Устройство для балластировки трубопровода Советский патент 1993 года по МПК F16L1/06 

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям устройств для балластировки трубопроводов, прокладываемых в обводненных и многолетнемер- злых грунтах.

Цель изобретения - повышение надежности балластировки трубопровода путем расположений центра тяжести заключенного в контейнер минерального грунта ниже оси трубопровода.

На фиг. 1 приведено устройство, исходное состояние, на фиг.2 - при действии на трубопровод выталкивающей силы.

В траншее 1, на дно которой уложен трубопровод 2, из мягкого полотнища сформирован замкнутый контейнер 3, который заполнен минеральным грунтом 4. Контейнер 3 с минеральным грунтом 4 образуют протяженный утяжелитель, который занимает почти весь свободный объем траншеи 1, кроме незначительной верхней части, которая заполнена грунтом засыпкиб. Этот же грунт образует поверхностный валик над траншеей 1.

Работы по балластировке трубопровода выполняют следующим образом. На дно траншеи 1 укладывают трубопровод 2. Бермы, стенки и дно траншеи 1 вместе с трубопроводом 2 покрывают мягким полотнищем, образующим контейнер 3. На дно траншеи 1 в пределах ширины карманов мягкое полотнище укладывают в виде воланов с последовательным чередованием направления выстилки оттрубопровода к стенкам траншеи и обратно. Контейнер 3 заполняют минеральным грунтом 7, после чего края полотнища, покрывающие стенки в верхней части и бермы траншеи 1. отгибают на поверхность минерального грунта до взаимного перехлеста кромок и скрепляют между собой. Траншею 1 заполняют до верха грунтом засыпки 5 и формируют поверхностный валик.

При обводнении траншеи 1 трубопровод 2 под действием выталкивающих сил отрывается от дна траншеи и поднимается вверх. Одновременно с этим под действием веса минерального грунта 4 складки контейнера 3 в пределах карманов траншеи 1 расел

с

а

00

о о

|ГО

ю

СЛ

крываются и, заполняясь минеральным грунтом 4, опускаются в образовавшееся под трубопроводом 2 свободное пространство. Таким образом осуществляется перемещение минерального грунта 4 внутри контейнера 3 из пространства над трубопроводом 2 в пространство, образующееся под трубопроводом. Этот процесс идет до тех пор, пока полностью не раскроются складки контейнера 3, что вызовет растяжение контейнера по всему периметру с передачей на трубопровод 2 полного веса минерального грунта внутри контейнера. На фиг.2 показано положение трубопровода 2 в этом состоянии.

Устойчивость равновесия утяжелителя на трубопровод достигается, когда его центр тяжести располагается ниже оси трубопровода. В этом состоянии смещение под действием опрокидывающего момента центра тяжести минерального грунта 4 от вертикали, проходящей через ось трубопровода 2, создает момент, противодействующий опрокидывающему, и, соответственно, восстанавливающий положение контейнера 3 на трубопроводе 2. Величина восстанавливающего момента тем выше, чем больше отклонение центра тяжести минерального грунта от указанной вертикали. В результате этого восстатавливающий момент нейтрализует действие опрокидывающего момента, что обеспечивает устойчивое положение утяжелителя на трубопроводе. Таким образом достигается высокая надежность балластировки трубопровода.

Для смещения центра тяжести утяжелителя ниже.оси трубопровода в процессе всплытия трубопровода длина мягкого полотнища, уложенная в виде волана в пределах одного кармана траншеи, должна быть не меньше значения I. определенного формулой

.ЈЕ 2/

где d - диаметр трубопровода. Д- перемещение трубопровода вверх вследствие всплытия. Последнее связано с размерами траншеи, утяжелителя и диаметром трубопровода следующим соотношением:

Д Ь

а+2Ь

Ща + Ь)

где h - высота от дна траншеи до верха минерального грунта в исходном состоянии

(фиг.1), а - ширина траншеи по дну, b - ширина траншеи на уровне верха минерального грунта в исходном состоянии: d - диаметр трубопровода.

Для газопровода диаметром 1420 мм. при принятых на практике размерах траншеи и высоте заполнения ее минеральным грунтом, дополнительная длина мягкого полотнища I, укладываемая в виде волана в

пределах одного кармана траншеи составляет 2,4-2.5 м, а ожидаемое всплытие газопровода Д 0,5-0,6м.

Если вследствие нагрева трубопровод испытывает бокове смещение, то минеральный грунт, который выдавливается из кармана траншеи на выпуклой стороне трубопровода равномерно поступает в пространство над трубопроводом и под трубопроводом, что способствует снижению

опрокидывающего момента, вызываемого этим процессом. Кроме.того, при стремлении контейнера 3 к опрокидыванию, поднимающаяся на выпуклой стороне емкость с имнеральным грунтом 4 защемляется между трубопроводом 2 и стенкой траншей 1 и таким образом выполняют роль клина, препятствующего опрокидыванию. В силу указанных факторов исключается возможность опрокидывания, контейнера с минеральным

грунтом на изогнутых участках трассы при нагреве трубопровода.

При использовании предлагаемого изобретения высокая устойчивость контейнера с минеральным грунтом сохраняется также

в других случаях, способствующих его опрокидыванию, например, при размыве одной из стенок траншеи в процессе эксплуатации трубопровода, при укладке трубопровода не по оси траншеи, при подвижках грунта, в

которой уложен трубопровод.

Формула изобретения

1. Устройство для балластировки трубопровода, содержащее заполненный грунтом протяженный утяжелитель сложного

цилиндрического профиля, выполненный из гибкого полотнища, покрывающего стенки траншеи, ее дно и трубопровод с образованием боковых карманов, отличающе е- с я тем, что днища карманов выполнены

многослойными в виде воланов с последовательным чередованием направления укладки гибкого полотнища.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что слои гибкого полотнища в пре- делах днища карманов имеюу разную ширину.

(pЈ/.1

Сущность изобретения: заполненный грунтом протяженный утяжелитель сложного цилиндрического профиля выполнен из гибкого полотнища, покрывающего стенки траншеи, ее дно и трубопровод с образованием боковых карманов. Днища карманов выполнены многослойными в виде воланов с последовательным чередованием направления укладки гибкого полотнища. Слои полотнища в пределах днища карманов имеют равную ширину. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.