способ бестраншейной прокладки трубопровода

Формула изобретения

Способ бестраншейной прокладки трубопровода из отдельных соединяемых между собой отрезков, включающий отрывку котлована, возведение лотка с направляющими под щит и трубопровод перед разработкой грунта в нижней части котлована, разработку грунта в забое изнутри щитовой оболочки, отгрузку грунта из забоя, внедрение в грунт щитовой оболочки по гибкой траектории и продвижение трубопровода вслед за щитовой оболочкой, при этом головной отрезок трубопровода продвигают соосно с хвостовой частью щита, отличающийся тем, что щитовую оболочку внедряют в грунт раздельно головной и хвостовой частями с упором в лоток, а последующие за головным отрезки трубопровода продвигают по гибкой траектории относительно друг друга.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое техническое решение относится к области горного дела и строительства, а более конкретно - к способу прокладки трубопровода или тоннеля из отдельных, соединяемых между собой длинномерных отрезков труб в неустойчивых и неоднородных грунтах.

Как известно, проходка тоннелей или прокладка трубопроводов в неустойчивых и неоднородных грунтах сопровождается повышенными затратами энергий и сложностью технологического процесса в связи с необходимостью разработки грунта под защитой временной крепи и осуществления строгого контроля за соблюдением проходки по заданной трассе.

Известен способ проходки горной выработки с помощью щита из трех кольцевых секций, которые перемещает в направлении проходки по отдельности для уменьшения сопротивления упомянутому перемещению в грунте (см., например, а. с. СССР N 579426, M. кл. E 21 D 9/06, 1977).

Недостатком такого способа является сложность осуществления контроля за соблюдением заданного направления проходки, поскольку секции перемещают относительно друг друга только соосно, т.е. по жесткой траектории в пределах продольного габарита щитовой оболочки.

Известен также способ бестраншейной прокладки трубопровода с помощью режущей головки, корпус которой выполнен в виде щитовой оболочки, шарнирно связанной с головным отрезком трубопровода (см. , например, а.с. СССР N 231983, М. кл. E 21 D 9/21, 1966).

К недостаткам данного способа относятся узкая область его применения, т. к. он может быть использован только в однородных и устойчивых грунтах, а также высокая энергоемкость процесса в связи с необходимостью перемещения в грунте щитовой оболочки целиком по ее длине.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ бестраншейной прокладки трубопровода из отдельных соединяемых между собой отрезков, включающий отрывку котлована, возведение лотка с направляющими под щит и трубопровод перед разработкой грунта в нижней части котлована, разработку грунта в забое изнутри щитовой оболочки, отгрузку грунта из забоя, внедрение в грунт щитовой оболочки по гибкой траектории и продвижение трубопровода вслед за щитовой оболочкой, при этом головной отрезок трубопровода продвигают соосно с хвостовой частью щита (см. , например, а.с. СССР N 1836565 A3, М. кл. E 21 D 9/00, опублик. 1993 ) - прототип.

Недостатками известного способа-прототипа являются высокая энергоемкость в связи с большим усилием внедрения щита целиком в грунт, а также низкая маневренность комплекса оборудования с трубопроводом и, следовательно, точность прокладки трубопровода.

Основной задачей предлагаемого нами технического решения является получение нового способа бестраншейной прокладки трубопровода, обеспечивающего сравнительно низкую энергоемкость процесса, высокую маневренность комплекса оборудования и производительность при минимальных трудовых и материальных затратах.

Поставленная задача с достижением упомянутого результата решается тем, что в способе бестраншейной прокладки трубопровода из отдельных соединяемых между собой отрезков, включающем отрывку котлована, возведение лотка с направляющими под щит и трубопровод перед разработкой грунта в нижней части котлована, разработку грунта в забое изнутри щитовой оболочки, отгрузку грунта из забоя, внедрение в грунт щитовой оболочки по гибкой траектории и продвижение трубопровода вслед за щитовой оболочкой, при этом головной отрезок трубопровода продвигают соосно с хвостовой частью щита, щитовую оболочку внедряют в грунт раздельно головной и хвостовой частями с упором в лоток, а последующие за головным отрезком трубопровода продвигают по гибкой траектории относительно друг друга.

Сущность заявленного технического решения поясняется ниже примером его конкретного исполнения, иллюстрированным на прилагаемых чертежах, на которых схематично изображено:

Фиг. 1 - общий вид устройства для осуществления заявленного способа в исходном положении перед операцией разработки грунта в забое,

Фиг. 2 - взаиморасположение основных элементов устройства по фиг. 1 при отклонении щита от оси трассы,

Фиг. 3 - взаиморасположение основных элементов устройства по фиг. 1 после коррекции перемещения и возврата щита и трубопровода на трассу.

Согласно описываемому здесь примеру прокладку трубопровода осуществляют следующим образом.

Перед рабочим участком трассы 1 трубопровода сооружают котлован 2, на подготовленное дно которого устанавливают лоток с направляющими 3, а на них устанавливают щит, содержащий оболочку из головной 4 и хвостовой 5 частей, которые связаны между собой с возможностью радиального и осевого смещения с помощью гидроцилиндров 6. Направляющие служат также для размещения на них напорной станции 7 с гидроцилиндрами 8 и упором 9, а также трубопровода 10 из шарнирно соединяемых между собой длинномерных отрезков.

После монтажа оборудования начинают разрабатывать грунт в забое вручную или механизированным методом.

Разработку забоя производят с одновременным продвижением только головной части 4 щитовой оболочки с помощью гидроцилиндров 6.

После продвижения головной части 4 на величину заходки производят задавливание головного отрезка трубопровода вместе с хвостовой частью 5 щитовой оболочки с помощью гидроцилиндров 8 напорной станции 7, зафиксированной на лотке с направляющими 3 с помощью упора 9.

Благодаря неподвижному соединению головного отрезка трубопровода с хвостовой частью 5 щитовой оболочки их продвижение вперед будет происходить соосно по отношению друг друга, не воздействуя при этом на головную часть щита и, следовательно, не оказывая помех управлению щитом.

Задавливание головного отрезка трубопровода осуществляют на величину не менее длины следующего отрезка. После этого напорную станцию отводят назад, устанавливают на лоток с направляющими в освободившееся пространство следующий отрезок трубопровода и шарнирно соединяют его с предыдущим отрезком для получения гибкой траектории перемещения собранного трубопровода, обеспечивающей исключение отклонения его от заданной трассы при контролируемых перемещениях головной части щитовой оболочки и постоянном упоре в лоток с направляющими.

Таким образом, разработанное нами техническое решение повышает точность и облегчает процесс прокладки трубопровода благодаря всей совокупности заявленных признаков, а именно - за счет обеспечения возможности движения по гибкой траектории с помощью гидроцилиндров только головной части щитовой оболочки, продвижения хвостовой части оболочки совместно с головным отрезком трубопровода и продвижения последующих отрезков трубопровода по гибкой траектории. При этом все упомянутые действия осуществляют при сохранении базы контроля заданной трассы трубопровода.