УСТАНОВКА ДЛЯ БЕСТРАНШЕЙНОЙ ПРОКЛАДКИ И ЗАМЕНЫ ТРУБОПРОВОДОВ
INSTALLATION FOR TRENCHLESS CONSTRUCTION AND REPLACEMENT OF PIPELINES

Техническое решение относится к строительной технике, а именно, к бестраншейной прокладке трубопроводов под препятствиями, и может быть использовано при строительстве подземных коммуникаций под железными и автомобильными дорогами и т.п.объектами, под которыми невозможно или экономически нецелесообразно проведение работ открытым способом. Установка может быть использована также для бестраншейной замены проложенных в грунте устаревших и изношенных трубопроводов на новые.
Известна установка буровая для бестраншейной прокладки трубопроводов по патенту РФ №2283938, кл. Е21В 7/04, Е02F 5/18, содержащая станину и корпус, соединенные одним концом шарнирно, а по остальной длине - рядом регулируемых по высоте домкратов, причем станина связана с опущенным в землю якорем, а на корпусе установлено устройство для вращения бурильных труб. Это устройство связано со шпинделем, в котором закреплена одна или несколько последовательно бурильных труб с буровым инструментом на свободном конце и механизм возвратно-поступательного движения. Верхняя поверхность корпуса имеет желобообразное углубление, в которое установлено устройство для вращения бурильных труб так, что его продольная ось, ось механизма возвратно-поступательного движения и ось крепления корпуса к станине расположены в одной плоскости.
Недостатком данной установки является то, что соединение станины и корпуса одним концом шарнирно, а по остальной длине - рядом регулируемых по высоте домкратов, а также установленное в желеобразном углублении устройство для вращения бурильных труб со шпинделем требуют для размещения увеличения габаритной длины установки, а это не позволит выполнять работы данной установкой в стесненных условиях, например, по прокладке и замене коммуникаций из типового водопроводного или канализационного колодца.
Известно также устройство для бестраншейной прокладки трубопроводов по патенту РФ №2399726, кл. Е02F 5/18, состоящее из основания, имеющего окна для выгрузки грунта, корпуса, телескопической опоры, силовых гидроцилиндров, упорной пластины и упорной стенки. Основание, выполненное из 1/3 диаметра трубы, имеющее форму полусферы, расположено на телескопических опорах срезом вверх, а корпус, выполненный из 2/3 диаметра трубы, имеющий форму полусферы, размещен на основании срезом вверх с возможностью совершать возвратно-поступательные движения с помощью силовых гидроцилиндров, установленных на основании. Корпус имеет внутри приваренные упорные пластины на расстоянии, равном длине штока силового гидроцилиндра, и каретку, имеющую форму полусферы с возможностью перемещения за счет возвратно-поступательного движения корпуса с помощью силовых гидроцилиндров, размещенных на основании.
Недостатком данного устройства является то, что оно состоит из большого количества деталей, то есть металлоемко и имеет значительные габаритные размеры, поэтому вести работы в стесненных условиях типового водопроводного или канализационного колодца, как и предыдущим аналогом, не представляется возможным.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков является установка для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов по патенту РФ №2326211, кл. Е02F 5/18, опубл. 10.06.2008 г., содержащая жесткую раму, опорную плиту, силовой блок, включающий гидроцилиндры, переднюю и заднюю траверсы, зажимной патрон и блок управления гидросистемой установки, рукава высокого давления для соединения с питающим гидроагрегатом. Установка снабжена ключом для свинчивания или развинчивания и поворота штанг, второй опорной плитой, опорными элементами пространственной ориентации, причем рама выполнена в виде жестко связанных с опорными плитами нижней и верхней парами соединительных шпилек с муфтами, а передняя и задняя траверсы связаны между собой посредством соединительных и направляющих шпилек. Ключ для свинчивания или развинчивания и поворота штанг, зажимной патрон для захвата и фиксации разборных штанг и опоры для пространственной ориентации установки выполнены с гидроприводом, а соединительные и направляющие шпильки между передней и задней траверсами служат направляющими подвижного гидравлического ключа. Для обеспечения возможности монтажа установки в стесненных условиях пространства типового водопроводного или канализационного колодца стандартного размера установка выполнена из собираемых - разбираемых модулей, включая, соответственно, опорные плиты с элементами пространственной ориентации и нижние соединительные шпильки с муфтами, траверсу переднюю в сборе с зажимным патроном, гидроцилиндры, соединительные и направляющие шпильки, траверсу заднюю, гидравлический ключ, площадку оператора с блоком управления гидросистемой установки, верхние соединительные шпильки с муфтами.
Данная установка имеет небольшие габаритные размеры по сравнению с предыдущими аналогами и выполнена из собираемых-разбираемых модулей, что позволяет обеспечивать монтаж установки в стесненных условиях пространства типового водопроводного или канализационного колодца стандартного размера. Однако наличие большого количества деталей снижает надежность установки, уменьшает объем рабочего пространства в колодце, а также увеличивает время монтажа-демонтажа установки, что крайне нежелательно. Размещение гидроцилиндров в раме позволяет использовать для работы только те гидроцилиндры, длина которых с выдвинутым штоком не превышает длины рамы, то есть ход штока ограничен, поэтому установка ограничена по производительности выполняемых работ. Кроме того, установка имеет ограниченные силовые характеристики, так как необходимость увеличения усилия установки повлечет за собой увеличение диаметра гидроцилиндров, а это сделать невозможно в связи с отсутствием для этого соответствующих резервов.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы и сокращения времени монтажа-демонтажа установки за счет уменьшения количества собираемых узлов и снижения металлоемкости, увеличение объема рабочего пространства в колодце и повышение производительности выполняемых работ за счет размещения гидроцилиндра с большей, чем у прототипа, длиной штока за пределами колодца, а при необходимости увеличения силовых характеристик за счет возможности использования более габаритного гидроцилиндра.
Решение этой задачи обеспечивается тем, что в установке для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов, включающей раму, каретку с размещенным на ней блоком управления и технологическим переходником, гидроцилиндр, соединенный корпусом с рамой, а штоком с кареткой, при этом рама имеет направляющие для роликов каретки, согласно техническому решению рама составлена из рамы каретки и рамы гидроцилиндра, соединенных между собой.
Выполнение рамы, составленной из рамы каретки и рамы гидроцилиндра, соединенных между собой, позволит повысить надежность и сократить время монтажа-демонтажа установки за счет уменьшения по сравнению с прототипом, количества собираемых узлов и снижения металлоемкости, увеличить объем рабочего пространства в колодце и повысить производительность выполняемых работ за счет возможности размещения гидроцилиндра с большей, чем у прототипа, длиной штока за пределами колодца, а при необходимости увеличения силовых характеристики - за счет возможности использования более габаритного гидроцилиндра.
Целесообразно раму гидроцилиндра выполнить в виде пустотелой трубы. Это позволит уменьшить металлоемкость рамы, сделает ее обтекаемой, тем самым улучшит условия монтажа установки в стесненных условиях пространства типового водопроводного или канализационного колодца стандартного размера.
Целесообразно установку снабдить левым и правым блоками, в каждом из которых разместить соответственно левые и правые ролики каретки. Это позволит исключить лишние детали из конструкции в условиях ограниченного хода роликов, так как сокращается количество блоков, в которых смонтированы ролики, при сохранении устойчивости каретки за счет того, что количество роликов не меняется.
Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения установки для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов и чертежами фиг.1, 2.
На фиг.1 показана установка для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов, вид сбоку, а на фиг.2 - то же, вид сверху.
В типовом водопроводном или канализационном колодце 1 стандартного размера размещена установка для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов. Установка состоит из рамы 2 (фиг.1, 2), каретки 3 с направляющими 4, в которых размещены левый и правый блоки 5, в каждом из которых установлены соответственно левые и правые ролики 6 каретки 3. На каретке 3 находится блок 7 управления с технологическим переходником 8. Монтажные элементы 9 рамы 2 каретки 3 соединены с монтажными элементами 10 рамы 11 гидроцилиндра 12 посредством фиксаторов 13. Корпус 14 гидроцилиндра соединен с рамой 11 в виде пустотелой трубы. Шток 15 гидроцилиндра соединен с кареткой 3. На направляющих 4 размещены домкраты 16.
Установка для бестраншейной прокладки и замены трубопроводов работает следующим образом.
Перед началом выполнения работ стенки типового водопроводного или канализационного колодца 1 стандартного размера при необходимости подрабатываются, затем устанавливается рама 2 каретки 3, которая фиксируется домкратами 16. Далее устанавливается рама 11 с гидроцилиндром 12, соединенным с гидросистемой, внутри рамы 2 каретки 3 таким образом, чтобы шток 15 уперся в раму 2 каретки 3. При подаче давления в гидроцилиндр 12 его корпус 14 вместе с рамой 11 начинают вдавливаться в стенку колодца 1 (справа по чертежу) до тех пор, пока монтажные элементы 10 рамы 11 гидроцилиндра 12 не совместятся с монтажными элементами 9 рамы 2 каретки 3, после чего фиксируются фиксаторами 13. Так как рама гидроцилиндра 12 выполнена в виде пустотелой трубы, то процесс вдавливания ее в грунт проходит без осложнений и дополнительного сопротивления со стороны грунта. Далее в направляющие 4 монтируются левый и правый блоки 5 в каждом из которых размещены соответственно левые и правые ролики 6, которые соединяются с кареткой 3. Так как левые и правые ролики 6 размещены в левом и правом блоках 5 соответственно, то упрощается их монтаж, так как сокращается количество блоков, в которых смонтированы ролики, а также сохраняется устойчивость каретки, так как количество роликов не меняется.
После монтажа установки можно приступать к выполнению работ по бестраншейной прокладке и замене трубопроводов с применением известных технологий, при этом технологический переходник 8 используется для соединения с инструментом, применяемым для данного технологического процесса.
Демонтаж установки производится в обратной последовательности.
При необходимости выполнении работ по бестраншейной прокладке и замене трубопроводов из приямков раму 2 каретки 3 и раму 11 гидроцилиндра 12 можно не разделять, а в собранном виде транспортировать до объекта и осуществлять монтажно-демонтажные работы.