СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
METHOD FOR ERECTION OF PIPELINES

Изобретение относится к подземному строительству, в частности к способам прокладки трубопроводов под естественными и искусственными препятствиями, в том числе под водными преградами, предназначенным для транспортировки различных рабочих сред.
Известен способ протаскивания трубопровода с защитной оболочкой, включающий размещение и протаскивание трубопровода по трассе выработки посредством тягового каната. (Кукин Ю.С. и др. Сооружение переходов трубопроводов через естественные и искусственные преграды бестраншейным способом, Москва, ВНИИОЭНГ, 1989, стр.35-36).
Данное техническое решение позволяет осуществить протаскивание трубопровода, однако оно также не обеспечивает защиту трубопровода в процессе его протаскивания и эксплуатации и не решает проблемы проведения ремонтных работ и полной замены трубопровода.
Наиболее близким к заявляемому является способ возведения трубопровода, включающий сооружение шахтных стволов, щитовую проходку тоннеля с возведением монолитно-прессованной обделки или возведения металлического кожуха с последующей прокладкой трубопровода, отличающийся тем, что после сооружения тоннеля протаскивают защитную полимерную трубу и трубопровод, который размещен внутри защитной полимерной трубы, причем при возведении трубопровода под естественными и искусственными препятствиями шахтные стволы сооружают за пределами этого препятствия (патент РФ №2205923, М. кл. R02F 5/18, E21D 9/06).
Однако известный способ не предусматривает возможность возведения нескольких трубопроводов, снабженных защитными оболочками, в одном тоннеле.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и экономичности способа, а именно обеспечение возможности прокладки нескольких трубопроводов в защитных оболочках в одном тоннеле как в обычных условиях, так и под искусственными и естественными препятствиями, в том числе под горными преградами, при гарантированном сохранении изоляции трубопроводов и возможности проведения ремонтных работ, а также полной замены трубопроводов.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе возведения трубопроводов, по которому сооружают шахтные стволы, причем при возведении трубопровода под естественными или искусственными препятствиями шахтные стволы сооружают за пределами этого препятствия, осуществляют проходку тоннеля с сооружением обделки, после чего прокладывают защитную оболочку, фиксируют ее от продольного смещения и внутри защитной оболочки размещают трубопровод, согласно заявляемому изобретению, в пройденном тоннеле предварительно по всей длине сооружают направляющие пути по числу размещаемых в тоннеле защитных оболочек, прокладывают на соответствующих направляющих путях, по меньшей мере, две защитные оболочки, после чего прокладывают внутри них рабочие трубопроводы или кабель и заполняют пространство между тоннелем и защитными оболочками наполнителем, причем защитные оболочки выполняют в виде полимерных или стальных труб, которые укладывают ярусами, а в каждом ярусе - в ряд, кроме того, во внутреннем пространстве тоннеля формируют опорную поверхность, расположенную над нижним ярусом укладки трубопроводов, для обустройства направляющих путей верхнего яруса укладки трубопроводов.
1
1
Направляющие пути выполняют в виде роликовых опор либо в виде лотков с нанесенным на их поверхность антифрикционным покрытием, выполненных по радиусу, удовлетворяющему соотношению R=(1,1…1,3)R, где R - радиус лотка, R - радиус защитной оболочки.
Защитные оболочки в ряд прокладывают последовательно либо предварительно механически объединяют между собой и укладывают одновременно.
Ряды защитных оболочек, образующих ярусы, разделяют между собой слоем наполнителя, формирующим опорную поверхность во внутреннем пространстве тоннеля для обустройства направляющих путей последующего яруса укладки трубопроводов.
В качестве наполнителя пространства между тоннелем и защитными оболочками, а также между ярусами защитных оболочек используют бетон либо песок, либо полистирольную крошку и прочий сыпучий строительный материал.
Трубопроводы оставляют свободно размещенными внутри защитных полимерных или стальных защитных оболочек.
По концам тоннеля трубопроводы объединяют механически с помощью неподвижных опор.
Направляющие пути в одном ярусе могут прокладывать в виде лотков, а в другом ярусе, отделенном от предыдущего наполнителем - в виде роликовых опор.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - тоннель в поперечном разрезе с уложенными трубопроводами в защитных оболочках, наполнитель бетон;
на фиг.2 - тоннель в поперечном разрезе с уложенными трубопроводами в защитных оболочках, наполнитель песок;
на фиг.3 - тоннель в поперечном разрезе с уложенными трубопроводами в защитных оболочках, два вида наполнителя - бетон и песок.
Способ осуществляют следующим образом.
Сооружают шахтные стволы (на чертеже не показаны) за пределами препятствия, под которым необходимо возвести трубопроводы. Осуществляют проходку тоннеля с сооружением обделки 1.
Предварительно по всей длине пройденного тоннеля устраивают направляющие пути 2 первого яруса по числу размещаемых в первом ярусе тоннеля защитных оболочек 3. На соответствующих направляющих путях 2 внутри защитных оболочек 3 прокладывают рабочие трубопроводы 4 и заполняют пространство между тоннелем и защитными оболочками 2 наполнителем 5. Наполнителем может служить бетон, песок, полистирольная крошка и прочее.
В зависимости от того, какое количество трубопроводов необходимо уложить в тоннеле, от диаметра трубопроводов и диаметра проложенного тоннеля, в зависимости от того, какой будет использован наполнитель 5, выбирают одну из возможных технологий прокладки трубопроводов.
Первый пример реализации рассмотрен на объекте строительства, предназначенном для транспортировки нефти и нефтепродуктов через горный хребет.
1
1
После проходки тоннеля с сооружением обделки 1 устраивают бетонное основание, формируя в нем направляющие пути 2 в виде лотков, радиус которых удовлетворяет соотношению R=(1,1…1,3)R, где R - радиус лотка, R - радиус укладываемой защитной оболочки 3. Количество лотков соответствует количеству оболочек 3 в ярусе. Поверхность лотков покрывают антифрикционным покрытием. По устроенным лоткам последовательно проталкивают домкратной продавливающей установкой стальные защитные оболочки 3. Стальные защитные оболочки 3 закрепляют от продольных смещений. Внутрь стальных защитных оболочек 3 проталкивают последовательно стальные рабочие трубы 4 домкратной продавливающей установкой или с помощью тягового каната.
Пространство между уложенными оболочками 3 и тоннелем заполняют наполнителем 5 - бетоном, формируя опорную поверхность, расположенную над нижним ярусом трубопроводов для обустройства направляющих путей 6 следующего яруса укладки защитных оболочек 3 трубопроводов.
Направляющие пути 6 выполняют в виде лотков соответствующего радиуса, определяемого по вышеприведенной формуле. Количество лотков соответствует количеству оболочек 3 в ярусе. Лотки второго яруса также покрывают антифрикционным покрытием и по устроенным лоткам последовательно проталкивают домкратной продавливающей установкой стальные защитные оболочки 3 второго яруса. Стальные защитные оболочки 3 закрепляют от продольных смещений и внутрь защитных оболочек 3 проталкивают последовательно рабочие трубы 4 второго яруса домкратной продавливающей установкой. Количество ярусов прокладки трубопроводов в тоннеле зависит от диаметра тоннеля и прокладываемых коммуникаций и определяется производственной необходимостью.
Пространство между последним ярусом стальных защитных оболочек 3 и железобетонной обделкой 1 тоннеля заполняют бетоном.
Второй пример реализации способа.
После проходки тоннеля с сооружением обделки 1 устанавливают направляющие пути 2 из роликов. Ролики закрепляют в обделке тоннеля. Количество направляющих путей 2 из роликов соответствует количеству оболочек 3 в ярусе. По установленным роликам последовательно проталкивают домкратной продавливающей установкой стальные защитные оболочки 3. Стальные защитные оболочки 3 закрепляются от продольных смещений. Внутрь стальных защитных оболочек 3 проталкивают последовательно стальные рабочие трубы 4 домкратной продавливающей установкой.
Заполняют пространство вокруг устраиваемых оболочек 3 наполнителем 5 - песком. Устраивают опорную поверхность (бетонная или металлическая конструкция) для направляющих путей 2 в виде роликов для следующего яруса укладки защитных оболочек 3. Количество направляющих путей 2 из роликов соответствует количеству оболочек 3 в ярусе. По устроенным роликам последовательно проталкивают домкратной продавливающей установкой стальные защитные оболочки 3 следующего яруса. Стальные защитные оболочки 3 закрепляются от продольных смещений. Внутрь стальных защитных оболочек 3 проталкивают последовательно стальные рабочие трубы 4 следующего яруса домкратной продавливающей установкой.
Пространство между последним ярусом стальных защитных оболочек 3 и сборной железобетонной обделкой 1 тоннеля заполняют песком.
Третий пример реализации способа.
После проходки тоннеля с сооружением обделки 1 устраивают бетонное основание, формируя в нем направляющие пути 2 в виде лотков соответствующего радиуса для укладки защитных оболочек 3. Количество лотков соответствует количеству оболочек 3 в ярусе. Лотки снабжают антифрикционным покрытием. По устроенным лоткам последовательно проталкивают домкратной продавливающей установкой стальные защитные оболочки 3. Стальные защитные оболочки 3 закрепляют от продольных смещений. Внутрь стальных защитных оболочек 3 проталкивают последовательно стальные рабочие трубы 4 домкратной продавливающей установкой. Затем заполняют пространство вокруг защитных оболочек наполнителем 5 - бетоном и на образованной верхней бетонной поверхности устраивают направляющие пути в виде роликов для следующего яруса укладки защитных оболочек 3. Количество направляющих путей 2 из роликов соответствует количеству оболочек 3 в ярусе. По устроенным роликам последовательно проталкивают домкратной продавливающей установкой стальные защитные оболочки 3 следующего яруса. Стальные защитные оболочки 3 закрепляют от продольных смещений. Внутрь стальных защитных оболочек 3 проталкивают последовательно стальные рабочие трубы 4 следующего яруса домкратной продавливающей установкой.
Пространство между последним ярусом стальных защитных оболочек 3 и сборной железобетонной обделкой 1 тоннеля заполняют песком.
Поскольку рабочие трубопроводы внутри защитных оболочек размещаются свободно, необходимо предусмотреть за пределами тоннеля компенсаторы для восприятия напряжений в трубопроводе, возникающих от перепада температур, перемещаемых сред и других факторов.
В стесненных условиях эксплуатации, когда устройство компенсаторов невозможно или нецелесообразно, за порталами тоннеля возводят специальные сооружения для натяжения и закрепления рабочих трубопроводов.
Заявляемый способ возведения трубопроводов менее трудоемок и более экономичен, поскольку позволяет прокладывать несколько трубопроводов для различных транспортируемых сред в одном тоннеле как в обычных условиях, так и под искусственными и естественными препятствиями, в том числе под горными преградами. При этом гарантируется сохранение изоляции трубопроводов и возможность проведения ремонтных работ, а также возможность полной замены трубопроводов.
Кроме того, заявляемая технология позволяет наряду с трубопроводами осуществлять в тоннеле одновременную прокладку других коммуникаций, например кабеля.