Способ демонтажа гидротехнического сооружения военно-морской базы Российский патент 2023 года по МПК E02B1/00 E02B17/00 B63H1/00 

Изобретение относится к строительству, а именно к технологическим решениям полного или поэлементного демонтажа гидротехнических сооружений и конструкций с применением алмазной канатной резки железобетона в подводных условиях.

Известен «Способ демонтажа опорного блока сквозной морской стационарной платформы» по патенту на изобретение RU 2030504 С1 от 10.03.1995 г. - [1], заключающийся в отделении опорного блока стационарных платформ от грунта морского дна резкой ног опорного блока путем взрыва кольцевых и прямоугольных кумулятивных зарядов малой мощности. Недостатком данного способа является высокая вероятность возникновения травм и летального исхода у персонала, не обученного безопасному производству взрывных работ в промышленных целях, что требует формирования у работников соответствующей подготовленности в отношении использования взрывчатых веществ.

Известен «Способ демонтажа морских платформ» по патенту на изобретение RU 2415225 С1 от 27.03.2011 г. - [2], заключающийся в инициировании генераторами ударных волн по сваям платформы в морском дне. В качестве ударных волн при этом используется струя газа реактивного заряда, которая направляется в сторону морского дна параллельно центральной вертикальной оси платформы. Недостатком данного способа является его узкая применимость при демонтаже сооружений. Так, массивность даже одиноко стоящего гидротехнического сооружения из железобетона является весьма существенной по сравнению со сваями морской платформы, что не позволяет обеспечить разрушение или отрыв сооружения от морского дна для его транспортировки.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, заявляемого способа является решение, известное как «Способ установки и демонтажа донного комплекса для выполнения работ на шельфе и комплекс технических средств для его осуществления» по патенту на изобретение RU 2381135 С1 от 10.02.2010 г. - [3]. Реализация демонтажа установленного на дно комплекса, в соответствии с указанным способом, заключается в заполнении внутреннего объема башни водой, приеме балластной воды в танки плавучего средства для его притапливания, выборе грузовыми лебедками слабины тросов плавучего средства с основанием комплекса, фиксации тросов в натянутом положении, откачке балластной воды из танков для увеличения плавучести плавсредства и одновременном включении вибраторов и домкратных устройств до полного выхода юбки основания из грунта. Последующим этапом является транспортирование комплекса к новому месту установки на дне или притягивание основания тросовыми грузовыми лебедками к плавсредству с последовательным демонтажом выходящих из воды прочных корпусных секций башни комплекса. При этом, в соответствии с известным способом, в ходе установки донного комплекса плавсредство транспортируется к месту установки вместе с фундаментным основанием. Недостатком указанного известного решения является его применимость исключительно к монтажу и демонтажу обитаемого донного комплекса, предназначенного для производства длительных исследований и работ под водой. Вместе с тем, отдельные положения данного технологического решения могут быть применены для безопасного полного или поэлементного удаления гидротехнического сооружения с ранее занимаемого основания при изменении зональной схемы размещения гидротехнических сооружений и объектов базирования флота. Возможность вторичного использования удаляемых частей гидротехнических сооружений в соответствии с предлагаемым авторами способом обусловлена концепцией рециклинга изделий путем возврата демонтируемых участков в производственный цикл по созданию иных сооружений в соответствии с потребностью лиц, принимающих решение.

Задача изобретения заключается в обеспечении технологичности производства демонтажных работ гидротехнических сооружений военно-морской базы при изменении зональной схемы размещения гидротехнических сооружений и объектов базирования флота.

Технический результат заключается в повышении производительности труда за счет сокращения времени производства демонтажных работ, исключении динамического воздействия на сооружение и последующего трещинообразования конструкций, сокращении шумового воздействия, обеспечении возможности вторичного использования демонтируемых элементов гидротехнического сооружения за счет фрагментации строительных конструкций. Кроме этого, использование алмазного каната для подводной резки обладает существенным технологическим преимуществом. Так, при подводной резке значительно возрастает стойкость алмазного каната, определяемая количеством квадратных метров реза, приведенных к 1 м длины каната [4].

Указанный технический результат достигается следующий образом. Общими признаками прототипа и заявляемого способа является то, что при демонтаже гидротехнического сооружения военно-морской базы выполняется транспортирование плавучего средства, выполненного в виде двух плавающих корпусов, притапливание плавучего средства приемом балластной воды в танки, устройство временных креплений на гидротехническом сооружении для дальнейшего подъема гидротехнического сооружения подъемными тросами, фиксация подъемных тросов в натянутом положении, откачка балластной воды из танков и увеличение плавучести плавсредства.

Отличительными признаками заявляемого способа являются:

1. монтаж на плавающих корпусах плавучего средства стойки и опорной рамы, смонтированной на стойках;

2. использование для демонтажа гидротехнического сооружения силовой установки машины для канатной алмазной резки, конструктивно обеспечивающей возможность изменения положения своих поворотных роликов с блока дистанционного управления;

3. определение рабочего места оператора блока дистанционного управления и положения силовой установкой над уровнем воды после притапливания плавучего средства приемом балластной воды в танки и фиксация подъемных тросов в натянутом положении;

4. установка опорных роликовых стоек на гидротехническом сооружении ниже уровня будущего реза с помощью резьбовых соединений;

5. пропуск алмазного каната через поворотные ролики на опорных роликовых стойках, тыльную сторону гидротехнического сооружения на уровне будущего реза, поворотные ролики и тяговый ролик силовой установки машины для канатной алмазной резки с последующим натяжением алмазного каната;

6. резка алмазным канатом гидротехнического сооружения за счет передачи крутящего момента от тягового ролика силовой установки машины для канатной алмазной резки;

7. поэтапное смещение и выдвижение поворотных роликов силовой установки машины для канатной алмазной резки от первоначального положения для сохранения натяжения алмазного троса до получения реза гидротехнического сооружения;

8. транспортирование плавучего средства до места проведения демонтажа сооружения и закрепления подъемных тросов.

Совместное применение в заявляемом способе указанных отличительных признаков позволяет получить положительный эффект, который заключается в том, что обеспечивается возможность выполнения реза сооружения в подводных условиях и исключения динамического разрушения строительных конструкций, являющегося энергозатратным и долговременным процессом, для вторичного использования демонтируемых элементов на иных объектах базирования флота.

Изобретение пояснено чертежами.

На фигуре 1 представлена схема выполнения технологических операций с применением машины для канатной алмазной резки по демонтажу гидротехнического сооружения (вид сверху).

На фигуре 2 представлена схема устройства временных креплений и пропуска подъемных тросов на гидротехническом сооружении с плавучего средства в разрезе.

На фигуре 3 представлена схема выполнения технологических операций с применением машины для канатной алмазной резки по демонтажу гидротехнического сооружения в разрезе.

В качестве примечания стоит отметить, что на фигуре 1 не представлено изображение устройства для натяжения подъемных тросов, на фигуре 3 не представлено изображение плавучего средства, временных креплений и подъемных тросов (по соображениям необходимости обеспечить удобство восприятия представленных технологических схем и исключить нагромождение элементов друг на друга).

На фигурах 1…3 используются следующие обозначения арабскими цифрами:

1 - гидротехническое сооружение;

2 - временное крепление;

3 - подъемный трос;

4 - передаточный ролик;

5 - устройство для натяжения подъемных тросов;

6 - опорная рама;

7 - стойка опорной рамы;

8 - плавучее средство;

9 - танк;

10 - система принудительного приема воды;

11 - силовая установка машины для канатной алмазной резки;

12 - тяговый ролик;

13 - поворотный ролик;

14 - уровень воды;

15 - алмазный канат;

16 - основание гидротехнического сооружения;

17 - причальная стенка-набережная;

18 - резьбовые соединения;

19 - роликовые стойки;

20 - местоположение будущего реза.

Поскольку демонтаж гидротехнического сооружения возможно осуществить неоднократно предложенным способом, данный способ является промышленно применимым.

Применение способа демонтажа гидротехнического сооружения военно-морской базы осуществляется следующим образом. С целью демонтажа сооружения (1) выполняется транспортирование специального плавучего средства (8), представляющего собой два плавающих корпуса со смонтированными на них стойками (7) и опорной рамой (6) и снабженными танками (9) и системами принудительного приема воды (10), к гидротехническому сооружению (1) таким образом, чтобы опорная рама (6) плавучего средства (8), смонтированная на стойках (7), располагалась над гидротехническим сооружением (1). Соосно с противоположенных сторон на вертикальных гранях гидротехнического сооружения (1) выполняется устройство временных креплений (2), через которые осуществляется пропуск и фиксация подъемных тросов (3) в натянутом положении.

С целью подъема и буксировки после демонтажа гидротехнического сооружения (1) плавучее средство (8) после выполнения временных креплений (2) и пропуска через них подъемных тросов (3) притапливается путем приема балластной воды в танки (9), находящиеся в корпусах плавучего средства (8). Прием балластной воды осуществляется за счет систем принудительного приема воды (10), которые также находятся в корпусах плавучего средства (8). Регулировка и фиксация подъемных тросов (3) в натянутом положении осуществляется посредством устройства для натяжения подъемных тросов (5) и передаточных роликов (4), закрепленных на опорной раме (6) плавучего средства (8).

После притапливания плавучего средства (8) приемом балластной воды в танки (9) и фиксации подъемных тросов (3) в натянутом положении определяется рабочее место оператора блока дистанционного управления (на фигурах не показано) и положение силовой установки машины для канатной алмазной резки (11) над уровнем воды (например, на причальной стенке-набережной или дополнительном плавучем средстве). На фигурах представлен вариант размещения силовой установки машины для канатной алмазной резки (11) на причальной стенке-набережной (17).

Следующим этапом является определение местоположения будущего реза (20) на гидротехническом сооружении (1) с последующей установкой опорных роликовых стоек (19) вместе с поворотными роликами (13) на гидротехническом сооружении (1) ниже уровня будущего реза с помощью резьбовых соединений (18). Затем через поворотные ролики (13) на опорных роликовых стойках (19), тыльную сторону гидротехнического сооружения (1) на уровне (месте) будущего реза (20), поворотные ролики (13) и тяговый ролик (12) силовой установки машины для канатной алмазной резки (11) выполняется пропуск алмазного каната (15) с его последующим натяжением. При этом натяжение алмазного каната (15) регулируется путем изменения положения поворотных роликов (13), размещенных на силовой установке машины для канатной алмазной резки (11). Изменение положения поворотных роликов (13) силовой установки машины для канатной алмазной резки (11) осуществляется гидравлическим и шарнирным механизмами, при этом работа гидравлического и шарнирного механизмов осуществляется оператором с блока дистанционного управления.

После выполнения указанных подготовительных мероприятий оператор с помощью блока дистанционного управления включает силовую установку машины для канатной алмазной резки (11), что позволяет разрезать гидротехническое сооружение (1) по месту предполагаемого реза (20) за счет передачи крутящего момента от тягового ролика (12) силовой установки машины для канатной алмазной резки (11).

Обеспечение натяжения алмазного каната (15) до получения реза гидротехнического сооружения (1) реализуется за счет поэтапного смещения и выдвижения поворотных роликов (13) силовой установки машины для канатной алмазной резки (11) от первоначального положения оператором с блока дистанционного управления.

Заключительным этапом выполнения работ является откачка балластной воды из танков (9) плавучего средства (8) для увеличения его плавучести с последующим подъемом тросами (3) демонтируемого гидротехнического сооружения (1) и его перемещение к берегу акватории плавучим средством (8) посредством буксировки.

Использованные источники

1. Патент на изобретение РФ RU 2030504 С1 от 10.03.1995, «Способ демонтажа опорного блока сквозной морской стационарной платформы».

2. Патент на изобретение РФ RU 2415225 С1 от 27.03.2011, «Способ демонтажа морских платформ».

3. Патент на изобретение РФ RU 2381135 С1 от 10.02.2010, «Способ установки и демонтажа донного комплекса для выполнения работ на шельфе и комплекс технических средств для его осуществления». - прототип.

4. Косолапов А.В. Основные положения концепции технологии алмазной резки и сверления строительных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. - 2019. - №6. - С. 59-63.

Изобретение относится к строительству, а именно к технологическим решениям полного или поэлементного демонтажа гидротехнических сооружений и конструкций с применением алмазной канатной резки железобетона в подводных условиях. Способ демонтажа гидротехнического сооружения военно-морской базы заключается в транспортировании плавучего средства 8, выполненного в виде двух плавающих корпусов, притапливании плавучего средства 8 приемом балластной воды в танки, устройстве временных креплений 2 на гидротехническом сооружении для дальнейшего подъема гидротехнического сооружения подъемными тросами 3, фиксации подъемных тросов 3 в натянутом положении, откачке балластной воды из танков и увеличении плавучести плавучего средства 8. При этом на плавающих корпусах плавучего средства 8 смонтированы стойки 7 и опорная рама 6, смонтированная на стойках 7. Для демонтажа гидротехнического сооружения используется силовая установка машины для канатной алмазной резки 11, конструктивно обеспечивающая возможность изменения положения своих поворотных роликов 13 с блока дистанционного управления. После притапливания плавучего средства 8 приемом балластной воды в танки и фиксации подъемных тросов 3 в натянутом положении определяется рабочее место оператора блока дистанционного управления и положение силовой установки 11 над уровнем воды, выполняется установка опорных роликовых стоек 19 на гидротехническом сооружении ниже уровня будущего реза с помощью резьбовых соединений 18, выполняется пропуск алмазного каната 15 через поворотные ролики 13 на опорных роликовых стойках 19, тыльную сторону гидротехнического сооружения на уровне будущего реза, поворотные ролики 13 и тяговый ролик 12 силовой установки машины для канатной алмазной резки 11 с последующим натяжением алмазного каната 15, выполняется резка алмазным канатом 15 гидротехнического сооружения за счет передачи крутящего момента от тягового ролика 12 силовой установки машины для канатной алмазной резки 11, осуществляется поэтапное смещение и выдвижение поворотных роликов 13 силовой установки машины для канатной алмазной резки 11 от первоначального положения для сохранения натяжения алмазного троса 15 до получения реза гидротехнического сооружения. После откачки балластной воды из танков и увеличения плавучести плавсредства 8 выполняется подъем тросами 3 блока гидротехнического сооружения и его перемещение к берегу акватории. Транспортирование плавучего средства 8 выполняется до места проведения демонтажа сооружения и закрепления подъемных тросов 3. Технический результат заключается в повышении производительности труда за счет сокращения времени производства демонтажных работ, исключении динамического воздействия на сооружение и последующего трещинообразования конструкций, сокращении шумового воздействия, обеспечении возможности вторичного использования демонтируемых элементов гидротехнического сооружения за счет фрагментации строительных конструкций. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ демонтажа гидротехнического сооружения военно-морской базы, заключающийся в транспортировании плавучего средства, выполненного в виде двух плавающих корпусов, притапливании плавучего средства приемом балластной воды в танки, устройстве временных креплений на гидротехническом сооружении для дальнейшего подъема гидротехнического сооружения подъемными тросами, фиксации подъемных тросов в натянутом положении, откачке балластной воды из танков и увеличении плавучести плавсредства, отличающийся тем, что на плавающих корпусах плавучего средства смонтированы стойки и опорная рама, смонтированная на стойках, для демонтажа гидротехнического сооружения используется силовая установка машины для канатной алмазной резки, конструктивно обеспечивающая возможность изменения положения своих поворотных роликов с блока дистанционного управления, после притапливания плавучего средства приемом балластной воды в танки и фиксации подъемных тросов в натянутом положении определяется рабочее место оператора блока дистанционного управления и положение силовой установки над уровнем воды, выполняется установка опорных роликовых стоек на гидротехническом сооружении ниже уровня будущего реза с помощью резьбовых соединений, выполняется пропуск алмазного каната через поворотные ролики на опорных роликовых стойках, тыльную сторону гидротехнического сооружения на уровне будущего реза, поворотные ролики и тяговый ролик силовой установки машины для канатной алмазной резки с последующим натяжением алмазного каната, выполняется резка алмазным канатом гидротехнического сооружения за счет передачи крутящего момента от тягового ролика силовой установки машины для канатной алмазной резки, осуществляется поэтапное смещение и выдвижение поворотных роликов силовой установки машины для канатной алмазной резки от первоначального положения для сохранения натяжения алмазного троса до получения реза гидротехнического сооружения, а после откачки балластной воды из танков и увеличения плавучести плавсредства выполняется подъем тросами блока гидротехнического сооружения и его перемещение к берегу акватории.

2. Способ демонтажа гидротехнического сооружения военно-морской базы по п. 1, отличающийся тем, что транспортирование плавучего средства выполняется до места проведения демонтажа сооружения и закрепления подъемных тросов.