Подъём трубы и колонны труб: ключевые факторы успешного строительства изогнутого микротоннеля — TBM: журнал Tunnel Business Magazine

Желаемый результат работы по микротоннелированию – это точно и безупречно проложенный трубопровод. В идеале, поднятая труба также служит несущей трубой, что позволяет избежать дорогостоящей прокладки дополнительной трубы. Наилучшим преимуществом эксплуатации микротоннеля для владельца является максимально возможная длина трубопровода на ствол: как только система заработает, стоимость погонного фута снижается с каждым подъемом каждого дополнительного фута. Изогнутые выравнивания позволяют увеличить длину привода, избегая препятствий и промежуточных валов. Однако необходимо учитывать некоторые ключевые аспекты, связанные с подъемом трубы и колонны труб, чтобы обеспечить безупречное качество установленной трубы.

Сегодня крутые повороты при прокладке микротоннелей в большинстве случаев возможны только при использовании жестких толстостенных подъемных труб с шарнирными соединениями, таких как железобетон или полимербетон. На криволинейной трассе из-за жесткости материала прогиб концентрируется в стыках труб.

Рис. 1. Гидравлическое соединение JC260, установленное на подъемной трубе с внутренним диаметром 2000 мм.

Высокая допустимая подъемная сила необходима для эффективной работы, и особенно когда дела идут не так, как планировалось, желательны некоторые резервы, которые должны быть частью управления рисками. Даже при проведении самых лучших геотехнических исследований любая форма прокладки туннелей всегда сопряжена с неожиданностями.

Следовательно, безопасная передача подъемного усилия с трубы на трубу в шарнирном соединении является ключевым аспектом и необходима для понимания допустимого подъемного усилия без повреждения труб.

Определение допустимой подъемной силы в шарнирном соединении напрямую зависит от поведения материала кольца передачи давления, поэтому предсказуемое поведение материала является залогом достоверного расчета.

При использовании обычных деревянных колец передачи давления неизбежными последствиями из-за трудно предсказуемого поведения материала являются зазоры на внешней стороне шарнирного соединения, а также точечная нагрузка и непредсказуемые пики напряжений внутри (рис. 2).

Рисунок 2: Распределение напряжений и эксцентричная нагрузка с деревянным кольцом передачи давления.

Специально разработанные кольца передачи давления, такие как гидравлическое соединение (рис. 1) или EDAR, могут обеспечить передачу давления по всей поверхности без пиков напряжения даже при больших углах сочленения и позволяют точно понять напряжения, действующие на трубу, благодаря присущей им идеальной предсказуемое механическое поведение (рис. 3).

Рисунок 3: Распределение напряжений и эксцентричная нагрузка в гидравлическом соединении.

Передача нагрузки через шарнирные соединения всегда вызывает эксцентричную нагрузку на трубу. Специально разработанные кольца передачи давления уменьшают эксцентриситет по размерам, но глобальное влияние на отдельную трубу все же можно наблюдать и его следует учитывать. Эксцентричная осевая нагрузка уравновешивается боковыми силами, действующими на подъемные трубы, что значительно увеличивает риск повреждения.

Соответствующий эксцентриситет возникает не только из-за сочленения одного шарнира, но и является результатом разных углов шарнирного сочленения на переднем и заднем конце трубы (рис. 2 и рис. 3). Для минимизации эксцентриситета ключевым моментом является подходящее кольцо передачи давления и плавное управление машиной.

Помимо прочной конструкции подъемных труб, важна конструкция соединений труб, поскольку сочленения сосредоточены в соединениях труб. Соединение должно быть заподлицо внутри и снаружи трубы и герметизировать трубу от грунтовых вод и почвы даже в сочлененном состоянии. Принимая во внимание требование предсказуемого поведения кольца передачи давления, очень важно, чтобы конструкция соединения также герметизировала зону передачи давления, чтобы избежать непредсказуемого воздействия почвы или воды на поведение кольца передачи давления. Подходящая конструкция соединения состоит из внешней стальной ленты или стальной манжеты, залитой в бетон, и раструбного конца с прокладкой в ​​канавке на внешней стороне трубы. Эти соображения также справедливы для проектируемых прямых приводов, поскольку поправки рулевого управления всегда вызывают отклонения на стыках труб.