Способ сооружения подземного трубопровода Советский патент 1992 года по МПК F16L1/28 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении магистральных трубопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах и транспортирующих продукт с отрицательной температурой в районах распространения вечной мерзлоты.

Цель изобретения - расширение области применения на талые грунты.

На фиг.1 изображен сформированный в траншее льдогрунтовый массив с вброжен- ными в него термосваями; на фиг.2 - взаимное расположение ореолов промерзания от трубопровода, транспортирующего холодный продукт, и от термосвай; на фиг.З - схема установки термосвзй в плане.

Способ предпочтительно осуществляется следующим образом. В зимнее время отрывают траншею 1 и укладывают в нее

трубопровод 2. Затем с каждой стороны трубопровода 2 устанавливают термосваи 3, заглубляя их в талый грунт 4 на глубину L от дна траншеи из условия, чтобы после подачи по трубопроводу продукта с отрицательной температурой ореол промерзания 5 (см.фиг.2) от этого трубопровода за весь период эксплуатации (эксплуатационный ореол промерзания) находился в пределах массива мерзлого грунта 6 с границей 7, сформированного термосваями. Термосваи 3 по длине трубопровода для формирования сплошной массы мерз, го грунта 6 под трубопроводом устанавливают с их смещением в параллельных рядах друг относительно друга на полшага, т.е. на L/2 (см.фиг.З).

После установки термосвай 3 вокруг трубопровода создают льдогрунтовый массив 8, длящего траншею 1 засыпают грунтом

V 00

ь

VI О

а

отвала на 0,2-0,3 м ниже подошвы 9 деятельного (сезонно-мерзлого) слоя 10. Слой грунта сечением adcd заливают водой и выдерживают его до полного замерзания за счет отрицательной температуры наружного 1рздуха. Для уменьшения общего време- тр аншею предпочтительно засыпают слоями по 0,2-0,4 м, заливая при 3ToVКаждый слой водой и выдерживая его до Ьолного замерзания. После замерзания слоя abccJоТразуется сплошной льдТоТрЭнто- вый массив 8 с вмороженными в него термосваями. Затем производят окончательную засыпку траншеи с образованием надтран- шейного валика 11. Благодаря созданию льдогрунтового массива 8 предотвращается выпучивание термосвай в период образования под трубой необходимого массива мерзлого грунта 6, так как силы, выНучйвающие термосваи, компенсируются силами их смерзания с льдогрунтовым массивом 8.

- -. - . -.-..-- ; .,---- -.-t-:..y- f. 3..--&&ji,---f. ,А.„„;..

. .Вследствие того, что границы ореола

промерзания грунта, создаваембгр за сцет его промораживания термосваями, превышают границы прогнозируемого эксплуатационного ореола пр6мёрзанйя7Ґ гТроцёссё эксплуатации при подаче по трубопроводу продукта с отрицательной температурой предотвращается контакт ореола промерзания от трубопровода с талым грунтом, и следовательно, исключается опасность выпучивания трубопровода.,

Пример 1. В зимний период отрывают траншею глубиной НТр 2,5 м в грунте со следующими характеристиками: Тип грунта: супесчаный,

Среднегодовая температура грунта ;2°С

Естественная влажность грунта, мас.%30

Объемный вес скелета , 1;,. грунта, кгс/м ;-1400

Мощность деятельного слоя пд, м1,3

Температура транспортируемого газа, °С минус ч 2 Диаметр трубопровода, мм 1420 После отрывки траншеи вГнеё укладывают трубопровод, с противопрложных торон которого устанавливают охлаждающие устройства в виде трубчатых воздушных термосвай типа ТС-1 диаметром 159 мм на глубину 4,5 м от дна траншеи на расстоянии друг от друга 3,20 м.и со смещением в противоположных рядах на полшага Шаг тёр- мосвай составляет 5м. После установки охлаждающих устройств траншею засыпают слоем грунта на 0,25 м-ниже деятельного

(сезонно-талого)слоя, который затем увлажняют заливкой воды.

Слой грунта выдерживают до полного замерзания. После включения в работу термосвай по результатам промеров установлено смыкание их ореолов промерзания за 4,1 месяца. При этом выпучивания термосвай и трубопровода не наблюдалось.

П р и м е р 2. Осуществлен при тех же

условиях, что и пример 1, за исключением температуры тра нспортируемогй газа, равной минус 7°С. Отрывают траншею ,5 м ив нее устанавливают термосваи на глубину L 8,0 м от .дна траншеи, В остальном способ осуществляют аналогично примеру 1. После включения в работу термосвай установлено смыкание их ореолов промерзания за 4,5 месяца. При этом выпучивания термосвай и трубопровода не наблюдалось.

Выше описан способ и приведены примеры его осуществления с использованием термосвай в качестве средства для промораживания грунта вокруг траншеи. Однако в соответствии с изобретением способ может

быть осуществлён и с использованием других средств промораживания.

По сравнению с базовым образцом, в качестве которого принят способ предотвращения-пучения путем замены пучинистого грунта на непучинистый на величину вШго г1учЙШсТоТо слоя под газопроводом, предложенный способ позволяет снизить капитальные затраты.

Формула изобретения

1. Способ сооружения подземного трубопровода, транспортирующего продукт с отрицательной температурой, заключающийся в отрывке траншеи, укладке в нее

трубопровода, закреплении на проектных отметках путем формирования в траншее льдогрунтового массива послойной засыпкой грунтом отвала с последующим его увлажнением и уплотнением, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения области йсп&льзоеания на талые грунты, после формирования льдогру нтбвого массива в траншё ёТЕЮкруг нее промораживают объём грунта1 страницами, превышающими граШць) прс гЙЬзйруёмого эксплуатационного ореола промерзания, пригэтом верхнюю границу льдогрунтового массива формируют не выше фронта сезонного промерзания грунта.

2, Споеоб по п,1, от л и ч а ю щ и и с я тем, промораживание грунта вокруг траншей о суЩествляют путем погружения термрсвай в дно траншеи по обе стороны от трубопровода.

ю ст со г

Сущность изобретения: отрывают траншею и в нее укладывают трубопровод, закрепляют его на проектных отметках путем формирования в траншее льдогрунтового массива послойной засыпкой грунтом отвала с последующим его увлажнением и уплотнением. На талые грунты после формирования льдогрунтового массива в траншее вокруг нее промораживают объем грунта с границами, превышающими границы прогнозируемого эксплуатационного ореола промерзания. Верхнюю границу массива формируют не выше фронта сезонного промерзания грунта. Промораживание грунта осуществляют путем погружения термосвай в дно траншеи по обе стороны от трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.