RU2126871C1

RU2126871C1 - Method and device for trenchless laying of underground service lines under obstacles

Info

Publication number: RU2126871C1
Application number: RU97103502A
Authority: RU
Inventors: Всеволод Иоакимович Минаев
Original assignee: Всеволод Иоакимович Минаев
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1999-02-27

Abstract

FIELD: pipeline laying technology. SUBSTANCE: according to method, bore-hole is made by means of appropriate working member, pipeline is introduced into bore-hole, and thixotropic solution is delivered into clearance created between pipeline and wall of bore-hole. Thixotropic solution is delivered by means of solution delivery line which is located in aforesaid clearance. Delivery line is uniformly spread along pipeline section located in bore-hole. Device for realization of method has working member, solution delivery line, unit for delivery of thixotropic solution under pressure, and mechanism for sinking pipeline into bore-hole. Solution delivery line is fastened on external surface of pipeline and is made in the form of tube with closed front end. This tube has through-holes which are uniformly spread over length of tube. Through-holes are intended for discharge of thixotropic solution. Outlet of each through-hole is oriented in direction towards wall of bore-hole. EFFECT: reduced amount of thixotropic solution needed when laying service lines in fissured ground together with reduction of force required for extracting pipeline from ground mass for its repair and maintenance. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и строительству и может быть использовано при сооружении переходов под препятствиями бестраншейным методом, а также при прокладке и ремонте трубопроводов для транспортировки различных материалов. The invention relates to mining and construction and can be used in the construction of crossings under obstacles by the trenchless method, as well as in the laying and repair of pipelines for transporting various materials.

Известен способ бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием, который включает отрыв рабочего и приемного котлованов, проходку скважины с прокладкой защитного кожуха и последующее извлечение кожуха с одновременным образованием бетонной обделки стенок скважины. При этом торец проложенного кожуха упирают в упорную стенку, которую устанавливают в приемном котловане, а извлечение кожуха осуществляют формующим приспособлением в направлении, противоположном ходу проходки (см., например, авторское свидетельство СССР N 1271944, кл. E 02 F 5/18, опубл. 1986). A known method of trenchless laying of underground utilities under an obstacle, which includes tearing the working and receiving pits, driving a well with a protective casing and subsequent removal of the casing with the simultaneous formation of concrete lining of the well walls. In this case, the end face of the laid casing is abutted against the abutment wall, which is installed in the receiving pit, and the casing is removed by means of a forming tool in the opposite direction to the penetration (see, for example, USSR author's certificate N 1271944, class E 02 F 5/18, publ. . 1986).

К недостаткам известного способа можно отнести сравнительно высокую энергоемкость процесса прокладки защитного кожуха и ограничения по длине прокладки трубопровода, которые связаны с необходимостью преодоления сил трения боковой поверхности защитного кожуха о грунт. При этом по мере увеличения длины защитного кожуха, взаимодействующего с грунтом, усилие, необходимое для преодоления бокового трения кожуха о грунт, будет возрастать пропорционально площади поверхности взаимодействия защитного кожуха с грунтом. Величина максимального усилия, которое может быть приложено к защитному кожуху для преодоления лобового сопротивления внедрению защитного кожуха в грунт и бокового трения защитного кожуха о грунт, ограничена устойчивостью и прочностью защитного кожуха и, следовательно, максимально возможная длина прокладки будет ограничена. The disadvantages of this method include the relatively high energy consumption of the process of laying a protective casing and restrictions on the length of the pipeline, which are associated with the need to overcome the friction forces of the side surface of the protective casing against the ground. Moreover, as the length of the protective casing interacting with the soil increases, the force required to overcome lateral friction of the casing against the soil will increase in proportion to the surface area of the interaction of the protective casing with the soil. The maximum force that can be applied to the protective casing to overcome the frontal resistance to the introduction of the protective casing into the ground and lateral friction of the protective casing against the ground is limited by the stability and strength of the protective casing and, therefore, the maximum possible length of the gasket will be limited.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием, согласно которому в грунтовом массиве между рабочим и приемным котлованами по проектной оси с помощью рабочего органа образуют скважину, по мере образования скважины в ней размещают трубопровод, диаметр которого менее диаметра скважины, и по мере погружения трубопровода в грунтовый массив в зазор, образованный наружной поверхностью трубопровода и стенками скважины, подают тиксотропный раствор (см., например, авторское свидетельство СССР N 478098, кл. E 02 F 5/18, опубл. 1976). The closest in technical essence and technical result achieved is the method of trenchless laying of underground utilities under an obstacle, according to which a well is formed in the soil mass between the working and receiving pits along the project axis using the working body, and a pipe with a diameter less than that is formed the diameter of the well, and as the pipeline plunges into the soil mass into the gap formed by the outer surface of the pipeline and the walls of the well, iksotropny solution (see., e.g., author's certificate USSR N 478098, Cl. E 02 F 5/18, publ. 1976).

Известный способ, выбранный в качестве ближайшего аналога, частично устраняет недостатки описанного выше, поскольку подача тиксотропного раствора в затрубное пространство позволяет снизить трение между трубопроводом и стенками скважины и, следовательно, увеличить длину прокладки. В известном способе подачу тиксотропного раствора осуществляют в кольцевой зазор между трубопроводом и стенкой скважины из рабочего котлована через устье образованной скважины. При этом предполагается, что тиксотропный раствор по кольцевому зазору распространится по всей длине проложенной части трубопровода. Технология прокладки подземной коммуникации требует циклического ведения работ, при которой уже проложенная часть трубопровода остается в грунтовом массиве длительный период времени, например, для удаления разрушенного грунта, наращивания секции трубопровода и тому подобных операций. Однако при прокладке подземных коммуникаций в трещиноватых породах и грунтовых массивах с искусственными или естественными пустотами, которые расположены на проектной оси прокладываемого трубопровода, тиксотропный раствор, закаченный в затрубное пространство, в период технологического перерыва будет вытекать из затрубного пространства в грунтовый массив. Следовательно, после каждого технологического перерыва перед дальнейшим погружением трубопровода в грунтовый массив необходимо закачивать тиксотропный раствор в затрубное пространство. Указанное обстоятельство приведет к значительному удорожанию работ из-за увеличенного расхода тиксотропного раствора, связанного с его утечками в грунтовый массив. Кроме того, при проведении ремонтных работ, связанных с полной или частичной заменой трубопровода бестраншейным методом, для извлечения трубопровода из скважины необходимо создать определенное осевое усилие, величина которого зависит от площади соприкосновения стенок проложенного трубопровода с грунтовым массивом. При этом величина такового усилия ограничена прочностными характеристиками трубопровода. Однако при реализации известного способа подача тиксотропного раствора в затрубное пространство проложенного трубопровода практически невозможна, поскольку образованный при прокладке кольцевой зазор между трубопроводом и стенками скважины в следствии осадки грунта отсутствует. Указанное обстоятельство приводит к увеличению затрат на выполнение ремонтных работ по замене трубопровода, которые связаны с необходимостью выполнения дополнительных земляных работ по обустройству промежуточного котлована, из которого осуществляют извлечение части трубопровода. The known method, selected as the closest analogue, partially eliminates the disadvantages described above, since the supply of a thixotropic solution into the annulus allows to reduce friction between the pipeline and the walls of the well and, therefore, increase the length of the gasket. In the known method, the thixotropic solution is supplied into the annular gap between the pipeline and the wall of the well from the working pit through the mouth of the formed well. It is assumed that the thixotropic solution along the annular gap will spread along the entire length of the laid part of the pipeline. The technology of laying underground communications requires cyclic work, in which the already laid part of the pipeline remains in the soil mass for a long period of time, for example, to remove destroyed soil, build up a section of the pipeline, and the like. However, when laying underground utilities in fractured rocks and soil massifs with artificial or natural voids that are located on the project axis of the pipeline being laid, a thixotropic solution pumped into the annulus during the technological break will flow from the annulus into the soil mass. Therefore, after each technological break, before further plunging the pipeline into the soil mass, it is necessary to pump the thixotropic solution into the annulus. This circumstance will lead to a significant increase in the cost of work due to the increased consumption of the thixotropic solution associated with its leaks into the soil mass. In addition, when carrying out repairs related to the complete or partial replacement of the pipeline by the trenchless method, to extract the pipeline from the well, it is necessary to create a certain axial force, the value of which depends on the area of contact of the walls of the laid pipeline with the soil mass. Moreover, the magnitude of such effort is limited by the strength characteristics of the pipeline. However, when implementing the known method, the flow of a thixotropic solution into the annular space of the laid pipeline is practically impossible, since the annular gap formed during laying between the pipeline and the walls of the well due to soil precipitation is absent. This circumstance leads to an increase in the cost of repair work on the replacement of the pipeline, which is associated with the need to perform additional excavation work on the arrangement of the intermediate pit, from which part of the pipeline is extracted.

Известно устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствиями, которое содержит рабочий орган, максимальный диаметр которого превышает диаметр прокладываемого трубопровода, приспособление для подачи тиксотропного раствора под давлением в кольцевой зазор между трубопроводом и стенкой скважины и механизм для погружения трубопровода в образованную скважину (см., например, авторское свидетельство СССР N 478098, кл. E 02 F 5/18, опубл. 1976). A device for trenchless laying of underground utilities under obstacles is known, which contains a working body, the maximum diameter of which exceeds the diameter of the laid pipeline, a device for supplying a thixotropic solution under pressure into the annular gap between the pipeline and the wall of the well, and a mechanism for immersing the pipeline in the formed well (see, for example, USSR copyright certificate N 478098, class E 02 F 5/18, publ. 1976).

С помощью известного устройства подачу тиксотропного раствора осуществляют в зазор между трубопроводом и стенкой скважины из рабочего котлована через устье образованной скважины. При этом предполагается, что тиксотропный раствор по кольцевому зазору распространится по всей длине проложенной части трубопровода. Технология прокладки подземной коммуникации требует циклического ведения работ, при которой уже проложенная часть трубопровода остается неподвижной в грунтовом массиве длительный период времени, во время которого осуществляют удаление разрушенного грунта, наращивание очередной секции трубопровода и тому подобные операций. Однако при прокладке подземных коммуникаций в трещиноватых породах и грунтовых массивах с искусственными или естественными пустотами, которые расположены на проектной оси прокладываемого трубопровода, тиксотропный раствор, закаченный в затрубное пространство, в период технологического перерыва будет вытекать из затрубного пространства в грунтовый массив. Следовательно, после каждого технологического перерыва перед дальнейшим погружением трубопровода в грунтовый массив необходимо закачивать тиксотропный раствор в затрубное пространство. Указанное обстоятельство приведет к значительному удорожанию работ из-за увеличенного расхода тиксотропного раствора, связанного с его утечками в грунтовый массив. Кроме того, при проведении ремонтных работ, связанных с полной или частичной заменой трубопровода бестраншейным методом, для извлечения трубопровода из скважины необходимо создать определенное осевое усилие, величина которого зависит от площади соприкосновения стенок проложенного трубопровода с грунтовым массивом. При этом величина такого усилия ограничена прочностными характеристиками трубопровода. Однако осуществление подачи тиксотропного раствора в затрубное пространство проложенного трубопровода практически невозможно, поскольку образованный при прокладке кольцевой зазор между трубопроводом и стенками скважины в следствие осадки грунта заполняется последним. Указанное обстоятельство приводит к увеличению затрат на выполнение ремонтных работ по замене трубопровода, которые связаны с необходимостью выполнения дополнительных земляных работ по обустройству промежуточного котлована, из которого осуществляют извлечение части трубопровода. Using the known device, the thixotropic solution is supplied into the gap between the pipeline and the wall of the well from the working pit through the mouth of the formed well. It is assumed that the thixotropic solution along the annular gap will spread along the entire length of the laid part of the pipeline. The technology of laying underground communications requires cyclic work, in which the already laid part of the pipeline remains stationary in the soil mass for a long period of time, during which the destruction of the destroyed soil is carried out, the next section of the pipeline is built up, and the like. However, when laying underground utilities in fractured rocks and soil massifs with artificial or natural voids that are located on the project axis of the pipeline being laid, a thixotropic solution pumped into the annulus during the technological break will flow from the annulus into the soil mass. Therefore, after each technological break, before further plunging the pipeline into the soil mass, it is necessary to pump the thixotropic solution into the annulus. This circumstance will lead to a significant increase in the cost of work due to the increased consumption of the thixotropic solution associated with its leaks into the soil mass. In addition, when carrying out repairs related to the complete or partial replacement of the pipeline by the trenchless method, to extract the pipeline from the well, it is necessary to create a certain axial force, the value of which depends on the area of contact of the walls of the laid pipeline with the soil mass. Moreover, the magnitude of such an effort is limited by the strength characteristics of the pipeline. However, the delivery of a thixotropic solution into the annular space of the laid pipeline is practically impossible, since the annular gap formed during the laying between the pipeline and the walls of the well due to soil settlement is filled last. This circumstance leads to an increase in the cost of repair work on the replacement of the pipeline, which is associated with the need to perform additional excavation work on the arrangement of the intermediate pit, from which part of the pipeline is extracted.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствиями, включающее рабочий орган, максимальный диаметр которого превышает диаметр прокладываемого трубопровода, размещенный в кольцевом зазоре между трубопроводом и стенкой скважины по меньшей мере один растворопровод для подвода тиксотропного раствора, который закреплен на наружной поверхности прокладываемого трубопровода, приспособление для подачи тиксотропного раствора под давлением, которое гидравлически соединено с растворопроводом для подвода тиксотропного раствора, и механизм для погружения трубопровода в образованную скважину (см., например, авторское свидетельство СССР N 1559062, кл. E 02 F 5/18, опубл. 1990). The closest in technical essence is a device for trenchless laying of underground utilities under obstacles, including a working body, the maximum diameter of which exceeds the diameter of the laid pipeline, located in the annular gap between the pipeline and the wall of the well, at least one solution pipe for supplying a thixotropic solution, which is fixed to the outer the surface of the laid pipeline, a device for supplying a thixotropic solution under pressure, which is hydraulically ki connected with thixotropic mud channel for supplying a solution, and a mechanism for immersing a formed pipe well (see., e.g., USSR Inventor's Certificate N 1559062, Cl. E 02 F 5/18, publ. 1990).

Известному устройству, выбранному в качестве ближайшего аналога, присущи все недостатки описанного выше устройства, то есть повышенный расход тиксотропного раствора при прокладке подземных коммуникаций в трещиновидных грунтах и значительные трудозатраты при выполнении работ по замене трубопровода. The known device, selected as the closest analogue, is characterized by all the disadvantages of the above device, that is, the increased consumption of a thixotropic solution when laying underground utilities in fractured soils and significant labor costs when performing work to replace the pipeline.

Изобретение направлено на решение задачи по созданию такой технологии бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием и устройства для ее осуществления, которые обеспечивали бы снижение стоимости работ при прокладке коммуникаций в трещиновидных грунтах и при замене трубопровода в процессе его эксплуатации. Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, заключается в снижении расхода тиксотропного раствора при прокладке коммуникации в трещиновидных грунтах и снижении усилия, необходимо для извлечения трубопровода из грунтового массива, при выполнении ремонтных работ. The invention is aimed at solving the problem of creating such a technology for trenchless laying of underground utilities under an obstacle and devices for its implementation, which would reduce the cost of work when laying utilities in fractured soils and when replacing the pipeline during its operation. The technical result that can be obtained by implementing the invention is to reduce the consumption of a thixotropic solution when laying communication in fractured soils and to reduce the effort necessary to extract the pipeline from the soil mass during repair work.

Поставленная задача решена за счет того, что в способе бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием, согласно которому в грунтовом массиве между рабочим и приемным котлованами по проектной оси с помощью рабочего органа образуют скважину, по мере образования скважины в ней размещают трубопровод, диаметр которого менее диаметра скважины, и в процессе погружения трубопровода в грунтовый массив в зазор, образованный наружной поверхностью трубопровода и стенками скважины, подают тиксотропный раствор, подачу тиксотропного раствора в зазор между трубопроводом и стенками скважины осуществляют с помощью по меньшей мере одного размещенного в указанном зазоре растворопровода и равномерно по всей длине расположенной в скважине части трубопровода. The problem is solved due to the fact that in the method of trenchless laying of underground utilities under an obstacle, according to which a well is formed in the soil mass between the working and receiving pits along the project axis with the help of the working body, a pipeline with a diameter less than the diameter is formed wells, and in the process of immersion of the pipeline into the soil mass in the gap formed by the outer surface of the pipeline and the walls of the well, thixotropic solution is supplied, thixotropically solution in the gap between the pipeline and the walls of the well is carried out using at least one placed in the specified gap of the pipeline and evenly along the entire length located in the well of the pipeline.

Поставленная задача решена за счет того, что в устройстве для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствиями, включающем рабочий орган, максимальный диаметр которого превышает диаметр прокладываемого трубопровода, размещенный в кольцевом зазоре между трубопроводом и стенкой скважины по меньшей мере один растворопровод для подвода тиксотропного раствора, который закреплен на наружной поверхности прокладываемого трубопровода, приспособление для подачи тиксотропного раствора под давлением, которое гидравлически соединено с растворопроводом для подвода тиксотропного раствора, и механизм для погружения трубопровода в образованную скважину, растворопровод для подвода тиксотропного раствора выполнен в виде патрубка с закрытым передним концом, при этом патрубок выполнен с равномерно расположенными по его длине сквозными каналами для выпуска тиксотропного раствора, выход каждого из которых ориентирован в направлении к стенке скважины. The problem is solved due to the fact that in the device for trenchless laying of underground utilities under obstacles, including a working body, the maximum diameter of which exceeds the diameter of the laid pipeline, located in the annular gap between the pipeline and the wall of the well, at least one solution pipe for supplying a thixotropic solution, which fixed on the outer surface of the laid pipeline, a device for supplying a thixotropic solution under pressure, which is hydraulically it is single with the solution pipeline for supplying the thixotropic solution, and the mechanism for immersing the pipeline into the formed well, the solution pipeline for supplying the thixotropic solution is made in the form of a pipe with a closed front end, while the pipe is made with through channels evenly spaced along its length to release the thixotropic solution, the output of each of which is oriented towards the wall of the well.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций может быть выполнено с приспособлением для очистки сквозных каналов патрубки. При таком варианте конструктивного выполнения устройства повышается эксплуатационная надежность устройства за счет предотвращения забивания грунтом сквозных каналов в патрубке при технологических простоях или при извлечении трубопровода для его ремонта. In addition, the task is solved due to the fact that the device for trenchless laying of underground utilities can be performed with a device for cleaning through channels of the pipe. With this embodiment, the design of the device increases the operational reliability of the device by preventing clogging with soil through channels in the pipe during technological downtime or when removing the pipeline for repair.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что приспособление для очистки сквозных каналов патрубка может быть выполнено в виде установленного с возможностью осевого перемещения в патрубке стержня с осевым каналом для прохода очистного агента и закрепленной на переднем конце стержня полой рабочей головки с соплами для истечения очистного агента, при этом осевой канал в стержне сообщен с полостью рабочей головки, что позволяет упростить конструкцию указанного приспособления. In addition, the task is solved due to the fact that the device for cleaning the through channels of the pipe can be made in the form of a shaft mounted with the possibility of axial movement in the pipe with an axial channel for the passage of the cleaning agent and a hollow working head fixed to the front end of the rod with nozzles for expiration cleaning agent, while the axial channel in the rod is in communication with the cavity of the working head, which allows to simplify the design of this device.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что приспособление для очистки сквозных каналов патрубка может быть выполнено в виде установленного с возможностью осевого перемещения в патрубке полого стержня для подвода очистного агента с закрытым передним торцом и с двумя расположенными на его переднем конце выступами цилиндрической формы, при этом выступы смещены друг относительно друга по продольной оси стержня, а обращенные друг к другу торцы выступов и расположенная между выступами наружная поверхность стержня образуют рабочую камеру, причем стержень выполнен с по меньшей мере одним радиальным каналом, посредством которого полость стержня сообщена с рабочей камерой. При таком варианте конструктивного выполнения указанного приспособления повышается эффективность очистки сквозных каналов в патрубке за счет обеспечения возможности создания локальной зоны повышенного давления, способствующего выносу частиц грунта из сквозного канала. In addition, the task is solved due to the fact that the device for cleaning the through channels of the pipe can be made in the form of a hollow rod installed with the possibility of axial movement in the pipe for supplying the cleaning agent with a closed front end and with two cylindrical protrusions located on its front end while the protrusions are offset relative to each other along the longitudinal axis of the rod, and the ends of the protrusions facing each other and the outer surface of the rod located between the protrusions form a slave the perimeter of the chamber, and the rod is made with at least one radial channel, through which the cavity of the rod is in communication with the working chamber. With this embodiment, the design of the indicated device increases the efficiency of cleaning the through channels in the pipe by providing the possibility of creating a local zone of high pressure, contributing to the removal of soil particles from the through channel.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием, на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - один из вариантов конструктивного выполнения приспособления для очистки сквозных каналов патрубка и на фиг. 4 - один из вариантов конструктивного выполнения приспособления для очистки сквозных каналов патрубка. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a device for trenchless laying of underground utilities under an obstacle, FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1, in FIG. 3 - one of the options for constructive implementation of the device for cleaning through channels of the pipe and in FIG. 4 - one of the options for the structural implementation of the device for cleaning through channels of the pipe.

В соответствии со способом бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием в грунтовом массиве между рабочим котлованом 1 и приемным котлованом (на чертежах не изображен) по проектной оси 2 с помощью рабочего органа 3 образуют скважину 4. Образование скважины 4 в грунтовом массиве может быть осуществлено любым известным методом, например, путем уплотнения грунта в окружающий массив или путем полного или частичного разрушения грунта с транспортировкой продуктов разрушения на поверхность. В качестве рабочего органа 3 при образовании скважины 4 в грунтовом массиве может быть использован, например, пневмопробойник, кольцевая ножевая секция или конусный наконечник. По мере образования скважины 4 в ней размещают трубопровод 5, диаметр которого менее диаметра образованной скважины 4, то есть между стенками скважины 4 и наружной поверхностью трубопровода 5 в процессе его погружения в скважину 4 образуется зазор 6. Размещение трубопровода 5 в скважине 4 может быть совмещено с образованием скважины 4, для чего передней конец трубопровода 5 соединяют с рабочим органом 3. Трубопровод 5 может быть размещен в скважине 4 после проходки ее на проектную длину или часть ее, для чего трубопровод 5 с помощью специального приспособления, выполненного, например, в виде лебедки, затягивают из рабочего котлована 1 в скважину 4. Следует отметить, что размещение трубопровода 5 в скважине 4 может осуществляться либо отдельными секциями, которые по мере их погружения в грунтовый массив последовательно наращивают в рабочем котловане 1, либо предварительно смонтированной на поверхности плетью, длина которой соответствует длине перехода. В процессе погружения трубопровода 5 в образованную в грунтовом массиве скважину 4 в зазор 6, образованный наружной поверхностью стенок трубопровода 5 и стенкой скважины, подают тиксотропный раствор. Для предотвращения вытекания тиксотропного раствора из зазора 6 в рабочий котлован 1 в устье скважины 4 устанавливают уплотнительный элемент (на чертежах не изображен), который может быть выполнен, например, в виде заполненного рабочим агентом тора из эластичного материала. Подачу тиксотропного раствора в зазор 6 между трубопроводом 5 и стенкой скважины 4 осуществляют с помощью по меньшей мере одного размещенного в зазоре 6 растворопровода 7. Для этого растворопровод 7 соединяют с приспособлением 8 для подачи тиксотропного раствора под давлением, которое может быть выполнено, например, в виде насоса, всасывающий патрубок которого соединен с емкостью 9 для размещения тиксотропного раствора. Подачу тиксотропного раствора в зазор 6 осуществляют равномерно по всей длине расположенной в скважине 4 части трубопровода 5, для чего растворопровод 7 может быть выполнен с равномерно расположенными по его длине сквозными каналами 10 для выпуска тиксотропного раствора в зазор 6. При подаче тиксотропного раствора в зазор 6 часть его через трещины и каверны уходит в грунтовый массив, а другая часть образует слой смазки между взаимодействующими поверхностями стенок трубопровода 5 и скважины 4, снижая трение между ними и, следовательно, снижая величину усилия, необходимого для перемещения трубопровода 5 в скважине 4. При этом подачу тиксотропного раствора в зазор 6 осуществляют только при перемещении трубопровода 5, а в период технологической остановки, то есть когда перемещение трубопровода 5 останавливают, например, для наращивания очередной секции трубопровода 5 или для эвакуации разрушенной при образовании скважины 4 породы, подачу тиксотропного раствора в зазор 6 на этот период прекращают. В указанный период тиксотропный раствор из зазора 6 может полностью уйти через трещины в грунтовый массив, но поскольку подача тиксотропного раствора прекращена, то, следовательно, его бесполезная трата осуществляться не будет. Перед началом работ, связанных с перемещением трубопровода 5 в грунтовом массиве, подачу тиксотропного раствора в зазор 6 возобновляют, что позволяет восстановить слой смазки из тиксотропного раствора. После окончания прокладки трубопровода 5, то есть после выхода его переднего конца в приемный котлован, подачу тиксотропного раствора прекращают, а растворопровод для подвода тиксотропного раствора либо отсоединяют от трубопровода 5 и извлекают для дальнейшего использования, либо оставляют в скважине 4 при дальнейшей эксплуатации трубопровода 5. В последнем случае при выполнении ремонтных работ, связанных с извлечением из грунтового массива трубопровода 5 для его дальнейшей замены, растворопровод 7 подсоединяют к приспособлению 8 для подачи тиксотропного раствора под давлением. Тиксотропный раствор из равномерно расположенных по всей длине проложенного трубопровода 5 сквозных каналов 10 поступает в окружающий трубопровод 5 грунтовый массив, обеспечивая тем самым образование слоя смазки между трубопроводом 5 и грунтом. Образованный слой смазки снижает величину осевого усилия, необходимого для извлечения из грунтового массива трубопровода 5. Более подробно технология бестраншейной прокладки коммуникаций под препятствием будет раскрыта ниже при описании работы устройства, с помощью которого реализуется способ. In accordance with the method of trenchless laying of underground utilities under an obstacle in the soil mass between the working pit 1 and the receiving pit (not shown in the drawings) along the project axis 2 using the working body 3 form a well 4. The formation of a well 4 in the soil mass can be carried out by any known by a method, for example, by compaction of soil in the surrounding massif or by complete or partial destruction of soil with transportation of destruction products to the surface. As a working body 3 during the formation of a well 4 in a soil massif, for example, a pneumatic punch, an annular knife section or a conical tip can be used. As the well 4 is formed, a pipeline 5 is placed in it, the diameter of which is less than the diameter of the formed well 4, that is, a gap 6 is formed between the walls of the well 4 and the outer surface of the pipeline 5 during its immersion in the well 4. The placement of the pipeline 5 in the well 4 can be combined with the formation of the well 4, for which the front end of the pipeline 5 is connected with the working body 3. The pipeline 5 can be placed in the well 4 after sinking it to the design length or part of it, for which the pipeline 5 using special the device, made, for example, in the form of a winch, is pulled from the working pit 1 into the well 4. It should be noted that the placement of the pipeline 5 in the well 4 can be carried out either in separate sections, which, as they are immersed in the soil mass, are sequentially increased in the working pit 1, or pre-mounted on the surface with a lash, the length of which corresponds to the length of the transition. In the process of immersion of the pipeline 5 in the well 4 formed in the soil mass in the gap 6 formed by the outer surface of the walls of the pipeline 5 and the well wall, a thixotropic solution is supplied. To prevent the thixotropic solution from flowing out of the gap 6 into the working pit 1, a sealing element (not shown in the drawings) is installed at the wellhead 4, which can be made, for example, in the form of a torus filled with a working agent from elastic material. The thixotropic solution is supplied into the gap 6 between the pipeline 5 and the borehole wall 4 using at least one solution pipeline 7 located in the gap 6. For this, the solution pipeline 7 is connected to the device 8 for supplying a thixotropic solution under pressure, which can be performed, for example, in in the form of a pump, the suction pipe of which is connected to a container 9 for accommodating a thixotropic solution. The thixotropic solution is fed into the gap 6 uniformly along the entire length of the pipeline 5 part located in the well 4, for which the solution pipeline 7 can be made with through channels 10 evenly spaced along its length to discharge the thixotropic solution into the gap 6. When the thixotropic solution is fed into the gap 6 part of it passes through cracks and caverns into the soil mass, and the other part forms a lubricant layer between the interacting surfaces of the walls of the pipeline 5 and well 4, reducing friction between them and, therefore, reducing the amount of force required to move the pipeline 5 in the well 4. In this case, the thixotropic solution is supplied to the gap 6 only when the pipeline 5 is moved, and during the process stop, that is, when the movement of the pipeline 5 is stopped, for example, to build up another section of the pipeline 5 or to evacuate the rock destroyed during the formation of the well 4, the flow of the thixotropic solution into the gap 6 for this period is stopped. During this period, the thixotropic solution from the gap 6 can completely escape through the cracks into the soil mass, but since the flow of the thixotropic solution is stopped, then, therefore, its useless waste will not be carried out. Before starting work associated with the movement of the pipeline 5 in the soil mass, the flow of the thixotropic solution into the gap 6 is resumed, which allows you to restore the lubricant layer from the thixotropic solution. After the laying of pipeline 5, that is, after the front end has entered the receiving pit, the supply of the thixotropic solution is stopped, and the solution pipe for supplying the thixotropic solution is either disconnected from the pipeline 5 and removed for further use, or left in the well 4 during further operation of the pipeline 5. In the latter case, when performing repair work related to the extraction of the pipeline 5 from the soil mass for its further replacement, the solution pipe 7 is connected to the device 8 for Aci thixotropic solution under pressure. The thixotropic solution from the through channels 10 evenly spaced along the entire length of the laid pipeline 5 enters the surrounding array 5 of the soil mass, thereby ensuring the formation of a lubricant layer between the pipeline 5 and the soil. The formed lubricant layer reduces the magnitude of the axial force required to extract pipeline 5 from the soil massif. In more detail, the technology of trenchless laying of communications under an obstacle will be disclosed below when describing the operation of the device by which the method is implemented.

Устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием содержит рабочий орган 3, максимальный диаметр которого превышает диаметр прокладываемого трубопровода 5. Рабочий орган 5 может быть выполнен, например, в виде конусного наконечника (фиг. 1), который размещен на переднем конце прокладываемого трубопровода 5, или кольцевой ножевой секции (на чертежах не изображена), которая закреплена на переднем торце прокладываемого трубопровода 5. На наружной поверхности прокладываемого трубопровода 5 закреплен с помощью разъемного или неразъемного соединения по меньшей мере один растворопровод 7 для подвода тиксотропного раствора, который выполнен в виде патрубка с закрытым передним концом. Патрубок выполнен с равномерно расположенными по его длине сквозными каналами 10 для выпуска тиксотропного раствора, выход каждого из которых ориентирован в направлении к стенке скважины 4. Растворопровод 7 может быть выполнен в виде отдельных секций, которые соединены между собой с помощью разъемного соединения. Наружный диаметр растворопровода 7 выбирается из условия возможности его размещения в кольцевом зазоре 6, образованном трубопроводом 5 и стенкой скважины 4. В случае использования нескольких растворопроводов 7 для подвода тиксотропного раствора их целесообразно разместить равномерно по периметру прокладываемого трубопровода 5 и расположить их продольные оси параллельно продольной оси симметрии трубопровода 5. Приспособление 8 для подачи тиксотропного раствора под давлением гидравлически соединено с растворопроводом 7 и может быть размещено в рабочем котловане 1. Приспособление 8 для подачи тиксотропного раствора может быть выполнено, например, в виде насоса, нагнетательный патрубок которого посредством магистрали гидравлически соединен с полостью растворопровода 7, а всасывающий патрубок - с емкостью 9 для размещения тиксотропного раствора. Устройство содержит также механизм для погружения трубопровода 5 в образованную скважину 4, который может быть выполнен, например, в виде силовых цилиндров 11, нажимной плиты 12 для передачи осевого усилия на задний торец прокладываемого трубопровода и упорной стенки 13. A device for trenchless laying of underground utilities under an obstacle contains a working body 3, the maximum diameter of which exceeds the diameter of the laid pipeline 5. The working body 5 can be made, for example, in the form of a conical tip (Fig. 1), which is placed on the front end of the laid pipeline 5, or an annular knife section (not shown in the drawings), which is fixed on the front end of the laid pipeline 5. On the outer surface of the laid pipeline 5 is fixed with removable or permanent connection at least one mortar line 7 for supplying a thixotropic solution, which is made in the form of a pipe with a closed front end. The pipe is made with through channels 10 evenly spaced along its length for the release of a thixotropic solution, the output of each of which is oriented towards the wall of the well 4. The solution pipe 7 can be made in the form of separate sections that are interconnected using a detachable connection. The outer diameter of the mortar pipe 7 is selected from the condition of its placement in the annular gap 6 formed by the pipeline 5 and the wall of the well 4. In the case of using several mortar pipelines 7 for supplying a thixotropic solution, it is advisable to place them uniformly along the perimeter of the laid pipeline 5 and arrange their longitudinal axes parallel to the longitudinal axis symmetry of the pipeline 5. The device 8 for supplying a thixotropic solution under pressure is hydraulically connected to the solution pipe 7 and can be times escheno in the working pit 1. The device 8 for supplying the thixotropic solution may be performed, for example, as a pump discharge pipe through which line is hydraulically connected with the cavity 7 mud channel, and the suction pipe - with a capacity of 9 to accommodate a thixotropic solution. The device also contains a mechanism for immersing the pipeline 5 in the formed well 4, which can be performed, for example, in the form of power cylinders 11, a pressure plate 12 for transmitting axial force to the rear end of the pipe being laid and the thrust wall 13.

Устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием может быть выполнено с приспособлением для очистки сквозных каналов 10 патрубка. A device for trenchless laying of underground utilities under an obstacle can be made with a device for cleaning through channels 10 of the pipe.

Приспособление для очистки сквозных каналов 10 патрубка может быть выполнено в виде установленного с возможностью осевого перемещения в патрубке стержня 14 с осевым каналом 15 для прохода очистного агента и закрепленной на переднем конце стержня полой рабочей головки 16 с соплами 17 для истечения очистного агента (фиг. 3). Осевой канал 15 в стержне 14 сообщен с полостью рабочей головки 16. В качестве очистного агента может быть использована жидкость, например, вода или газ, например, воздух. Осевой канал 15 гидравлически соединен с источником для подачи очистного агента под давлением (на чертежах не изображен), который может быть выполнен соответственно в виде размещенного в рабочем котловане 1 водяного насоса или компрессора. Стержень 14 может быть выполнен в виде последовательно соединенных между собой посредством разъемного соединения секций. A device for cleaning the through channels 10 of the nozzle can be made in the form of a shaft 14 mounted with the possibility of axial movement in the nozzle with an axial channel 15 for the passage of the cleaning agent and a hollow working head 16 with nozzles 17 for the discharge of the cleaning agent fixed to the front end of the rod (Fig. 3 ) The axial channel 15 in the rod 14 communicates with the cavity of the working head 16. As a cleaning agent can be used liquid, for example, water or gas, for example, air. The axial channel 15 is hydraulically connected to a source for supplying a cleaning agent under pressure (not shown in the drawings), which can be made in the form of a water pump or compressor located in the working pit 1. The rod 14 can be made in the form of series-connected by means of a detachable connection sections.

Приспособление для очистки сквозных каналов 10 патрубка может быть выполнено в виде установленного с возможностью осевого перемещения в патрубке полого стержня 18 для подвода очистного агента с закрытым передним концом и с двумя расположенными на его переднем конце выступами 19 цилиндрической формы (фиг. 4). Каждый выступ 19 может быть образован закрепленной на стержне 18 отдельной деталью в виде цилиндра с осевым отверстием для размещения полого стерня 18 или выполнен за одно целое с полым стержнем 18. Выступы 19 смещены друг относительно друга по продольной оси полого стержня 18. При этом обращенные друг к другу торцы выступов 19 и расположенная между выступами 19 наружная поверхность полого стержня 18 образуют рабочую камеру 20. Полый стержень 18 выполнен с по меньшей мере одним радиальным каналом 21, посредством которого полость стержня 18 сообщена с рабочей камерой 20. A device for cleaning the through channels 10 of the nozzle can be made in the form of an axially displaced hollow rod 18 for supplying a cleaning agent with a closed front end and with two cylindrical protrusions 19 located on its front end (Fig. 4). Each protrusion 19 can be formed by a separate part fixed to the rod 18 in the form of a cylinder with an axial hole for accommodating the hollow stub 18 or made integrally with the hollow rod 18. The protrusions 19 are offset relative to each other along the longitudinal axis of the hollow rod 18. In this case, facing each other to each other, the ends of the protrusions 19 and the outer surface of the hollow rod 18 located between the protrusions 19 form a working chamber 20. The hollow rod 18 is made with at least one radial channel 21, through which the cavity of the rod 18 is in communication with p Camera 20.

Устройство для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под препятствием работает следующим образом. A device for trenchless laying of underground utilities under an obstacle works as follows.

В предварительно обустроенном рабочем котловане 1 размещают механизм для погружения трубопровода 5 в образованную скважину 4. На переднем конце первой секции прокладываемого трубопровода 5 устанавливают рабочий орган 3. На наружной поверхности секции прокладываемого трубопровода 5 закрепляют растворопровод 7 для подвода тиксотропного раствора, полость которого гидравлически соединяют с приспособлением 8 для подачи тиксотропного раствора под давлением. Затем включают силовые цилиндры 11 механизма для погружения трубопровода 5, которые передают осевое усилие через нажимную плиту 12 на задний торец трубопровода 5. Реакцию силовых цилиндров 11 воспринимает упорная стенка 13. Под действием осевого усилия, которое прокладываемый трубопровод 5 передается на рабочий орган 3, последний начинает внедряться в грунтовый массив, образуя за собой скважину 4, диаметр которой превышает диаметр прокладываемого трубопровода 5. После погружения трубопровода 5 в грунтовый массив на 1-2 метра проходку останавливают и устье образованной скважины 4 размещают уплотнительный элемент (на чертежах не изображен), который изолирует зазор 6 от рабочего котлована 1, не препятствуя при этом перемещению трубопровода 5. После герметизации зазора 6 включают приспособление 8 для подачи тиксотропного раствора подо давлением, которое подает тиксотропный раствор из емкости 9 в полость растворопровода 7. Через сквозные каналы 10 патрубка тиксотропный раствор поступает в зазор 6. Контроль за заполнением зазора 6 осуществляют с помощью расположенного на уплотнительном элементе датчика (на чертежах не изображен). Для исключения попадания тиксотропного раствора в рабочий котлован 1 через сквозные каналы 10 патрубка, которые расположены вне кольцевого зазора 6 (в рабочем котловане 1), последние могут быть заглушены специальными пробками (на чертежах не изображены), которые по мере погружения растворопровода 8 последовательно снимают перед уплотнительным элементом. После заполнения зазора 6 тиксотропным раствором включают силовые цилиндры 11 и продолжают образование скважины 4 с одновременным размещением в ней трубопровода 5. После погружения первой секции прокладываемого трубопровода 5 в грунтовый массив проходку прекращают и одновременно прекращают подачу тиксотропного раствора в растворопровод 7. Затем к заднему торцу секции прокладываемого трубопровода 5 присоединяют очередную секцию трубопровода 5, наращивают растворопровод 7 и после этого возобновляют подачу тиксотропного раствора в зазор 6. После заполнения зазора 6 включают механизм для погружения трубопровода 5 в образованную скважину 4 и продолжают прокладку трубопровода 5 с одновременной подачей тиксотропного раствора в зазор 6. После выхода рабочего органа 3 в приемный котлован подачу тиксотропного раствора прекращают и рабочий орган 3 отсоединяют от проложенного трубопровода 5. При этом растворопровод 7 после окончания прокладки трубопровода 5 может быть извлечен из скважины 4 или оставлен в ней. В последнем случае при выполнении ремонтных работ, связанных с заменой трубопровода 5 или его участка, перед извлечением трубопровода из грунтового массива через предварительно открытый рабочий котлован растворопровод 7 присоединяют к приспособлению 8 для подачи тиксотропного раствора под давлением. При этом тиксотропный раствор через сквозные каналы 10 поступает в грунтовый массив и создает между трубопроводом 5 и грунтом слой смазки, который облегчает извлечение трубопровода 5 из грунтового массива. In a pre-equipped working pit 1, a mechanism for immersing the pipeline 5 into the formed well 4 is placed. At the front end of the first section of the laid pipeline 5, a working member 3 is installed. On the outer surface of the section of the laid pipeline 5, a solution pipeline 7 is fixed for supplying a thixotropic solution, the cavity of which is hydraulically connected a device 8 for supplying a thixotropic solution under pressure. Then include the power cylinders 11 of the mechanism for immersion of the pipeline 5, which transmit the axial force through the pressure plate 12 to the rear end of the pipeline 5. The reaction of the power cylinders 11 is perceived by the thrust wall 13. Under the action of the axial force, which is laid pipe 5 is transmitted to the working body 3, the last begins to penetrate into the soil mass, forming a well 4 behind it, the diameter of which exceeds the diameter of the laid pipeline 5. After immersing the pipeline 5 in the soil mass by 1-2 meters, the penetration stopped The mouth and the mouth of the formed well 4 have a sealing element (not shown in the drawings) that isolates the gap 6 from the working pit 1 without blocking the movement of the pipeline 5. After sealing the gap 6, the device 8 is turned on for feeding the thixotropic solution under pressure, which delivers the thixotropic the solution from the tank 9 into the cavity of the solution pipeline 7. Through the through channels 10 of the nozzle, the thixotropic solution enters the gap 6. The filling of the gap 6 is monitored using the seal located on the sensor element (not shown in the drawings). To exclude the entry of the thixotropic solution into the working pit 1 through the through channels 10 of the pipe, which are located outside the annular gap 6 (in the working pit 1), the latter can be plugged with special plugs (not shown in the drawings), which, as the solution pipe 8 is immersed, are sequentially removed before sealing element. After filling the gap 6 with the thixotropic solution, the actuators 11 are turned on and the well 4 is continued to be formed while the pipeline 5 is placed in it. After the first section of the laid pipeline 5 is immersed in the soil mass, the penetration is stopped and the flow of the thixotropic solution into the solution pipe 7 is stopped. the pipeline being laid 5 is connected to the next section of the pipeline 5, the mortar pipeline 7 is increased, and then the flow of the thixotropic solution into the gap 6 is resumed After filling the gap 6, turn on the mechanism for immersing the pipeline 5 into the formed well 4 and continue laying the pipeline 5 with the simultaneous supply of the thixotropic solution into the gap 6. After the working body 3 enters the receiving pit, the thixotropic solution is stopped and the working body 3 is disconnected from the laid pipeline 5 In this case, the mud pipe 7 after the completion of the laying of the pipeline 5 can be removed from the well 4 or left in it. In the latter case, when performing repair work related to the replacement of the pipeline 5 or its section, before removing the pipeline from the soil mass through a previously opened working pit, the solution pipeline 7 is connected to the device 8 for supplying a thixotropic solution under pressure. In this case, the thixotropic solution through the through channels 10 enters the soil mass and creates a lubricant layer between the pipeline 5 and the soil, which facilitates the extraction of the pipeline 5 from the soil mass.

При прекращении подачи тиксотропного раствора во время технологических перерывов или при проведении ремонтных работ в связи с осадкой грунта не исключена возможность забивания частицами грунта сквозных каналов 10. В этом случае в полость растворопровода 7 из рабочего котлована 1 вводят приспособление для очистки сквозных каналов 10. При этом в зависимости от варианта конструктивного выполнения указанного приспособления очистной агент подают под давлением в осевой канал 15 стержня 14 или в полость стержня 18 для подвода очистного агента. При осевом перемещении стержня 14 с рабочей головкой 16 внутри растворопровода 7 (фиг. 3) очистной агент из осевого канала 15 поступает в полость рабочей головки 16 и далее через сопла 17 в виде высокоскоростных струй в сквозные каналы 10, очищая их от частиц грунта. При осевом перемещении полого стержня 18 внутри растворопровода 7 (фиг. 4) очистной агент из полости стержня 18 через радиальный канал 21 поступает в рабочую камеру 20 и далее в сквозной канал 10 растворопровода 7, очищая его от частиц грунта. When the thixotropic mortar is discontinued during technological breaks or during repair work in connection with soil settlement, it is possible that particles of soil can block the through channels 10. In this case, a device for cleaning the through channels 10 is introduced into the cavity of the mud pipe 7 from the working pit 1. depending on the embodiment of the said device, the cleaning agent is supplied under pressure into the axial channel 15 of the rod 14 or into the cavity of the rod 18 for supplying the cleaning agent. During axial movement of the rod 14 with the working head 16 inside the solution pipe 7 (Fig. 3), the cleaning agent from the axial channel 15 enters the cavity of the working head 16 and then through nozzles 17 in the form of high-speed jets into the through channels 10, cleaning them from soil particles. With the axial movement of the hollow rod 18 inside the mortar 7 (Fig. 4), the cleaning agent from the cavity of the rod 18 through the radial channel 21 enters the working chamber 20 and then into the through channel 10 of the mortar 7, cleaning it of soil particles.

Claims

1. The method of trenchless laying of underground utilities under an obstacle, according to which a well is formed in the soil mass between the working and receiving pits along the project axis using the working body, as a well is formed, a pipeline is placed in it, the diameter of which is less than the diameter of the well, and as the pipeline sinks in the soil mass in the gap formed by the outer surface of the pipeline and the walls of the well, serves thixotropic solution, characterized in that the flow of the thixotropic solution in the gap between t uboprovodom and walls of the well is performed using at least one gap arranged in said mud channel and uniformly over the entire length situated in the well of the pipeline.

2. A device for trenchless laying of underground utilities under obstacles, including a working body, the maximum diameter of which exceeds the diameter of the laid pipeline, located in the annular gap between the pipeline and the wall of the well, at least one solution pipe for supplying a thixotropic solution, which is fixed on the outer surface of the laid pipeline, a device for supplying a thixotropic solution under pressure, which is hydraulically connected to a solution line for supplying thix spacer solution, and a mechanism for immersing the pipeline into the formed well, characterized in that the solution pipe for supplying the thixotropic solution is made in the form of a pipe with a closed front end, while the pipe is made with through channels evenly spaced along its length to release the thixotropic solution, the output of each of which is oriented towards the wall of the well.

3. The device according to claim 2, characterized in that it is made with a device for cleaning the through channels of the pipe.

4. The device according to claim 3, characterized in that the device for cleaning the through channels of the nozzle is made in the form of a shaft mounted with axial movement in the nozzle with an axial channel for the passage of the cleaning agent and a hollow working head with nozzles fixed to the front end of the rod for nozzles to flow agent, while the axial channel in the rod is in communication with the cavity of the working head.

5. The device according to claim 3, characterized in that the device for cleaning the through channels of the nozzle is made in the form of a hollow rod installed with the possibility of axial movement in the nozzle for supplying a cleaning agent with a closed front end and with two cylindrical protrusions located on its front end, the protrusions are offset relative to each other along the longitudinal axis of the rod, and the ends of the protrusions facing each other and the outer surface of the rod located between the protrusions form a working chamber, moreover ny is made with at least one radial channel through which the cavity of the rod is in communication with the working chamber.