ПЛАТФОРМА ДЛЯ УСТАНОВКИ ГРУНТОВЫХ АНКЕРОВ В ПРИЧАЛЬНОЕ СООРУЖЕНИЕ
PLATFORM FOR INSTALLATION OF GROUND ANCHORS INTO MOORING STRUCTURE

Изобретение относится к портовому гидротехническому строительству и может быть использовано в морских и речных портах при ремонте или реконструкции причальных сооружений с заанкеренной причальной стенкой.
Известна платформа для установки грунтовых анкеров в причальное сооружение (см., например, Кульмач П.П. и др. Морские гидротехнические сооружения. Ч.II Причальные, шельфовые и берегоукрепительные сооружения. - Л.: ЛВВИСКУ, 1991, С.87-91). Известное устройство выполнено в виде понтона, опирающегося на дно закольными сваями. На платформе размещена буровая установка, с помощью которой производятся следующие операции: бурение в причальной стенке наклонных скважин в промежутках между существующими анкерами, погружение в пробуренные скважины дополнительных анкеров и последующее их натяжение. Использование понтона позволяет проводить весь цикл работ по установке анкеров со стороны акватории, что обеспечивает удобный доступ к причальной стенке, но делает проведение работ зависимым от погодных условий, а оперативную установку между швартовыми операциями невозможной.
Анализ отобранной в процессе поиска информации позволил выявить устройство по пат. РФ №2281358, МПК Е02В 1/00, Е02В 3/06, являющееся наиболее близким аналогом заявляемого решения и выбранное в качестве его прототипа. Указанная платформа выполнена в виде площадки, установленной на опорных колоннах перед существующим причальным сооружением, и понтона-проставки с возможностью крепления последнего к конструкциям причального сооружения. На площадке монтируется оснастка и буровое оборудование, с помощью которых производится установка грунтовых анкеров со стороны акватории.
Работы по установке анкеров с помощью описанного устройства производятся в следующем порядке:
- установка понтонов-проставок с креплением к конструкции причального сооружения,
- погружение перед причальным сооружением опорных колонн и установка на них платформы,
- монтаж на площадке, установленной на опорных колоннах над акваторией, оснастки и бурового оборудования,
- монтаж водолазами направляющих труб,
- забуривание в причальное сооружение грунтовых анкеров с одновременным нагнетанием цементного раствора,
- перемещение с помощью плавкрана платформы с буровым оборудованием к следующему участку.
Производство монтажных работ с использованием платформы позволяет осуществлять эксплуатацию причального сооружения во время их проведения. Однако и такое решение не позволяет в полной мере исключить общий недостаток известных способов - невозможность проведения работ при сильных волнениях и, кроме того, требует значительных трудо- и временных затрат, связанных с переустановкой платформы вдоль причальной линии по мере перемещения фронта работ или на время швартовки судна.
Заявляемая платформа позволяет получить новый по сравнению с прототипом технический результат, заключающийся в возможности проведения буровых и установочных работ при сильных волнениях на акватории, а также - проведения оперативных работ между швартовыми операциями. При этом сохраняется главное положительное свойство прототипа - возможность проведения всех работ со стороны акватории.
Сущность изобретения заключается в том, что платформа, выполненная так же, как и прототип в виде пространственной металлоконструкции с площадкой для установки бурового оборудования, расположенной над акваторией, в отличие от прототипа, состоит из 2 вертикально установленных ферм, соединенных между собой горизонтальными связями по нижнему и верхнему основаниям, причем нижнее основание снабжено продольными балками с упорами на концах, с возможностью движения по балкам бурового оборудования. В свою очередь, платформа нижним основанием установлена на самоходной тележке с возможностью перемещения последней по рельсовым путям, уложенным в прикордонной зоне причала вдоль причальной стенки. При этом платформа одним концом образует с причальной стенкой консоль, направленную в сторону акватории, а на противоположном ее конце крепится противовес.
Описанная конструкция обладает повышенной прочностью и устойчивостью ко всем видам нагрузок, в том числе к статическим и динамическим нагрузкам от буровой установки, а также к ветровым нагрузкам. Конструкция мобильна, легко монтируется и демонтируется и не создает больших трудностей при транспортировке и эксплуатации. Кроме того, размещение конструкции непосредственно на причале, но с вылетом в сторону акватории обеспечивает, с одной стороны, свободный доступ к причальной стенке и, следовательно, возможность проведения всех работ по установке грунтовых анкеров со стороны акватории, а с другой - проведение этих работ вне зависимости от погодных условий.
Сопоставление предлагаемой платформы и прототипа показало, что поставленная задача - возможность проведения работ по установке грунтовых анкеров в причальное сооружение со стороны акватории при сильных волнениях на акватории и в промежутках между швартовыми операциями решается в результате новой совокупности признаков. Изложенное выше, а также анализ выявленной информации о существующем уровне техники в области гидротехнического портового строительства показали, что предлагаемое изобретение отвечает критерию патентоспособности «новизна».
Вместе с тем, в результате проведенного информационного поиска в области строительства среди известных объектов были обнаружены решения, содержащие отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения. Так, в устройстве по пат. РФ №2132918, МПК Е04Н 7/00 - для проведения ремонтно-строительных работ использована конструкция в виде «пространственной фермы, нижнее основание которой установлено на самоходной тележке с возможностью ее перемещения по рельсовым путям». Однако в известном устройстве пространственная ферма предназначена для проведения высотных работ по восстановлению горизонтальных поверхностей нефтехранилищ и в этой связи имеет отличную от предлагаемой конструкции Г-образную удлиненную в вертикальной плоскости форму. В предлагаемом способе используемая конструкция имеет вид мостового пролета, внутри которого по нижнему основанию может передвигаться буровое оборудование, и размещенная на причале с образованием консоли она служит площадкой для проведения наружных работ вдоль вертикальных поверхностей. Из изложенного следует, что похожие на первый взгляд признаки используются по разному назначению, что соответственно сказывается на различии их форм.
Таким образом, сопоставительный анализ выявленной информации о существующем уровне техники в области строительства и отдельных отличительных признаков предлагаемого изобретения показал, что последнее не вытекает явным образом из существующего уровня техники и позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой платформы критерию «изобретательский уровень».
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где:
на фиг.1 - изображена конструкция заявляемой платформы (вид сверху);
на фиг.2 - платформа с размещенном на ней буровом оборудовании (вид сбоку).
Как видно из чертежа (фиг.1, 2), платформа состоит из 2 вертикально установленных ферм 1, соединенных между собой горизонтальными связями 2 по нижнему и верхнему основаниям. Нижнее основание снабжено продольными балками 3 с упорами 4 на концах, при этом расстояние между балками 3 выбрано с учетом ширины колеи буровой машины 5. Платформа нижним основанием установлена на самоходной тележке 6, которая перемещается по рельсовым путям 7, уложенным в прикордонной зоне причала 8 параллельно причальной стенке 9. Одним концом 10 платформа образует консоль с причальной стенкой 9, направленную в сторону акватории. Устойчивость платформы обеспечивается противовесом 11 из бетонных массивов, установленным на противоположном конце 12 платформы.
С использованием описанной конструкции установка грунтовых анкеров в причальное сооружение осуществляется следующим образом.
Платформа с помощью самоходной тележки 6 выставляется на рельсовых путях 7 в точке установки грунтового анкера и фиксируется железнодорожными башмаками с четырех сторон. На консольной части 8 конструкции до упора 4 устанавливается буровое оборудование 5. Стрела 13 оборудования фиксируется под заданным углом к поверхности причальной стенки 9. К основанию стрелы 14 крепится обсадная труба 15 с соответствующим внутренним диаметром. Обсадная труба 15 принимается водолазом и закрепляется им на распредпоясе в месте прохода анкера в изолирующую трубу, после чего оператор оборудования осуществляет погружение анкера в обсадную трубу 15 и забуривание полых винтовых штанг, оснащенных передовой буровой коронкой, являющейся в последующем и тягой анкера. Бурение производится под цементным раствором при заданном давлении нагнетания. Раствор, смешиваясь с буровой крошкой породы, образует шламовое заполнение скважины и одновременно вытесняет воду, которая выходит через изолирующую трубу. При достижении нужной глубины забуривания производится инъекция цементного раствора через полость штанг и выпускные отверстия буровой коронки. Цементный раствор заполняет полость скважины и образует цементное тело анкера. При выходе раствора из изолирующей трубы оператором оборудования производится остановка инъекции, после чего водолаз осуществляет рассоединение обсадной трубы с распредпоясом. После подъема обсадной трубы из воды водолаз производит отсоединение штанги через соединительную муфту. Далее платформа по рельсовым путям перемещается в следующую зону причала, закрепляется железнодорожными башмаками с четырех сторон таким образом, чтобы буровое оборудование находилось в районе монтажного стыка. Процедура по установке анкера повторяется в вышеописанной последовательности.
2
Изобретение было использовано при укреплении анкерами причальной стенки Угольного терминала в порту Усть-Луга. Основным условием заказчика являлось проведение работ в короткие сроки без прерывания процесса приема и обработки судов. Для выполнения поставленной задачи авторами предлагаемого изобретения была разработана и смонтирована консольная буровая платформа в виде мостового пролета общей длиной 40 м и высотой 5 м. Платформа была установлена на подкрановых путях прикордонной зоны причала. На консольной части платформы с вылетом в сторону моря было размещено многотонное буровое оборудование Hutte HBR-605. Для обеспечения устойчивости платформы на ее противоположном конце был предусмотрен противовес из бетонных массивов. Длина всей платформы и ее консольной части были рассчитаны из условия обеспечения удобного доступа бурового оборудования к причальной стенке со стороны акватории при заданной величине заглубленности устья анкера, а высота платформы - из условия обеспечения необходимой жесткости конструкции с учетом действующих на нее нагрузок. Ширина верхнего и нижнего оснований платформы и расстояние между продольными балками 3 были выбраны исходя из значений поперечных габаритов буровой установки. Благодаря форме и размерам платформа выдерживает значительные продольные (до 400 т) и поперечные (до 40 кг/м) нагрузки, что создает условия для выполнения буровым оборудованием надводных и подводных работ при скорости ветра до 30 м/с и волнении на акватории до 4 баллов. Кроме того, мобильность и автономность платформы позволяют проводить оперативные работы в промежутках между швартовыми операциями. Очевидны и другие преимущества изобретения: сравнительно небольшой вес и габариты платформы, простота ее сборки и разборки облегчают процесс транспортировки и монтажа конструкции, а также ее эксплуатацию и техническое обслуживание.
В ходе проведения работ в соответствии с заявленным изобретением было установлено 40 анкеров на глубину скважин около 45 м, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».