Анкер для закрепления трубопровода в грунте Советский патент 1980 года по МПК E02D3/12 

(54) АНКЕР ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА

1

Изобретение относится к области строительства магистральных трубопроводов и служит для надежного закрепления трубопроводов, прокладываемых в зоне вечной мерзлоты.

Известен инъектор для нагнетания в грунт закрепляющих растворов, включающий тампонажную и перфорированную трубы, разделенные по высоте внутренней перегородкой, наконечник и наг.оловник, причем перфорированная труба выполнена с одновременным сечением 1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является анкер для закрепления трубопровода в грунте, включающий заполненную теплоносителем полую штангу с наконечником, имеющим лопасти 2.

Однако эти устройства могут быть легко извлечены из мерзлого грунта выдергивающим усилием. Только спустя длительное время (около года) устройства этого типа еще больше проморозят вокруг себя грунт.

Они не предназначены для удержания трубопровода, а только для промораживания грунта. Эффект сопротивления выдергивающему усилию проходит побочно через длиВ ГРУНТЕ

тельное время (1-2 года) благодаря постепенному замоноличиванию образованных в грунте прорезей и почвенному вмерзанию устройства в грунт.

Целью изобретения является обеспечение 5 повыщенной несущей способности анкера за счет самозамоноличивания в процессе погружения.

Эта цель достигается тем, что в анкере для закрепления трубопровода в грунте, включающем заполненную теплоносителем полую 10 штангу с наконечником, имеющим лопасти, наконечник щтанги выпблнен меньшего диаметра, чем штанга, в следующем соотношении:

,J.,c

5цЦ Ъ

где БЛ- суммарное поперечное сечение лопастей,

d - диаметр наконечника щтанги, dz-диаметр щтанги.

20 На чертеже изображен предлагаемый анкер. Он состоит из полой штанги 1. заполненной теплоносителем 2. с наконечником 3, имеющим лопасти 4. Штанга имеет диаметр больший, чем диаметр наконечника (d d ,), Штанга расположена выше лопастей. Место перехода наконечника штанги в штангу выполнено в виде усеченного конуса 5. Погружение анкера в вечномерзлый грунт и его последующее взаимодействие с грунтом происходит следуюш,им образом. Под действием ударов молота (не показан) анкер погружается в вечномерзлый грунт, прорезая в нем вертикальные щели лопастями. Вслед за лопастями в грунт внедряется усеченный конус, который, уплотняя и раздвигая прилегающие слои грунта, замоноличивает оставленные лопастями щели. При достаточном объеме уплотняемого грунта щели полностью замоноличены. Если грунт несжимаем, то для заделки щелей достаточно того, что площадь приращения лобового сечения штанги при переходе от наконечника штанги к штанге равна суммарной площади поперечного сечения лопастей (или, что то же, поперечному сечению щелей) Но поскольку грунт сжимаем, то для полной заделки щелей необходимо, чтобы первая площадь была больше. В этом случае анкер после погружения плотно сидит в грунте, обжимающем его ствол и лопасти. При необходимости удалить анкер прикладывают выдергивающее усилие, которое кроме срыва анкера относительно обжимающего его грунта, обеспечивает обратную разработку щелей. Ударами молота анкер погружают на проектную глубину по обеим сторонам трубопровода, уложенного в траншею, при этом часть верхнего участка штанги каждого анкера должна остаться на дневной поверхности. После прикрепления трубопровода к анкерам при помощи известных устройств (не показаны) трубопровод засыпают грунтом. При эксплуатации трубопровода больщие массы перекачиваемого по нему теплого газообразного продукта нагревают трубопровод, вызывая подтаивание мерзлого грунта вокруг него и стремление трубопровода всплыть, которое нейтрализуется анкерами. Заключенный внутри штанги каждого анкера теплоноситель, циркулируя вертикально в зимний период, понижает температуру грунта вокруг анкера, постепенно повышая его сопротивление выдергиванию в 2-4 раза. Экономический эффект от внедрения изобретения основан на возможности закреплять трубопровод в вечномерзлом грунте с температурой выше -1°С (этой температурой обладает основная масса вечномерзлых грунтов Западной Сибири, где построят подавляющее большинство магистральных трубопроводов) сразу же после погружения анкера с постепенным увеличением надежности закрепления по мере охлаждения анкером окружающего грунта до -2°С и ниже. Таким образом, отпадает необходимость обетонирования трубопровода или нагружения его утяжеляющими грузами, что значительно удешевляет стоимость работ, сокращает объемы грузоперевозок и позволяет, например, балластировать 1 км трубопровода 1420 мм анкерами общим весом около 10 тонн вместо 2000 тонн утяжеляющих грузов. Формула изобретения Анкер для закрепления трубопровода, в грунте, включающий заполненную теплоносителем полую штангу с наконечником, имеющим лопасти, отличающийся тем, что, с целью обеспечения повышенной несущей способности анкера путем самозамоноличивания в процессе погружения, наконечник штанги выполнен меньшего диаметра, чем штанга, в следующем соотношении; dl Mil где $д-суммарное поперечное сечение лопастей, d - диаметр наконечника штанги, . dj-диаметр штанги. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 492621, кл. Е 02 D 3/12, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 495412, кл. Е 02 D 3/12, 1972.

/