СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА КОМПЛЕКСА ТРУБОПРОВОДОВ
METHOD TO BUILD COMPLEX OF PIPELINES

Изобретение относится к строительным работам и может быть использовано для устройства комплекса трубопроводов, подземного или наземного строительства, из различных материалов, например металлических и пластмассовых, и предназначенных для водо-, газо- и теплоснабжения, канализации, телекоммуникационных и электрических кабелей, а также закрытого горизонтального дренажа в условиях пучинистых или неустойчивых грунтов, в грунтах с деформациями, происходящими вследствие подтопления, оттаивания, промерзания или чрезмерной внешней нагрузки. Последнее, в частности, характерно для городского хозяйства с интенсивным движением различной тяжелой техники, также в условиях сплошной городской застройки при наземном строительстве, где нет возможности проведения земляных работ.
Известен траншейный и узкотраншейный методы строительства трубопроводов, включающие в себя отрывку траншеи в грунте с последующей укладкой труб на дно в траншеи. После чего производят обратную засыпку траншеи. Недостатком этих методов является то, что при выполнении обратной засыпки траншеи подается большой объем грунта, который при падении может изменить первоначальную укладку трубопроводов, что приводит уже на стадии строительства к нарушению требований проекта работ и соответственно ухудшает условия их функционирования. Также возможно коленообразование гибких трубопроводов при такой их укладке.
Известен способ укладки труб из синтетических смол по патенту KR 10-20040091241 для быстрого выполнения укладки труб в фасонную поддержку, представляющую собой жестко соединенные путем соединения «втулка-палец» заранее отлитых блоков с полукруглой выемкой для укладки трубы и с последующем ее закреплением с помощью скоб и винтов.
К недостаткам этого способа можно отнести то, что:
- укладывается одна труба, а не комплекс трубопроводов;
- обеспечивается жесткое соединение не только блоков между собой, но и жесткое присоединение трубы к блокам, что в силу разницы в значениях физических параметров трубы и блока может привести к разрушению такой конструкции;
- нет защиты трубопровода от засыпки.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ укладки нескольких трубопроводов по патенту US 1744102 А, в котором предлагается технология укладки нескольких однотипных металлических труб, которые предварительно укладываются в вырытую траншею на установочные прокладки (жесткие блоки с фасонной частью), фиксирующие расположение труб относительно друг друга, после чего происходит их омонолитчевание бетоном.
Основные недостатки этого способа следующие:
- жесткость системы «трубы-установочные прокладки-монобетон» и сохранность труб от внешнего воздействия обеспечивается сплошной бетонной заливкой. Такая жесткая конструкция может работать только при одинаковых параметрах материалов всех трубопроводов и перемещаемых в них жидкостей (температура, давление) и полностью неприемлема для кабелей (электрических, телефонных, светопроводных). В первом случае возникающие при повышении температуры или давлении деформации (зависящие не только от модуля упругости, коэффициентов линейного расширения и Пуассона, поперечной и изгибной жесткости материала трубопроводов, но и от соответствующих технических характеристик самой бетонной заливки и установочных прокладок (фиксаторов)) приводят к повышенной концентрации напряжений и, как следствие, разрушению как труб, так и бетонной заливки. В идеале для такой конструкции все эти характеристики должны иметь абсолютно одинаковые для всех труб и бетонной заливки значения, однако это обеспечить практически не реально.
Второй случай невозможен ввиду значительной разницы удельных коэффициентов удлинения (расширения) проводящих материалов кабелей и бетона после затвердевания, что приведет не только к нарушению изоляции, но и к разрыву проводящих элементов кабелей. Такая конструкция делает невозможным проведение ремонтных работ.
Задачей изобретения является повышение эффективности строительства, эксплуатации и ремонта комплекса трубопроводов.
Это возможно за счет одновременной укладки комплекса трубопроводов и кабелей (количество и назначение которых зависят от требований проекта на строительство) в одну наземную или подземную траншею в строгом соответствии с техническими условиями проекта (технического задания на строительство), предотвращения деформации трубопроводов и нарушения их взаимного расположения вследствие внешних воздействий, как в процессе укладки, так и эксплуатации, а также обеспечения сохранности трубопроводов, тепло- и звукоизоляции, а также повышения ремонтопригодности.
Поставленная задача достигается тем, что способ строительства комплекса трубопроводов для водо-, газо- и теплоснабжения, канализации, телекоммуникационных и электрических кабелей, а также закрытого горизонтального дренажа включает отрывку основной траншеи, установку в траншею последовательно соединенных жестких блоков в фасонную часть которых укладывается и закрепляется трубопровод, обратную засыпку грунта, в соответствии с изобретением жесткие блоки с продольными карманами устанавливают и соединяют между собой с возможностью малых осевых и угловых перемещений, производят укладку трубопроводов и кабелей в соответствующие продольные карманы, форма и размеры которых, за счет разницы между размерами карманов и размерами трубопроводов, обеспечивают возможность самоустановки трубопроводов и кабелей в соответствии с деформациями, обусловленными усадкой грунта, температурой и давлением в каждом из трубопроводов, затем открытые стороны карманов закрывают боковыми стенками, нижние части которых устанавливают в продольные пазы жестких блоков, а сверху жесткие блоки и боковые стенки закрывают секционными крышками, причем места стыков жестких блоков, боковых стенок и секционных крышек дополнительно закрывают межстыковыми крышками, образуя в месте стыков лабиринтные замки.
Лабиринтные замки в месте стыков обеспечивают целостность конструкции, непопадание грунта и влаги в продольные карманы, фиксацию трубопроводов и кабелей в соответствующих карманах, механическую их сохранность, а также тепло- и звукоизоляцию по всей длине трассы трубопроводов.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является:
- возможность самоустановки трубопроводов и кабелей различного назначения и из различных материалов (чугунные, стальные, керамические, пластмассовые, алюминиевые или медные обрезиненные или с полимерным покрытием) внутри продольных карманов жестких блоков в соответствии с деформациями, обусловленными усадкой грунта, изменяющимися в процессе эксплуатации температурой и давлением в каждом из трубопроводов за счет разницы между размерами карманов и размерами трубопроводов, при этом трубы и кабели не контактируют ни с жидким бетоном, ни с материалом засыпки;
- возможность самоустанавливаться самим жестким блокам (аналогия с гибкими ленточными фундаментами), что обеспечивается за счет соединения их между собой с возможностью малых осевых и угловых перемещений (осевое смещение Δ≤3 мм, угловое смещение Δ≤1.5°);
- легкосъемные боковые стенки, секционные и межстыковые крышки совместно с несущими жесткими блоками полностью изолируют трубопроводы и кабели от внешнего воздействия, обеспечивая целостность конструкции, непопадание грунта и влаги в продольные карманы, фиксацию трубопроводов и кабелей в соответствующих карманах, механическую их сохранность, а также тепло- и звукоизоляцию по всей длине трассы трубопроводов;
- комплекс трубопроводов может быть использован без засыпки при строительстве наземных коммуникаций, а также подземных, устраиваемых в тоннелях.
Следует отметить, что форма и материал жестких блоков, боковых стенок и секционных и межстыковых крышек могут быть любыми и определяются требованиями заказчика. Например, материал - бетон, железобетон, пенобетон или различные пластмассы.
На фиг.1 показан общий вид комплекса трубопроводов, вид сбоку. На фиг.2 - место соединения жестких блоков. На фиг.3 - поперечное сечение секции комплекса по секционной крышке. На фиг.4 - поперечное сечение комплекса по межстыковой крышке. На фиг.5 - продольное сечение места соединения жестких блоков, боковых стенок, секционных и межстыковых крышек.
Строительство комплекса трубопроводов, например в количестве четырех различных трубопроводов, по предлагаемому способу осуществляется следующим способом: предварительно по трассе трубопроводов в отрытой траншее устанавливают и соединяют между собой жесткие блоки 1 с продольными карманами. Возможность малых осевых Δ и угловых Δα перемещений обеспечивается с помощью продольных пазов 2 на задней торцевой части жесткого блока 1 и продольных закругленных выступов 3 на передней части смежного блока 1. После чего производится укладка различных трубопроводов и кабелей в соответствующие продольные карманы, например, канализационной трубы 4, трубопроводов горячей (отопления) 5 и холодной 6 воды, электрических кабелей 7. Затем открытые стороны карманов закрываются боковыми стенками 8 с установкой их нижних частей в продольные пазы 9 жестких блоков, а сверху блоки 1 и стенки 8 закрываются секционными крышками 10. После чего места стыков жестких блоков 1, боковых стенок 8 и секционных крышек 10 дополнительно закрываются межстыковыми крышками 11, образуя в месте стыков лабиринтные замки, обеспечивающие целостность конструкции, непопадание грунта и влаги в продольные карманы, фиксацию трубопроводов и кабелей в соответствующих карманах, механическую их сохранность, а также тепло- и звукоизоляцию по всей длине трассы трубопроводов. Затем производят обратную засыпку траншеи грунтом.
При выполнении ремонтных работ одного или нескольких трубопроводов в месте обнаруженных неполадок на соответствующем жестком блоке 1 производят раскрытие лабиринтных замков путем снятия двух межстыковых крышек 11, затем поочередно снимают секционную крышку 10 и боковую стенку 8, после чего жесткий блок 1 сдвигают по горизонтали в сторону от открытой поверхности (в рассматриваемом случае влево) на величину, обеспечивающую полное открытие трубопроводов.