Способ бестраншейной прокладки трубопровода в грунте Советский патент 1993 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к технологии строительного производства, в частности к бестраншейной прокладке подземных коммуникаций, может быть использован для бестраншейной прокладки кожухов из стальных труб.

Известен способ бестраншейной прокладки подземного трубопровода путем погружения трубы с открытым передним торцом в грунт ударной нагрузкой, прилагаемой к переднему концу трубы, и удаление грунта из нее желонкой, которая перемещается внутри трубы при помощи лебедки. Ударная погружающая нагрузка передается на трубу от виброударного привода, закрепленного на желонке через вертикальную продольную плиту на желонке и соответствующую ей плиту-рассекатель, закрепленную в передней части погружаемой трубы. Наличие в забойной части трубы-рассекателя и желонки с вертикальной плитой вызывает уплотнение грунта, поступающего в трубу. Это приводит к образованию грунтовой пробки и резкому повышению сопротивления движению трубы. Кроме того, нежесткое соединение виброударного привода с трубой снижает эффективность передачи ударного импульса на трубу.

Известен также способ, не имеющий указанных выше недостатков. Согласно этому способу, труба с открытым передним торцом погружается в грунт приложением к ее заднему торцу ударной нагрузки, а затем очищают внутреннюю полость трубы от грунта самоходным грунтозаборным устройством спневмоударным приводом для его перемещения. Работа по данному способу выполняется в следующей последовательности. Ударный механизм присоединяют к заднему торцу трубы и погружают ее в грунт. Грунт при этом поступает во внутреннюю полость трубы. После погружения производят очистку ее внутренней полости от грунта. На время очистки ударное воздействие на трубу прекращают. Для этого ударный механизм отсоединяют от забитой трубы, устанавливают на направляющую раму самоходное грунтозаборное устройство и запускают его

Ы

О

о о о ы

со

внутрь трубы. Двигаясь внутри трубы, грунтозаборное устройство перемещается до грунта и внедряется в него, набирая грунт. После этого привод грунтозаборного устройства реверсируют, и устройство возвращается из трубы с грунтом в рабочий приямок.

При использовании саморазгружающегося грунтозаборного устройства его разгрузки от грунта происходит после переключения его на прямой ход. Циклическая работа грунтозаборного устройства продолжается до полной очистки забитого участка трубы. После этого грунтозаборное устройство убирают, наращивают, если в этом есть необходимость, трубу, присоединяют к ней ударный механизм и возобновляют погружение. В ряде случаев перестройку оборудования с забивки на очистку и обратно приходится выполнять несколько раз в процессе погружения одной секции трубы. Последовательность выполнения операций погружения трубы и ее очистки от грунта, необходимость многократной перестройки оборудования являются недостатками этого способа, так как это снижает производительность процесса и требует значительных энергозатрат на перемещение грунтозаборного устройства с грунтом. Энергозатраты возрастают также в связи с тем, что длина грунтового керна, поступившего в трубу, возрастает, по мере ее погружения, а во время перерывов в погружении трубы, связанных с ее очисткой, сопротивление грунтового массива движению трубы увеличивается, так как происходит его консолидация, засасывание трубы.

Целью данного изобретения является повышение производительности прокладки трубопровода при одновременном снижении энергоемкости процесса прокладки. Эта цель достигается тем, что в способе бестраншейной прокладки трубопровода в грунте, согласно которому трубу с открытым передним торцом погружают в грунт приложением к ее заднему торцу ударной нагрузки и очищают внутреннюю полость трубы от грунта самоходным грунтозаборным устройством с пневмоударным приводом для его перемещения, согласно изобретению, перемещение грунтозаборного устройства в прямом и обратном направлении осуществляют при воздействии ударной нагрузки на погружаемую трубу, причем после заполнения грунтозаборного устройства грунтом привод его перемещения отключают.

В этом случае перемещение грунтозаборного устройства с грунтом назад по трубе происходит за счет энергии, затрачиваемой на упругие деформации грунта при погружении трубы, что приводит к сокращению энергозатрат. Сокращение перерывов на переналадку оборудования также сокращает энергозатраты за счет снижения сопротивления грунта. Энергозатраты сокращаются также

за счет уменьшения массы грунта, находящегося в погружаемой трубе, т. к. грунт удаляется постоянно в процессе погружения трубы. Производительность процесса прокладки трубопровода повышается не только

за счет совмещения операций погружения трубы и удаления из нее грунта, но и за счет увеличения скорости погружения трубы, вызванного снижением сопротивления грунта вне и внутри трубы ее перемещению. Иск- 5 лючение затрат времени на переналадку оборудования также повышает производительность.

На чертеже показана погружаемая труба в продольном вертикальном разрезе в

0 момент набора грунта грунтозаборным устройством.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

На направляющую раму 1 устанавлива5 ют прокладываемую трубу 2. Внутрь трубы 2 устанавливают самоходное саморазгружающее грунтозаборное устройство 3 с ударным приводом 4. К заднему торцу трубы 2 при помощи переходного устройства 5 при0 соединяют ударный механизм 6 и включают его в работу. В качестве ударного механизма б может быть использована пневматическая ударная машина (пневмопробойник). Под действием наносимых ударным меха5 низмом 6 ударов труба 2 погружается в грунт. При этом через открытый передний торец трубы 2 грунт 7 поступает внутрь трубы 2. Одновременно с включением ударного механизма 6 включает ударный привод

0 грунтозаборного устройства 3. Под действием ударной нагрузки грунтозаборное устройство 3 перемещается по трубе 2 вперед и внедряется в грунт 7, набирая его. Как известно, вибрационное воздействие на

5 стенки трубы снижает сцепление ее с грунтом, что уменьшает силы сопротивления внедрению трубы в грунт. В данном случае вибрационное воздействие на трубу 2 создает ударный привод 4 грунтозаборного

0 устройства 3. После набора грунта привод 4 грунтозаборного устройства 3 отключают, продолжая погружение трубы 2 в грунт. При погружении труба 2 совершает возвратно- поступательные движения. После каждого

5 удара под действием ударной нагрузки труба 2 перемещается вперед, а затем под действием упругих сил грунта - на некоторое расстояние назад. Под действием этих колебаний трубы 2 грунтозаборное устройство 3 перемещается назад, транспортируя грунт к

заднему торцу трубы. После перемещения грунтозаборного устройства 3 в крайнее заднее положение включает в работу привод 4 грунтозаборного устройства 3, и оно начинает двигаться вперед. При этомтрунт остается на месте, разгружается из грунтозаборного устройства и складируется в заднем конце трубы 2. Под действием возвратно-поступательных колебаний трубы 2 грунт 8 перемещается назад и удаляется из трубы 2 через окна 9 в стенке трубы или (и) через окна 10 в переходном устройстве 5. Далее циклы движения грунтозаборного устройства 3 повторяются при непрерывном погружении трубы 2 ударной нагрузкой.

Таким образом, перемещение грунтозаборного устройства с грунтом назад по трубе происходит за счет энергии, затрачиваемой на упругие деформации грунта при погружении трубы, что приводит к сокращению энергозатрат. К сокращению энергозатрат приводит также снижение сопротивления грунта внедрению трубы вследствие вибрационных воздействий на трубу и вследствие ликвидации технологических перерывов на очистку трубы от грунта, которые вызывали консолидацию слоя грунта, примыкающего к боковой поверхности трубы. К снижению энергозатрат и повышению скорости погру- жения трубы приводит также постоянное раз- 0 рушение пробки грунта, поступающего в трубу.

За счет повышения скорости погружения трубы по указанным выше причинам, а также за счет совмещения операций погружения трубы и очистки ее от грунта повышается производительность прокладки трубопроводов.

Использование предлагаемого способа позволит снизить энергозатраты на 10-12 %, за счет этого соответственно увеличить длину прокладываемого участка трубопровода или его диаметра без увеличения мощности ударного механизма, повысить производительность на 15-30 %.

Сущность изобретения: способ, согласно которому трубу с открытым передним торцом погружают в грунт приложением к ее заднему торцу ударной нагрузки. Очищают внутреннюю полость трубы от грунта самоходным грунтозэборным устройством с пневмоудэрным приводом для его перемещения. Перемещение грунтозаборного устройства в прямом и обратном направлениях осуществляют при воздействии ударной нагрузки на погружаемую трубу. После заполнения грунтозаборного устройства грунтом привод его перемещения отключают..1 ил.

Формула изобретения

Способ бестраншейной прокладки трубопровода в грунте, согласно которому трубу с открытым передним торцом погружают в грунт приложением к ее заднему торцу ударной нагрузки и очищают внутреннюю полость трубы от грунта самоходным грун- тозаборным устройством с пневмоударным приводом для его перемещения, отличаю

щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности прокладки трубопровода при одновременном снижении энергоемкости процесса прокладки, перемещение грунтозэборного устройства в прямом и обратном направлениях осуществляют при воздействии ударной нагрузки на погружаемую трубу, причем после заполнения грунтозаборного устройства грунтом привод его перемещения отключают.