Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО ЗАМЕНЕ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ

Изобретение относится к области строительных работ по обустройству дорог, а именно, отвод воды от основания шоссейных дорог с помощью водоотводных каналов.

Известен патент на изобретение РФ № 22265692, МПК E01F5/00, «Способ ремонта водопропускной трубы под насыпью». Способ ремонта водопропускной трубы под насыпью включает временное отведение водотока, установку новой трубы во внутреннее очертание дефектной трубы, заполнение бетонным раствором полостей между дефектной и новой трубой. Перед установкой новой трубы возводят временную опору с верхней плитой внутри дефектной трубы в месте ее дефекта и фиксируют ее. Производят установку частей новой трубы в дефектную трубу с двух ее противоположных сторон до упора торцов встречных частей новой трубы друг в друга, при этом обе эти части выполнены с освобождениями под временную опору. Производят объединение торцов встречных частей новой трубы между собой и с временной опорой, заполняют бетонным раствором полости между дефектной и новой трубой и удаляют временную опору. Технический результат состоит в уменьшении трудоемкости работ при ремонте водопропускной трубы без ее разбора.

Недостатками данного изобретения уменьшение диаметра водоотводной трубы.

Наиболее близким к заявляемому способу является патент на изобретение РФ № 2341612, МПК E01F5/00, «Способ ремонта водопропускной трубы под насыпью». Способ ремонта водопропускной трубы под насыпью включает временное отведение водотока, установку секций новой трубы во внутреннее очертание дефектной трубы с зазором и заполнение бетонным раствором межтрубного пространства. В потолочное перекрытие секций монтируют с определенным шагом контрольные трубки, выступающие в межтрубное пространство. Производят первоначальное заполнение бетоном межтрубного пространства через окна, расположенные в верхней части боковых стенок секции, до нижнего уровня окон и заглушают окна. Производят заполнение потолочной части межтрубного пространства бетоном через первую трубку до выхода бетона во второй трубке, заглушают первую трубку и подают бетон через вторую трубку до выхода его в следующей трубке и осуществляют последовательные аналогичные операции на всех секциях. Каждая секция новой трубы, образована из нескольких колец, выполненных из металлического листового материала. Зазор между старой и новой трубой для заполнения бетоном межтрубного пространства устанавливают не менее 100 мм, а высоту выступания трубок в межтрубном пространстве устанавливают с образованием зазора между торцом трубки и потолком старой трубы не более 40 мм.

Недостатками данного изобретения является уменьшение внутреннего размера водоотводной трубы, а также дополнительные финансовые и трудозатраты на заполнение межтрубного пространства.

Существует несколько технологий ремонта водопропускных труб:

Санация водопропускных труб

Технология санации труб, разработанная компанией BrandenburgerLiners GmbH (Германия), заключается в протаскивании внутри ремонтируемой трубы полимерно-тканевого рукава (лайнера) с последующим нагнетанием в него воздуха для создания избыточного давления.

Лайнер под воздействием избыточного давления принимает форму трубы, плотно прилегает к ее стенкам и затем отверждается под воздействием излучения ультрафиолетовой лампы, протаскиваемой внутри него (рис. 4). Толщина стенок отвержденного лайнера составляет 5 — 8 мм в зависимости от исходного состояния ремонтируемой трубы. Применение данной технологии, как это показали проведенные испытания, повышает несущую способность ремонтируемой трубы в 1.5 — 2 раза.

Процесс ремонта трубы по данной технологии (исключая подготовительные работы) весьма непродолжителен и составляет несколько часов (в зависимости от длины ремонтируемой трубы).

Ремонт водопропускных труб по технологии SPR

Технология SPR была разработана компанией Sekisui Chemical (Япония) для ремонта канализационных коллекторов больших диаметров (диаметр ремонтируемой трубы до 5 м), и в том числе труб с сечением, отличающимся от круглого (прямоугольное, арочное, овоидальное и т. д.) и успешно адаптирована предприятиями Группы компаний «МостГеоЦентр» для применения в России. Технология заключается в навивке внутри ремонтируемой трубы специального профиля из поливинихлоридного пластика, армированного металлическими вставками, который после завершения процесса навивки представляет собой довольно прочную герметичную тонкостенную полимерную трубу, армированную металлом.

По завершении процесса навивки пространство между стенками ремонтируемой и навитой трубы заполняется высокотиксотропным цементно-песчаным раствором, после затвердения которого процесс ремонта считается завершенным.

Данная технология позволяет повысить несущую способность ремонтируемой трубы в 2.5 — 2.9 раз в зависимости от диаметра и профиля ремонтируемой трубы.

Ремонт водопропускных труб по методу релайнинга

Применяемая предприятиями группы компаний «МостГеоЦентр» разновидность технологии релайнинга (гильзования) заключается в прокладке внутри ремонтируемой трубы звеньев стеклопластиковых труб производства международной группы компаний HOBAS, их стыковки между собой и последующего заполнения межтрубного пространства высокотиксотропной цементно-песчаной смесью. Диаметр ремонтируемых труб может составлять от 150 до 2800 мм, причем имеется возможность ремонтировать трубы прямоугольного, овоидального и арочного сечений.

В августе-сентябре 2009 г. по технологии релайнинга стеклопластиковыми трубами HOBAS был осуществлен ремонт двух водопропускных труб на 88-89 км федеральной автодороги «Холмогоры».

Технология бестраншейной реконструкции и устройства вновь водопропускных труб больших диаметров и произвольных сечений

В настоящее время на предприятиях Группы компаний «МостГеоЦентр» также внедрена и применяется технология бестраншейного устройства труб любых сечений и диаметров. Основанием для разработки данной технологии стал тот факт, что применение открытого способа проходки эксплуатируемых насыпей для прокладки водопропускных труб всегда связано с необходимостью предоставления «окон» большой продолжительностью (от 12 часов до 2-3 суток), закрытием участка для движения транспорта и перенаправлением грузо- и пассажиропотоков. Кроме этого, после выполнения работ появляется участок пути с измененной жесткостью основания, который требует дополнительного наблюдения и выполнения выправочных работ.

Альтернативными проходке открытым способом являются бестраншейные технологии прокладки труб. Основными способами, обеспечивающими безопасность движения транспорта, являются бурошнековое бурение и применение микротоннельного оборудования. Каждой из данных технологий присущи свои недостатки, ограничивающие их применение:

• бурошнековое бурение ограничивается диаметрами до 2 метров и круглым сечением труб;

• микротоннельные технологии являются весьма дорогими из-за стоимости оборудования, причем один комплекс оборудования позволяет прокладывать тоннели только одного диаметра и круглого сечения.

В то же время, известен способ проходки с предварительным устройством по контуру будущей трубы или тоннеля защитного экрана из стальных труб, соединенных между собой шпунтовыми замками, с последующей выборкой грунта горным способом и устройством нового сооружения.

Однако все вышеперечисленные способы достаточно дороги и требуют применения специального оборудования.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа проведения работ по замене существующей водопропускной трубы с увеличением несущей и водопропускной способности при уменьшении трудозатрат.

Поставленная задача решается за счет того, что способ проведения работ по замене существующей водопропускной трубы включает в себя: временное отведение водотока, геодезическую разбивку, устройство отсыпки щебёночно-гравийного материала под временные дороги, демонтаж блоков старой трубы и монтаж блоков новой трубы. Для этого производят разборку существующих оголовков старой трубы с обеих сторон, после этого устраивают щебеночную отсыпку под фундамент старой трубы. Затем производят усиление существующих откосов насыпи, расположенных со стороны зоны демонтажа блоков старой трубы, посредством: установки железобетонных дорожных плит, усиления буроинъекционными наклонными сваями, объединения всех узлов усиления вертикально-наклонными контрбалками. После чего создают упоры из железобетонных свай, направленных на контрбалки и расположенных горизонтально. Затем между упорами устанавливают расчетное количество прямоугольных блоков новой трубы, оставляя свободной зону демонтажа блоков старой трубы. Далее устанавливают расчетное количество прямоугольных блоков новой трубы со стороны зоны монтажа блоков новой трубы. Затем устанавливают анкерные пластины и металлические траверсы с двух внешних сторон от установленных блоков новой трубы. После этого создают глухие анкера на входе, со стороны зоны монтажа блоков новой трубы, и на выходе, после установленных блоков новой трубы. Затем протаскивают 2 пучка по 12 прядей через центровочные отверстия и закрепляют обоймы и цанговые захваты на глухих анкерах, при этом в зоне монтажа блоков новой трубы, а также в зоне демонтажа блоков старой трубы оба пучка прядей снабжают стыковыми соединениями. После этого устанавливают домкраты, после чего начинают операцию по демонтажу блоков старой трубы и монтажу блоков новой трубы.

В процессе операции по демонтажу блоков старой трубы и монтажу блоков новой трубы производят следующие работы: преднапрягают все пряди до относительного нуля, после чего отцентровывают конструкции посредством замера геодезическим инструментом, далее натягивают пряди в соответствии со специально разработанным регламентом, а затем уширяют зону перехода блоков старой трубы на блоки новой трубы. После этого протягивают первый блок новой трубы посредством натяжения одиночных прядей пучков в сторону смещения блоков старой трубы. Затем ослабляют пучки прядей, раскручивают стыковое соединение в зоне демонтажа блоков старой трубы. Далее демонтируют крайний блок старой трубы и снова скручивают стыковое соединение, после чего отодвигают анкерную пластину со стороны зоны монтажа блоков новой трубы в сторону, противоположную общему направлению работ, и раскручивают стыковое соединение в зоне монтажа блоков. Далее монтируют блок новой трубы в освободившееся место между анкерной пластиной и крайним блоком новой трубы в зоне монтажа блоков новой трубы. После чего снова скручивают стыковое соединение и затягивают анкерную пластину.

Операцию по демонтажу блоков старой трубы и монтажу блоков новой трубы проводят до тех пор, пока не заменят последний блок старой трубы и не сомкнут новую трубу по всей длине, при этом процесс натяжения одиночных прядей пучков производят постоянно и попеременно, причем после первого сдвига общей конструкции отслеживают вытяжку прядей, выход звеньев старой трубы и подачу новых блоков.

Суть заявляемого изобретения поясняется чертежами где:

На фиг. 1 – Изображены блоки старой водопропускной трубы с удаленными оголовками, а также все элементы и устройства для необходимые для ее замены.

На фиг. 2 – Изображен процесс замены блоков старой трубы блоками новой трубы.

На фиг. 3 – Изображено сечение блока старой трубы.

На фиг. 4 – Изображено сечение блока новой трубы.

На фиг. 5 – Изображено совмещенное сечение блоков старой и новой трубы.

На фиг. 6 – Изображена полностью установленная новая водопропускная труба.

Суть заявляемого изобретения состоит в том, что:

Способ проведения работ по замене существующей водопропускной трубы, включает в себя:

временное отведение водотока;

геодезическую разбивку;

устройство отсыпки щебёночно-гравийного материала под временные дороги;

производят разборку существующих оголовков старой трубы с обеих сторон;

после этого устраивают щебеночную отсыпку под фундамент старой трубы;

затем производят усиление существующих откосов насыпи, расположенных со стороны зоны демонтажа блоков старой трубы: посредством установки железобетонных дорожных плит, усиления буроинъекционными наклонными сваями, объединения всех узлов усиления вертикально-наклонными контрбалками;

после чего создают упоры из железобетонных свай, направленных на контрбалки и расположенных горизонтально;

затем между упорами устанавливают расчетное количество прямоугольных блоков новой трубы, оставляя свободной зону демонтажа блоков старой трубы;

далее устанавливают расчетное количество прямоугольных блоков новой трубы со стороны зоны монтажа блоков новой трубы;

затем устанавливают анкерные пластины и металлические траверсы с двух внешних сторон от установленных блоков новой трубы;

после этого создают глухие анкера на входе, со стороны зоны монтажа блоков новой трубы, и на выходе, после установленных блоков новой трубы;

затем протаскивают 2 пучка по 12 прядей через центровочные отверстия и закрепляют обоймы и цанговые захваты на глухих анкерах, при этом в зоне монтажа блоков новой трубы, а также в зоне демонтажа блоков старой трубы оба пучка прядей снабжают стыковыми соединениями;

после этого устанавливают домкраты, после чего начинают операцию по демонтажу блоков старой трубы и монтажу блоков новой трубы. В процессе операции по демонтажу блоков старой трубы и монтажу блоков новой трубы производят следующие работы:

преднапрягают все пряди до относительного нуля;

после чего отцентровывают конструкции посредством замера геодезическим инструментом;

далее натягивают пряди в соответствии со специально разработанным регламентом;

затем уширяют зону перехода блоков старой трубы на блоки новой трубы;

после этого протягивают первый блок новой трубы посредством натяжения одиночных прядей пучков в сторону смещения блоков старой трубы;

затем ослабляют пучки прядей;

раскручивают стыковое соединение в зоне демонтажа блоков старой трубы;

далее демонтируют крайний блок старой трубы;

снова скручивают стыковое соединение;

после чего отодвигают анкерную пластину со стороны зоны монтажа блоков новой трубы в сторону, противоположную общему направлению работ;

раскручивают стыковое соединение в зоне монтажа блоков;

далее монтируют блок новой трубы в освободившееся место между анкерной пластиной и крайним блоком новой трубы в зоне монтажа блоков новой трубы;

после чего снова скручивают стыковое соединение;

затягивают анкерную пластину. (см. фиг. 1, 2, 3, 4, 5)

Операцию по демонтажу блоков старой трубы и монтажу блоков новой трубы проводят до тех пор, пока не заменят последний блок старой трубы и не сомкнут новую трубу по всей длине, при этом процесс натяжения одиночных прядей пучков производят постоянно и попеременно, причем после первого сдвига общей конструкции отслеживают вытяжку прядей, выход звеньев старой трубы и подачу новых блоков.

Все вышеизложенное свидетельствует о решении поставленной задачи, а именно: создание простого мало затратного способа проведения работ по замене существующей водопропускной трубы и промышленной применимости предлагаемого способа.

Перечень позиций

1. щебеночная отсыпка

2. откосы насыпи

3. блок старой трубы

4. зона демонтажа блоков старой трубы

5. железобетонные дорожные плиты

6. буроинъекционные наклонные сваями

7. узлы усиления

8. контрбалка

9. железобетонные сваи

10. блоки новой трубы

11. зона монтажа блоков новой трубы

12. анкерная пластина

13. металлические траверсы

14. глухие анкера

15. пучки прядей

16. обоймы

17. цанговые захваты

18. стыковое соединение

19. домкрат

20. зона перехода блоков старой трубы на блоки новой трубы

21. первый блок новой трубы

22. крайний блок старой трубы

23. крайний блок новой трубы

24. новая труба.