УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЛЛАСТИРОВКИ ТРУБОПРОВОДА (ВАРИАНТЫ)
DEVICE TO BALLAST PIPELINE (VERSIONS)

Изобретение относится к строительству и используется для балластировки минеральным грунтом транспортирующих газообразные и жидкие продукты подземных трубопроводов диаметром 130-1600 мм, прокладываемых на обводненных территориях, а также на заболоченных участках и болотах, на вечномерзлых грунтах, при реконструкции и производстве капитального ремонта линейной части магистральных трубопроводов, проложенных в условиях обводненной местности, на переходах болот любой категории и мерзлых грунтов.
Устройство для балластировки трубопровода полимерконтейнер текстильный бескаркасный (ПТБК) устанавливают на магистральный трубопровод для его закрепления на проектной отметке в полнопрофильной траншее.
Для закрепления на проектной отметке трубопровода на углах поворота его оси в плане, на его «горячих» участках, а также трубопровода, прокладываемого в обводненных грунтах и в обводненных траншеях, при условии укладки трубопровода с бермы траншеи с заглублением более 1,0 м, по заболоченной местности, в торфяном слое с заглублением не менее 2,0 м, на переходах через ручьи, малые реки (до 20 м в межень), поймы рек используют вариант заявленного устройства для балластировки трубопровода - контейнер текстильный (КТ-УГВ).
Устройства ПТБК и КТ-УГВ предназначены для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от минус 60 град. С до плюс 40 град. С.
Известно устройство для балластировки трубопровода - контейнерный утяжелитель трубопровода, содержащий пару соединенных связью заполняемых грунтом мягких емкостей, располагаемых на трубопроводе в положении, когда продольная ось каждой емкости параллельна трубопроводу и каждая из которых имеет торцевой загрузочный рукав, а также пару петель для подвески к грунтозаполняющему бункеру (см. RU 2153619 С1, 27.07.2000). Данное решение принято в качестве наиболее близкого аналога вариантов заявленного устройства.
Недостатком известного устройства является необходимость его монтажа на трубопровод в вертикальном положении с последующим поворотом на 90 градусов в вертикальной плоскости, что требует наличия свободного пространства между устанавливаемым устройством и уже установленным на трубопровод, то есть установка беззазорно известных утяжелителей на трубопровод затруднена. Кроме того, заполнение насыпным материалом (грунтом) емкостей известного устройства осуществляется при их вертикальном расположении, что требует значительного вертикального габарита бункера - устройства для заполнения емкостей утяжелителя грунтом, а это исключает возможность использования при этом погрузчиков и экскаваторов с малой высотой загрузки.
Решаемой задачей заявленного изобретения является создание устройства для балластировки трубопровода, исключающего указанные недостатки, расширение технологических возможностей устройства для балластировки трубопровода, а также повышение надежности закрепления трубопровода на проектной отметке. При реализации заявленного изобретения достигаемым техническим результатом является:
- упрощение монтажа на трубопровод устройства за счет исключения операции его поворота на 90 градусов в вертикальной плоскости и возможность беззазорной установки устройства на трубопровод, что обеспечивает повышение балластирующей нагрузки на трубопровод и повышение надежности закрепления трубопровода на проектной отметке;
- упрощение заполнения емкостей ПТБК и КТ УГВ насыпным материалом, например грунтом, повышение устойчивости устройства при транспортировании от места заполнения его емкостей до места монтажа на трубопровод, а также при навешивании устройства на трубопровод;
- возможно многослойное размещение устройства на транспортном средстве при транспортировании от места заполнения его емкостей до места монтажа на трубопровод, а также в местах их складирования;
- снижение вертикального габарита установки для заполнения емкостей устройства насыпным материалом, что создает возможность использования при этом погрузчиков и экскаваторов с малой высотой загрузки;
- упрощает при капитальном ремонте трубопровода демонтаж устройства и освобождение его емкостей от насыпного материала для последующего повторного использования устройства.
При балластировке трубопровода, уложенного на дно полнопрофильной траншеи, указанная задача решается тем, что устройство для балластировки трубопровода - полимерконтейнер текстильный бескаркасный (ПТБК) содержит соединенные связью и предназначенные для заполнения насыпным материалом - грунтом изолированные друг от друга емкости, каждая из которых снабжена загрузочным рукавом, закрепленными симметрично на емкостях парами грузовых петель, при этом для расширения его технологических возможностей в верхней части каждой емкости выполнено поперечное ее продольной оси щелевое отверстие, в которое вшит загрузочный рукав, каждая емкость снабжена парой дополнительных петель, последние и грузовые петли закреплены на торцах емкости, загрузочный рукав, грузовые и дополнительные петли располагаются в вертикальной плоскости поперечно продольным осям емкостей и соединяющей их связи, а каждый загрузочный рукав выполнен с возможностью его заведения через щелевое отверстие в соответствующую емкость после ее заполнения насыпным материалом.
В частных случаях выполнения ПТБК каждая емкость снабжена скрепленным с ней бандажом, соединяющая емкости связь усилена текстильными лентами, ПТБК снабжен дополнительными лентами, концы которых скреплены с емкостями, что ограничивает развал емкостей относительно трубопровода, а каждый загрузочный рукав снабжен закрепленными на нем диаметрально противоположно расположенными крепежными петлями, количество которых составляет не менее двух, и усилен скрепленными с ним тесьмой или текстильными лентами.
При балластировке трубопровода на углах поворота его оси в плане, на его «горячих» участках, а также трубопровода, прокладываемого в обводненных грунтах и в обводненных траншеях, при условии укладки трубопровода с бермы траншеи, указанная задача решается тем, что вариант заявленного устройства для балластировки трубопровода - контейнер текстильный КТ УГВ содержит соединенные связью и предназначенные для заполнения насыпным материалом -грунтом изолированные друг от друга емкости, каждая из которых снабжена загрузочным рукавом, закрепленными симметрично на емкостях парами грузовых петель, при этом для расширения его технологических возможностей в верхней части каждой емкости выполнено поперечное ее продольной оси щелевое отверстие, в которое вшит загрузочный рукав, каждая емкость снабжена парой дополнительных петель, последние и грузовые петли закреплены на торцах емкости, загрузочный рукав, грузовые и дополнительные петли располагаются поперечно продольным осям емкостей и соединяющей их связи, каждый загрузочный рукав выполнен с возможностью его заведения через щелевое отверстие в соответствующую емкость после ее заполнения насыпным материалом, а длина соединяющей указанные емкости связи составляет не менее половины длины окружности снаряженного трубопровода.
В частных случаях выполнения КТ УГВ каждая емкость снабжена скрепленным с ней бандажом, соединяющая емкости связь усилена текстильными лентами, а каждый загрузочный рукав снабжен закрепленными на нем диаметрально противоположно расположенными крепежными петлями, количество которых составляет не менее двух, и усилен скрепленными с ним тесьмой или текстильными лентами.
Форма и выполнение загрузочных рукавов, крепежных грузовых и дополнительных петель и их расположение поперечно связи, соединяющей емкости заявленного устройства, обеспечивает устойчивое положение на грузоподъемном устройстве емкостей устройства для балластировки трубопровода, что упрощает их заполнение насыпным материалом, повышает устойчивость устройства при транспортировании от места заполнения его емкостей до места монтажа на трубопровод, а также при навешивании заявленного устройства на трубопровод.
Упрощается монтаж на трубопровод устройства за счет исключения операции его поворота на 90 градусов в вертикальной плоскости и обеспечивается возможность беззазорной установки устройств на трубопровод, что повышает балластирующую нагрузку на трубопровод, а также приводит к снижению вертикального габарита установки для заполнения емкостей устройства насыпным материалом, что создает возможность использования для заполнения емкостей устройства погрузчиков и экскаваторов с малой высотой загрузки. Упрощается демонтаж устройства при капитальном ремонте трубопровода и освобождение его емкостей от насыпного материала для последующего повторного использования устройства.
Выполнение загрузочного рукава с возможностью его заведения в щелевое отверстие соответствующей емкости после ее заполнения насыпным материалом упрощает конструкцию устройства, поскольку исключает конструктивные элементы, предотвращающие высыпание грунта из емкостей, уменьшает поперечный размер устройства, обеспечивает многослойное размещение устройств на транспортном средстве при транспортировании от места заполнения емкостей устройств до места их
монтажа на трубопровод, а также в местах их складирования. Кроме того, уменьшение поперечного габарита заявленного устройства обеспечивает уменьшение объема земляных работ при отрывке траншеи, поскольку размер величины слоя засыпки трубопровода ведется от выступающей части балластирующего устройства.
Расположение и форма отверстия, в которое вшита горловина, выполнено с учетом распределения напряжений в стенке заполненной насыпным материалом емкости устройства, а также обеспечивает надежную фиксацию горловины после ее заведения внутрь заполненной насыпным материалом емкости. Выполнение соединяющей емкости связи длиной, составляющей не менее половины длины окружности снаряженного трубопровода, обеспечивает размещение емкостей КТ УГВ ниже средней образующей трубопровода, что повышает надежность его закрепления на проектной отметке на углах поворота оси трубопровода в плане, а также на участках трубопровода, где возможны его эксплуатационные перемещения, например температурные (на «горячих» участках трубопровода).
Усиление каждой емкости бандажом повышает ее несущую способность при многослойном складировании устройств, а также при расположении трубопровода в глубокой траншее, например, при пересечении оврагов и тому подобных препятствий, когда значительно возрастает нагрузка от грунта засыпки и проезжающих по нему тяжелых строительных машин.
Изобретение иллюстрируется графическим материалом, где на фиг.1 изображен ПТБК, на фиг.2 - установленный на трубопровод ПТБК, на фиг.3 - установленный на трубопровод КТ УГВ (поперечное сечение).
При этом позициями обозначены следующие элементы устройства:
1 - емкость;
2 - связь;
3 - бандаж;
4 - загрузочный рукав;
5 - увязочная петля;
6 - грузовая петля;
7 - торец;
8 - трубопровод;
9 - дополнительная петля.
10 - траншея.
Заявленное устройство представляет собой две изолированные емкости 1, соединенные между собой связью 2, выполненной в виде полотнища из текстильного материала. Каждая емкость 1 снабжена скрепленным с ее обечайкой бандажом 3, образованным из полотнища текстильного материала. В верхней части каждой емкости 1 выполнено поперечное ее продольной оси щелевое отверстие, в которое вшит загрузочный рукав 4, предназначенный для заполнения емкости 1 из грунтозаполняющего бункера (не показан) насыпным материалом, например грунтом. Для размещения на насадке грунтозаполняющего бункера и для подвешивания на указанной насадке загрузочного рукава 4 на нем закреплены расположенные диаметрально противоположно увязочные петли 5, количество которых зависит от размеров устройства и составляет не менее двух. Соединяющая емкости 1 связь 2 устройства КТ УГВ имеет длину, составляющую не менее половины длины окружности снаряженного трубопровода, что обеспечивает размещение емкостей КТ УГВ ниже средней образующей трубопровода 8. Соединяющая емкости 1 связь 2 устройства ПТБК имеет длину, составляющую менее половины длины окружности снаряженного трубопровода, что обеспечивает размещение емкостей ПТБК выше средней образующей трубопровода 8. В частном случае выполнения устройства для ограничения развала емкостей 1 относительно трубопровода 8, в устройстве ПТБК его емкости 1 скреплены дополнительными лентами (не показаны).
Каждая емкость 1 снабжена симметрично расположенными грузовыми петлями 6 и дополнительными петлями 9, которые закреплены на торцах 7 емкости 1. Грузовые петли 6 предназначены для монтажа устройства на трубопровод 8, а дополнительные петли 9 - для опорожнения емкостей 1 устройства от насыпного материала. Загрузочный рукав 4, увязочные, грузовые и дополнительные петли 5, 6 и 9, соответственно, располагаются в вертикальной плоскости, симметрично и поперечно продольным осям емкостей 1 и соединяющей их связи 2.
В частном случае выполнения заявленного устройства, в зависимости от его размеров, что обусловлено диаметром балластируемого трубопровода 8, отдельные элементы устройства усилены. Например, связь 2 усилена текстильными лентами, загрузочный рукав 4 - тесьмой или текстильными лентами.
Все элементы устройства изготавливают из материала, не являющегося продуктом питания для грызунов, био- и морозостойкого, обеспечивающего надежность работы устройства в широком интервале рабочих температур, не растворимого в воде, грунтовых средах - высокопрочных полиамидной или полиэфирной технических тканей, обеспечивающих прочность, плотность и долговечность конструкции в течение 30 лет, не менее.
Устройство изготавливают с применением термореза на промышленном швейном оборудовании, обеспечивающем надежное скрепление используемых материалов. Пошив устройства производят с помощью нитей полиэфирных или полиамидных, с разрывной нагрузкой не менее 12 кгс на нить и относительным удлинением до 30% на нить, при этом прочность сшивных соединений устройства не менее прочности используемой технической ткани.
Описание работы устройства
Загрузочный рукав 4 закрепляют на насадке грунтозаполняющего бункера, которая формирует его пропускное сечение и через загрузочный рукав 4 емкости 1 заполняют насыпным материалом (балластным грузом), например грунтом. После заполнения емкости 1 грунтом загрузочный рукав 4 через щелевое отверстие, выполненное в емкости 1, заправляют внутрь нее. Заполненные грунтом устройства доставляют к месту монтажа на трубопровод или складируют вблизи места заполнения их грунтом.
ПТБК в горизонтальном положении посредством траверсы выводят на продольную ось уложенного в полнопрофильную траншею 10 трубопровода 8 и опускают до наложения емкостей 1 на наружную поверхность трубопровода 8 с симметричным их расположением относительно продольной оси трубопровода.
При балластировке трубопровода на углах поворота его оси в плане, а также на участках, где возможны эксплуатационные перемещения трубопровода, например, температурные (на «горячих» участках трубопровода), при условии укладки трубопровода с бермы траншеи КТ УГВ в горизонтальном положении посредством траверсы выводят на продольную ось трубопровода 8 и опускают до наложения связи 2 на его наружную поверхность с симметричным расположением емкостей 1 относительно продольной оси трубопровода 8.
При опускании трубопровода в траншею емкости КТ УГВ размещаются ниже средней образующей трубопровода, а заполненные грунтом емкости являются при этом опорами для трубопровода, что понижает положение центра тяжести системы трубопровод - устройство для балластировки трубопровода, увеличивает анкерующую способность системы при эксплуатационных вертикальных перемещениях трубопровода в грунте засыпки траншеи, повышает надежность закрепления трубопровода на проектной отметке.
Конструкция заявленного устройства обеспечивает размещение продольных осей заполненных грунтом емкостей 1 параллельно продольной оси трубопровода 8. При демонтаже устройства его дополнительные петли 9 позволяют опорожнить емкости 1 от балластирующего грунта.
Изобретение упрощает монтаж устройства на трубопровод, обеспечивает возможность беззазорной установки на него балластирующих устройств, что приводит к повышению балластирующей нагрузки на трубопровод, то есть к повышению надежности его закрепления на проектной отметке.
Кроме того, изобретение повышает эффективность транспортирования и хранения заполненных грунтом заявленных устройств за счет многослойного горизонтального их расположения, а также упрощает освобождение емкостей устройств от насыпного материала для последующего повторного использования устройств при капитальном ремонте трубопровода.