Способ бестраншейной прокладки труб в грунте Советский патент 1992 года по МПК E02F5/18 

реместиться по направлению ударной нагрузки, что вызывает -образование грунтовой пробки в передней части трубы 1: Процесс образования грунто- , вой пробки начинается не одновременно с началом погружения трубы, а несколько позже. В начале погружения трубы грунт, поступающий в нее через открыки, после чего энергию удара вновь , поднимают и т.д. После погружения трубы на заданную длину энергию удара снижают до прекращения остаточных перемещений трубы и начина ется интенсивный (процесс транспортировки из трубы оставшегося в ней грунта, По мере уменьшения веса керна в

тый передний торец, под действием зна-ю трубе грунта сопротивление перемещению

копеременных динамических нагрузок, вызванных возвратно-поступательным характером движения трубы, теряет связность (происходит разрушение структутрубы уменьшается, поэтому энергию удара периодическиснижают, не допус кая сколько-нибудьзначительных оста точных перемещенийтрубы и поддержи-

20

30

35

40

спортировапия грунта. Ударные воздей ствия на трубу продолжают до полного удаления грунта из нее.

Пропорциональное повышение частот ударов при снижении энергии удара позволяет при неизменной мощности ударного механизма повысить интенсив ность разрушения грунтовой пробки и скорость удаления грунта из трубы, т.е. повысить производительность.

Ci и:чение энергии удара до прекращения остаточных перемещений после забивки трубы на требуемую длину обе печивает удаление оставшегося в ней грунта без стопорения трубы и с максимальной скоростью.

Трубу забивают ударной нагрузкой с -энергией удара AMQKCудовлетворяюще выражению

. о

Ь,,„р

AMCHCC 2f

QT

(1)

ры грунта) и под действием гравитаци 15 вая максимальную скорость самотран- онных сил расплывается в трубе, перемещаясь в противоположном забивке нал равлении. По мере увеличения объема поступившего в трубу грунта увеличива ется подпор, создаваемый этим грунтом и препятствующий поступлению в трубу новых порций грунта. Начинается образование грунтовой пробки 4, и скорость погружения трубы начинает падать.

Однако до этого момента труба успе-25 вает переместиться на некоторое расстояние с высокой скоростью. Разрыв во времени между началом погружения трубы и началом образования грунтовой пробки (снижением скорости погружения) особенно существенно проявляется при прокладке труб большого (свыше 500 мм) диаметра и для труб любого диаметоа в малосвязных грунтах.

Как только начинается интенсивное уменьшение скорости погружения трубы, что свидетельствует о начале образоэа- ния грунтовой пробки, энергию удара снижают до прекращения остаточных, перемещений трубы, т.е. до значения

АМИН AO.TD. ПРИ этом труба 1 не движется вперед, а под действием ударного импульса и упругих сил грунта совершает колебательные движения с максимальной амплитудой 45

Керн грунта 3 транспортируется из трубы 1 с максимально возможной скоростью. Одновременно происходит интенсивное разрушение грунтовой пробки. Уменьшение массы грунта, находящегося 50 в трубе, и разрушение грунтовой пробки снижают сопротивление движению трубы и она начинает двигаться вперед. В г этот момент энергию удара вновь повышают до значения Амакс, процесс трен™ спортирования грунта прекращается, а труба вновь начинает погружаться в грунт с максимальной скоростью до оче редного образования грунтовой проб J

Р

а при возникновении грунтовой пробки энергию удара снижают до величины А.

о,тр А

о,тр

определяемой выражением

(

2С

v

Qi

Р

(2)

ьргде f - коэффициент трения трубы о грунт; вес трубы;

вес керна грунта в трубе; 8цг - упругий отказ трубы за один

УЛар.

Периодическое изменение величины ударной нагрузки позволяет увеличить скорости погружения трубы и удаления грунта из нее, исключить операцию ст 55 порения трубы, т.е. повысить производительность. Предлагаемый способ позволяет использовать для погружени трубы ударный механизм с энергией уд

трубы уменьшается, поэтому энергию удара периодическиснижают, не допуская сколько-нибудьзначительных остаточных перемещенийтрубы и поддержи-

спортировапия грунта. Ударные воздействия на трубу продолжают до полного удаления грунта из нее.

Пропорциональное повышение частоты ударов при снижении энергии удара позволяет при неизменной мощности ударного механизма повысить интенсивность разрушения грунтовой пробки и скорость удаления грунта из трубы, т.е. повысить производительность.

Ci и:чение энергии удара до прекращения остаточных перемещений после забивки трубы на требуемую длину обеспечивает удаление оставшегося в ней грунта без стопорения трубы и с максимальной скоростью.

Трубу забивают ударной нагрузкой с -энергией удара AMQKCудовлетворяющей выражению

. о

Ь,,„р

AMCHCC 2f

QT

(1)

вая максимальную скорость самотран-

Р

а при возникновении грунтовой пробки энергию удара снижают до величины А.

о,тр А

о,тр

определяемой выражением

(

2С

v

Qi

Р

(2)

ьргде f - коэффициент трения трубы о грунт; вес трубы;

вес керна грунта в трубе; 8цг - упругий отказ трубы за один

УЛар.

Периодическое изменение величины ударной нагрузки позволяет увеличить скорости погружения трубы и удаления грунта из нее, исключить операцию сто- порения трубы, т.е. повысить производительность. Предлагаемый способ позволяет использовать для погружения трубы ударный механизм с энергией уда

pa, значительно превышающей знамение энергии удаоа, при которой происходит транспортировка грунта из трубы под действием ударной нагрузки Воздействие на трубу ударной нагрузки с большой энергией удара обеспечивает зна- мительную скорость погружения трубы в грунт. Эта скорость остаемся практически неизменной в течение некоторого промежутка времени, Грунт, поступающий внутрь трубы при высокой скорости ее погружения, постепенно уплотняется Это приводит к тому, что у переднего торца трубы начинает образовываться грунтовая пробка и скорость погружения трубы резко понижается. Понижение энергии удара до прекращения остаточных перемещений трубы приводит к тому что под действием возвра но поступа тельных перемещений грубы керн грун та в трубе интенсивно перемещается к заднему торцу трубы и удаляется из нее с максимальной скоростью, Одновременно происходит интенсивное разрушение грунтовой пробки, Удалена части Грунтового керна из грубы и разрушение грунтовой пробки обеспечивают после увеличения энергии удара до первона- чальной величины высокую скорость погружения трубы в грунт.

Таким образом, и погружение трубы и уда пение грунта из нее происходит с высокими скоростями, превышающими соответствующие скорости при использо вании способа, принятого за прототип.

При работе в устойчивых грунтах выражения (1) и (2) позволяют установит значения, до которых периодически изменяют энергию удара. Правые части выражений (1) и (2) представляют собо границы диапазона энергии удара, в котором происходит одновременное погружение трубы и транспортирование грунта из нее под действием ударной нагруз- ки,- Выражение ( 1) определяет в устойчивых грунтах верхний предел этого диапазона, когда скорость транспортире /

5

5

вания грунта равна нулю, но грунто. вая пробка (уплотнение грунта в трубе) еще не образуется.

Формула изобретения 1. Способ бестраншейной прокладки труб в грунте, согласно которому погружают в грунт трубу с открытым передним торцом и удаляют грунт из трубы посредством прикладываемой к трубе ударной нагрузки, отличающий- с я тем, что, с целью повышения производительности за счет разрушения грунтовой пробки ударной нагрузкой,- энергию ударной нагрузки перисдиче-с ь изменяют, причем при образовании грунтовой пробки энергию ударной нагрузк снижают до прекращения поступательного перемещения трубы, а затем по мере | разрушения пробки энергию ударной наг- рузки увеличивают до исходной величи- |ны.

., Способ по п. отличающийся тем, что исходную величину энергии ударной нагрузки Амакс выбирают в соответствии с выражением

7f

амакс

(QitlQjuI

QTP

Sljnp ,

а при образовании грунтовой пробки энергию ударной нагрузки снижают до величины А0-ф, определяемой согласно выражению

л .of (QlE.± QjЈlt . о А0.тр- -f ZQy-Q,Vf

где f коэффициент трения трубы о

грунт;

QTp- вес трубы;

Q к - вес керна грунта в трубе; упругий отказ трубы за.один уда р.

упр

/

УГР

J

У747/Г//7J/J7////////////

Т% 7ГЯЪ 7 %ПРГ7 7,

I

L

..... / х

-ЕЧК

7

/

,/

: . . i

/

Фиг.1

Фи&1