Способ монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров

Авторы патента:

Осипова Наталия Николаевна (RU)

Кузнецов Сергей Сергеевич (RU)

Курицын Борис Николаевич (RU)

Усачев Александр Прокофьевич (RU)

E02D27/38 - фундаменты и основания для больших стационарных резервуаров, например для нефтехранилищ

Владельцы патента RU 2495196:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к способам монтажа вертикальных цилиндрических резервуаров преимущественно для хранения сжиженных газов. Способ монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров, заключающийся в рытье котлована под резервуар, установке фундамента, установке резервуара в котлован и креплении его к фундаменту, испытании смонтированного резервуара и засыпку пространства между резервуаром и котлованом. На дно котлована поверх резервуара устанавливают перемещаемую опалубку, выполненную в виде цилиндра без основания с диаметром, определяемым по выражению d=d+0,4 м, где d - диаметр опалубки, d - диаметр резервуара, м, с элементами для захвата и перемещения опалубки в верхней части. Засыпку осуществляют послойным заполнением пространства между опалубкой и резервуаром - песком, а между опалубкой и котлованом - грунтом с последующей их трамбовкой каждого слоя. Затем производят повторное заполнение опалубки песком и котлована грунтом после перемещения опалубки вверх вдоль резервуара до полной засыпки котлована и извлечения опалубки. Технический результат состоит в повышении экономичности монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров, снижении материалоемкости и трудоемкости строительства. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к способам монтажа вертикальных подземных цилиндрических резервуаров преимущественно для хранения сжиженных газов.

Известен способ монтажа подземных трубопроводов (патент США №4633602, кл. E02F 5/12), включающий отрывку траншеи, выемку грунта складированием на одну сторону траншеи, укладку труб, создание грунтовой подушки и засыпку труб грунтовым материалом с помощью колесной транспортной машины, состоящей из заборной головки, подающей грунт из отвала на ленту транспортера с последующей подачей в вибрирующий сепаратор позволяющий мелким частям грунта падать через сито в траншею на трубопровод.

Недостаток данного способа состоит в том, что вибрация сепаратора приводит к сбиванию больших кусков породы и комков грунта с ленты транспортера в траншею, повреждению защитного покрытия трубопроводов, которое способствует последующей коррозии труб. Данное обстоятельство обуславливает использование для создания грунтовой подушки трубопроводов песчаных грунтов, а вынутый из траншей грунт вывозить с территории строительной площадки. Кроме того громоздкая структура и сложный ременный привод блока сепаратора приводят к частым поломкам оборудования, что увеличивает стоимость строительно-монтажных работ.

Наиболее близким является способ монтажа подземных цилиндрических резервуаров, включающий в себя рытье котлована под резервуар, установку фундамента, установку резервуара в котлован и крепление его к фундаменту, испытание смонтированного резервуара, засыпку установленного в котловане резервуара песком на полную глубину и вывоз вынутого из котлована грунта с территории строительной площадки (Трушин В.М. Устройство и эксплуатация установок сжиженного углеводородного газа. - Л.: Недра, 1991, с.92).

Недостатками данного способа является необходимость засыпки песком на полную глубину котлована и вывоз вынутого из котлована грунта с территории строительной площадки, что увеличивает стоимость монтажных работ.

Задача предполагаемого изобретения заключается в снижении расхода песка, снижении трудоемкости выполняемых работ и повышении экономичности монтажа.

Технический результат изобретения заключается в повышении экономичности монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров и исключении вывоза вынутого из котлована грунта с территории строительной площадки.

Поставленная задача решается тем, что при осуществлении способа, заключающегося в рытье котлована под резервуар, установке фундамента, установке резервуара в котлован и креплении его к фундаменту, испытании смонтированного резервуара и засыпку пространства между резервуаром и котлованом, согласно заявляемому техническому решению, на дно котлована поверх резервуара устанавливают перемещаемую опалубку, выполненную в виде цилиндра без основания с диаметром, определяемым по выражению d_оп=d_р+0,4 м, где d_оп - диаметр опалубки, d_р - диаметр резервуара, м, с элементами для захвата и перемещения опалубки в верхней части, а засыпку осуществляют послойным заполнением пространства между опалубкой и резервуаром - песком, а между опалубкой и котлованом - грунтом с последующей их трамбовкой каждого слоя, затем производят повторное заполнение опалубки песком и котлована грунтом после перемещения опалубки вверх вдоль резервуара до полной засыпки котлована и извлечения опалубки. Кроме того, опалубку выполняют высотой не более 0,7 м, а пространство между опалубкой и резервуаром заполняют крупнозернистым песком.

Новым является то, что для осуществления способа монтажа применяется перемещаемая опалубка в виде цилиндра без основания высотой 0,7 м и диаметром, определяемым по выражению d_оп=d_р+0,4 м с элементами для захвата и перемещения в верхней части, устанавливаемая на дно котлована поверх монтируемого подземного резервуара и обеспечивающая создание песчаной подушки, необходимой толщины, предотвращающей повреждения защитного покрытия подземного вертикального цилиндрического резервуара и исключающей пучинистые явления грунта вокруг резервуара, а также позволяющая использовать ранее вынутый из котлована грунт для обратной засыпки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлена конструктивная схема с основными элементами, дающими представление о способе и принципе его действия.

На фиг.1 показана перемещаемая опалубка.

На фиг.2 представлена в разрезе схема начального этапа монтажа подземного вертикального цилиндрического резервуара с помощью перемещаемой опалубки.

На фиг.3 представлен вид сверху начального этапа монтажа подземного вертикального цилиндрического резервуара с помощью перемещаемой опалубки.

На фиг.4 представлена в разрезе схема промежуточного этапа монтажа подземного вертикального цилиндрического резервуара с помощью перемещаемой опалубки.

На чертежах (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4) приняты обозначения:

1 - котлован; 2 - фундамент; 3 - подземный вертикальный цилиндрический резервуар; 4 - перемещаемая опалубка; 5 - песок; 6 - грунт; 7 - элемент для захвата и перемещения.

Способ монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров осуществляют следующим образом.

В вырытый котлован 1 устанавливают фундамент 2, на который устанавливают и крепят подземный вертикальный цилиндрический резервуар 3 с последующим гидравлическим и пневматическим испытанием.

Затем производят засыпку подземного вертикального цилиндрического резервуара 3, для чего, перемещаемую опалубку 4 (фиг.1), выполненную в виде цилиндра без основания с диаметром, определяемым по выражению d_оп=d_р+0,4 м, где d_оп - диаметр опалубки, d_р - диаметр резервуара, м, устанавливают на дно котлована 1, поверх вертикального цилиндрического резервуара 3 (фиг.2), таким образом, чтобы между перемещаемой опалубкой 4 и резервуаром 3 обеспечивался зазор 0,2 метра (фиг.3). В пространство между цилиндрическим вертикальным резервуаром 3 и перемещаемой опалубкой 4, засыпают песок 5 слоем толщиной 0,2 м. Для предотвращения пучения и опускания сезоннопромерзающих грунтов после проведения монтажных работ засыпку осуществляют крупнозернистым песком. Каждый слой тщательно уплотняют, например, ручной электротрамбовкой, поливая водой, для исключения осадки песка после окончания монтажных работ. В пространство между перемещаемой опалубкой 4 и стенкой котлована послойно засыпают ранее вынутый из котлована грунт 6 и подвергают уплотнению, после чего повторяют операции по частичной засыпке песка 5 и грунта 6 до достижения уровня песка в опалубке 4 верхней образующей цилиндра, после чего перемещаемую опалубку 4 сдвигают вверх вдоль резервуара непосредственно за элементы для захвата и перемещения 7. Далее перемещаемую опалубку 4 устанавливают на уплотненный ранее грунт и промежуточные этапы по наполнению опалубки и котлована повторяют (фиг.4) до полной засыпки котлована 1 и извлечения перемещаемой опалубки 4. После этого, из ранее вынутого из котлована грунта 6, формируют насыпь над планировочной поверхностью земли высотой 0,3 м на всю прилегающую территорию.

Перемещаемую опалубку 4 (фиг.2) изготавливают из листа стального горячекатаного толщиной 5 мм, плотностью 7900 кг/м³ по ГОСТ 19903-90. Конструкция перемещаемой опалубки 4 гарантирует необходимый защитный слой вокруг подземного вертикального цилиндрического резервуара толщиной 0,2 м. Выполнение опалубки 4 высотой не более 0,7 м обеспечивает возможность проведения работ по трамбовке песка с помощью специальных инструментов с ручным управлением.

Элементы для захвата и перемещения 7 опалубки 4 выполняют в виде четырех монтажных петель и располагают попарно, напротив друг друга в верхней части опалубки для обеспечения равномерного сдвига при монтаже и исключения смещения перемещаемой опалубки 4 относительно оси и изготавливают с диаметром стержня 6 мм и высотой проушины петли 60 мм, соответствующей размерам чалочных крюков грузовых стропов, из стали класса А 240.

Для оценки сравнительной эффективности применения способа монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров было проведено сравнение двух вариантов. В качестве базового варианта для сравнения принят подземный вертикальный резервуар объемом 2,3 м³ с выполнением строительно-монтажных работ по традиционной технологии с полной засыпкой котлована крупнозернистым песком и вывозом грунта с территории строительной площадки. В качестве альтернативного варианта - подземный вертикальный резервуар объемом 2,3 м³ с применением предлагаемого способа монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров (таблица).

Сравнительная эффективность способов монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров
Технические характеристики и параметры	Традиционный способ	Способ с перемещаемой опалубкой
геометрические размеры резервуара, м:
- длина	2,1
- диаметр	1,2
геометрический объем резервуара, м³	2,3
объем земляных работ по рытью котлована, м³	39,3
объем грунта, вывозимого в отвал, м³	33,8	-
расход крупнозернистого песка для обратной засыпки котлована, м³	39,3	4,6

Технические характеристики и параметры	Традиционный способ	Способ с перемещаемой опалубкой
снижение расхода песка, %	-	88,3
капвложения в засыпку котлована песком, тыс. руб.	51,196	5,99
снижение капвложений в засыпку песком, %	-	88,3
Примечание к таблице 1. Стоимостные характеристики приведены ценах на 01.01.12.

Таким образом, применение предлагаемого способа монтажа вертикальных подземных цилиндрических резервуаров позволяет решить главную задачу изобретения - исключить вывоз грунта вынутого из котлована с территории строительной площадки и повысить экономичность строительно-монтажных работ.

1. Способ монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров, заключающийся в рытье котлована под резервуар, установке фундамента, установке резервуара в котлован и креплении его к фундаменту, испытании смонтированного резервуара и засыпке пространства между резервуаром и котлованом, отличающийся тем, что на дно котлована поверх резервуара устанавливают перемещаемую опалубку, выполненную в виде цилиндра без основания с диаметром, определяемым по выражению d_оп=d_р+0,4 м, где d_оп - диаметр опалубки, d_р - диаметр резервуара, м, с элементами для захвата и перемещения опалубки в верхней части, а засыпку осуществляют послойным заполнением пространства между опалубкой и резервуаром - песком, а между опалубкой и котлованом - грунтом с последующей их трамбовкой каждого слоя, затем производят повторное заполнение опалубки песком и котлована грунтом после перемещения опалубки вверх вдоль резервуара до полной засыпки котлована и извлечения опалубки.

2. Способ, осуществляемый с помощью перемещаемой опалубки по п.1, отличающийся тем, что опалубку выполняют высотой не более 0,7 м.

3. Способ, осуществляемый с помощью перемещаемой опалубки по п.1, отличающийся тем, что пространство между опалубкой и резервуаром заполняют крупнозернистым песком.

Изобретение относится к строительству, в частности к сооружениям для хранения жидкостей больших объемов, расположенных на неоднородном основании, как правило, горных склонах.

Основание для линейной группы резервуаров // 2478756

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при подготовке оснований для линейной группы вертикальных стальных резервуаров, в первую очередь возводимых на однородном сжимаемом основании.

Основание для близко расположенных резервуаров // 2478755

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при подготовке оснований для близко расположенных вертикальных стальных резервуаров, в первую очередь возводимых на однородном сжимаемом основании.

Способ подготовки основания цилиндрических резервуаров на сжимаемых грунтах // 2475596

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению резервуаров малой емкости на сжимаемых грунтах. .

Фундамент резервуара на слабом основании // 2439248

Изобретение относится к строительству, в частности к фундаментам крупных резервуаров. .

Основание цилиндрического резервуара // 2437988

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении вертикальных резервуаров на слабых основаниях. .

Способ возведения фундамента резервуара // 2437987

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при подготовке оснований крупных вертикальных стальных резервуаров, в первую очередь возводимых на слабых грунтах.

Способ возведения фундаментов новых резервуаров на месте демонтированных резервуаров // 2422590

Изобретение относится к области возведения новых фундаментов резервуаров на месте демонтированных резервуаров. .

Способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их устройства // 2393300

Изобретение относится к области строительства, в частности к сооружению оснований и крупных резервуаров для хранения жидкого аммиака, нефтепродуктов, газа и т.п. .

Резервуар цилиндрический для хранения нефтепродуктов // 2393299

Изобретение относится к хранению нефти и нефтепродуктов, в частности в резервуарам для хранения нефтепродуктов. .

Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом // 2552253

Изобретение относится к строительству, а именно к области сооружения оснований и фундаментов резервуаров в вечномерзлых грунтах. Способ устройства плитного фундамента резервуара с низкотемпературным продуктом в слабом вечномерзлом грунте, опирающегося на свайное поле, охлаждаемое дополнительным промораживанием массива вечномерзлого грунта, отличается тем, что дополнительное промораживание массива вечномерзлого грунта со сваями осуществляют глубинными термоэлементами методом принудительной регулируемой подачи в них хладагента заданной температуры от внешнего источника его охлаждения по закольцованным распределительным магистралям, а для замораживания грунтового основания под плитой в процессе хранения продукта используют его собственную отрицательную температуру, при этом через определенное время, когда ореол промерзания грунтового основания от воздействия низкотемпературного продукта в резервуаре достигнет расчетных температур, дополнительное принудительное промораживание глубинными термоэлементами частично или полностью прекращают. Технический результат состоит в повышении надежности плитного фундамента, повышении экономичности работ при эксплуатации плитных фундаментов в пластично-мерзлых и засоленных (слабых) вечномерзлых грунтах. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Пространственная фундаментная опора резервуара на мерзлом основании // 2572319

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству фундаментов на сложных основаниях в суровых природно-климатических условиях. Пространственная фундаментная опора резервуара на мерзлом основании включает свайный фундамент с ростверком, охлаждающую систему из ряда трубчатых элементов, уложенных на основании, проветриваемое подполье, микрохолодильники Пельтье и теплоизоляцию. Свайный фундамент включает систему кустов винтовых свай, расположенных по окружности резервуара, защищенных эластичным кольцом, заполненным теплоизоляционным материалом, и перекрытых теплоизоляционным полотнищем с образованием закрытого технологического подполья. Проветриваемое подполье образовано опорной рамой в виде вентилируемого зазора, установленной между днищем резервуара и технологическим подпольем. Технический результат состоит в повышении надежности конструкции за счет устойчивости сооружения, улучшении работы свайного фундамента в процессе эксплуатации резервуара, снижении материалоемкости и трудоемкости. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Фундамент для вертикального стального резервуара // 2599109

Изобретение относится к резервуаростроению, в частности к возведению крупных стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов на слабонесущих грунтах. Фундамент для вертикального стального резервуара состоит из свай и железобетонной плиты. Нижняя часть железобетонной плиты имеет выемки, представляющие собой сегменты сфер, расположенные по всей площади железобетонной плиты в несколько рядов. Сваи жестко соединены с железобетонной плитой и расположены на местах пересечения трех сегментов сфер и представляют собой усеченные четырехугольные пирамиды, устроенные с предварительным выштамповыванием грунта. Технический результат состоит в повышении несущей способности фундамента, обеспечении равномерного распределения нагрузкок между сваями и железобетонной плитой или ростверком, снижении материалоемкости. 4 ил.

Способ устройства подземных резервуаров // 2642587

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству подземных резервуаров, преимущественно для хранения сжиженных газов. Способ устройства подземных резервуаров заключается в рытье котлована под резервуар, установке фундамента, установке резервуара в котлован и креплении его к фундаменту, испытании смонтированного резервуара, размещении на дне котлована вокруг резервуара сборной перемещаемой опалубки, снабженной элементами для захвата и перемещения опалубки в верхней части и засыпке пространства между резервуаром и котлованом. Опалубка является сборной, выполненной из набора боковых и торцевых элементов, а засыпку осуществляют послойным заполнением пространства между опалубкой и резервуаром - песком, а между опалубкой и котлованом - грунтом с последующей их трамбовкой каждого слоя. Затем производят повторное заполнение опалубки песком и котлована грунтом после перемещения опалубки вверх, вдоль резервуара до полной засыпки котлована и извлечения опалубки. Технический результат состоит в повышении экономичности монтажа резервуара за счет применения сборной опалубки, снижении трудоемкости, снижении расхода песка. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.