RU2465408C1 - Method to construct and repair water conduits and headers of shallow waste water on bottom of rivers and water reservoirs - Google Patents
Method to construct and repair water conduits and headers of shallow waste water on bottom of rivers and water reservoirs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465408C1 RU2465408C1 RU2011112290/03A RU2011112290A RU2465408C1 RU 2465408 C1 RU2465408 C1 RU 2465408C1 RU 2011112290/03 A RU2011112290/03 A RU 2011112290/03A RU 2011112290 A RU2011112290 A RU 2011112290A RU 2465408 C1 RU2465408 C1 RU 2465408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- caisson
- laid
- pipe
- spb
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Revetment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к технологии прокладки водоводов и коллекторов сточных вод мелкого заложения на дне рек и водоемов. Преимущественно оно может быть использовано для укладки отдельных труб и стыковки их с уложенной ранее частью водовода или коллектора. Особенностью является то, что строительные и монтажные работы могут выполняться независимо от рельефа дна и скорости течения при глубинах воды до 10 и более метров. При этом минимизируется опасность для жизни людей и степень воздействия на окружающую среду по сравнению с проведением в данных условиях этих работ другими способами.The invention relates to hydraulic engineering, and in particular to the technology of laying water pipes and shallow sewage collectors at the bottom of rivers and reservoirs. Mostly it can be used for laying individual pipes and docking them with the previously laid part of the water conduit or collector. The peculiarity is that construction and installation work can be performed regardless of the bottom topography and flow velocity at water depths of up to 10 and more meters. At the same time, the danger to human life and the degree of environmental impact are minimized in comparison with other methods carried out under these conditions.
В условиях растущих городов, когда стоимость земли для отвода под строительство тех или иных сооружений становится очень высокой, строительство различных коммуникаций практически может быть осуществлено только такими способами, как проходка тоннелей под землей, что связано со значительными капитальными затратами.In the conditions of growing cities, when the cost of land for allocation for the construction of various structures becomes very high, the construction of various communications can practically be carried out only in such ways as tunneling underground, which is associated with significant capital costs.
При наличии речных русел в городе они могут быть использованы как альтернатива подземному строительству, требующая значительно меньших затрат. При этом может быть обеспечена ремонтопригодность и возможность модернизации коммуникаций, проложенных в русле реки.If there are river channels in the city, they can be used as an alternative to underground construction, which requires significantly lower costs. In this case, maintainability and the possibility of modernization of communications laid in the riverbed can be provided.
Такая ситуация и способ решения проблемы являются особенно актуальными для таких городов, как Санкт-Петербург, имеющий более 49 рек, ручьев и протоков и 19 каналов. Площадь внутренних вод Санкт-Петербурга по отношению к площади города составляет более 10%.This situation and the way to solve the problem are especially relevant for cities such as St. Petersburg, which has more than 49 rivers, streams and channels and 19 channels. The area of internal waters of St. Petersburg in relation to the area of the city is more than 10%.
В настоящее время имеются патенты на способы строительства через реки и другие акватории тоннелей мелкого заложения.Currently, there are patents for methods of construction through shallow tunnels across rivers and other water areas.
Эти способы близки к предлагаемому, но строительство водоводов для водоснабжения районов города, прилегающих к берегам реки, и коллекторов для сброса, в частности, ливневых вод имеет свою специфику, которая заключается в необходимости строительства отводов к береговым объектам.These methods are close to the proposed one, but the construction of water pipelines for water supply of the city districts adjacent to the river banks, and collectors for discharging, in particular, storm water, has its own specificity, which consists in the need to build branches to coastal facilities.
В ряде случаев важнейшим требованием при строительстве водоводов и коллекторов в русле рек является исключение взмучивания воды при работе с донным грунтом. Это особенно актуально для Санкт-Петербурга, где значительный объем водозабора из Невы осуществляется в центральной части города.In some cases, the most important requirement in the construction of pipelines and collectors in the riverbed is the exclusion of water agitation when working with bottom soil. This is especially true for St. Petersburg, where a significant amount of water withdrawal from the Neva is carried out in the central part of the city.
Для магистральных водоводов, как правило, используются стальные трубы, укладываемые в северных районах в землю на определенную глубину для исключения замерзания в них воды. При этом отдельные трубы магистрали перед укладкой свариваются в плети.For main water conduits, as a rule, steel pipes are used that are laid in the northern regions in the ground to a certain depth to prevent freezing of water in them. In this case, individual pipes of the trunk before laying are welded in a whip.
При строительстве водоводов для подачи воды в больших объемах используются также трубы из железобетона, имеющие большой диаметр.In the construction of water pipelines, reinforced concrete pipes having a large diameter are also used to supply water in large volumes.
То же самое относится к строительству магистралей для сброса сточных вод, но при этом в последние годы начинают использоваться полиэтиленовые трубы. При этом предполагается, что в сочных водах отсутствуют агрессивные среды.The same applies to the construction of highways for wastewater discharges, but at the same time, in recent years, polyethylene pipes have begun to be used. At the same time, it is assumed that aggressive environments are absent in juicy waters.
Примером такого варианта водосброса является многокилометровый трубопровод в Петербурге, проложенный от Юго-Западных очистных сооружений частично по суше, частично по дну Финского залива. При этом перед укладкой отдельные трубы диаметром более 2 м также сваривались в плети и укладывались в заранее подготовленные траншеи. Глубина этих траншей достигает 4 м. Учитывая характер грунта, при строительстве потребовалось переместить большие объемы грунта.An example of such a spillway option is the multi-kilometer pipeline in St. Petersburg, laid from the South-Western sewage treatment plants partly on land, partly along the bottom of the Gulf of Finland. Moreover, before laying, individual pipes with a diameter of more than 2 m were also welded into lashes and laid in pre-prepared trenches. The depth of these trenches reaches 4 m. Given the nature of the soil, during construction it was necessary to move large volumes of soil.
Известно авторское свидетельство СССР №1067142, МКИ E02D 5/20, опубликованное в БИ №2, 1984 г., выданное на изобретение «Система для временного осушения участка дна». В нем раскрыт способ возведения тоннеля мелкого заложения на дне акватории. Этот способ включает создание временного гидротехнического ограждения из набора оболочек, образуемых, например, из металлического шпунта. Из них каждую по мере увеличения глубины акватории возводят поэлементно по периметру замкнутого в плане избранного участка дна и формируют замкнутый в плане огражденный участок акватории. Затем из огражденного пространства удаляют воду и далее внутри него на дне сухим способом производят строительные работы по возведению тоннеля. По их завершении гидротехническое ограждение поэлементно демонтируют с возможным последующим использованием его элементов.The USSR author’s certificate No. 1067142, MKI E02D 5/20, published in BI No. 2, 1984, issued for the invention “System for temporary drainage of the bottom section”, is known. It disclosed a method of erecting a shallow tunnel at the bottom of the water area. This method includes the creation of a temporary hydraulic barrier from a set of shells formed, for example, from a metal tongue. Each of them, as the depth of the water area increases, is erected elementwise along the perimeter of the bottom closed in terms of the selected site and a closed part of the water area is closed in plan. Then, water is removed from the enclosed space and then inside it at the bottom by a dry method, construction work is carried out to erect a tunnel. At their completion, the hydraulic barrier is dismantled elementwise with the possible subsequent use of its elements.
Это известное техническое решение имеет существенные недостатки, которые заключаются в том, что:This known technical solution has significant disadvantages, which are that:
- используют много составных элементов, имеющих различную форму, из которых в водной среде образуют замкнутую ограждающую конструкцию непосредственно на участке дна, что требует длительного строительного периода;- use many constituent elements having a different shape, of which in an aqueous medium form a closed enclosing structure directly on the bottom, which requires a long construction period;
- сформированное временное гидротехническое ограждение не может быть использовано в качестве вертикально нагружаемой конструкции для обеспечения процесса строительства тоннеля внутри ограждения.- the formed temporary hydraulic barrier cannot be used as a vertically loaded structure to ensure the tunnel construction process inside the fence.
Известны также патенты ЗАО «Дорсервис», в основе которых лежит использование плавучего дока без средней части для выполнения ряда гидротехнических работ:Dorservice CJSC patents are also known, which are based on the use of a floating dock without a middle part to perform a number of hydraulic works:
1) патент РФ на изобретение №2252300 с приоритетом от 16.07.2004 «Способ возведения тоннеля мелкого заложения на дне акватории и система, его реализующая»;1) RF patent for the invention No. 2252300 with a priority dated July 16, 2004 “A method for erecting a shallow tunnel at the bottom of the water area and a system that implements it”;
2) патент РФ на полезную модель №43274 с приоритетом от 16.07.2004 «Набор элементов для временного осушения участка дна»;2) RF patent for utility model No. 43474 with priority dated July 16, 2004, “A set of elements for temporary drainage of the bottom section”;
3) патент РФ на полезную модель №43275 «Ограждающая часть системы для временного осушения участка дна» с приоритетом от 4.10. 2004;3) RF patent for utility model No. 43575 "The enclosing part of the system for temporary drainage of the bottom section" with a priority of 4.10. 2004;
4) патент РФ на полезную модель №54380 «Система для временного осушения участка дна» с приоритетом от 23.12.2005.4) RF patent for utility model No. 54380 "System for temporary drainage of the bottom section" with priority dated 12/23/2005.
Все эти известные решения имеют существенные недостатки, которые заключаются:All these known solutions have significant disadvantages, which are:
- в необходимости выравнивания положения с управляемой плавучестью гидротехнического ограждения без донной части в горизонтальной плоскости;- the need for alignment with controlled buoyancy hydraulic fencing without bottom in a horizontal plane;
- в сложности позиционирования гидротехнического ограждения без донной части, хотя и с управляемой плавучестью, на точке при наличии течений, что связано с необходимостью его удержания и балластировки при погружении, особенно на глубину 5 и более метров;- the difficulty in positioning the hydraulic barrier without the bottom, although with controlled buoyancy, at the point in the presence of currents, which is associated with the need to hold it and ballast when immersed, especially to a depth of 5 or more meters;
- в допустимости возникновения флаттера (эффекта падающего листа), когда имеется сильное течение воды;- the permissible occurrence of flutter (the effect of a falling sheet) when there is a strong flow of water;
- в трудностях решения задач по транспортировке и позиционированию такого гидротехнического ограждения из-за наличия сильных порывов ветра и больших волнений, что обусловлено большими габаритами указанного ограждения.- in the difficulties of solving the problems of transportation and positioning of such a hydraulic barrier due to the presence of strong gusts of wind and large waves, due to the large dimensions of the specified fence.
Решение этих проблем послужило основой для разработки авторами двух технических решений на способ и средства укладки морских трубопроводов, строящихся из отдельных стеклопластиковых или бетонных труб (патент РФ №2324100 «СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ПОДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА, СИСТЕМА, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩАЯ, И МОНТАЖНЫЙ КОМПЛЕКС СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В НЕЙ»), и способ возведения тоннеля мелкого заложения на дне акватории (патент РФ №2386755 «СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ТОННЕЛЯ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА ДНЕ АКВАТОРИИ»).The solution to these problems served as the basis for the development by the authors of two technical solutions for the method and means of laying offshore pipelines constructed from separate fiberglass or concrete pipes (RF patent No. 2323200 “METHOD FOR LAYING UNDERWATER PIPELINE, SYSTEM, ITS IMPLEMENTING, AND THE INSTALLATION UNIT CONNECTED TO TRUIL NEY "), and a method of erecting a shallow tunnel at the bottom of the water area (RF patent No. 2386755" METHOD OF ESTABLISHING A TUNNEL OF A SMALL LOCATION AT THE BOTTOM OF THE AQUATORY ").
В данных технических решениях предлагается использовать для прокладки трубопроводов и тоннелей самоподъемную плавучую баржу, что позволяет значительно сократить время возведения тоннеля, уменьшить трудоемкость, повысить надежность обустройства тоннеля.In these technical solutions, it is proposed to use a self-elevating floating barge for laying pipelines and tunnels, which can significantly reduce the tunnel construction time, reduce labor intensity, and increase the reliability of the construction of the tunnel.
Техническое решение по патенту РФ №2386755 «СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ТОННЕЛЯ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ НА ДНЕ АКВАТОРИИ» как наиболее близкое по совокупности существенных признаков к предлагаемому принято авторами за прототип.The technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2386755 “METHOD OF ESTABLISHING A TUNNEL OF A LITTLE LAYING ON THE BOTTOM OF AQUATORIES” as the closest in combination of essential features to the proposed is taken by the authors as a prototype.
Известный способ возведения тоннеля мелкого заложения на дне акватории включает использование единого с управляемой плавучестью средства без донной части, вывод этого средства на трассу возведения тоннеля, позиционирование и фиксацию на выбранном на ней месте с помощью фиксаторов, выравнивание по горизонту, возведение на дне акватории замкнутого в плане участка путем ограждения его пространства первоначально с помощью кессонов, а затем шпунтов, выборку из него донного грунта с созданием несущего поля тоннеля с размещением на нем сборных или монолитных секций тоннеля. После проведения работ внутри огражденного пространства, включая балластировку секции грунтом, его ограждение демонтируют и единое с управляемой плавучестью средство без донной части перемещают на следующее место на трассе возведения тоннеля и цикл повторяют. В качестве единого с управляемой плавучестью средства без донной части используют самоподъемную с майной посередине плавучую баржу (СПБ), на которой в качестве фиксаторов используют четное количество, не менее четырех, опускаемых опор, обеспечивающих при необходимости подъем СПБ на высоту, исключающую воздействия волновых нагрузок на корпус СПБ, направляющие (тавры), расположенные вертикально по внутренним стенкам майны с возможностью заглубления в грунт, и кессоны, выполненные с возможностью взаимодействия с направляющими путем перемещения по ним при погружении и подъеме каждого кессона с помощью кранового оборудования, входящего в состав СПБ, а также шпунт, размещенный на СПБ с возможностью его заглубления с внутренней стороны кессонов. Вывод СПБ на выбранное место на трассе возведения тоннеля осуществляют самоходом и/или с помощью буксиров. Позиционирование и фиксацию СПБ над упомянутым местом акватории ведут с помощью опускаемых опор, которыми задают высоту СПБ над уровнем акватории, обеспечивающую требуемый клиренс при максимальном подъеме уровня воды и возможной высоты волн. Возведение на дне акватории замкнутого в плане участка путем ограждения его пространства и сооружением над ним колодца, который образуют из кессонов, поочередно погружая их один на другой по направляющим, расположенным по внутренним стенкам майны СПБ, и герметично соединяя между собой. Нижнюю кромку первоначально погруженного кессона заглубляют в дно акватории на глубину, соответствующую верхней поверхности секции тоннеля, расположенной на дне акватории в месте фиксации положения СПБ, затем внутри этого колодца заглубляют шпунт в грунт дна на величину, превышающую высоту секции тоннеля. Формируют границу выема грунта, после выбора грунта из огражденного шпунтом пространства размещают на нем секцию тоннеля, после чего пространство между секцией и шпунтом заполняют песком, монтируют на секции каркас и засыпают его балластировочным материалом и уже затем производят демонтаж и СПБ переводят на новое место возведения тоннеля.A known method of erecting a shallow tunnel at the bottom of the water area involves using a single means with controlled buoyancy without a bottom, withdrawing this means to the tunnel erection route, positioning and fixing it at the chosen place with the help of clamps, aligning it horizontally, erecting a closed plan of the site by fencing its space initially with caissons, and then dowels, selecting from it bottom soil with the creation of a bearing field of the tunnel with the collection on it s or monolithic tunnel sections. After carrying out work inside the enclosed space, including ballasting the section with soil, its enclosure is dismantled and a unit with buoyancy controlled without a bottom is moved to the next place on the tunnel construction track and the cycle is repeated. As a single means with controlled buoyancy, without a bottom, a self-elevating floating barge (SPB) with a middle in the middle of the lane is used, on which an even number of at least four lowered supports are used as clamps, which, if necessary, raise the SPB to a height that excludes the effects of wave loads on SPB building, guides (brands) located vertically along the inner walls of the lane with the possibility of deepening into the ground, and caissons made with the possibility of interaction with the guides by alternating Surveying them during the immersion and lifting of each caisson with the help of crane equipment that is part of the St. Petersburg, as well as the tongue placed on the St. Petersburg with the possibility of deepening it from the inside of the caissons. The conclusion of SPB to a selected place on the tunnel construction track is carried out by self-propelled and / or using tugs. The positioning and fixing of the SPB above the mentioned area of the water area is carried out using the lowering supports, which set the height of the SPB above the water level, providing the required clearance with the maximum rise in water level and possible wave height. The construction at the bottom of the water area of a closed in plan area by fencing its space and constructing a well above it, which is formed from caissons, alternately immersing them one on top of the other along the guides located on the inner walls of the SPB lane, and tightly connecting each other. The lower edge of the initially submerged caisson is deepened into the bottom of the water area to a depth corresponding to the upper surface of the tunnel section located at the bottom of the water area in the place where the SPB is fixed, then the tongue is deepened into the bottom ground by an amount exceeding the height of the tunnel section inside this well. The border of the excavation is formed, after selecting the soil from the space protected by the tongue and groove, place the tunnel section on it, after which the space between the section and the tongue is filled with sand, assemble the frame on the section and fill it with ballasting material and then dismantle it and transfer it to the new tunnel construction site .
Однако строительство трубопроводов из отдельных труб (в данном случае - водоводов и коллекторов сточных вод) требует разработки новых технико-технологических решений, учитывающих специфические особенности этих конструкций и специфические требования к проведению этих работ, связанные с охраной окружающей среды.However, the construction of pipelines from individual pipes (in this case, water conduits and sewage collectors) requires the development of new technical and technological solutions that take into account the specific features of these structures and the specific requirements for carrying out these works related to environmental protection.
Задачей предлагаемого изобретения является создание такого способа строительства и ремонта водоводов и коллекторов сточных вод мелкого заложения на дне рек и водоемов, который позволил бы получить следующий технический результат:The objective of the invention is the creation of such a method of construction and repair of water conduits and sewage collectors of shallow water at the bottom of rivers and reservoirs, which would allow to obtain the following technical result:
- возможность прокладки и ремонта водоводов и коллекторов сточных вод, состоящих из отдельных участков труб;- the possibility of laying and repairing water conduits and sewage collectors, consisting of individual sections of pipes;
- возможность прокладки и ремонта водоводов и коллекторов сточных вод вблизи береговой территории;- the possibility of laying and repairing water conduits and sewage collectors near the coastal territory;
- повышение экологичности и безопасности процесса прокладки и ремонта водоводов и коллекторов сточных вод.- improving the environmental friendliness and safety of the process of laying and repairing water conduits and sewage collectors.
Задача решена следующим образом. В известном способе строительства и ремонта водоводов и коллекторов сточных вод мелкого заложения на дне рек и водоемов, включающем использование самоподъемной с майной посередине плавучей баржи (СПБ), вывод СПБ с помощью буксира и/или самоходом на место работ, фиксацию положения СПБ с помощью якорей, опускание опор СПБ на грунт и подъем СПБ на этих опорах на высоту, исключающую воздействие волновых нагрузок на корпус СПБ, опускание направляющих, расположенных вертикально по внутренним стенкам майны, в грунт и последующее опускание колодца, собранного из кессонов, по этим направляющим с целью образования на дне акватории замкнутого в плане участка для проведения работ, после проведения работ СПБ перемещают на следующее место по трассе возведения или ремонта водоводов и коллекторов и цикл повторяют.The problem is solved as follows. In a known method for the construction and repair of water conduits and shallow sewage collectors at the bottom of rivers and reservoirs, including the use of a floating barge (SPB), self-lifting with a lane in the middle, withdrawing the SPB using a tug and / or self-propelled to the place of work, fixing the position of the SPB using anchors , lowering the SPB supports to the ground and raising the SPB on these supports to a height that excludes the influence of wave loads on the SPB body, lowering the rails located vertically along the inner walls of the lane into the ground and the subsequent lowering of decks and collected from the caissons by these guides to form at the bottom portion of the closed water area in a plane for the work, after work SPB is transferred to the next place on the road construction or repair conduits and reservoirs and the cycle is repeated.
Согласно настоящему изобретению в нижней кромке носовой части нижнего кессона выполняется рецесс, повторяющий форму укладываемой трубы с зазорами по бокам. После опускания кессона на уложенную часть трубы рецесс с внешней стороны кессона засыпается гравием настолько, чтобы исключить возможность размыва грунта внутри кессона в процессе формирования траншеи. Затем формируют траншею, в которую укладывают следующий участок трубы, причем для обеспечения герметичности соединения отрезки труб выполнены с одной стороны с раструбом, в который укладывается резиновая прокладка. В районе средней части укладываемого участка трубы насыпают гравий, добиваясь фиксации положения укладываемого участка трубы.According to the present invention, a recess is carried out in the lower edge of the bow of the lower caisson, repeating the shape of the stacked pipe with gaps on the sides. After lowering the caisson to the laid part of the pipe, the recess on the outside of the caisson is covered with gravel so as to exclude the possibility of erosion of the soil inside the caisson during the formation of the trench. Then a trench is formed into which the next pipe section is laid, moreover, to ensure the tightness of the connection, pipe sections are made on one side with a bell in which the rubber gasket is placed. In the area of the middle part of the stacked pipe section, gravel is poured, seeking to fix the position of the stacked pipe section.
Дополнительными отличиями предлагаемого способа является то, что:Additional differences of the proposed method is that:
- нижняя кромка кормовой части нижнего кессона имеет также рецесс, повторяющий форму укладываемой трубы, для обеспечения возможности проведения ремонтных работ на уже проложенных водоводах или коллекторах сточных вод;- the lower edge of the stern of the lower caisson also has a recess that repeats the shape of the pipe to be laid, to enable repair work on already laid water conduits or sewage collectors;
- для укладки отводов от трубопроводов подобные рецессы предусматриваются в боковой стенке нижнего кессона;- for laying bends from pipelines, such recessions are provided for in the side wall of the lower caisson;
- кессон оборудован верхней крышкой со шлюзом и соответствующим грузоподъемным оборудованием для обеспечения возможности выдавливания воды из кессона и создания воздушного колокола над зоной работ при необходимости.- the caisson is equipped with a top cover with a lock and appropriate lifting equipment to allow water to be squeezed out of the caisson and create an air bell over the work area if necessary.
Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет получить способ, для достижения следующих технических результатов, как то: упростить процесс прокладки водоводов и коллекторов сточных вод, состоящих из отдельных участков, а также повысить экологичность и безопасность способа.Such a new technical solution with all its essential features allows you to get a way to achieve the following technical results, such as: to simplify the process of laying water pipes and sewage collectors, consisting of separate sections, as well as to improve the environmental friendliness and safety of the method.
По данной теме заявителем проведен патентно-информационный поиск, который показал, что заявляемая совокупность существенных признаков не известна. Поэтому данное техническое решение можно признать новым.On this subject, the applicant conducted a patent information search, which showed that the claimed combination of essential features is not known. Therefore, this technical solution can be recognized as new.
Предлагаемое изобретение обладает изобретательским уровнем, так как оно для специалиста средней квалификации логически не следуют из известного уровня техники. Это обусловлено тем, что никто не выкладывал и не ремонтировал трубы, имеется в виду большого диаметра, на глубине или в придонной части акваторий, создавая вокруг ремонтной зоны безводное пространство.The present invention has an inventive step, since it does not logically follow from the prior art for a mid-level specialist. This is due to the fact that no one laid out or repaired the pipes, meaning a large diameter, at a depth or in the bottom of the water area, creating an anhydrous space around the repair zone.
Реализуемость предлагаемого способа подтверждается чертежами.The feasibility of the proposed method is confirmed by the drawings.
На фиг.1 приведен чертеж размещения самоподъемной плавучей баржи (СПБ) в акватории, где 1 - акватория, 2 - самоподъемная плавучая баржа, 3 - майна, 4 - подъемные краны, 5 - набережная, 6 - якорные цепи (тросы) и якоря, 7 - трасса трубопровода.Figure 1 shows a drawing of the placement of a self-propelled floating barge (SPB) in the water area, where 1 is the water area, 2 is a self-propelled floating barge, 3 is a lane, 4 are cranes, 5 is an embankment, 6 are anchor chains (cables) and anchors, 7 - pipeline route.
На фиг.2 приведен вид СПБ в разрезе, иллюстрирующий процесс опускания кессонов в грунт, где 1 - акватория, 2 - самоподъемная плавучая баржа, 3 - майна, 8 - опоры, 9 - кессоны, 10 - ранее уложенная труба,Figure 2 shows a sectional view of the SPB, illustrating the process of lowering the caissons into the ground, where 1 is the water area, 2 is a self-propelled floating barge, 3 is the lane, 8 are the supports, 9 are the caissons, 10 is the previously laid pipe,
На фиг.3 приведен вид сверху кессонов, опускаемых на ранее уложенную трубу, где 7 - трасса трубопровода, 10 - ранее уложенная труба, 11 - контур опускаемого кессона.Figure 3 shows a top view of the caissons, lowered onto a previously laid pipe, where 7 is the route of the pipeline, 10 is a previously laid pipe, 11 is the contour of the lowered caisson.
На фиг.4 приведен вид сбоку кессона, опускаемого на ранее уложенный участок трубы, где 10 - ранее уложенный участок трубы, 12 - передняя стенка кессона, 13 - рецесс в стенке нижнего кессона, 14 - грунт дна.Figure 4 shows a side view of the caisson, lowered onto the previously laid pipe section, where 10 is the previously laid pipe section, 12 is the front wall of the caisson, 13 is the recess in the wall of the lower caisson, 14 is the bottom soil.
На фиг.5 и 6 приведены виды сверху на укладываемые части труб в кессонах, где 15 - зона выборки грунта, 16 - укладываемая труба, 17 - зона засыпки трубы гравием, 18 - ответвление трубы.Figures 5 and 6 show top views of stacked pipe parts in caissons, where 15 is the soil sampling area, 16 is the stacked pipe, 17 is the gravel filling zone of the pipe, 18 is a pipe branch.
На фиг.7 приведен чертеж размещения СПБ в акватории, поясняющий укладку участков труб в зоне уреза воды (берега), где 1 - участок акватории, 2 - СПБ, 3 - майна, 4 - подъемные краны, 5 - набережная, 20 - участок акватории, огражденный шпунтовой стенкой.Figure 7 shows a drawing of the placement of SPB in the water area, explaining the laying of pipe sections in the water edge zone (shore), where 1 is the section of the water area, 2 is the SPB, 3 is the lane, 4 are cranes, 5 is the embankment, 20 is the section of the water area fenced with a sheet pile wall.
Способ строительства водоводов и коллекторов сточных предполагает выполнение следующих технологических операций и использование следующих конструкций:The method of construction of water conduits and sewage collectors involves the following technological operations and the use of the following structures:
1) СПБ 2 с помощью буксира (или движителей, установленных на ней) прибывает на точку производства работ;1)
2) предварительная фиксация положения СПБ 2 осуществляется с помощью второго буксира, который производит развозку и установку якорей, которыми оснащена СПБ 2, на соответствующем расстоянии от СПБ 2;2) preliminary fixation of the position of
3) для позиционирования СПБ 2 в горизонтальной плоскости используются береговые и/или специально установленные на берегу и, в случае необходимости, на акватории реперы или системы спутниковой навигации GPS или GLONASS;3) for
4) позиционирование укладываемых труб в вертикальной плоскости в соответствии с проектом производится с учетом изменения уровня воды в акватории, который регистрируется водомерными станциями в период снятия батиметрических данных и в период укладки. Для обеспечения проектного положения труб в траншее производятся также замеры углового положения труб относительно горизонтали в период укладки по данным положения начальной и конечной точек на верхней образующей основной части трубы, что фиксируется в соответствующих журналах;4) the positioning of stacked pipes in a vertical plane in accordance with the project is carried out taking into account changes in the water level in the water area, which is recorded by water-measuring stations during the recording of bathymetric data and during laying. To ensure the design position of the pipes in the trench, measurements are also made of the angular position of the pipes relative to the horizontal during the laying period according to the position of the start and end points on the upper generatrix of the main part of the pipe, which is recorded in the relevant journals;
5) окончательная фиксация СПБ 2 производится путем поиска с помощью акустических датчиков положения концевой части ранее уложенной трубы (фиг.1) и последующей выборки избыточной слабины якорных цепей лебедками.5) the final fixation of
Колодец для ограждения участка трассы от влияния течений и изоляции окружающей среды от попадания в нее перемещаемого грунта формируется из кессонов 9 (фиг.2), которые должны обладать необходимой прочностью - вертикальной устойчивостью при воздействии на колодец скоростного напора течения. В данном случае должна быть обеспечена вертикальная устойчивость, что значительно снижает требования к прочности и, соответственно, к массе кессонов. Кроме того, корпус кессонов 9 должен иметь полости, позволяющие в случае необходимости заполнять их водой при опускании и продувать сжатым воздухом при подъеме. Размеры кессонов 9 в горизонтальной плоскости должны быть несколько меньше размеров майны 3 с тем, чтобы в стенках майны 3 могли быть смонтированы ролики - обрезиненные колеса, исключающие перекос кессонов 9 в процессе подъема-опускания.The well to protect the section of the route from the influence of currents and isolation of the environment from moving soil getting into it is formed from caissons 9 (Fig. 2), which should have the necessary strength - vertical stability when the flow velocity is applied to the well. In this case, vertical stability should be ensured, which significantly reduces the requirements for strength and, consequently, for the mass of caissons. In addition, the casing of the caissons 9 should have cavities, allowing, if necessary, fill them with water when lowering and blow with compressed air when lifting. The dimensions of the caissons 9 in the horizontal plane should be slightly smaller than the dimensions of the
Процесс формирования колодца после фиксации СПБ 2 на точке при опускании опор и их нагрузке для устойчивости путем поднятия корпуса СПБ 2 на необходимый уровень включает в себя следующие этапы (фиг.2):The process of forming a well after fixing
1) в майну 3 кранами 4 опускается нижний кессон 9, который фиксируется боковыми стопорами, выходящими из стенок майны (не показаны);1) the lower caisson 9 is lowered into the
2) на него устанавливается второй кессон 9 и герметично соединяется с нижним специальными замками или болтами;2) a second caisson 9 is installed on it and hermetically connected to the lower special locks or bolts;
3) по мере установки следующих кессонов 9 они опускаются в майну 3;3) as the following caissons 9 are installed, they descend into
4) при наличии течений и на сравнительно больших глубинах, балластные цистерны СПБ 2 балластируются и опускаются до допустимой ватерлинии, обеспечивая при этом требуемую устойчивость опор 8 на грунте. При наличии кренящего момента от течения уровни воды в цистернах левого/правого бортов и носового/кормового должны быть различны с тем, чтобы компенсировать этот момент;4) in the presence of currents and at relatively large depths,
5) после заглубления нижней кромки нижнего кессона полости кессонов 9 заполняются водой, и сам корпус СПБ 2 поднимается на необходимый уровень путем откачки воды из балластных цистерн. Заглубление производится как за счет нагрузок от масс корпуса СПБ 2 и кессонов 9, так, возможно, и с использованием вибрации.5) after deepening the lower edge of the lower caisson, the cavities of the caissons 9 are filled with water, and the
6) Технология формирования участка траншеи и укладки в ней трубы предусматривает выполнение следующих технологических операций и использование следующих конструкций:6) The technology of forming the section of the trench and laying pipes in it provides for the following technological operations and the use of the following structures:
1) предполагается, что фиксация положения СПБ 2 на акватории в горизонтальной плоскости произведена с таким расчетом, чтобы майна 3 (контур) кессона 9 заняла положение, представленное на фиг.3;1) it is assumed that the fixation of the position of
2) после опускания колодца из кессонов 9 на грунт и подъема СПБ 2 на уровень, исключающий воздействие течения и волн на корпус СПБ 2, производится окончательная фиксация кессонов 9 в вертикальном положении. Для этого заглубление нижнего кессона 9 производится до тех пор, пока верхняя образующая рецесса 13 не достигнет верхней образующей ранее уложенной трубы (фиг.4);2) after lowering the well from the caissons 9 to the ground and raising
3) для исключения образования вихрей и нежелательного размыва грунта внутри колодца:3) to exclude the formation of vortices and unwanted erosion of the soil inside the well:
- положение верхней кромки верхнего кессона 9 должно исключать влияние течения и волн на акватории,- the position of the upper edge of the upper caisson 9 should exclude the influence of the flow and waves in the water area,
- рецесс 13 в носовой части кессона 9 с внешней стороны должен быть засыпан гравием;-
4) производится формирование траншеи погружным грунтососом телескопической конструкции, который транспортируется мостовым краном, перемещающимся по боковым сторонам майны, и/или грейферами с помощью кранов. Выбираемый грунт подается в емкости, расположенные на палубе СПБ 2. Емкости могут быть соединены между собой перепускными трубами, что позволяет обеспечивать в них отстой воды и грунта;4) a trench is formed by a telescopic submersible dirt pump, which is transported by a bridge crane moving along the sides of the lane, and / or by grabs using cranes. Selected soil is fed into tanks located on the deck of
5) позиционирование опускаемой трубы и стыковка ее с ранее уложенной производится водолазами или с помощью монтажного комплекса, описанного в патенте РФ 2324100;5) the positioning of the lowered pipe and its docking with the previously laid pipe is done by divers or using the installation complex described in RF patent 2324100;
6) обеспечение соосности труб и их герметичное соединение обеспечивается тем, что на конце ранее уложенной трубы имеется раструб, на внутренней поверхности которого имеется выемка для размещения цилиндрической резиновой прокладки. Ответная выемка существует на концевой части трубы. Между торцами труб также имеется прокладка. После стыковки трубы дополнительно соединяются внешними болтовыми соединениями, расположенными в горизонтальной плоскости. Наличие резиновых прокладок обеспечивает герметичность и возможность в определенных пределах осуществлять угловые перемещения как в вертикальной плоскости (за счет демпфирования прокладок), так и в горизонтальной (за счет затяжки соответствующих болтов). Необходимость таких перемещений связана как с коррекцией положения трассы трубопровода по горизонтали, так и с изменением рельефа дна;6) ensuring the alignment of the pipes and their tight connection is ensured by the fact that at the end of the previously laid pipe there is a bell, on the inner surface of which there is a recess for accommodating a cylindrical rubber gasket. A reciprocal recess exists at the end of the pipe. Between the ends of the pipes there is also a gasket. After docking, the pipes are additionally connected by external bolted joints located in a horizontal plane. The presence of rubber gaskets ensures tightness and the ability to make angular movements within certain limits both in the vertical plane (due to the damping of the gaskets) and in the horizontal (due to the tightening of the corresponding bolts). The need for such movements is associated both with the correction of the horizontal position of the pipeline route, and with the change in the bottom topography;
7) при обеспечении фиксации положения уложенной трубы в ее средней части (фиг.5) производится подсыпка гравия, создающая снизу и по бокам жесткую подушку. Выбранный ранее донный грунт, прежде всего, крупных фракций отсыпается в траншею. Избыточный или илистый грунт может быть транспортирован в отвалы;7) while ensuring the fixation of the position of the laid pipe in its middle part (Fig. 5), gravel is poured, creating a rigid pillow from the bottom and sides. The previously selected bottom soil, primarily of large fractions, is poured into the trench. Excessive or silty soil can be transported to dumps;
8) после завершения перечисленных операций и некоторого отстоя СПБ 2 перемещается на другую позицию. Для сокращения количества «перестановок» длина майны может быть увеличена вдвое, а позиция для укладки следующей трубы осуществляется путем подъема и повторного опускания кессонов на новую позицию. При этом, учитывая, что длина якорных цепей сравнительно велика, необходимость в использовании буксира для переустановки СПБ 2 сводится к минимуму.8) after completion of the above operations and some
Для улучшения условий работы водолазов (а также для проведения ремонтных работ) герметично соединенные между собой кессоны могут быть трансформированы в воздушный колокол путем установки над ними крышки со шлюзом и необходимыми подъемными и иными приспособлениями и выдавливания воды сжатым воздухом.To improve the working conditions of divers (as well as for repair work) hermetically interconnected caissons can be transformed into an air bell by installing a cover over them with a lock and the necessary lifting and other devices and squeezing out water with compressed air.
Особенность установки труб с отводами заключается в том, что устанавливаемая труба имеет ранее сформированный отвод (фиг.6). В случае необходимости прокладки трубы от ответвления в ту или иную сторону от магистрали, СПБ 2 разворачивается таким образом, чтобы сторона кессона с рецессом 13 «села» на отвод и к нему, уже по описанной технологии, была пристыкована следующая труба.A feature of the installation of pipes with bends is that the installed pipe has a previously formed bend (Fig.6). If it is necessary to lay a pipe from a branch in one direction or another from the highway,
Укладка отводов к берегу, начальных и конечных участков имеет свою специфику, так как СПБ 2 в непосредственной близости к берегу не может обеспечить выполнение работ по укладке труб по технологии, описанной выше.Laying of offshore, initial and final sections has its own specifics, since
Поэтому для укладки труб в прибрежной части предлагаемый способ содержит следующие операции (фиг.7):Therefore, for laying pipes in the coastal part of the proposed method contains the following operations (Fig.7):
1) подход СПБ к берегу и фиксация ее в рабочем положении, включая подъем на опоры;1) the approach of St. Petersburg to the shore and its fixation in the working position, including lifting to the supports;
2) разборка, в случае необходимости, береговой стенки (конструкции набережной);2) disassembly, if necessary, of the shore wall (embankment structure);
3) формирование ограждения (шпунтовой стенки), из которой с помощью крана выбирается грунт - формируется траншея для укладки трубопровода требуемой конфигурации;3) the formation of the fence (sheet pile wall), from which soil is selected with a crane - a trench is formed to lay the pipeline of the required configuration;
4) при необходимости из огороженной части акватории откачивается вода, формируется подушка из гравия и песка для укладки участка трубы;4) if necessary, water is pumped out of the fenced part of the water area, a cushion of gravel and sand is formed to lay the pipe section;
5) осуществляется укладка одной или нескольких труб требуемой конфигурации;5) one or more pipes of the required configuration are laid;
6) производится засыпка траншеи грунтом.6) filling the trench with soil.
Поскольку погружение нижней кромки кессона в грунт из гравия при последующем ремонте трубопровода может быть затруднено, то должно быть предусмотрено в кессоне 9 наличие рецесса 13 не только в носовой части, но и в кормовой.Since immersion of the lower edge of the caisson in the soil from gravel during subsequent repair of the pipeline can be difficult, it should be provided in the caisson 9 that there is a
Учитывая, что стыковка труб при ремонте не может быть осуществлена использованным при строительстве способом, надо предусмотреть, чтобы заменяемый участок трубы состоял из двух частей, соединяемых между собой муфтами.Given that the jointing of pipes during repair cannot be carried out using the method used in construction, it must be foreseen that the replaced pipe section consists of two parts connected by couplings.
Предлагаемое техническое решение позволяет прокладывать водоводы и коллекторы сточных вод в акваториях наиболее технологичным и экономичным способом, при этом соблюдаются все условия по сохранению экологии водных пространств и безопасности работ.The proposed technical solution allows laying water conduits and sewage collectors in the waters in the most technologically advanced and economical way, while all the conditions for preserving the ecology of water spaces and the safety of work are observed.
Claims (3)
- предварительно в нижней кромке носовой части нижнего кессона выполняют рецесс, повторяющий форму укладываемой трубы с зазорами по бокам;
- после опускания кессона на уложенную часть трубы рецесс с внешней стороны кессона засыпают гравием настолько, чтобы исключить возможность размыва грунта внутри кессона в процессе формирования траншеи,
- затем формируют траншею, в которую укладывают следующий участок трубы, причем для обеспечения герметичности соединения отрезки труб выполняют с одной стороны с раструбом, в который укладывают резиновую прокладку,
- в районе средней части укладываемого участка трубы насыпают гравий, добиваясь фиксации положения укладываемого участка трубы.1. A method for the construction and repair of shallow water conduits and sewage collectors at the bottom of rivers and ponds, including the use of a floating barge (SPB), self-lifting with a lane in the middle, withdrawing the SPB with a tugboat and / or self-propelled to the place of work, fixing the position of the SPB with anchors lowering the SPB supports to the ground and raising the SPB to a height that excludes the influence of wave loads on the SPB hull, lowering the guides located vertically along the inner walls of the lane into the ground and then lowering the well assembled from the caissons, along these guides, with the aim of forming at the bottom of the water area a plan-locked area for work, after work, SPBs are moved to the next place along the route of construction or repair of water pipes and collectors and the cycle is repeated, characterized in that
- preliminary, in the lower edge of the bow of the lower caisson, a recess is carried out, repeating the shape of the stacked pipe with gaps on the sides;
- after lowering the caisson on the laid part of the pipe, the recesses on the outside of the caisson are covered with gravel so as to exclude the possibility of erosion of the soil inside the caisson during the formation of the trench,
- then form a trench in which the next pipe section is laid, moreover, to ensure the tightness of the connection, pipe sections are made on one side with a bell in which the rubber gasket is laid,
- in the area of the middle part of the pipe section being laid, gravel is poured, seeking to fix the position of the pipe section being laid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112290/03A RU2465408C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Method to construct and repair water conduits and headers of shallow waste water on bottom of rivers and water reservoirs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011112290/03A RU2465408C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Method to construct and repair water conduits and headers of shallow waste water on bottom of rivers and water reservoirs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2465408C1 true RU2465408C1 (en) | 2012-10-27 |
Family
ID=47147477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011112290/03A RU2465408C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Method to construct and repair water conduits and headers of shallow waste water on bottom of rivers and water reservoirs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2465408C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2565118C2 (en) * | 2014-02-05 | 2015-10-20 | Альберт Харидович Валеев | Method to dismantle manifold pipeline |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU829792A1 (en) * | 1979-03-22 | 1981-05-15 | Экспедиционный Отряд Подводно-Техническихработ Главного Управления По Транспорти-Рованию И Поставкам Нефти | Caisson for repair of underwater pipelines |
| RU2291936C1 (en) * | 2005-09-02 | 2007-01-20 | Закрытое акционерное общество "ВОЗРОЖДЕНИЕ" | Caisson for underwater pipeline repair |
| RU2342492C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Подводсервис" | Caisson for repair of underwater pipelines |
| RU2382142C2 (en) * | 2008-04-28 | 2010-02-20 | Закрытое акционерное общество "Фирма УНИКОМ" | Method for formation of closed section of water area bottom with possibility of its drying and system, which realises it |
| RU2386755C1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-04-20 | Закрытое акционерное общество "Фирма УНИКОМ" | Method for arrangement of shallow subway at water area bottom |
-
2011
- 2011-03-30 RU RU2011112290/03A patent/RU2465408C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU829792A1 (en) * | 1979-03-22 | 1981-05-15 | Экспедиционный Отряд Подводно-Техническихработ Главного Управления По Транспорти-Рованию И Поставкам Нефти | Caisson for repair of underwater pipelines |
| RU2291936C1 (en) * | 2005-09-02 | 2007-01-20 | Закрытое акционерное общество "ВОЗРОЖДЕНИЕ" | Caisson for underwater pipeline repair |
| RU2342492C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Подводсервис" | Caisson for repair of underwater pipelines |
| RU2382142C2 (en) * | 2008-04-28 | 2010-02-20 | Закрытое акционерное общество "Фирма УНИКОМ" | Method for formation of closed section of water area bottom with possibility of its drying and system, which realises it |
| RU2386755C1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-04-20 | Закрытое акционерное общество "Фирма УНИКОМ" | Method for arrangement of shallow subway at water area bottom |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2565118C2 (en) * | 2014-02-05 | 2015-10-20 | Альберт Харидович Валеев | Method to dismantle manifold pipeline |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7942607B2 (en) | Underwater tunnel | |
| CN111502725B (en) | Artificial island type middle well structure of submarine tunneling tunnel | |
| CN102561371B (en) | Steel caisson enclosure structure at island-tunnel combination part and construction method thereof | |
| CN111851587B (en) | Telescopic vibration-damping anchor-tying type suspension tunnel end connecting device and construction method | |
| KR101211811B1 (en) | Cast in concrete pile With precast type Caisson | |
| KR101256265B1 (en) | Construction method of the pier without the temporary dike | |
| CN108239998A (en) | A kind of underwater bridge structure and its construction method | |
| CN111424716B (en) | Oblique-pulling anchorage type suspension tunnel structure with relay extension of artificial island | |
| Rasmussen | Concrete immersed tunnels—Forty years of experience | |
| RU2386755C1 (en) | Method for arrangement of shallow subway at water area bottom | |
| RU2465408C1 (en) | Method to construct and repair water conduits and headers of shallow waste water on bottom of rivers and water reservoirs | |
| CN104762942A (en) | Soft soil foundation seabed fixed mounting construction method of water building ocean fixed platform | |
| CN111485579B (en) | Bridge-tunnel transition conversion structure between suspension tunnel and deepwater suspension bridge | |
| KR20140092217A (en) | Construction method of the pier with the working bardge | |
| RU2586345C2 (en) | Method for construction of transport tunnel of transition | |
| CN207143998U (en) | A kind of underwater bridge structure | |
| KR20230045588A (en) | Offshore building structure and its construction method | |
| Shaw | Tunnels built in their own approaches | |
| RU2382142C2 (en) | Method for formation of closed section of water area bottom with possibility of its drying and system, which realises it | |
| Esteban Lefler et al. | Reinforced concrete caissons for port structures in Spain | |
| CN212128811U (en) | Main tower artificial island structure of deep open sea suspension bridge | |
| CN105040661B (en) | For building punching block and the construction method of man-made island | |
| RU2791119C1 (en) | Method for construction of geotechnical structures in the water area of urban rivers and canals | |
| CN216238559U (en) | Foundation pit enclosure construction device | |
| Dhar et al. | Construction of deep water pile and pile cap by using prefabricated steel coffer dam technique |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160331 |