Способы удаления грунта под трубопроводом одноковшовым экскаватором Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Алешков Денис Сергеевич - кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой «Техносфер-ная безопасность» факультета «Экономика и управление» Сибирской автомобильно-дорожной академии. Основные направления научных исследований: подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины. Общее количество опубликованных работ: 15. E-mail: kaf_bzhd@sibadi. org

Урусова Наталья Юрьевна - учебный мастер кафедры «Техносферная безопасность» факультета «Экономика и управление» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основные направления научных исследований: подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины. Общее количество опубликованных работ: 3. E-mail: urusova_n@mail.ru

УДК 625.08

СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ ГРУНТА ПОД ТРУБОПРОВОДОМ ОДНОКОВШОВЫМ ЭКСКАВАТОРОМ

А. И. Демиденко, И. С. Мораш,

Аннотация. В статье рассмотрены оборудования и способы удаления грунта под трубопроводом одноковшовым экскаватором.

Ключевые слова: рабочее оборудование экскаватора, трубопровод, ремонт, удаления грунта под трубопроводом.

Введение

На сегодняшний день большинство магистральных трубопроводов в России находятся в изношенном состоянии и нуждаются в ремонте. Постоянный и требуемый спрос на поставку углеводородного сырья по трубопроводам зависит от эффективного и своевременного проведения ремонтных работ.

Основной машиной, используемой для раскопки трубопроводов, является одноковшовый экскаватор. Однако, при проведении земляных работ, существует проблема удаления грунта под трубопроводами. Для этой цели необходимо использовать подкапывающую машину и комплекс машин, обеспечивающих ее работу (рисунок 1).

1 2

4 5 6 7 8

Рис. 1. Схема расстановки машин и механизмов при ремонте трубопровода: 1 - прибор для уточнения положения трубопровода; 2 - бульдозер; 3 - экскаватор; 4 - передвижная дефектоскопическая лаборатория; 5 - подкапывающая машина; 6 - очистная машина; 7 - грузоподъемный механизм (трубоукладчик, опоры-крепи и т.п.); 8 - передвижная электростанция; 9 - сварочный агрегат; 10 - изоляционная машина; 11 - прибор для контроля качества изоляционного покрытия; 12 - устройство для подбивки грунта под трубопровод УПТ-1

Технологические ремонтные операции выполняются в следующей последовательности [1]:

- уточнение положения трубопровода;

- снятие плодородного слоя почвы бульдозером, перемещение его во временный отвал;

- вскрытие трубопровода экскаватором с разработкой боковых траншей ниже нижней образующей трубопровода;

- предварительный осмотр технического состояния трубопровода, определение мест расположения дефектов и ремонт их при необходимости;

- разработка грунта подкапывающей машиной под трубопроводом;

- очистка трубопровода от старого изоляционного покрытия;

- выполнение работ по ремонту дефектов стенки трубы;

- нанесение нового изоляционного покрытия с помощью изоляционной машиной;

- присыпка с подбивкой грунта под трубопровод на участках и засыпка траншеи;

- техническая рекультивация плодородного слоя почвы.

До недавнего времени замена изоляционного покрытия, требовало удаления грунта под трубопроводом. Сейчас труба изготавливается на заводе, имеет изоляционное покрытие и нет необходимости в нанесении изоляции в полевых условиях. Поэтому подкапывающая, очистная, изоляционная машины не нужны. В этой связи нами проведен обзор уже существующих способов подкопа трубопровода одноковшовым экскаватором, т. е. без привлечения дополнительной (специализированной) техники.

Обзорные исследования способов по подкопу трубопровода одноковшовым экскаватором. Первый способ. Устройство для подкопа трубопроводов [2].

Предлагаемое устройство (рисунок 2), навешивается на одноковшовый экскаватор 1, который содержит рабочее оборудование, состоящее из стрелы 2, рукояти 3 и ковша 4. К внутренней стенки ковша, закреплен рабочий инструмент 5, выполненный в форме коробчатого сечения и имеющий на конце режущие зубья 6.

Рис. 2. Общий вид устройства для подкопа трубопроводам - экскаватор; 2 - стрела; 3 - рукоять; 4 - ковш; 5 - рабочий инструмент; 6 - режущие зубья

Для оптимальной установки рабочего инструмента на трубопровод, существует конструкция (рисунок 3), закрепленная на рукояти экскаватора. Такая конструкция представляет собой Г-образный каркас с полкой 7, стойкой 8, пластинчатой пружиной 9 и кронштейном 10. К полке прикреплена планка 11, для соединения с концом пластинчатой пружины.

Второй конец пластинчатой пружины соединяется с кронштейном, а сам кронштейн закреплен к рукояти. Для жесткости полка 7 стянута гибким тросом 12, с планкой 11.

Удаление грунта под трубопроводом, осуществляется поворотом ковша и рукояти, с помощью рабочего инструмента. Важно также отметить, чтобы соприкосновение многотонной машины происходит при замедленной скорости, во избежание инерционно-ударной

нагрузки. При опускании рабочего оборудования 5, на трубопровод с трубой контактирует только полка 7, которая весит всего 6-7 кг. При опускании ковша с корпусом, машинист экскаватора держит стойку 8 на плоскости вертикальной стенки земляной тумбы, шток гидроцилиндра ковша полностью убран, поэтому расстояние между стенкой трубопровода и предохранительным роликом 13 равно L = 120+100=220 мм, где 120 - толщина выступающей части земляной тумбы, 100 - зазор между земляной тумбой и предохранительным роликом.

Устройство для подкопа трубопроводов обладает основными недостатками: 1) плохая видимость оператора экскаватора в процессе подкопа трубопровода; 2) сложность конструкции.

Рис. 3. Конструкция для установки оборудования на трубопровод: 7 - полка; 8 - стойка; 9 - пластинчатая пружина; 10 - кронштейн; 11 - планка; 12 - гибкий трос; 13 - ролик

Второй способ. Сменное навесное оборудование на одноковшовый экскаватор [3]

Экскаватор (рисунок 4), включает в себя стрелу 1, рукоять 2 и цепной рабочий орган 3. Разработка грунта под трубопроводом осуществляется с помощью режущей цепи, приводимой во вращение гидравлическим мотором. Отсыпка грунта происходит в боковые приямки посредством транспортирующих скребков,

установленных на цепи. Для избежания повреждения стенки трубы между цепью и трубой установлен ролик 4.

Однако, данный способ, имеет ряд существенных недостатков:

1) цепной рабочий орган эффективно работает только в грунтах с малой влажностью;

2) недостаточная видимость оператора экскаватора.

1

Рис. 4. Общий вид устройства для подкопа трубопровода: 1 - стрела; 2 - рукоять; 3 - цепной рабочий орган; 4 - ролик

Третий способ. Поворот ковша экскаватора под трубопроводом [4]

Экскаватор (рисунок 5), включает в себя стрелу 1, рукоять 2, ковш 3, с возможностью поворота влево и вправо, относительно тра-

ектории его копания, с помощью гидроцилиндра 4. Копание ковша экскаватора производится поворотом его, с помощью телескопического гидроцилиндра 5 (рисунок 6).

Рис. 5. Общий вид устройства для подкопа трубопровода: 1 - стрела; 2 - рукоять; 3 - ковш; 4 - гидроцилиндр; 5 - телескопический гидроцилиндр

под трубопроводом посредством поворота ковша в сторону гидроцилиндром 4 и затем заглублением ковша телескопическим гидроцилиндром 5 уже под трубой. Сдвиг грунта ведется в боковые приямки траншеи.

Основными недостатками рассмотренного оборудования является:

1) сложность поворота ковша в сторону в стесненных условиях, т. е. необходимо дополнительно расширять траншею;

2) опасность повреждения трубопровода ковшом экскаватора.

Заключение

Проведенный обзор способов удаления грунта под трубопроводом одноковшовым экскаватором, позволяет сделать следующее выводы:

1) Необходимо вести дальнейший поиск рациональной конструкции рабочего оборудования для подкопа трубопроводов;

2) Целесообразно проведение исследований по выбору параметров этого оборудования, исходя из размеров трубы, применяемого типоразмера экскаватора, глубины траншеи и параметров грунта.

й

Рис. 6. Поворот ковша экскаватора в сторону:3 - рукоять; 4 - гидроцилиндр; 5 - кронштейн для установки телескопического гидроцилиндра

Вначале разработка грунта осуществляется сверху и с боков ниже нижней образующей трубы, причем при среднем положении гидроцилиндра 4, затем необходимо удалить грунт

Библиографический список

1. РД 39-00147105-015-98 Правила капитального ремонта магистральных нефтепроводов.

2. Патент «Устройство для подкопа трубопроводов». №2170307, МПК Е 02 F 5/10. Опубликовано 10.07.2001. Хасанов А. Х., Кульгильдин С. Г., Сам-матов Р. Л.

3. Патент «Цепной экскаватор». №90461, МПК Е 02 F 3/08. Опубликовано 10.01.2010. Демиденко А. И., Семкин Д. С.

4. Патент «Рабочее оборудование экскаватора». №9116519, МПК Е 02 F 3/28. Опубликовано 27.05.2012. Демиденко А. И., Билялов А. М.

METHODS REMOVAL OF GROUND PIPING SHOVELS

A. I. Demidenko, J. S. Morash

The article deals with the equipment and methods for removing soil under the pipeline shovels.

Keywords: excavator working equipment, plumbing, repair, removal of soil under the pipeline.

Bibliographic list

1. RD 39-00147105-015-98 rules overhaul of the main oil pipelines.

2. Patent "Apparatus for digging pipelines." Number 2170307, IPC E 02 F 5/10. Posted on 10.07.2001. A. H. Hasanov, Kulgildin S. G., RL sammati

3. Patented "chain excavator." Number 90461, IPC E 02 F 3/08. Posted on 10.01.2010. Demidenko A. I., Semkin D. S.

4. Patented "excavator working equipment." Number 9116519, IPC E 02 F 3/28. Posted on 27.05.2012. Demidenko A. I., Bilyalov A. M.

Демиденко Анатолий Иванович - кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - теория управления и конструирования землеройных, дорожных и строительных машин с целью повышения их эффективности. Общее количество публикаций - 110 статей. E-mail:demidenko_ai@sibadi. org

Мораш Иван Сергеевич - аспирант кафедры «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур» Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. Основное направление научных исследований - теория управления и конструирования землеройных, дорожных и строительных машин с целью повышения их эффективности. E-mail: iwan-morash@mail.ru

УДК 656.13

ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕШЕХОДНОГО ДВИЖЕНИЯ В СИСТЕМЕ ТРАНСПОРТНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ТЕРРИТОРИЙ

Д. В. Коломийцева, Т. В. Коновалова, И. Н. Котенкова, А. А. Лазарев

Аннотация. В данной статье рассмотрен вариант к решению проблем оптимизации пешеходного движения возможно с высокой степенью достоверности, определить вес транспортных связей и решить задачу размещения объектов транспортной инфраструктуры по заданному критерию оптимальности - минимальному времени нахождения пешеходов на улично-дорожной сети.

Ключевые слова: оптимизация пешеходное движение, транспортная инфраструктура, экономический каркас, экологический каркас, социальный каркас.

Введение

Надежность решений по организации пешеходного движения определяется точностью и достоверностью исходных показателей. В условиях сложившейся транспортной инфраструктуры в городах возможен достаточно точный расчет основных характеристик пешеходного потока. Методы транспортного планирования позволяют прогнозировать интенсивность, скорость, плотность, состав и направленность пешеходного потока с большой степенью достоверности. Однако в по-

следние годы наметилась тенденция строительства объектов тяготения населения (жилых домов, развлекательных центров, гипер-маркетов и т.п.) мощностью большей, чем предусматривают генпланы. Такая ситуация вызывает потребность в расширении коммуникаций, в том числе и пешеходных путей сообщения.

Вопросы оптимизации пешеходного движения рассматриваются учеными в основном с точки зрения оценки существующей организации движения [1, 3, 4, 6]. В работе предла-