Способ прокладки трубопровода в многолетнемерзлых грунтах Советский патент 1991 года по МПК F16L3/04 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении трубопроводов в районах распространения многолетнемерзлых пород.

Целью изобретения является повышение надежности закрепления трубопровода за счет создания разрежения в опоре при оттаивании многолетнемерзлых грунтов, а также сокращение материалоемкости.

На фиг. 1 изображен уложенный трубопровод с заглублением опоры в многолетне- мерзлый грунт за пределами ореола его оттаивания во время эксплуатации, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, с заглублением опоры в глинистый пласт, расположенныи в пределах ореола оттаивания; на фиг. 3 - опора с размещенной внутри ее теплоизолирующей пневматической камерой.

Способ реализуют следующим образом.

Перед укладкой трубопровода 1 в траншее, пройденной в многолетнемерзлых грунтах 2, s ней устанавливают специальные приспособления 3 для его закрепления (опоры, анкера) таким образом, что их герметично выполненный корпус герметизирует часть многолетнемерзлого грунта 4 от притока грунтовых вод и воздуха. Для этого анкерующие замковые части 5 корпуса приспособления 8 заглубляют в ПреДВарИТеЛЬ

но нарезанные щели и заливают грунтовым раствором для естественного замораживания за счет низкой температуры мерзлых грунтов. Щели нарезают дискофре- зерными или буровыми машинами или бурением скважины с кольцевым (щелевым) забоем. Если корпус выполнен (из металла), то возможно вдавливание с вибрацией его в подстилающий глинистый грунт, а если из низкотеплопроводного материала, то погружение или вдавливание осуществляют с помощью лидера. Глубину щели определяют из расчета заглубления анкерующих замковых частей 5 корпуса вне ореола б оттаивания много- летнемерзлых грунтов 2 во время эксплуатации трубопровода 1. Несущую часть 7 приспособления 3, соединяющую анкерую- щую замковую часть 5 с трубопроводом 1, с загерметизированным в ней многолетне- мерзлым грунтом 4 размещают в зоне ореола 6 оттаивания многолетнемерзлого грунта 2. Внутри анкерующей замковой части 5 приспособления 3 может быть размещена теплоизолирующая пневматическая камера 8, которая по мере оттаивания грунта 4 внутри герметичного корпуса приспособления 3 расширяется с уплотнением оттаявшего грунта с увеличением своей теплоизолирующей способности при пуске трубопровода в эксплуатацию. Пневматические камеры 8 выполняются из упругих водонепроницаемых материалов. Начальное давление воздуха или газа в камерах создают в пределах 0,1...0,3 МПа. При таком давлении обеспечивается оттаивание пород в начальный период эксплуатации трубопровода.

При пуске трубопровода 1 в эксплуатацию происходит оттаивание грунта 4 в изолированном объеме анкерующей части 5 приспособления 3. За счет уменьшения объема льда при фазовом переходе в воду в оттаивающем грунте понижается поровое давление относительно атмосферного. Избыток атмосферного давления над поровым прижимает корпус герметизирующего приспособления 3 к оттаивающему грунту и, соответственно, трубопровод 1. По мере увеличения ореола 6 оттаивания в герметизированном объеме грунта перепад атмосферного давления увеличивается и удерживающая способность корпуса или анкерующей замковой части 5 увеличивается. Ан- керующая замковая часть 5 постоянно поджимается к оттаивающему грунту избытком атмосферного давления над поровым. Тем самым повышается надежность закрепления анкерующей замковой части 5 приспособления по мере увеличения ореола оттаивания.

При наличии пневматических камер 8 при пуске трубопровода в эксплуатацию происходит оттаивание загерметизированного многолетнемерзлого грунта 4. В результате поровое давление понижается. В этом

случае также появляется перепад атмосферного давления и давления внутри пневматической камеры 8 над поровым. Пневматическая камера 8 расширяется с уплотнением оттаивающего грунта и возникает

перепад атмосферного давления над давлением в пневматических камерах 8 и над поровым давлением в оттаивающем грунте. Такой перепад атмосферного давления прижимает герметизирующее приспособление

3 к оттаивающему грунту и камере 8. По мере увеличения ореола оттаивания в герметизированном объеме грунта 4 перепад атмосферного давления над поровым и внутри пневматических камер 8 увеличивается и удерживающая способность приспособления 3 возрастает. Одновременно с расширением пневматической камеры 8 ее тепловое сопротивление увеличивается, тепловой поток от трубопровода 1 в герметизированный объем грунта 4 падает и темпы оттаи0 вания грунта замедляются до стабилизации ореола б оттаивания. В состоянии равновесия устанавливается определенный перепад атмосферного давления над давлением в пневматических камерах 8 и поровым давлением. К такому состоянию приходит

5 система автоматически каждый раз и после изменения температуры трубопровода 1.

В случае залегания в пределах ореола б оттаивания грунта слоя 9 водонепроницаемых глинистых пород расположение

0 анкерующих замковых частей 5 корпуса осуществляют в данных породах, что позволяет сократить длину несущего приспособления 3.

Несущая часть 7 приспособления 3 может быть выполнена в виде гибкой эластичс НОЙ обОЛОЧКИ.

Формула изобретения

1- Способ прокладки трубопровода в мно- голетнемерзлых грунтах, предусматривающий закрепление его при помощи приспособлений, замковые части которых заглубены в массиве водонепроницаемых во время эксплуатации трубопровода грунтов,

а несущие части этих приспособлений, соединяющие замковые части с трубопроводом, расположены в ореоле оттаивания многолетнемерзлых грунтов в результате эксплуатации трубопровода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности

закрепления трубопровода за счет создания разрежения в опоре при оттаивании многолетнемерзлого грунта, до оттаивания грунта герметизируют его часть, охватываемую упомянутым приспособлением, для чего последнее выполняют в виде герметичной оболочки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оболочку выполняют из гибкого эластичного материала.

1651005

56

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся размещают в массиве глинистых пород, тем, что, с целью сокращения материале- расположенных в ореоле о,ттаивания много- емкости, замковую часть приспособления летнемерзлых грунтов.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении трубопроводов в районах распространения многолетнемерзлых пород. Целью изобретения является повышение надежности закрепления трубопроводов за счет создания разрежения в опоре при оттаивании многолетнемерзлых грунтов, а также сокогщение материалоемкости Для этого трубопровод до оттаивания мчоголетнемерз- логс грунта закрепляют с помощью специальных приспособлений, имеющих герметичный корпус, с заглублением анкерующкх их частей в массиве водонепроницаемых во время эксплуатации трубопровода грун- тоь, для чего эти анкерующне части размещают в многолетнемерзлых грунтах за пределами ореола их оттаивания или в слое глинистых пород, находящихся в пределах этого ореола. Мерзлый грунт, охватываемый корпусом приспособления для закреплении трубопровода, герметизируют в объеме этого корпуса. В период эксплуатации трубопровода вокруг него образуется ореол оттакзсния При этом загерметизированный в корпусе приспособления для закрепления трубопровода мерзлый грунт оттаивает, объем его уменьшается, в результате чего в полости корпуса создается разрежение, препятствующее извлечению из грунта упомянутого приспособления под воздействием выдерживающей нагрузки. 2 з. п. ф-лы, 3 и. lC lara,

Фие.1

Фиг. I

2