Кессон-машина для строительства и ремонта подземных трубопроводов Советский патент 1989 года по МПК E02D23/00 

Изобретение относится к строительству и ремонту линейной части подземных трубопроводов, преимущественно на болотистой и обводненной местности

Цель изобретения - сокращение сроков строительства и ремонта подземных трубопроводов на болотистой и обводненной местности.

На фиг„1 изображена кессон-машина вид сверху; на фиг„2 - то же, вид спереди; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.А - кессон-машина в рабочем состоянии; на фиг.З - днищевая плита; на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.50

Кессон-машина для строительства и ремонта подземных трубопроводов состоит из корпуса 1, который выполнен в виде коробчатой металлической оболочки и имеет по бортам 2 направляющие 3„ Корпус 1 снабжен двумя рамами 4, которые кинематически соединены с направляющими 3 через колеса 5 и 6 причем колеса 5 выполнены зубчатыми и являются приводными„ В качестве приводов можно использовать роторно- поршневые высокомоментные гидромоторы многократного действия. Ригели 7 рам 4 выполнены телескопическими, а концы их выдвижных элементов жестко соединены с ко.пусами телескопически стоек 8, кот rote снабжены опорными частями 9 в йлде понтонов, соединенными со стеклами 8 через шаровые шарниры Юо

В средней части корпуса 1 имеется прямоугольный сквозной проем 11, в котором размещена телескопическая шахта 12, выполненная из двух оболочек прямоугольной формы. Верхняя оболочка 13 имеет наибольшие размеры и ее грани являются одновременно переборками корпуса 1, причем последние выступают за уровень днища 14. Размеры второй оболочки 15 меньше первой на величину, обеспечивающую свободное вставление одной в другую. Высота телескопической шахты 12 из двух оболочек такова, что обеспечивает выполнение всех технологических операций при ремонтно-строительных работах. При необходимости можно формировать телескопическую шахту 12 из большего числа элементов, например для производства работ с подводными трубопроводами, проложенными на небольшой глубине. Продольные гра0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ни 16 и 17 оболочек 13 и 15 снабжены в середине вертикальными прямоугольными уступами 18 и-19, причем уступы 19 образуют с продольными гранями 17 оболочки 15 шахты 20, в которых установлены гидроцилиндры 21, корпуса которых через оси 22 закреплены к верхней части оболочки 13, а штоки - шарнирно к нижней части оболочки 15„ Ход штоков гидроцилиндров 21 обеспечивает полное выдвижение оболочки 15 из оболочки 13. Шахты 20 выполнены на нижних концах со скосами 23 для снижения сопротивления при внедрении в грунт. По периметрам нижнего конца оболочки 13 и верхнего конца оболочки 15 образованы конусные бурты 24 и 25„ Поперечные грани 26 оболочки 15 снабжены вырезами 27 для трубопровода. С внутренних сторон граней 26 на осях 28 закреплены разъемные по вертикальной оси симметрии торцовые плиты 29 с вырезами 30, соответствующими наибольшему диаметру трубопровода«Верхние части каждой разъемной торцовой плиты 29 соединены между собой гидроцилиндром 31, шарнирно закрепленным по концам, а нижние части снабжены направляющими 32 и 33. Внутри оболочки 15 вдоль продольных граней 16 установлены днищевые плиты 34, которые опираются нижними концами 35 на поперечные направляющие 36, имеющие уклон к продольной оси корпуса 1. Верхние углы днищевых плит 34 шарнирно соединены со штоками телескопических гидроцилиндров 37, корпуса которых жестко закреплены к плитам 38 оболочки 15. На уровне крепления поперечных направляющих 36 к продольным граням 16 образованы конические бурты 39, на которые опираются верхние концы 40 днищевых плит 34 в рабочем положении. При этом нижние концы 35 выполнены со скосами для герметизации стыка днищевых плит 34 в опущенном состоянии. Днищевые плиты 34 опираются на поперечные направляющие 36 колесами 41, установленными на осях 42 в специальных углублениях 43. Днищевые плиты 34 в нижних углах и торцовые плиты 29 в местах стыка под трубопроводом снабжены соответствен - но креплениями 44 и 45 для наложения гибкой связи 46. Для установки в рабочее положение днищевые плиты 34 имеют со стороны торцов вырезы 47

для размещения торцовых плит 29. На нижнем конце оболочки 15 и поперечных направляющих 36 выполнен ножевой скос (не показан) для врезания в грунт.

Кессон-машина комплектуется переходными полукольцами для вырезов 30 и 27. Все поверхности контакта уплотняются известными способами, например установкой в С-образные пазы соприкасаемых поверхностей резинового профильного шнура.

За внешней стороной каждой поперечной грани оболочки 13 (фиг.2) внутри корпуса 1 в плоскости его симметрии установлены по одной телескопической стойке 48 со съемными ложементами 49 изменяемой длины, которые снабжены выдвижными элементами 50, имеющими с трубопроводом равные радиусы кривизны. Ложементы 49 снабжены конечными выключателями 5I. Привод выдвижных элементов 50 гидравлический. Стойки 48 с ложементами 49 позволяют использовать трубопровод как дополнительную опорную поверхность и размещать на корпусе 1 необходимое- технологическое оборудование Кроме того, ложементы 49 обеспечивают установку телескопической шахты 12 на трубопровод.

Внутри герметических отсеков корпуса 1 кессон-машины размещены дизельные и гидравлические станции, насос для откачки пульпы и сварочный агрегат.

В комплект кессон-машины входят блок с грузоподъемным оборудованием, гидромониторный блок, блок механической резки труб, подготовки и зачистки сварных стыков и набор инвертар- ных заглушек для трубопроводов.Блоки поставляют на кессон-машину по технологической необходимости и устанавливают на специальный рельсовый путь 52, расположенный на верхней палубе 53 корпуса 1 параллельно бортам 2.

Кессон-машина работает следующим образом.

На место строительства или ремонта линейной части подземного трубопровода кессон-машину доставляют вертолетом на подвеске Рабочее положение кессон-машина занимает самостоятельно, осуществляя перемещение вперед-назад и влево-вправо путем шагания. Когда корпус 1 опирается на поверхность болота, то приподнимают

опорные части 9 и в зависимости от направления движения кессон-машины перемещают на расчетный шаг рамы 4 по направляющим 3 от гидравлических приводов с помощью колес 5 или телескопические стойки 8 от гидравлических приводов ригелей 7. После этого опускают опорные части 9 до поверхности касания и дальнейшим выдвижением штоков гидроцилиндров телескопических стоек 8 приподнимают корпус 1 над поверхностью болота, а затем перемещают его на расчетный шаг

5 по направляющим 3 от указанных гидравлических приводов с помощью колес 5. При транспортных перемещениях телескопические шахты 12 находятся в рабочем состояниио Оболочка 15 втя-

0 нута в оболочку 13, а торцовые плиты 29 и днищевые плиты 34 сведены до уплотнения, что обеспечивает герметичность корпуса 1 кессон-машины. После установки в рабочее положе5 ние корпус 1 приподнимают над поверхностью болота и с помощью телескопических гидроцилиндров 37 устанавливают днищевые плиты 34 вертикально вдоль продольных граней 16,

0 затем поворачивают торцовые плиты 29 вокруг осей 28 с помощью гидроцилиндров 31 в крайнее положение до упора в продольные грани J6.B соответствии с диаметром трубопровода устанав5 ливают в вырезы 30 и 27 полукольца, а к телескопическим стойкам 48 монтируют соответствующие телескопические ложементы 49.

Последовательность дальнейших опе0 раций по установке телескопической шахты 12 на трубопровод зависит от несущей способности поверхности под кессон-машиной. Например, на болотах одного типа или слабообводнен5 ных грунтах опускают корпус 1 до опирания на поверхность болота или грунта, при этом нижняя часть оболочки 15 внедряется в верхний поверхностный слой. С помощью гидроцилинд0 ров 21 вдавливают оболочку 15 в грунт и производят гидромониторную разработку грунта в образованном объеме и вырезах 27 до поверхности трубопровода с одновременным откачива- 5 нием пульпы насосом„ Процесс вдавливания оболочки 15 можно осуществлять по мере удаления грунта из телескопической шахты 12. Затем опускают телескопические ложементы 49 до соприкосновения с поверхностью трубопровода и осуществляют контроль правильности постановки кессон-машины относительно трубопровода с помощью конечных выключателей 51. При необходимости проводят корректировку положения кессон-машины и после этого выдвигают оболочку 15 до касания верхней частью выреза 27 поверхности трубопровода. При наличии разжиженного грунта поворачивают торцовые плиты 29 гидроцилиндрами 31, а через гибкие связи 46 и с помощью телескопических гидроцилиндров 37 осуществляют плоское движение днищевых плит 34, которые в начале катятся на колесах 41 по направляющим 36, затем скользят по направляющим 32, имеющим одинаковый угол наклона с последними к продольным граням 16, когда торцовые плиты 29 занимают рабочее положение. Криволинейные направляющие 33 ограничивают подъем днищевых плит 34 вверх в процессе движения Для образования герметичного стыка днищевыми плитами 34 их жестко удерживают с одной стороны по углам штоками телескопических гидро- цйлиндров 37, а с другой - между концами криволинейных направляющих 33 и направляющих 32. Перед началом движения днищевых плит 34 по направляющим 32 торцовые плиты 29 успевают закончить поворот, связи 46 ослабевают и привод осуществляют только от телескопических гидроцилиндров 37. Возможно и раздельное образование водонепроницаемой выгородки для слабонесущих грунтов. Гибкие связи 46 не накладывают, поворачивают вначале торцовые плиты 34 В случае, если конические бурты 25 и 24 не дошли друг до друга, корпус 1 приподнимают до их соприкосновения. Откачивают полностью пульпу из телескопической шахты 12.

На сильно увлажненных болотах II и III типов и на воде операции гидромоторной разработки грунт а не требуется и поэтому указанным способом сразу образуют водонепроницаемую выгородку вокруг трубопровода с последующим откачиванием пульпы или воды насосом из телескопической шахты 12.

После установки телескопической шахты 12 осуществляют технологические операции, связанные с ремонтом или строительством. Замену части трубы на новую фиксацию концов трубопровода осуществляют жестким захватом его концов выдвижными элементами 50 ложементов 49. Операции подъема и опускания трубы производят грузоподъемным оборудованием, которое устанавливают на рельсовый путь 52.

По окончании работ поднимают днищевые плиты 34, поворачивают торцовые плиты 29, освобождают ложементы 49 от захватов трубопровода и поднимают их, засыпают трубопровод грунтом в телескопической шахте 12, втя5 гивают оболочку 15 в оболочку 13 и приподнимают корпус 1. Затем снова поворачивают торцовые плиты 29 в рабочее положение и опускают днищевые плиты 34.

0 Использование кессон-машины позволяет выполнять работы по строительству и ремонту линейной части магистральных подземных трубопроводов на болотах и обводненных участках в

5 кратчайшие сроки. Наличие плавучей мобильной площадки с кессоном дает возможность проводить комплекс ремонтно-строительных работ, а именно ликвидацию аварий, профилактичес0 кий ремонт, монтаж арматуры, технологические врезки устранение за- хлестов и засыпку трубопровода грунтом в водной среде для предотвращения его рассеивания.

5

Формула изобретения

Кессон-машина для строительства и ремонта подземных трубопроводов,

0 включающая раздвижную водонепроницаемую телескопическую шахту из оболочек, установленных вертикально, имеющих продольные и поперечные грани, отличающаяся тем, что,

5 с целью сокращения сроков строительства и ремонта подземных трубопрово- дов на болотистой и обводненной местности, поперечные грани нижней оболочки имеют вырезы и снабжены в

о верхней части гидроцилиндром и двумя торцовыми вертикально установленными разъемными плитами с вырезами в форме полукругов на каждой из них, а в нижней - поперечными направляю5 Щими, причем продольные грани снабжены днищевыми плитами, а верхние части каждой торцовой плиты соединены с поперечной гранью шарнирно и между собой посредством гидроцилиндpa с возможностью их поворота вокруг шарнира, при этом днищевые плиты имеют гидравлические приводы и установлены с возможностью их взаимодействия с поперечными направляющими о

Изобретение относится к строительству и ремонту линейной части подземного трубопровода преимущественно на болотистой и обводненной местности. Цель изобретения - сокращение сроков строительства и ремонта трубопроводов на болотистой и обводненной местности. Для этого в поперечных гранях 26 нижней оболочки 15 выполнены вырезы 27 для трубопровода. В верхней части поперечных граней 26 установлены торцовые плиты 29 с вырезами в них в виде полукругов 30. Одним концом верхнего края торцовые плиты 29 шарнирно соединены между собой и с вертикальной плоскостью поперечной грани 26. Другие концы обеих плит 29 соединены между собой через гидроцилиндр 31. Посредством гидроцилиндра 31 обеспечивается разъединение плит 29 по их вертикальной оси симметрии. Вдоль продольных граней 16 установлены днищевые плиты 34, которые нижними концами 35 упираются в поперечные направляющие 36. При этом направляющие 36 установлены в нижней части поперечной грани 26. Днищевые плиты 34 имеют гидравлические приводы 37, жестко прикрепленные к плитам 38 оболочки 15. После установки кессон-машины выдвигают оболочку 15 до касания выреза 27 с поверхностью трубопровода. Раздвигают торцовые плиты 29 гидроцилиндром 31. Днищевые плиты 34 посредством гидроцилиндров 37 двигаются по направляющим 36 к продольным граням 16. 6 ил.

33 4632

Фиг.Ь

№

4/

А

фиг.5

6-6

/

47

фие.6