СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ДЮКЕРА В СЕВЕРНЫХ УСЛОВИЯХ
METHOD TO INSTALL PIPE CANAL UNDER NORTHERN CONDITIONS

Изобретение относится к области строительства гидротехнических сооружений, в частности к прокладке дюкеров, нефтегазопроводов, туннелей по дну водоемов, включая шельф арктических морей.
Известны буронабивная свая и способ возведения буронабивной сваи в карстовых или слабонесущих грунтах [Патент РФ 2270294, МПК E02Д 5/56, 2006 г. - аналог]. Способ включает бурение скважины, удаление из ее полости грунта и закачивание через перфорированную обсадную трубу в скважину и прилегающие грунты бетонной смеси. Недостатком этого решения является применение дорогостоящих вяжущих, например цемента.
Известен способ упрочнения слабых, деформируемых грунтов с применением органических вяжущих, например «тяжелой» нефти, включающий нагрев грунта и нефти, их перемешивание, послойную укладку и уплотнение смеси. Термоокисленную смесь применяют для упрочнения грунтовых оснований, изготовления различных по назначению элементов сооружений [Патент РФ 2135680, МПК E01C 3/04, 7/36, 1999 г. - аналог].
Однако это решение характеризуется значительными энергозатратами на приготовление, термоокисление смеси грунта с «тяжелой» нефтью, используемой для упрочнения в полном объеме грунтового основания.
Известен способ прокладки подводного трубопровода, включающий выполнение траншеи, размещение на дне траншеи трубопровода, прокладку на поверхности трубопровода защитного кожуха в виде изогнутого стального листа, соединенного со сваями до установки на трубопроводе, отсыпку грунта, причем защитный кожух опускают с плавсредства, используемого при монтаже трубопровода, до опирания концов свай на грунт, при этом защитный кожух размещают над трубопроводом так, чтобы его продольная ось проецировалась на продольную ось трубопровода, после чего к кожуху при помощи вибропогружателя прилагают усилие, направленное вниз [Патент РФ 2228406, МПК E02Д 29/063, E02Д 29/077, 2003 г. - аналог].
Частично снижая затраты на водолазные работы, способ предусматривает закрепление (анкеровку) дюкера сваями с ограниченной боковой поверхностью в слабых переувлажненных донных отложениях, что не позволяет обеспечить надежность его эксплуатации при подвижках заторошенных снизу ледяных полей в прибрежных зонах водоемов.
Известен способ прокладки трубопровода по дну водоема, включающий сборку трубопровода из труб и последующее размещение трубопровода на опорах, при этом перед прокладкой трубопровода маячками размечают путь следования плавучего средства, плавучее средство закрепляют в фиксированном относительно дна водоема положении, а на плавучем средстве покрытые слоем полимера трубы с помощью специальных аппаратов сваривают между собой, покрывают места сварки полимерным покрытием и затем на трубы надевают грузила, выполненные в виде колец, на внутренней поверхности которых расположены резиновые ролики, потом трубы укладывают на опоры, выполненные в виде винтовых свай, которые предварительно завинчивают с плавучего средства по месту прокладки трубопровода с двух сторон от последнего, при этом на каждую пару свай устанавливают балку с крепежными элементами, на балке размещают ложемент для размещения трубы, выполненный по форме последней, после установки трубы ее закрепляют на опоре с помощью хомутов [Патент РФ 2308631, МПК F16L 1/16), 2007 г. - прототип].
Способ позволяет в сложных природно-климатических условиях северных регионов оперативно осуществлять погружение, установку и закрепление дюкера к опорам. Но решение не обеспечивает надежность защиты гидроизоляционного покрытия и непосредственно дюкера от подвижек заторошенных снизу ледяных полей на мелководных участках водоемов, что ведет к недолговечности сооружения.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение долговечности и безопасности эксплуатации дюкеров в северных регионах.
Это достигается тем, что в известном способе прокладки дюкера в северных регионах, включающем гидроизоляцию дюкера, размещение на его поверхности балластировочных, защитных элементов, эскавацию в донных отложениях траншеи, установку в ней винтовых свай, буксировку, спуск, установку и закрепление дюкера к сваям, засыпку траншеи донными отложениями, на дюкере дополнительно размещают водонепроницаемые эластичные емкости, заполняют их отверждаемым гидрофобным составом, например термоокисленной смесью грунта с нефтью, а после установки на дне траншеи винтовых свай в полости последних закачивают термоокисленную смесь грунта с нефтью и упрочняют прилегающие к сваям донные отложения.
Прокладка дюкера по дну водоема предусматривает проведение подготовительного и основного этапов его возведения. На первом этапе выполняют гидроизоляцию дюкера, размещение на его поверхности водонепроницаемых элементов (емкостей), заполнение их отверждаемым гидрофобным составом, например термоокисленной смесью грунта с нефтью, эскавацию в донных отложениях траншеи, установку в ней винтовых свай, закачку в их полости термоокисленной смеси грунта с нефтью и упрочнение прилегающих к ним донных отложений. Основной этап реализации способа предусматривает буксировку, спуск, установку, закрепление дюкера к сваям и засыпку траншеи донными отложениями.
Предлагаемый способ целесообразно применять при строительстве гидротехнических сооружений в сложных условиях северных регионов, и в частности для прокладки нефтегазопроводов, туннелей по дну водоемов, включая мелководные акватории арктических морей.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан план размещения дюкера на дне водоема, а на фиг.2 - его вертикальный разрез.
Способ реализуется следующим образом.
На подготовительном этапе на поверхности дюкера 1 выполняют гидроизоляционное покрытие 2 и размещают на дюкере 1 балластировочные защитные элементы (емкости) 3, полости емкостей 3 заполняют отверждаемым гидрофобным составом 4, например термоокисленной смесью грунта с нефтью, а затем производят эскавацию в донных отложениях траншеи 5, установку в ней винтовых свай 6, нагнетание в полости последних термоокисленной смеси грунта с нефтью и упрочнение прилегающих к сваям донных отложений. Основной этап реализации способа предусматривает буксировку, спуск, установку и закрепление дюкера 1 гибкими полотнищами 7 к сваям 6, засыпку траншеи 5 донными отложениями.
Предлагаемый способ позволяет обеспечить долговечность, безопасность эксплуатации на севере трубопроводов, туннелей по дну водоемов, включая шельф арктических морей.