразборным, т.к. связи между вертикальными элементами выполняются силикатизацией массива грунта между ними или путем использования цементного раствора либо химзакреплением.

Известны способ создания шпунтового ограждения и само шпунтовое ограждение для котлована, представленные в п. РФ №2530142 по кл. E02D 17/04, з. 30.11.2012 г, оп. 10.10.2014 г..

Известные способ и шпунтовое ограждение защищены следующей формулой.

1. Способ возведения шпунтового ограждения при проведении работ на магистральном трубопроводе, включающий сборку направляющего каркаса и фиксацию на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек, установку на них направляющего каркаса и забивку шпунтовых свай ограждения с замыканием их в плане, отличающийся тем, что предварительно вырывают ремонтный котлован и магистральный трубопровод вскрывают сверху на глубину не менее 0,6 м от нижней образующей трубы магистрального трубопровода до дна котлована, причем котлован вырывают по длине, превышающей длину вырезаемого участка магистрального трубопровода не менее чем на 2 м, ремонтный котлован обваловывают уплотненной глиной на внешнему периметру, в углах ремонтного котлована устанавливают четыре стойки с выступающей над бровкой ремонтного котлована частью не менее чем 15 см, в отверстия стоек вставляют удерживающие пальцы и затем устанавливают на стойки двутавровые балки направляющего каркаса, после чего вдоль двутавровых балок между стенками ремонтного котлована и двутавровой балкой в грунт задавливают шпунтовые сваи с формированием по периметру направляющего каркаса из двутавровых балок шпунтового ограждения, причем часть шпунтовых свай оставляют над бровкой ремонтного котлована не менее чем на 15 см.

2. Шпунтовое сборно-разборное ограждение для обустройства котлована, содержащее стойки, направляющий каркас и шпунтовые сваи, отличающееся тем, что оно содержит четыре стойки, установленные по углам ремонтного котлована, направляющий каркас, состоящий из четырех двутавровых балок с отверстиями в стенке, через которые двутавровые балки надеты на стойки, в стойках выполнены отверстия, в которые вставлены удерживающие пальцы для фиксации двутавровых балок на заданной высоте, шпунтовые сваи вдавлены в грунт и расположены вдоль двутавровых балок вокруг направляющего каркаса с формированием замкнутого шпунтового ограждения.

3. Шпунтовое сборно-разборное ограждение по п. 2, отличающееся тем, что стойки выполнены с тремя рядами отверстий под удерживающие пальцы.

4. Шпунтовое сборно-разборное ограждение по п. 2, отличающееся тем, что в отверстия в стенке двутавровых балок вварены направляющие втулки.

5. Шпунтовое сборно-разборное ограждение по п. 2, отличающееся тем, что к полкам двутавровых балок с их наружной стороны приварены проушины для строповки шпунтовых свай.

Недостатком известных средств является сложность и ненадежность возведения и разборки ограждения при значительной длине шпунтовых свай, поскольку сваи могут быть лишь пристропованы к направляющему каркасу. Кроме того, шпунтовое ограждение, которое не имеет замков, погружаясь по пути наименьшего сопротивления, сильно деформируется (шпунт изгибает, выворачивает, скручивает и загибает), что приводит к невозможности его качественного повторного применения. Фактически шпунт превращается в металлолом.

Данный тип ограждения не гарантирует безопасное нахождение персонала на дне котлована при проведении работ (срок непрерывных работ до 72 часов) и прорыв жидкого грунта может в любой момент привести к -несчастному случаю.

При этом вышеописанный в п. РФ №2530142 известный способ включает в себя предварительную выборку грунта ремонтного котлована, что является весьма далеким по технической сущности от заявляемого способа, поэтому в качестве прототипа к способу выбран способ возведения шпунтового ограждения, описанный в вышепредставленном патенте №2095520.

Вышеописанное известное из патента №2530142 шпунтовое ограждение выбрано в качестве прототипа к заявляемой конструкции шпунтового ограждения. При этом, практически все вышеуказанные типы ограждений не являются шпунтовыми, т.к. между элементами ограждения отсутствуют замковые соединения.

Задачей изобретения является повышение надежности шпунтового ограждения при упрощении процесса возведения и разборки шпунтового ограждения.

Поставленная задача решается тем, что:

- в способе возведения шпунтового ограждения при проведении работ на магистральном трубопроводе, включающем создание в грунте вертикальных элементов ограждения в виде шпунтовых свай с расположением их вдоль ограждаемого объекта в один ряд, последовательное соединение смежных вертикальных элементов между собой связями, закрепление ограждения в грунте и выемку грунта под защитой ограждения до требуемой глубины, при этом вертикальные элементы выполняют длиной, зависящей от глубины выемки грунта, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, вначале производят сборку направляющего каркаса и фиксацию его на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек, установку на них направляющего каркаса, монтаж ограждения начинают с формирования одной из угловых секций периметра ограждения, смежные вертикальные элементы располагают рядом друг с другом и соединяют между собой с помощью сборно-разборных замковых элементов «гребень-обойма» с замыканием периметра ограждения и выполняют формирование периметра котлована путем объединения вертикальных элементов ряда снаружи по периметру направляющего каркаса, закрепление ограждения в грунте производят строго вертикальным вибропогружением до плотного грунта, перед которым собирают внутреннюю рамку необходимого размера, которую выставляют над осью трубы, необходимую длину вертикальных элементов в зависимости от глубины выемки обеспечивают их наращиванием по вертикали, которое выполняют, используя разборное соединение с помощью закрепленных на шпунтовых панелях фиксирующих проушин пальцем со шплинтами.

- в шпунтовом сборно-разборном ограждении для обустройства котлована при проведении работ на магистральном трубопроводе, содержащем четыре стойки, установленные по углам ремонтного котлована, прикрепленный к ним сверху направляющий прямоугольный каркас из четырех балок, и шпунтовые сваи, которые погружены в грунт и расположены вдоль балок направляющего каркаса вокруг него с формированием замкнутого шпунтового ограждения, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, смежные шпунтовые сваи ограждения соединены между собой с помощью замкового соединения типа «гребень-обойма», при этом они выполнены в виде шпунтовых панелей с возможностью наращивания их по высоте путем пристыковки к ним дополнительных профилей различной длины с необходимой разбежкой мест стыка с помощью замковых элементов, выполненных из двух частей: нижней и верхней, закрепленных соответственно на нижней и верхней соединяемых сваях, и имеющих конструкцию нижней части из двух соосно расположенных втулок из толстостенной стальной трубы с фасками, выполненных в виде сдвоенной проушины, прикрепляемой посредством сварки к усиленной части полки нижнего элемента составной панели, а конструкцию верхней части - из одной втулки из аналогичной толстостенной трубы с фасками, выполненной в виде одинарной проушины, прикрепляемой посредством сварки к усиленной части полки верхнего элемента составной панели и соединяемых между собой совмещением отверстий в указанных проушинах и вставлением в них круглого пальца, фиксируемого посредством шплинта с обеих его сторон, вблизи верхних кромок стенок нижней и верхней части составных панелей выполнены прямоугольные отверстия для возможности извлечения шпунта с помощью грузоподъемного механизма, служащие также отверстиями для стопора, при этом торцевые шпунтовые панели над трубопроводом имеют стандартные стенки и расширенную полку, в которой в нижней части выполнен вырез в форме полукруга и к торцу приварена металлическая пластина для исключения повреждений изоляции на трубопроводе, сама полка выполнена из двух пластин, сваренных между собой металлической вставкой внахлест с внешней стороны шпунта, в верхней части торцевого шпунта приварена между двумя пластинами небольшая пластина для удобства работы вибропогружателя, соединение верхней и нижней частей торцевых шпунтов также производится с помощью замковых соединений.

В заявляемом способе выполнение вначале сборки направляющего каркаса и фиксации его на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек с установкой на них направляющего каркаса в совокупности с монтажом ограждения, начинающимся с формирования одной из угловых секций периметра ограждения упрощает технологию последующего возведения ограждения; расположение смежных вертикальных элементов рядом друг с другом и соединение их между собой разъемно с помощью замковых элементов «гребень-обойма» с замыканием периметра ограждения при выполнении формирования периметра котлована путем объединения вертикальных элементов ряда снаружи по периметру направляющего каркаса обеспечивает его прочность и надежность; закрепление ограждения в грунте строго вертикальным вибропогружением до плотного грунта, перед которым собирают внутреннюю рамку необходимого размера, которую выставляют над осью трубы, позволяет избежать нарушения изоляции трубопровода при его ремонте, что также повышает надежность способа; наращивание по вертикали необходимой длины вертикальных элементов в зависимости от глубины выемки, выполняемое с использованием разборного соединения с помощью закрепленных на шпунтовых панелях фиксирующих проушин пальцем со шплинтами, упрощает технологию сборки и разборки шпунтового ограждения.

В шпунтовом ограждении выполнение шпунтовых свай в виде более широких шпунтовых панелей, соединенных между собой замковым соединением типа «гребень-обойма» и выполненных с возможностью их наращивания по высоте путем пристыковки их друг к другу с необходимой «разбежкой» мест стыка, делает ограждение более надежным и, одновременно, облегчает их сборку и разборку. Наращивание шпунтовых панелей по длине с помощью замковых элементов, состоящих из двух частей - нижней и верхней, приваренных соответственно к усиленным стальными пластинами частям нижней и верхней сочленяемых панелей, и выполненных из толстостенной круглой трубы с фасками в виде сдвоенной и одинарной проушин, соединяемых между собой с помощью круглого пальца, фиксируемого с двух сторон с помощью шплинта, в совокупности с выполнением вблизи верхних кромок стенок нижней и верхней части составных панелей прямоугольных отверстий для возможности извлечения шпунта с помощью грузоподъемного механизма и выполнением торцевых панелей над трубопроводом с расширенной полкой из двух пластин с вырезом в форме полукруга в нижней части и с приваренной к торцу усиливающей металлической пластиной, сваренных между собой металлической вставкой внахлест с внешней стороны шпунта, при соединении верхней и нижней частей торцевых шпунтов с помощью замковых соединений и наличии в верхней части торцевого шпунта приваренной между двумя пластинами небольшой пластины для удобства работы вибропогружателя, в совокупности с соединением верхней и нижней частей торцевых шпунтов с помощью замковых соединений также обеспечивает более надежную конструкцию и удобную сборку и разборку шпунтового ограждения.

Технический результат - повышение надежности конструкции шпунтового ограждения, упрощение процесса его сборки и разборки.

Заявляемый способ возведения сборно-разборного шпунтового соединения обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как выполнение вначале сборки направляющего каркаса и фиксации его на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек, установка на них направляющего каркаса, начало монтажа ограждения с формирования одной из угловых секций периметра ограждения, расположение смежных вертикальных элементов рядом друг с другом и соединение смежных вертикальных элементов между собой разъемно с помощью замковых элементов «гребень-обойма» с замыканием периметра ограждения, выполнение формирования периметра котлована путем объединения вертикальных элементов ряда снаружи по периметру направляющего каркаса, закрепление ограждения в грунте посредством строго вертикального вибропогружения до плотного грунта, перед которым собирают внутреннюю рамку необходимого размера, которую выставляют над осью трубы, обеспечение необходимой длины вертикальных элементов в зависимости от глубины выемки их наращиванием по вертикали, выполняемым с использованием разъемного соединения с помощью закрепленных на шпунтовых панелях фиксирующих проушин пальцем со шплинтами, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявляемое шпунтовое сборно-разборное ограждение обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как соединение смежных шпунтовых свай между собой с помощью замкового соединения типа «гребень-обойма», выполнение шпунтовых свай в виде шпунтовых панелей с возможностью наращивания их по высоте путем пристыковки к ним дополнительных профилей различной длины с необходимой разбежкой мест стыка с помощью замковых элементов, выполнение замковых элементов из двух частей: нижней и верхней, закрепленных соответственно на нижней и верхней соединяемых сваях и имеющих конструкцию нижней части из двух соосно расположенных втулок из толстостенной стальной трубы с фасками, выполненных в виде сдвоенной проушины, прикрепляемой посредством сварки к усиленной части полки нижнего элемента составной панели с применением усиливающих стальных пластин, а конструкции верхней части - из одной втулки из аналогичной толстостенной трубы с фасками, выполненной в виде одинарной проушины, прикрепляемой посредством сварки к усиленной части полки верхнего элемента составной панели с применением усиливающих стальных пластин, соединение между собой проушин совмещением отверстий в указанных проушинах и вставлением в них круглого пальца, фиксируемого посредством шплинта с обеих его сторон, выполнение вблизи верхних кромок стенок нижней и верхней части составных панелей прямоугольных отверстий для возможности извлечения шпунта с помощью грузоподъемного механизма, служащих также отверстиями для стопора, выполнение торцевых шпунтовых панелей над трубопроводом со стандартными стенками и расширенной полки, в которой в нижней части выполнен вырез в форме полукруга и к торцу приварена металлическая пластина для исключения повреждений изоляции на трубопроводе, выполнение указанной полки из двух пластин, сваренных между собой металлической вставкой внахлест с внешней стороны шпунта, наличие в верхней части торцевого шпунта приваренной между двумя пластинами небольшой пластины для удобства работы вибропогружателя, соединение верхней и нижней частей торцевых шпунтов с помощью замковых соединений, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Несмотря на то, что некоторые признаки заявляемого способа, такие как сборка направляющего каркаса и фиксация его на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек и установка на них направляющего каркаса, известны из п. РФ №2530142, их совместное использование с новыми вышеуказанными отличительными признаками заявляемого способа, дающими возможность получить новый технический результат - повышение надежности ограждающей конструкции при упрощении технологии сборки и разборки шпунтового ограждения - позволяет заявителю считать заявляемый способ соответствующим критерию «изобретательский уровень».

В отношении заявляемого шпунтового ограждения заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он также считает, что заявляемое шпунтовое ограждение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Как заявляемый способ, так и возводимое с его помощью шпунтовое ограждение, могут использоваться для создания шпунтового ограждения в котлованах при проведении ремонтных работ на магистральных трубопроводах и потому соответствуют критерию «промышленная применимость».

Изобретения иллюстрируются чертежами, где представлены на:

- фиг. 1 - общий вид шпунтового ограждения;

- фиг. 2 - вид верхней и нижней частей шпунтовой панели;

- фиг. 3 - вид стыкуемых частей шпунтовой панели и вид замка в сборе;

- фиг. 4 - вид стыкованных частей шпунтовой панели в продольном разрезе;

- фиг. 5 - вид торцевой панели;

- фиг. 6 - вид сверху скрепленных между собой соседних панелей углового соединения и рядовой панели;

- фиг. 7 - вид спереди нижнего ряда шпунтов;

- фиг. 8 - вид сверху шпунтовых панелей верхнего ряда с вынутыми торцевыми панелями и очередностью выемки соседних с торцевыми панелей a; b, c, d;

- фиг. 9 - погружение (извлечение) панелей боковым захватом вибропогружателя;

-фиг. 10 - подъем шпунтового профиля с земли, перемещение и укладка на землю;

- фиг. 11 - извлечение панелей с помощью автокрана.

Заявляемый способ возведения шпунтового ограждения при проведении работ на магистральном трубопроводе заключается в следующем.

Вначале производят сборку направляющего каркаса и фиксацию его на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек, установку на них направляющего каркаса. Затем производят монтаж ограждения, который начинают с формирования одной из угловых секций периметра ограждения. Далее создают в грунте вертикальные элементы ограждения в виде шпунтовых свай, располагая их вдоль ограждаемого объекта в один ряд рядом друг с другом. При этом выполняют последовательное соединение смежных вертикальных элементов между собой с помощью замковых элементов «гребень-обойма» с замыканием периметра ограждения торцевыми секциями. Формирование периметра котлована выполняют путем объединения вертикальных элементов ряда снаружи по периметру направляющего каркаса посредством вертикального вибропогружения до плотного грунта. При этом вертикальные элементы выполняют длиной, зависящей от глубины выемки грунта. Необходимую длину вертикальных элементов в зависимости от глубины выемки обеспечивают их наращиванием по вертикали, которое выполняют, используя разъемное соединение с помощью закрепленных на шпунтовых панелях фиксирующих проушин пальцем со шплинтами.

Далее осуществляют выемку грунта внутри ограждения до требуемой глубины.

Шпунтовое сборно-разборное ограждение для обустройства котлована при проведении работ на магистральном трубопроводе выполнено следующим образом:

Конструкция шпунтового ограждения состоит из опорной рамы 1 из четырех балок 1₁-1₄, уложенных по периметру котлована, на краях которых выполнены отверстия 2_1-4, усиленные трубными накладками, в которых установлены стойки 3_1-4, заглубляемые в грунт. По периметру котлована вдоль опорной рамы выполнено шпунтовое ограждение из шпунтовых панелей 4_1-n Смежные шпунтовые сваи 4_1-n расположены рядом друг с другом и соединены между собой замковым соединением 5 типа «гребень-обойма», где гребень 5₁ выполнен из стального круглого проката, а обойма 5₂ - из стальной толстостенной трубы с продольным пазом, приваренных к кромкам стенок профиля. При этом шпунтовые сваи 4 выполнены в виде шпунтовых панелей с возможностью наращивания их по высоте путем пристыковки к ним дополнительных профилей 6_1-n различной длины с необходимой разбежкой мест стыка с помощью замковых элементов 7. Замковые элементы 7 имеют конструкцию нижней части из двух соосно расположенных втулок 8 из толстостенной стальной трубы с фасками, выполненных в виде сдвоенной проушины 9 прикрепляемой посредством сварки к усиленной части полки нижнего элемента составной панели 4 с применением усиливающей стальной пластины 10. Конструкция их верхней части выполнена из одной втулки 11 из аналогичной толстостенной трубы с фасками, выполненной в виде одинарной проушины 12, прикрепляемой посредством сварки к усиленной части полки верхнего элемента 6 составной панели 4 с применением усиливающих стальных пластин 12. Верхняя и нижняя части замка 7 соединяются между собой совмещением отверстий в проушинах 9 и 12 и вставлением в них круглого пальца 13 фиксируемого посредством шплинта 14 с обеих его сторон. При этом вблизи верхних кромок стенок нижней и верхней части составных панелей 4 выполнены прямоугольные отверстия 15 для возможности извлечения шпунта с помощью грузоподъемного механизма, служащие также отверстиями для стопора 16. Торцевые шпунтовые панели 62 над трубопроводом 17 имеют стандартные стенки и расширенную полку 6т, в которой в нижней части выполнен вырез 18 в форме полукруга и к торцу приварена металлическая пластина 19 для исключения повреждений изоляции на трубопроводе. Сама полка 6т выполнена из двух пластин 6'т' и 6т'', сваренных между собой металлической вставкой 20 внахлест с внешней стороны шпунта. В верхней части торцевого шпунта 6т приварена между двумя пластинами небольшая пластина 21 для удобства работы вибропогружателя (на чертежах не показан). При этом соединение верхней и нижней частей торцевых шпунтов 42 также производится с помощью замковых соединений 7.

Более конкретно сборка шпунтового ограждения производится следующим образом.

Выбирают первый угол периметра ограждения, с которого начинается монтаж. Рядом раскладывается необходимое количество шпунтов для удобного и быстрого захвата вибропогружателем шпунтовых панелей 4. Панели 4 с угловыми замками лучше разместить отдельно. Особое внимание необходимо уделить правильному формированию первой угловой секции (2-3 элемента): панели должны быть точно ориентированы по вертикали и плотно установлены к внутренней раме 1. При наличии значительных отклонений от вертикали (заметных невооруженным глазом), необходимо произвести выемку первых панелей 4 и произвести их повторное погружение.

Оператор погружает стартовую панель 4 длиной 6 метров строго вертикально до плотного грунта. Если длины 6-ти метровой секции недостаточно для ее закрепления в плотном слое грунта, к ней необходимо присоединить дополнительную секцию 6 (надставку).

Надставка 6 выбирается длиной от 2 до 4 метров, в зависимости от глубины залегания плотных слоев грунта. В первую очередь формируется периметр ограждения из шпунтов 4 длиной 6,0 м. Сначала собираются две П-образные части комплекта с углами вокруг длинных сторон внутренней рамки 1. Оптимальным является такой вариант взаимного расположения ограждения, при котором на торце от противоположных углов до трубы 17 будет погружено одинаковое количество панелей 4.

Если оказалось, что внутренняя рамка 1 сместилась по отношению к трубе 17, то допускается погружение меньшего количества панелей 4 с одной из сторон торца, при этом от противоположного угла необходимо погрузить кратно большее количество панелей таким образом, чтобы иметь возможность закрыть периметр двумя торцевыми панелями 43, 4 шириной по 2 метра над трубой 17 (см. фиг. 5).

Если при погружении первого ряда шпунта 4 шестиметровая панель начинает увлекать за собой соседнюю панель, необходимо эту соседнюю панель скрепить с рядом стоящими панелями, прочно опирающимися на твердый грунт, посредством фиксирующего устройства через специально подготовленные отверстия в стенках шпунта.

При необходимости фиксации углового соединения применяется фиксирующий комплект, состоящий из двух фиксирующих устройств и 1-2 соединяющих устройств (см. фиг. 6).-.

При монтаже нижнего ряда шпунтов верхний край соседних панелей должен располагаться уступом с небольшим шагом по высоте около 20 см. (см. фиг. 7).

Монтаж второго ряда шпунтового ограждения осуществляется после замыкания периметра.

Все 6-ти метровые панели первого ряда ограждения при погружении должны быть точно сориентированы по вертикали и, по возможности, максимально плотно установлены по отношению к внутренней рамке. При формировании всех последующих углов ограждения необходимо руководствоваться теми же требованиями что и при формировании первой угловой секции (см. выше).

При монтаже панелей верхнего ряда к нижним панелям сначала должен войти один замок верхней панели в замок соседней (слева или справа) нижней панели, выступающей на 20 см. (см. фиг. 7, 9). Затем необходимо совместить проекцию верхнего и нижнего шпунта, чтобы направляющие пластины верхней панели «сели» на нижний шпунт. Далее соединить панели через фиксирующие проушины пальцем со шплинтами, соблюдая очередность сборки (предварительно собранный со шплинтом с одной стороны палец продевается через проушины панелей верхнего и нижнего ряда и шплинтуется со второй стороны).

При монтаже состыкованных панелей, для облегчения последующей выемки шпунта, следует избегать погружения нижней панели в плотный грунт (глина и т.п.) на глубину более 1,5 м.

При наращивании длины панели необходимо надежно фиксировать соединительные пальцы от продольного перемещения (установка шплинтов).

Разборка (выемка) шпунтового ограждения производится следующим образом.

Выемка панелей производится в обратном порядке: сначала снимаются и аккуратно складируются 1,5 м и 2,0 м торцевые панели, затем надставки длиной от 2,0 м до 4,0 м по всему периметру верхнего пояса, начиная со следующих за торцевыми панелями под №№1, 2, 3, 4 фиг. 8).

Очень важным является следующее. Начинать выемку тех панелей, у которых одна сторона уже не находится в замках соседних панелей. После чего вынимаются панели нижнего пояса. После выемки и окончания использования необходимо очистить все панели и особенно замковые соединения от грязи и грунта.

При погружении и выемке шпунтового ограждения особое внимание следует обратить на правильное расположение погружаемого (вынимаемого) из стены шпунта (см. фиг. 9).

Шпунт должен быть строго ориентирован по вертикали в двух плоскостях параллельно ранее погруженному шпунту. При погружении (извлечении) необходимо свести к минимуму движения вибропогружателем, влекущие за собой деформации элементов шпунтового профиля (раскачивание из стороны в сторону, скручивание «винтом» вдоль своей оси и т.п.), т.к. при этом происходит зажим замков в сопрягаемых шпунтах, что в свою очередь приводит к снижению скорости или остановке процесса погружения (выемки) шпунта.

При выемке, погружении, перемещении шпунта с использованием боковых захватов вибропогружателя, фиксацию профиля производить исключительно за стенку с замком-кулачком (с приваренным прутком) (см. фиг. 9). Во избежание деформации замка-обоймы (труба 52 с продольным пазом) категорически запрещено браться за стенку с указанным замковым элементом.

Во избежание деформации полки шпунтового профиля в зоне его захвата вибропогружателем при подъеме с земли, перемещении и укладке шпунта на землю в горизонтальном положении необходимо ориентировать панель таким образом, чтобы профиль панели был перпендикулярен поверхности земли (см. фиг. 10).

При извлечении шпунта, во избежание деформации замковых элементов, недопустимы попытки выемки шпунта путем его наклона «на излом». В случае невозможности полного извлечения профиля из замка при вертикальном подъеме из-за нехватки высоты подъема необходимо переместить экскаватор в другое место, обеспечивающее соответствующие условия для выемки, или, в случае отсутствия таковой возможности, вертикально поднять извлекаемую панель на максимально возможную высоту, высвободив ее из плотных слоев грунта, а дальнейший демонтаж производить с использованием бокового захвата вибропогружателя или автокраном (см. фиг. 11).

В сравнении с прототипами заявляемый способ возведения шпунтового ограждения при проведении работ на магистральном трубопроводе и шпунтовое сборно-разборное ограждение для обустройства котлована обеспечивают получение более надежного шпунтового ограждения и более простую сборку и разборку этого ограждения.

Изобретений относится к строительству, а именно к шпунтовым ограждениям или подпорным стенкам, возводимым на площадках с безнапорным током грунтовых вод, в частности, и может использоваться для создания шпунтового ограждения в котлованах при проведении ремонтных работ на магистральных трубопроводах. Способ возведения шпунтового ограждения при проведении работ на магистральном трубопроводе включает создание в грунте вертикальных элементов ограждения в виде шпунтовых свай с расположением их вдоль ограждаемого объекта в один ряд, последовательное соединение смежных вертикальных элементов между собой связями, закрепление ограждения в грунте и выемку грунта под защитой ограждения до требуемой глубины, при этом вертикальные элементы выполняют длиной, зависящей от глубины выемки грунта. Вначале производят сборку направляющего каркаса и фиксацию его на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек, установку на них направляющего каркаса. Монтаж ограждения начинают с формирования одной из угловых секций периметра ограждения, смежные вертикальные элементы располагают рядом друг с другом и соединяют между собой разъемно с помощью замковых элементов «гребень-обойма» с замыканием периметра ограждения и выполняют формирование периметра котлована путем объединения вертикальных элементов ряда снаружи по периметру направляющего каркаса. Закрепление ограждения в грунте производят строго вертикальным вибропогружением до плотного грунта, перед которым собирают внутреннюю рамку необходимого размера, которую выставляют над осью трубы. Необходимую длину вертикальных элементов в зависимости от глубины выемки обеспечивают их наращиванием по вертикали, которое выполняют, используя разборное соединение с помощью закрепленных на шпунтовых панелях проушин, фиксируемых пальцем со шплинтами. Технический результат состоит в повышении надежности шпунтового ограждения, упрощении процесса сборки и разборки шпунтового ограждения. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ возведения шпунтового ограждения при проведении работ на магистральном трубопроводе, включающий создание в грунте вертикальных элементов ограждения в виде шпунтовых свай с расположением их вдоль ограждаемого объекта в один ряд, последовательное соединение смежных вертикальных элементов между собой связями, закрепление ограждения в грунте и выемку грунта под защитой ограждения до требуемой глубины, при этом вертикальные элементы выполняют длиной, зависящей от глубины выемки грунта, отличающийся тем, что вначале производят сборку направляющего каркаса и фиксацию его на месте возведения шпунтового ограждения путем забивки стоек, установку на них направляющего каркаса, монтаж ограждения начинают с формирования одной из угловых секций периметра ограждения, смежные вертикальные элементы располагают рядом друг с другом и соединяют между собой разъемно с помощью замковых элементов «гребень-обойма» с замыканием периметра ограждения и выполняют формирование периметра котлована путем объединения вертикальных элементов ряда снаружи по периметру направляющего каркаса, закрепление ограждения в грунте производят строго вертикальным вибропогружением до плотного грунта, перед которым собирают внутреннюю рамку необходимого размера, которую выставляют над осью трубы, необходимую длину вертикальных элементов в зависимости от глубины выемки обеспечивают их наращиванием по вертикали, которое выполняют используя разборное соединение с помощью закрепленных на шпунтовых панелях проушин, фиксируемых пальцем со шплинтами.

2. Шпунтовое сборно-разборное ограждение для обустройства котлована, содержащее четыре стойки, установленные по углам ремонтного котлована, прикрепленный к ним сверху направляющий прямоугольный каркас из четырех балок, и шпунтовые сваи, которые вдавлены в грунт и расположены вдоль балок направляющего каркаса вокруг него с формированием замкнутого шпунтового ограждения, отличающееся тем, что смежные шпунтовые сваи ограждения соединены между собой с помощью замкового соединения типа «гребень-обойма», при этом они выполнены в виде шпунтовых панелей с возможностью наращивания их по высоте путем пристыковки к ним дополнительных профилей различной длины с необходимой разбежкой мест стыка с помощью замковых элементов, имеющих конструкцию нижней части из двух соосно расположенных втулок из толстостенной стальной трубы с фасками, выполненных в виде сдвоенной проушины, прикрепляемой посредством сварки к усиленной части полки нижнего элемента составной панели с применением усиливающих стальных пластин, а конструкцию верхней части - из одной втулки из аналогичной толстостенной трубы с фасками, выполненной в виде одинарной проушины, прикрепляемой посредством сварки к усиленной части полки верхнего элемента составной панели с применением усиливающих стальных пластин и соединяемых между собой совмещением отверстий в проушинах и вставлением в них круглого пальца, фиксируемого посредством шплинта с обеих сторон, а вблизи верхних кромок стенок нижней и верхней части составных панелей выполнены прямоугольные отверстия для обеспечения возможности извлечения шпунта с помощью грузоподъемного механизма, служащие также отверстиями для установки стопора, при этом внизу каждой стенки верхней рядовой панели имеются по две выступающие пластины, образующие направляющие пазы для их надежной фиксации на соответствующих стенках нижней части составной панели, торцевые шпунтовые панели над трубопроводом имеют стандартные стенки и расширенную полку, в которой в нижней части выполнен вырез в форме полукруга и к торцу приварена металлическая пластина для исключения повреждений изоляции на трубопроводе, сама полка выполнена из двух пластин, сваренных между собой металлической вставкой внахлест с внешней стороны шпунта, в верхней части торцевого шпунта приварена между двумя пластинами небольшая пластина для удобства работы вибропогружателя, соединение верхней и нижней частей торцевых шпунтов также выполнено с помощью двух замковых соединений.