CZ9902506A3

CZ9902506A3 - Způsob kladení potrubí

Info

Publication number: CZ9902506A3
Application number: CZ19992506A
Authority: CZ
Inventors: Thierry Lauzanne; Gérard Zygomalas; Robert Lacroix; Philippe Saffre
Original assignee: Entreprise Jean Lefebvre
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2001-01-17
Also published as: EP1007795B1; CA2278224C; FR2758378B1; FR2758378A1; CZ297610B6; WO1998031880A1; EP1007795A1; ES2173566T3; CA2278224A1

Description

KladepLtřubek

Oblast techniky

Předložený vynález se týká jednoho možného způsobu kladení potrubí a zasypání výkopu jednou nebo více vrstvami tixotropního materiálu.

Dosavadní stav techniky

Klasické způsoby kladení potrubí a zasypání výkopu kladou nároky na bezpečnost člověka, jehož přítomnost na dně výkopu je nezbytná pro položení trubek, a dále na kvalitu uložení ( zvláště pak na šířku a kvalitu zhutnění podkladního lože trubek) a na kvalitu obsypu trubky.

Způsob pokládání trubek podle vynálezu usnadňuje výše zmíněnou problematiku díky zrušení podkladního lože a seřízení trubek (rektifíkace v hloubi výkopu; dále k tomu přispívá i dokonalý obsyp ( či obetonování) trubek a dobrá pevnost zásypového materiálu, ve kterém však přesto lze nadále kopat a hloubit.

Postup podle vynálezu výhodně umožňuje vyhloubit výkop o nižší šířce než je stanoveno v předepsaných normách a vynechat výškové seřízení trubek na dně výkopu před jeho zasypáním.Proto tento způsob šetří pracovní materiál a pro pracovníky snižuje rizika, namáhavost a celkovou dobu práce.

Zmíněný způsob je založen na využití vlastností vztlakové síly v kapalině a tixotropní povahy zásypového materiálu. Kladení trubek, při kterém se využívají vlastnosti statického vztlaku v kapalině jsou známy • · • · · · · • · ··· ··· • · · « · « ·

-2při kterém se využívají vlastnosti statického vztlaku v kapalině jsou známy obzvláště v bažinatých územích, kde trubky mohou být uloženy do bahna usazeného na dně tak, aby držely stěny výkopu.

Patent DE-A-2 905 146 popisuje jeden možný způsob budování podzemních potrubí, který spočívá ve vyhloubení výkopu a v jeho následném zasypání tixotropní suspenzí ( např. suspenzí bentonitu), která podpírá stěny výkopu.

Po nalití zmíněné suspenze do výkopu se na jeho dno položí trubky. Popsaný postup nevyžaduje výškové seřízení a nevyužívá vlastnosti statického vztlaku.

Patent US-A-3 993 192 se týká klínů pro ropovod, které omezují vybočení potrubí během kladení. Tyto klíny jsou plastické nádržky , které lze vsunout do sebe . Naplní se určitým množstvím zeminy v závislosti na tlaku, který má působit na potrubí. Popsané klíny v tomto dokumentu nemají za účel výškové seřízení (rektifikaci) potrubí.

Předmět vynálezu

Způsob kladení podle vynálezu zahrnuje následující pracovní úkony:

a) Vyhloubení výkopu o šířce Š a hloubce Η, na jehož dno položíme spojené trubky.

b) Umístění a výškové seřízení opěrných systémů schopných kontrolovat pohyb jednotlivých spojených trubek.

c) Zasypání zmíněného výkopu do určité výšky V tixotropním materiálem ve stavu sol ( tekutý koloidní roztok) tak, aby trubky vystoupily vlivem statického vztlaku.

• · · · · · · ·· · · ···· · · « · * * # · • · · · · · · · · • · · · · · · ······ • · · · · <* · ···· ···· ··· ·· ·· ··

-3d) Odstranění opěrných systémů, když tixotropní materiál je ve stavu gel (tuhý koloidní roztok) a jednotlivé trubky se již nemohou vychýlit.

e) Případné dodatečné zasypání výkopu.

Šířka výkopu Šje stanovena v závislosti na vnějším průměru trubky: šířka je rovna vnějšímu průměru trubky zvýšenému o 200 mm v případě, že nepočítáme s pažením,a o 450mm,když naopak pažení bereme v úvahu. Šířka je poté popřípadě zaokrouhlena na nejbližší decimetr.

V případě betonové trubky je vnějším průměrem trubky vnější průměr hrdla.

Pažením rozumíme snímatelné opěrné zařízení uložené podél stěn výkopu a zajišťující bezpečnost pracovníků pracujících na dně výkopu. Toto pažení je povinné, pokud hloubka výkopu je větší než 1350 mm.

Podle klasického kladení je šířka výkopu určena údaji ve svazku ěíslo 70 ze Souhrnu Všeobecných Technických doložek vztahujících se na veřejné práce schváleného dekretem ěíslo 92- 72 dne 16. ledna 1992. Tato šířka je součtem vnějšího průměru trubky a konstanty rovnající se 800 mm pro každý průměr nižší nebo rovný 600 mm a 1000 mm pro každý průměr nad 600 mm.

Způsob kladení potrubí podle vynálezu snižuje šířku výkopu o 350 až 800 mm vzhledem k šířce výkopu předepsané ve svazku ě.70.

Po vyhloubení výkopu se jednotlivé trubky spojí na jeho dně a nejméně 3 opěrné systémy se umístí do výkopu. Tyto systémy se nastaví do určité výšky a pak se upevní na boční stěny výkopu. Jsou umístěny

-4• · ·· · 0 0 · · 0 0 0 00 0 » · · 0 · 0 0 ·

0 0 · 0 · 0 0 0 0 0 0 00 00 000000

0 0 0 · 0 0 0000 0000 000 ·0 00 00 nad články potrubí a zamezují jejich vybočení a omezují jejich vzestupné pohyby.

Opěmé systémy jsou desky, nejlépe kovové, se světlou štěrbinou ústící do spodní části desky a nastavenou směrem ke dnu výkopu. Šířka štěrbiny odpovídá přesně vnějšímu průměru článků potrubí. Dno tohoto světlého otvoru je polokruhovité a jeho průměr značně odpovídá vnějšímu průměru trubek. Výška štěrbiny je vyšší než vnější průměr trubek.

Vzdálenost mezi opěrnými systémy závisí na vlastnostech trubek; a to na jejich vnitřním průměru, vnějším průměru a měrné hmotnosti a na hmotnosti každého opěrného systému.

Protitlak působící na každý opěrný systém je přinejmenším roven rozdílu mezi statickým vztlakem působícím prostřednictvím tixotropního materiálu na články potrubí a hmotností těchto článků.

Zasypání výkopu je poté provedeno najednou nebo navícekrát až do úrovně horní části podkladních vrstev vozovky.

Zásypový materiál musí být nalit do výkopu až do minimální výšky, která je předběžně stanovena teoretickým výpočtem.

Počítá se přemístěný objem za předpokladu, že trubka je ponořena. Statický vztlak vyjádřený vkg / m ( kilogram na metr délkový) je výsledkem přemístěného objemu způsobeného hustotou zásypového materiálu. Pokud známe hmotnost trubky je průtokovým profilem, pro který je rovnováha mezi statickým vztlakem a hmotností trubky, poměr trubky vůči hustotě zásypového materiálu.

-5• ·

rovnováha mezi tíhou trubky a vztlakovou sílou. Pokud je trubka ponořena, při působení opěrného systému je rovna rozdílu mezi vztlakovou sílou a tíhou trubky.

Minimální množství použitého zásypového materiálu během první části zasypání je takové, aby jeho výška byla větší než je výška pro rovnováhu vypočítaná způsobem vysvětleným výše. Navíc, z bezpečnostních důvodů, trubky jsou ponořeny až k horní povrchové čáře trubky.

Zasypání výkopu se provádí navícekrát podle jednotlivých částí výkopu, které jsou vymezeny opěrkami. V případě plastových trubek se poslední část nezasypaného potrubí může zakřivit, aniž by se však potrubí rozpojilo. Naopak , v případě pevných trubek jako jsou např. trubky betonové, umožňuje vůle v hrdlech mezi jednotlivými články potrubí úhel vychýlení pouze 4°, aby nedošlo k rozpojení; je tedy vhodné ověřit, zda velikost prostoru pod trubkou nepřesahuje - např. 17 cm pro trubku dlouhou 2,4 m ěi 20 cm pro trubku dlouhou 3 m.

Trubka se vyzdvihne až k opěrnému systému vlivem vztlakové síly způsobené zásypovým materiálem.

Dodatečné zasypání se popřípadě provádí tixotropním materiálem až k ploše pod podkladové vrstvy vozovky.

Tixotropním materiálem může být beton obsahující:

- granuláty o maximálním průměru nižším než 20 mm, např. hlinitokřemiěité popílky

- pojivo představující 2-6 % hmotnosti suchých granulátů * « · · • · · · • Μ · · · • ·

-6- hydro-redukční činidlo, např. přírodní nebo umělá vlákna, zvláště polymerová akrylová vlákna, představující 0,05 - 0,15 % hmotnosti suchých granulátů.

Poměr vody a cementu tohoto betonu se řádově pohybuje od 1/51/12.

Podle tohoto vynálezu zaručuje tixotropní materiál výhodně obsahující granuláty tvořené z hlinito-křemičitých popílků výbornou vodotěsnost celku tvořeného trubkou a zmíněným tixotropním materiálem.

Pokusy vodotěsnosti byly provedeny na trubkách o délce 5 m a o průměru 400 mm provrtaných jedním či 2 otvory o průměru 4 mm po zasypání výkopu tixotropním materiálem a vápenitým pískem o velikosti zrn 0-4 mm.

Minimální dosažitelný tlak při pokusu QUEBEC je 17 kPa po 42 sekundách.Výsledky těchto pokusů ukazují, že tixotropní materiál podle vynálezu zaručuje dokonalou vodotěsnost, zatímco výsledek u vápenitého písku s velikostí zrn 0-4 mm je hodně vzdálený od přípustné hranice.

Vzhledem ke zmíněným výsledkům můžeme využít způsob pokládání trubek podle vynálezu vsítí odpadních vod v chráněných prostředích (jako jsou např. oblasti polí zachycující pitnou vodu ).

« o

Vybereme spíše tixotropní materiál o objemové tíze mezi 12 kN / m a 20 kN / m³, u něhož je pokles při dosedu kuželu ( měřený podle normy NF-P 18-451) řádově 15 cm ve stavu sol, index kalifornského poměru únosnosti CBR ( měřený po 24 hodinách a podle normy NF-P94-078)

2<ro(> -7-

• · 4 4	♦ 44		4 4 44

• 4	♦ 4	*	4 4 4 4
• 4 ·	4 4	4	4 444 444
♦ 4	4 · 44 4 44	4	• 4 4 ♦ 4 4

vyšší než 10 hodin a pevnost v tlaku (měřená podle normy NF-P98-232.1) řádově 1 MPa po konečném ztuhnutí.

Tixotropní materiál podle předloženého vynálezu ztuhne přibližně do 2 hodin.

Následující příklady blíže ukážou možnost využití vynálezu, aniž by jeho celkový rozsah využití nějak omezovaly.

Příklady provedení vynálezu

PŘÍKLAD 1: Kladení trubek z PVC

Trubky z PVC mají vnější průměr 400 mm. Hloubka výkopu je 1,20 m.

Klasické kladení podle svazku č. 70:

Výkop má šířku 1, 35 ma hloubku 1, 20 mzvýšenou o 0, 1 mpro podkladní lože, což odpovídá objemu přemístěného výkopku 1,75 m³/m (metr krychlový na metr délkový). Podkladní lože je rozšířeno tak, aby mělo tlouštíku 0,1 m, poté je upraveno a zhutněno. Články potrubí jsou spojeny a výškově seřízeny na dně výkopu. Pracovník na dně výkopu provede obsyp trubky postupnými vrstvami až do výšky 0, 1 m nad horní povrchovou čarou trubky. Výkop se zasype materiálem o objemu 1,13 m³ /m až do výšky svahu pro podkladní vrstvy v ozovky snížené o 0, 4 m. Pro obnovu vozovky použijeme pro podkladní vrstvy materiál o hustotě 0, 50 m³ / m a 170 kg / ml pro svrchní vrstvu krytu vozovky o šířce 5 cm.

·· a· a aa ·· aa «aaa · a a a · a a a a a a · a «aaa a a · aa aa ««aaaa a a · « a a · aaaa aaaa aaa aa aa aa

-8Pokládání podle způsobu popsaného ve vynálezu

Šířka výkopu je 600 mm, dejme tomu, že objem přemístěného výkopku je 0, 78 m /m. Po umístění kovových opěrek jsou trubky spojeny v hloubi výkopu. Materiál se nalije najednou nebo navícekrát až do výšky svahu, kde se začne obnovovat vozovka. Celkový objem zásypového materiálu je 0, 41 m³/ ml. Obnova vozovky vyžaduje objem o

materiálu 0, 2 m / ml pro podkladní vrstvy a 75 kg / ml pro vrchní část kiytu vozovky o šířce 5 cm.

Způsob podle vynálezu tak ušetří 0, 97 m³ /ml výkopku, 0, 72 m³ /ml zásypu, 0, 3 m³/ ml materiálu pro obnovu podkladní vrstvy vozovky a 95 kg / ml směsi materiálu pro obnovu krytu vozovky, t.j. celkové ušetření materiálu o 55- 60 %.

PŘÍKLAD 2 : Kladení betonových trubek 90 A

Betonové trubky 90 A mají vnější průměr 500 mm. Hloubka výkopu je 2,5 m. Umístění pažení je nevyhnutelné.

Běžné kladení podle svazku č. 70

Výkop má šířku 1, 45 m a hloubku 2, 5 m, což odpovídá objemu výkopku 3, 9 m³/ ml. Podkladní lože má objem 0, 145 m³ /ml a zásypový materiál umístěný až do výšky plošiny pro podkladní vrstvy vozovky má objem 2, 73 m³ /ml. Obnova vozovky představuje objem 0, 53 m³ / ml pro podkladní vrstvy a 180 kg / ml směsi materiálu pro vrchní vrstvu krytu vozovky o šířce 5 cm.

Φ Φ	φ ΦΦ	φ Φ
φ Φ	φ ®	Φ	φ φ Φ
φ ·	φ Φ	φ Φ	♦ ··
Φ	φ Φ	•	Φ
	φφφ	• ·	ΦΦ

ΦΦ φ

φ

Φ·· φ

φ φ

Kladení podle vynálezu

Šířka výkopu, která zahrnuje pažení je 1,10 m a objem odkopané země 2, 86 m ³/ml. Výkop se zasype najednou či navícekrát až do výšky plošiny pro podkladní vrstvy vozovky. Použitý zásypový materiál má celkový objem 2, 11 m³ /ml, pro podkladní vrstvy vozovky má objem 0, 39 m³ / ml a 137 kg / ml směsi materiálu pro vrchní vrstvu krytu vozovky o šířce 5 cm.

Způsob podle vynálezu umožňuje ušetřit 1, 04 m / ml odkopané zeminy; 0, 64 m ³ / ml zásypového materiálu; 0, 14 m³ / materiálu na obnovu podkladních vrstev vozovky a 43 kg / ml směsi materiálu pro vrchní část krytu vozovky; t j. ušetření materiálu okolo 25 %.

Průmyslová využitelnost

Jak již bylo zmíněno dříve, uvedený způsob kladení potrubí šetří pracovní materiál, namáhavost práce a lze jej využít pro stavbu sítí odpadních vod v chráněných prostředích.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kladení potrubí, vyznačující se tím, že se skládá z následujících úkonů:

v

a) Vyhloubení výkopu o šířce S a hloubce H a spojení jednotlivých trubek na dně výkopu.

b) Umístění a výškové seřízení opěrného systému kontrolujícího pohyby spojených trubek.

c) Zasypání zmíněného výkopu do určité výšky V tixotropním materiálem ve stavu sol (tekutý koloidní roztok) tak, aby vztlaková síla nadzvedla trubky.

d) Odstranění opěrek, když tixotropní materiál je ve stavu gel (tuhý koloidní roztok) a trubky zůstávají nehybné.

e) Případné další zasypání výkopu.

v
2. Kladení potrubí podle nároku 1, vyznačující se tím, že šířka Sje stejná jako vnější průměr trubky zvýšený o 200 mm, pokud se ve výkopu nepoužije pažení.
3. Kladení potrubí podle nároku 1, vyznačující se tím, že šířka Šje rovna vnějšímu průměru trubky zvýšenému o 450 mm v případě použití pažení.
4. Kladení potrubí podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že opěrky jsou umístěny nad trubkami a zabraňují tak jejich bočním vychýlením a zároveň omezují jejich vzestupné pohyby.

-11• ftftft · ftft ·· ftft • · · * · · · · · · · · • · · · · ftft·· • · ft ft· ftft ft····· ftft ftftft ftft ftftftft ftftftft ftftft ftft ftft ftft
5. Kladení potrubí podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že opěrným systémem rozumíme desky, nejlépe kovové, které obsahují světlou štěrbinu ústící do spodní části desky a nasměrovanou ke dnu výkopu; přičemž šířka štěrbiny značně odpovídá vnějšímu průměru trubek.
6. Kladení potrubí podle nároku 5, vyznačující se tím, že spodek štěrbiny je polokruhovitý ajeho průměr značně odpovídá vnějšímu průměru trubek.
7. Kladení potrubí podle nároků 5 a 6, vyznačující se tím, že výška štěrbiny V je vyšší než vnější průměr trubek.
8. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že výška V je taková, že štěrbina opěrného systému je ponořena v tixotropním materiálu.
9. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že počet použitých oper je 3 nebo více.
10. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vzdálenost mezi operami je stanovena v závislosti na vlastnostech trubek, přesně řečeno na jejich vnějším a vnitřním průměru a objemové hmotě a na hmotnosti každé opěry.
11. Kladení potrubí podle jakéhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že protitlak působící na každou opěru je nejméně roven rozdílu mezi statickým vztlakem, který vyvíjí tixotropní materiál na jednotlivé trubky, a hmotností jednotlivých trubek.

-1200 00 • · 0 0

0 0 0 0·

0 0

00 0000

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 ·0· ··<

• 0 0 0
12. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že po rektifíkaci ( výškovém seřízení) jsou opery upevněny na boční stěny výkopu.
13. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že výkop se zasype najednou nebo navícekrát až do výšky podpůrné plochy pro umístění podkladových vrstvev vozovky.
14. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tixotropní materiál je beton.
15. Kladení potrubí podle nároku 14, vyznačující se tím , že beton obsahuje:

- granuláty o maximálním průměru nižším než 20 mm

- pojivo představující 2 - 6 % hmotnosti suchých granulátů

- hydro- redukční činidlo představující 0,05 -0,15 % hmotnosti suchých granulátů.
16. Kladení potrubí podle nároku 15, vyznačující se tím, že granuláty jsou tvořeny z křemičito- hlinitých popílků.
17. Kladení potrubí podle jednoho z nároků 15 a 16, vyznačující se tím, že poměr vody a cementu se pohybuje 1/5-12.
18. Kladení potrubí podle jednoho z nároků 15-17, vyznačující se tím, že hydro- redukční činidlo obsahuje přírodní či umělá vlákna, zvláště polymerová akrylová vlákna.
19. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tixotropní materiál má objemovou hmotnost mezi

-13• 0 00 0 00 00 00 • 00 0 · 0 0 0 0 00 0

0 0 000 0000 0 0 · 00 00 000000

0 0 0 · · 0 0 • 000 0000 ··· ·· ·· 00

12 kN/m³ a20 kN/m³.
20. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících požadavků, vyznačující se tím, že tixotropní materiál má následující vlastnosti:

- pokles při dosedu kuželu řádově 15 cm ve stavu sol

- index CBR- kalifornský poměr únosnosti vyšší než hodnota 10 hodin, měřený po 24 hodinách.
21. Kladení potrubí podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tixotropní materiál ztuhne v průběhu 2 hodin a jeho pevnost v tlaku je řádově 1 Mpa po konečném ztuhnutí.