способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте

Формула изобретения

Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте, включающий образование пионерной скважины по проектной оси прокладываемого пучка труб между рабочим и приемным котлованами и одновременную прокладку в ней буровой штанги, которую соединяют с рабочим органом, последующее расширение пионерной скважины до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа, одновременную транспортировку продуктов разрушения с помощью очистного агента и прокладку в расширенной пионерной скважине пучка труб, отличающийся тем, что транспортировку продуктов разрушения очистным агентом осуществляют в пространство между расширенной пионерной скважиной и пучком труб.

Описание изобретения к патенту

Техническое решение относится к технологии строительных работ и может быть использовано для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций. Предлагаемый способ эффективен при сооружении тупиковых горизонтальных скважин или в стесненных городских условиях.

Известен способ образования скважин в грунте при прокладке подземных коммуникаций под препятствием по патенту РФ № 2127348, E02F 5/18, опубл. в БИ № 7 за 1999 г., включающий проходку пионерной скважины по проектной оси прокладываемой коммуникации между рабочим и приемным котлованами, размещение в пионерной скважине штанги, которую соединяют с рабочим органом, перемещение рабочего органа по пионерной скважине приложением к штанге осевого усилия, расширение пионерной скважины с помощью рабочего органа до проектного диаметра разрушением грунта, транспортировку продуктов разрушения с помощью рабочего агента, который подают в зону разрушения. При разрушении грунта для расширения пионерной скважины его предварительно измельчают и направляют в грунтоприемную камеру рабочего органа, причем при измельчении грунта на него дополнительно воздействуют струями рабочего агента, а в грунтоприемной камере продукты разрушения перемешивают с рабочим агентом до образования пульпы, при этом транспортировку продуктов разрушения осуществляют с помощью расположенного в грунтоприемной камере эжекторного насоса по расположенному в образованной скважине пульпопроводу, а по мере образования скважины в нее подают тиксотропный раствор.

Недостатками данного технического решения являются низкие производительность и надежность работы. Производительность эжекторного насоса мала по определению. Струя рабочего агента увлекает за собой часть пульпы, находящейся в грунтоприемной камере. Концентрация твердой фазы, то есть грунта, в пульпопроводе неизбежно будет низкой. Следовательно, будет низкой и пропускная способность пульпопровода. Кроме того, для транспортирования определенного объема продуктов разрушения необходим большой объем рабочего агента. В местах прокладки подземных коммуникаций часто встречается неоднородный по составу грунт с включениями в виде обломков камней, кирпича, щебня и прочего строительного мусора. При попадании таких твердых нерастворимых в рабочем агенте включений внутрь грунтоприемной камеры происходит закупоривание эжекторного насоса или пульпопровода. Это приводит к аварийной остановке процесса. Если при этом подачу рабочего агента в грунтоприемную камеру не прекращают, он выходит наружу и размывает грунт, образуя каверны. Это приводит к провалу поверхности над скважиной. Кроме того, при прокладке пучка труб, площадь сечения которых меньше площади сечения образованной скважины, будут образовываться пустоты, которые впоследствии могут заполняться обрушенным грунтом в образованной скважине. Это в дальнейшем может также привести к провалу поверхности над скважиной.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ бестраншейной прокладки коммуникаций в грунте по первому варианту по патенту РФ № 2344241, E02F 5/18, опубл. в БИ № 2 за 2009 г., который включает образование пионерной скважины по проектной оси прокладываемой коммуникации между рабочим и приемным котлованами и одновременную прокладку в ней буровой штанги. Штангу соединяют с рабочим органом, далее расширяют пионерную скважину до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа и осуществляют транспортировку продуктов разрушения потоком очистного агента через трубопровод, который размещают в расширенной части скважины, соединяют с рабочим органом и вращают вместе с ним вокруг продольной оси.

Как в аналоге, если в образованную скважину прокладывать пучок труб, площадь сечения которых меньше площади сечения образованной скважины, будут образовываться пустоты, которые впоследствии могут заполняться обрушенным грунтом в образованной скважине. Это в дальнейшем может также привести к провалу поверхности над скважиной, поэтому данный способ ненадежен при прокладке пучка труб.

Технической задачей предлагаемого способа является повышение надежности прокладки пучка труб за счет исключения провалов поверхности над скважиной.

Решение этой задачи обеспечивается тем, что в способе бестраншейной прокладки пучка труб в грунте, включающем образование пионерной скважины по проектной оси прокладываемого пучка труб между рабочим и приемным котлованами и одновременную прокладку в ней буровой штанги, которую соединяют с рабочим органом, последующее расширение пионерной скважины до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа, одновременную транспортировку продуктов разрушения с помощью очистного агента и прокладку в расширенной пионерной скважине пучка труб, согласно техническому решению транспортировку продуктов разрушения очистным агентом осуществляют в пространство между расширенной пионерной скважиной и пучком труб.

Транспортировка продуктов разрушения в пространство между расширенной пионерной скважиной и пучком труб позволит заполнить пустоты в скважине, что в дальнейшем исключит обрушение грунта в образованной скважине, а следовательно, исключит возникновение провалов поверхности над скважиной, что повышает надежность прокладки пучка труб по сравнению с прототипом.

Сущность предлагаемого способа бестраншейной прокладки пучка труб в грунте поясняется примером его реализации и чертежами фиг.1-3. Схема реализации показана на фиг.1, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1

Способ бестраншейной прокладки пучка труб в грунте реализуют следующим образом. По проектной оси прокладываемого пучка труб между рабочим 1 (фиг.1) и приемным 2 котлованами образуют пионерную скважину 3. Проходка пионерной скважины 3 может быть осуществлена любым известным способом, например, с помощью пневмопробойника или установки горизонтального бурения. Диаметр образуемой пионерной скважины 3 значительно меньше проектного диаметра скважины, образуемой для бестраншейной прокладки пучка труб в грунте. Одновременно с образованием пионерной скважины 3 в ней прокладывают буровую штангу 4. После прокладки в пионерной скважине 3 буровой штанги 4 в приемном котловане 2 к ней присоединяют рабочий орган 5, диаметр корпуса которого равен проектному диаметру скважины. Внутри рабочего органа 5 смонтированы радиально расположенные лопасти 6 (фиг.2), которые разрушают грунт и измельчают продукты разрушения. Также в рабочем органе 5 расположен вертлюг 7, к которому закреплен пучок труб 8. Буровую штангу 4 вращают вместе с рабочим органом 5 и одновременно перемещают поступательно в направлении, обратном проходке пионерной скважины 3. При этом вращается одна из частей вертлюга 7, а другая, закрепленная с пучком труб 8, перемещается поступательно вместе с буровой штангой 4. Вращение и перемещение буровой штанги 4 может быть осуществлено буровым станком 9. При перемещении рабочего органа 5 по пионерной скважине 3 происходит ее расширение до проектного диаметра разрушением грунта с помощью рабочего органа, одновременная транспортировка продуктов разрушения с помощью очистного агента и прокладка в расширенной пионерной скважине 3 пучка труб 8. По мере продвижения рабочего органа 5 периодически осуществляют демонтаж звеньев буровой штанги 4. Продукты разрушения поступают в полость 10 рабочего органа 5. При этом через полость буровой штанги 4 подают очистной агент под давлением Р_м от насоса или компрессора 11, очистной агент подводят к лопастям 6. При вращении рабочего органа 5 в полости 10 происходит перемешивание частиц 12 продуктов разрушения лопастями 6 (фиг.2), которые затем поступают в пространство между стенками скважины и пучком труб 8 под давлением очистного агента (фиг.3), а очистной агент стекает в емкость 13, установленную в приемном котловане 2. Таким образом осуществляют процесс прокладки пучка труб 8 согласно предложенному способу. После выхода рабочего органа 5 в рабочий котлован 1 осуществляют его демонтаж.