СПОСОБ УСТРОЙСТВА ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
UNDERGROUND TANK METHOD

Изобретение относится к способам устройства подземных резервуаров, преимущественно для хранения сжиженных газов.
Известен способ монтажа подземных трубопроводов (патент США №4633602, кл. E02F 5/12), включающий отрывку траншеи, выемку грунта складированием на одну сторону траншеи, укладку труб, создание грунтовой подушки и засыпку труб грунтовым материалом с помощью колесной транспортной машины, состоящей из заборной головки, подающей грунт из отвала на ленту транспортера с последующей подачей в вибрирующий сепаратор, позволяющий мелким частям грунта падать через сито в траншею на трубопровод.
Недостаток данного способа состоит в том, что вибрация сепаратора приводит к сбиванию больших кусков породы и комков грунта с ленты транспортера в траншею, повреждению защитного покрытия трубопроводов, которое способствует последующей коррозии труб. Данное обстоятельство обуславливает использование для создания грунтовой подушки трубопроводов песчаных грунтов, а вынутый из траншей грунт вывозить с территории строительной площадки. Кроме того, громоздкая структура и сложный ременный привод блока сепаратора приводят к частым поломкам оборудования, что увеличивает стоимость строительно-монтажных работ.
Известно устройство подземных цилиндрических резервуаров в грунте, включающее в себя рытье котлована под резервуар, установку фундаментной плиты, установку резервуара в котлован и крепление его к фундаменту, испытание смонтированного резервуара, засыпку установленного в котловане резервуара песком на полную глубину и вывоз вынутого из котлована грунта с территории строительной площадки (Трушин В.М. Устройство и эксплуатация установок сжиженного углеводородного газа. Л.: Недра, 1991, с. 92).
Недостатками данного метода проведения работ является необходимость засыпки песком на полную глубину котлована и вывоз вынутого из котлована грунта с территории строительной площадки, что увеличивает стоимость монтажных работ.
Наиболее близким является способ монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров (патент РФ №2495196, МПК E02D 27/38), включающий в себя засыпку установленного в котловане резервуара песком в перемещаемую опалубку, выполненную в виде цилиндра без основания с диаметром, определяемым в соответствии с диаметром резервуара, а засыпку осуществляют послойным заполнением пространства между опалубкой и резервуаром - песком, а между опалубкой и котлованом - грунтом с последующей их трамбовкой каждого слоя.
Недостатками данного способа является конструкция опалубки, рассчитываемая и изготавливаемая индивидуально для каждого типоразмера вертикального резервуара. Данное обстоятельство обуславливает наличие у монтажной организации целого ряда цилиндрических опалубок, что приводит к значительному перерасходу материальных средств. При изменении размерного ряда резервуаров (переход к другому поставщику) существующие опалубки при выполнении засыпки песчаным грунтом могут не реализовывать требование по необходимой толщине песчаного слоя вокруг резервуара. Конструкция опалубки полностью исключает возможность устройства горизонтальных резервуаров в грунтовом массиве, наиболее часто применяемых в современной газовой практике.
Задача предлагаемого изобретения заключается в снижении расхода песка при монтаже горизонтальных и вертикальных резервуаров, применении универсальной конструкции сборной перемещаемой опалубки, позволяющей повысить экономичность устройства резервуаров в грунтовом массиве.
Технический результат изобретения заключается в экономии песчаного грунта при монтаже резервуаров любой конструкции, за счет применения универсальной сборной перемещаемой опалубки при проведении работ, исключении вывоза вынутого из котлована грунта с территории строительной площадки за счет его вторичного использования при засыпке котлована.
Поставленная задача решается тем, что при осуществлении способа, заключающегося в рытье котлована под резервуар, установке фундамента, установке резервуара в котлован и креплении его к фундаменту, испытании смонтированного резервуара, размещение на дне котлована вокруг резервуара сборной перемещаемой опалубки, снабженной элементами для захвата и перемещения опалубки в верхней части и засыпку пространства между резервуаром и котлованом, согласно заявляемому техническому решению, что опалубка является сборной, выполненной из набора боковых и торцевых элементов, а засыпку осуществляют послойным заполнением пространства между опалубкой и резервуаром - песком, а между опалубкой и котлованом - грунтом с последующей их трамбовкой каждого слоя, затем производят повторное заполнение опалубки песком и котлована грунтом после перемещения опалубки вверх, вдоль резервуара до полной засыпки котлована и извлечения опалубки. Кроме того, опалубка выполнена высотой не более 1,0 м, имеет переменные размеры, определяемые количеством боковых и торцевых элементов, снабженных отверстиями в верхней части для взаимного крепления между собой в соответствии с размерами резервуара. Увеличение размеров сборной опалубки по длине и ширине осуществляется доборными элементами.
3
Новым является то, что для осуществления способа монтажа применяется сборная перемещаемая опалубка, состоящая из набора унифицированных элементов. Каждый элемент сборной конструкции опалубки представляет собой стальной лист толщиной 3 мм, плотностью 7900 кг/м по ГОСТ 19903-90, с отверстиями у каждой боковой стороны для возможности взаимного закрепления соседних элементов с монтажными петлями в верхней части. Опалубка, собираемая на дне котлована вокруг монтируемого резервуара и обеспечивающая создание песчаной подушки, необходимой толщины, предотвращающей повреждения защитного покрытия подземного резервуара и исключающей пучинистые явления грунта вокруг резервуара, а также позволяющая использовать ранее вынутый из котлована грунт для обратной засыпки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, дающими представление о способе и принципе его действия.
Фиг. 1 - элементы сборной перемещаемой опалубки.
Фиг. 2 - сборная перемещаемая опалубка.
Фиг. 3 - вид сбоку и вид сверху начального этапа устройства подземного горизонтального резервуара с помощью сборной перемещаемой опалубки.
Фиг. 4 - вид начального и промежуточного этапов устройства подземного горизонтального резервуара с помощью сборной перемещаемой опалубки.
На чертежах (фиг. 1, 2, 3, 4) приняты обозначения:
1 - боковой элемент сборной опалубки, 2 - элемент для захвата и перемещения опалубки; 3 - отверстия для взаимного крепления элементов опалубки; 4 - торцевой элемент опалубки; 5 - сборная перемещаемая опалубка; 6 - подземный горизонтальный резервуар; 7 - песок; 8 - грунт; 9 - фундамент; 10 - котлован.
Способ устройства подземных резервуаров осуществляют следующим образом.
В вырытый котлован 10 устанавливают фундамент 9, на который устанавливают и крепят резервуар 6 с последующим испытанием.
Затем производят засыпку горизонтального резервуара 6, для чего перемещаемую опалубку 5 (фиг. 2) монтируют из элементов 1 и 4, вокруг горизонтального резервуара 6 (фиг. 3), таким образом, чтобы между перемещаемой опалубкой 5 и резервуаром 6 обеспечивался зазор 0,2 метра (фиг. 3). В пространство между горизонтальным резервуаром 6 и перемещаемой опалубкой 5 засыпают песок 7 слоем толщиной 0,2 м. Каждый слой тщательно уплотняют, например, ручной электротрамбовкой, поливая водой, для исключения осадки песка после окончания монтажных работ. В пространство между перемещаемой опалубкой 5 и стенкой котлована послойно засыпают ранее вынутый из котлована грунт 8 и подвергают уплотнению, после чего повторяют операции по частичной засыпке песка 7 и грунта 8 до достижения уровня песка в опалубке 0,8 м, после чего перемещаемую опалубку 5 сдвигают вверх вдоль резервуара 6 непосредственно за элементы для захвата 2. Далее перемещаемую опалубку 5 устанавливают на уплотненный ранее грунт и промежуточные этапы по наполнению опалубки 5 и котлована 10 повторяют (фиг. 4) до полной засыпки котлована 10 и извлечения сборной перемещаемой опалубки 5. После этого, из ранее вынутого из котлована грунта 8, формируют насыпь над планировочной поверхностью земли высотой 0,3 м на всю прилегающую территорию. Сборную перемещаемую опалубку 5 подвергают разборке на элементы 1 и 4.
3
Сборную перемещаемую опалубку 5 (фиг. 2) собирают на строительной площадке из унифицированных боковых 1 и торцевых 4 элементов (фиг. 1), выполненных из стальных листов высотой не более 1,0 м и длиной 0,9 м, толщиной 3 мм и плотностью 7900 кг/м по ГОСТ 19903-90. Представленные размеры элементов позволяют собрать универсальную перемещаемую опалубку, позволяющую обеспечить устройство в грунте большинства резервуаров, используемых в практике газоснабжения. Необходимые размеры сборной перемещаемой опалубки по длине и ширине достигаются за счет взаимного закрепления элементов, количество которых принимается в соответствии с размером резервуара. В боковых элементах сборной перемещаемой опалубки в верхней части на расстоянии 50 мм и 150 мм от верхнего края выполнены отверстия 3 диаметром 20 мм на расстоянии 100 мм друг от друга для возможности переменного крепления элементов. Боковых элементов изготавливают восемь, два из которых являются доборными. Боковые элементы устанавливают с минимальным наложением по 50 мм с каждой стороны до совмещения крайних отверстий с последующим креплением болтом.
Условие сохранения зазора 0,2 м между торцевой 4 и боковой 1 стенками сборной перемещаемой опалубки 5 и стенкой резервуара 6 при увеличении длины резервуара более 1,5 м или диаметра резервуара более 1,25 м обеспечивают увеличением количества боковых элементов 1 в конструкции сборной опалубки 5. Для наращивания размеров сборной перемещаемой опалубки 5 используют доборные элементы. Производят наложение элементов 1 и 4 сборной опалубки 5 до совпадения отверстий 3 двух соседних элементов и последующее крепление болтами. Конструкция перемещаемой опалубки 5 гарантирует необходимый зазор между стенкой резервуара 6 и опалубки для формирования защитного слоя вокруг подземного резервуара 6 толщиной 0,2 м.
Элементы для захвата и перемещения опалубки 2 выполняют в виде монтажных петель, располагают по одной на каждом боковом элементе 1, в верхней части для обеспечения равномерного сдвига при устройстве и исключения смещения сборной перемещаемой опалубки 5 относительно оси и изготавливают с диаметром стержня 6 мм и высотой проушины петли 60 мм, соответствующей размерам чалочных крюков грузовых стропов, из стали класса А 240.
Для предотвращения смещения и деформаций сезоннопромерзающих грунтов, после проведения монтажных работ засыпку резервуара 6 осуществляют крупнозернистым песком 7. Песок предотвращает повреждение изоляции резервуара при его засыпке в котловане 10, исключает смещение резервуара 6 от строительной отметки слоя за счет пучения и проседания при оттаивании и промерзании.
3
3
Для оценки сравнительной эффективности применения способа устройства подземных резервуаров было проведено сравнение двух вариантов. В качестве базового варианта для сравнения принят подземный горизонтальный резервуар объемом 2,75 м с выполнением устройства по традиционной технологии с полной засыпкой котлована крупнозернистым песком и вывозом грунта с территории строительной площадки. В качестве альтернативного варианта - подземный горизонтальный резервуар объемом 2,75 м с применением предлагаемого способа устройства подземных горизонтальных резервуаров (табл. 1).
Таким образом, применение предлагаемого способа устройства подземных резервуаров позволяет решить главную задачу изобретения - снизить расход песка при устройстве резервуаров в грунте.