Способ возведения геотехнических конструкций на акваториях городских рек и каналов

Авторы патента:

E02D29/09 - сооружения, размещаемые в воде, и способы их возведения, не отнесенные к другим рубрикам

E02D29/06 - Подземные и подводные сооружения (подземные резервуары большой емкости B65D 88/76; гидротехнические сооружения, например уплотнения или швы E02B; подземные гаражи E04H 6/00; подземные противовоздушные убежища E04H 9/12; склепы E04H 13/00); подпорные стенки

Владельцы патента RU 2791119:

Акционерное общество "Научно-исследовательский центр" Строительство" (RU)

Изобретение относится к строительству подземных сооружений на акваториях и в подрусловом пространстве рек и каналов в условиях больших городов. Конкретно, к возведению ограждающих и несущих стен подземных сооружений, сооружаемых по технологии траншейных «стен в грунте», противофильтрационных завес, опорных баррет и др. в акваториях городских рек и каналов. Способ возведения подземного сооружения на акватории включает разработку через форшахту траншеи и возведение ограждающей стены в грунте по всему периметру котлована. Плавучие понтоны притапливают на месте строительства стены в грунте, оборудование размещают на палубах притапливаемых понтонов, а форшахту образуют из бортов притопленных понтонов, расставленных параллельно с зазором в акватории, или форшахту образуют в зазоре между стенками набережной и бортом понтона, или форшахту образуют в зазоре между шпунтовой стеной и бортом понтона. Технический результат состоит в повышении эффективности работ по освоению подруслового пространства каналов в городах без нанесения вреда экологии пространства, сокращении трудоемкости работ. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к строительству подземных сооружений на акваториях и в подрусловом пространстве рек и каналов в условиях больших городов. Конкретно, к возведению ограждающих и несущих стен подземных сооружений, сооружаемых по технологии траншейных «стен в грунте», противофильтрационных завес, опорных баррет и др. в акваториях городских рек и каналов.

Известен способ возведения ограждающей «стены в грунте» подземного сооружения в подрусловом пространстве (Патент №2686206, Опубликовано: 24.04.2019, Бюл. №12 «Способ возведения подземных сооружений вдоль русла рек и каналов»). Способ возведения подземных сооружений вдоль русла реки или канала, характеризующийся временным перекрытием водного потока реки или канала посредством дамбы, с пуском водного потока по другому имеющемуся или временно создаваемому обходному маршруту, последующей раскопкой высохшего русла и устройством фундамента, на котором выстраивают сооружения со стенами, поверх стен возводят плиту перекрытия, которая является основанием под руслом потока реки или канала, затем снова пускают водный поток, отличающийся тем, что дамбами в начале и в конце перекрывают весь водный поток части реки или канала в зоне наличия обходного маршрута для течения водного потока, либо создают искусственный временный маршрут для течения водного потока, затем осушают данный перекрытый участок, после чего выполняют раскопку дна и строительство проводят вдоль русла реки или канала, причем предварительно выкапывают котлован и ограждают его стенами, а поверх стен ставят перекрытия. Способ предусматривает понижение уровня подземных вод (УПВ) вокруг проектируемого котлована с последующим производством работ по возведению ограждающей «стены в грунте» по известной технологии строительства в сухих условиях.

Недостатком известного способа является необходимость проведения усиления оснований зданий и сооружений на значительной площади окружающей территории, а также затраты на поддержания пониженного уровня воды в течение длительного времени возведения подземного сооружения.

Известен способ возведения подземного сооружения в подрусловом пространстве без понижения УПВ (Патент №2770187 Опубликовано: 14.04.2022 Бюл. №11). Способ возведения подземных сооружений в подрусловом пространстве реки или канала в условиях существующей застройки, характеризующийся временным перекрытием водного потока посредством дамб, с пуском водного потока по временно создаваемому маршруту, осушением и водопонижением на выделенном участке русла, последующим возведением ограждающих стен с размещением оборудования на дне канала, раскопкой котлована и устройством железобетонного фундамента и каркаса, с последующим восстановлением водного режима поверх подземного сооружения, отличающийся тем, что вдоль берегов канала намывают или отсыпают временные дамбы, на которых размещают технологическое оборудование для устройства «стены в грунте», а возведение продольных ограждающих стен подземного сооружения выполняют без перекрытия водного потока, который перепускают через трубы байпаса, затем отсыпают поперечные дамбы и возводят с них поперечные стены комплекса, затем производят откачку воды из отгороженной части канала, затем выполняют разработку грунта в котловане и возведение конструкций комплекса без понижения уровня подземных вод на окружающей территории. Способ предусматривает возведение временной или постоянной ограждающей «совершенной» стены в грунте по всему периметру строящегося сооружения с пропуском водного потока по трубопроводу байпаса, причем все работы выполняются с поверхности временных пристенных дамб, причем отметка верха форшахт превышает уровень воды в канале не менее полутора метров для эффективного действия бентонитового раствора в траншее, поддерживающего устойчивость стенок траншеи.

Недостатки известного способа, принятого за прототип: отсыпка или намыв временных дамб и последующая их разборка - достаточно дорогая, длительная и трудоемкая операция, т.к. для работы тяжелого бурового оборудования требуется выполнить процесс естественного или искусственного уплотнения грунта дамбы. Намыв грунта неизбежно вызывает замутнение воды и ухудшает экологическую обстановку ниже по течению реки.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности работ по освоению подруслового пространства каналов в городах без нанесения вреда экологии пространства.

Техническим результатом является сокращение трудоемкости работ и экологической нагрузки на природную среду и окружающую застройку при возведении конструкции типа ограждающей «стены в грунте» подземного комплекса в условиях сложившейся застройки современного мегаполиса, исключая намыв дамб для сооружения форшахт, нарушение нормального функционирования прилегающих предприятий и комфорта жителей, нарушение экологических требований к режиму водного объекта.

Поставленная задача решается за счет того, что в отличие от известного способа, включающего намыв дамб, возведение наземных форшахт в теле дамб, разработку траншей и бетонирование «стены в грунте» с помощью оборудования, размещенного на поверхности дамб, в предлагаемом способе вместо поверхностных бетонных форшахт на поверхности дамб используют погружные металлические форшахты.

Причем в качестве стенок форшахт могут использовать борта плавучих понтонов, которые притапливают в месте производства работ и опирают днищем на дно канала. При этом отметка палубы понтона, где размещают технологическое оборудование, должна быть выше УПВ не менее, чем на 1,6 м. Форшахты могут быть образованы в пространстве между бортов двух понтонов путем их параллельного расположения с зазором, либо между бортом понтона и стеной набережной, либо между шпунтовой стеной и бортом понтона.

Содержание изобретения поясняется на фигурах 1-4. На фиг.1 показан разрез площадки строительства «стены в грунте» на берегу с понтона, на фиг.2 - разрез по форшахте из бортов двух понтонов, на фиг.3 - разрез по форшахте из шпунтовой стены и бортом понтона, на фиг.4 - план на фиг.2.

1 - канал или рукав реки

2 - стенки набережных

3 - «стена в грунте»

4 - подземный Комплекс

5 - форшахта

6 - понтон

7 - грунт на дне канала

8 - палуба

9 - уровень воды в канале

10 - технологическое оборудование

11 - траншея

12 - шпунтовая стена

13 - арматурный каркас

14 - бетонолитная труба

15 - торцевые стенки форшахты

Особенность предлагаемого способа - не допускать загрязнения воды в канале буровой жидкостью, типа бентонитовой глины, обеспечивая при этом устойчивость стенок траншеи 11 за счет избыточного гидростатического давления столба бурового раствора высотой не менее 1,6 м над уровнем воды в канале или УПВ. Способ реализуется в следующей технологической последовательности. Понтон 6 транспортируют по воде к месту возведения «стены в грунте», затем его трюм заполняют водой и понтон притапливают на грунт на дне канала. Форшахта 5 образуется из бортов спаренных понтонов и инвентарных торцевых стенок и заполнятся буровым раствором. Затем производится разработка грунта в траншее через форшахту.

Пример реализации способа возведения подземного комплекса глубиной до 15 м в подрусловом пространства канала

Канал 1 или рукав реки, расположен в центре большого города. Берега канала ограничены бетонными стенками 2 набережных. Окружающие здания - объекты исторической застройки. Глубина канала - в пределах 2-3 м. Планируется возвести подземный Комплекс 4 в виде монолитного железобетонного трехуровневого сооружения ниже уровня дна канала. Требования городских властей: не размещать производственные и бытовые помещения на набережных; не допускать понижения уровня подземных вод; не загрязнять воды рек и каналов; все работы выполнять не выходя за пределы акватории.

На акватории вдоль берега канала на винтовых инвентарных сваях устраивают настил и размещают бытовые и вспомогательные помещения. Все пространство проектируемого подземного сооружения ограждают совершенной «стеной в грунте» 3, заглубляемой в слой водоупора, для гарантированного исключения понижения УПВ при раскопке котлована под строительство подруслового Комплекса. Из-за стесненности территории границы Комплекса 4 могут не совпадать с границами канала 1, поэтому «стена в грунте» 3 в отдельных местах может проходить по земле, набережным, местами по воде канала. «Стена в грунте» -траншейная, выполняется с помощью форшахт 5. По предлагаемому способу технология работ, оборудование и конструкция стены - одинаковы с прототипом, специальными являются понтоны 6 и форшахты 5. Плавсредства, которыми являются понтоны 6, снабжены емкостями в трюме, которые могут заполняться водой и погружать понтон на грунт 7 на дне канала в расчетном месте акватории, при этом верхняя часть палубы 8 остается над уровнем воды 9 для удобства размещения и работы бурового и другого технологического оборудования 10. В отдельных местах, где «стена в грунте» сооружается по сухому пространству, оборудование размещают на понтоне, а форшахты 5 возводятся в грунте известным способом (СТО Нострой 2.5.74-2012 Устройство «стены в грунте»), если по воде - с помощью предлагаемого способа. В зависимости от места возведения стеньг в грунте предлагаются варианты способа.

Вариант способа: форшахту образовывают из борта понтона и стены набережной - в зазоре - «борт понтона - стена набережной».

Вариант способа: форшахта образуется из бортов двух понтонов.

Вариант способа: стена возводится через форшахту в зазоре - «шпунтовая стенка-борт понтона»

Литература

1. Патент №2686206 (RU), Способ возведения подземных сооружений вдоль русла рек и каналов.

2. Патент №2770187 (RU), Способ возведения сооружения в подрусловом пространстве рек и каналов в городской застройке.

3. А.С. №369240 Затапливаемый понтон для буровой установки Е21 7/12, 1973.

4. СТО Нострой 2.5.74-2012 Устройство «стены в грунте».

1. Способ возведения подземного сооружения на акватории, включающий разработку через форшахту траншеи и возведение ограждающей стены в грунте по всему периметру котлована, отличающийся тем, что плавучие понтоны притапливают на месте строительства стены в грунте, оборудование размещают на палубах притапливаемых понтонов, а форшахту образуют из бортов притопленных понтонов, расставленных параллельно с зазором в акватории, или форшахту образуют в зазоре между стенками набережной и бортом понтона, или форшахту образуют в зазоре между шпунтовой стеной и бортом понтона.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оборудование размещают на понтоне в акватории.

Изобретение относится к разработке глубоководных морских месторождений природного газа. Предложен способ обеспечения жизнеспособности функционирования комплекса производства сжиженного природного газа (СПГ) с уменьшенным выбросом метана в атмосферу Земли, например при освоении Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ), включающий морскую добывающую платформу TLP, плавучее средство доставки завода СПГ на свайную платформу, сооруженную на грунте морского дна, завод, установленный на платформе посредством сборочной единицы цеха и камеры, прикрепленной болтовым соединением к дну цеха и прижатой к платформе гравитационной силой, плавучее средство, снабженное электроприводными самотормозящими лебедками с барабанами канатов, концы которых прикреплены к сборочной единице цеха и камеры с возможностью стравливания/наматывания канатов с барабанов лебедок и установки завода на любом горизонте толщи воды, включая поверхность моря, при этом охлаждение природного газа (ПГ) в теплообменниках, размещенных на морской платформе TLP, производят посредством их соединения с установками охлаждения, сжижения ПГ и переохлаждения СПГ, размещенными в цехе завода СПГ, посредством гибкого герметичного газопровода транспорта ПГ, с исключением выброса метана в атмосферу установками получения СПГ цехов завода путем быстрого выхода на рабочий режим установок СПГ путем их предварительного захолаживания азотом, установку на сборочной единице водометных движителей и лебедочных агрегатов на свайной платформе, причем образующийся лед в зазорах между опорными поверхностями сборочной единицы с камерой и свайной платформы удаляют путем его плавления высокотемпературным водяным паром и его продувкой по каналам с выпуском пара в морскую толщу воды, дополнительное производство электроэнергии в комплексе производят паротурбогенераторами, установленными в герметичной камере, снижение адгезии в контактных поверхностях, а равно и усилия отрыва завода СПГ от свайной платформы эстакады осуществляют путем нанесения фтортензитов Валкон-2 или Валкон-4 на поверхности опор, прикрепленных к заводу СПГ и свайной платформе эстакады, или осуществляют гидравлическими двигателями, или отрыв в адгезионном стыке опорных поверхностей свайной платформы и сборочной единицы цеха с камерой производят посредством пьезоактюаторов, жестко закрепленных на стороне свайной платформы, обращенной к грунту.

Подводный переход "нулевой плавучести" // 2697753

Изобретение относится к строительству, а именно к средствам для преодоления водных препятствий. Подводный переход «нулевой плавучести», предназначенный для преодоления водных препятствий.

Комплекс производства сжиженного природного газа (спг) с уменьшенным выбросом метана в атмосферу земли в.а. абрамова // 2686773

Изобретение относится к разработке глубоководных морских месторождений природного газа, в частности арктического Штокмановского газоконденсатного месторождения. Предложен комплекс производства сжиженного природного газа (СПГ) с уменьшенным выбросом метана в атмосферу Земли, повторного сжижения испарившегося в рейсе, в мембранных танках метановоза, природного газа (ПГ), включающий плавучую морскую платформу TLP добычи, осушки, очистки ПГ вплоть до требований ГОСТ 5542 и концентрации влаги выше требований ГОСТ 27577 - 0,009 г/м3, морскую систему транспорта цеха завода на платформу эстакады, систему транспорта ПГ газопроводом на подводный завод и систему охлаждения ПГ в цехе завода до низких и криогенных температур, причем система охлаждения до низких и криогенных температур ПГ комплекса выполнена последовательным соединением теплообменников, установленных на фундаментах цехов завода или платформы TLP, трехпоточных вихревых труб (ТВТ), установленных на фундаментах цехов завода, турбодетандеров цехов завода с детандер-генераторными агрегатами (ДГА), с выработкой электроэнергии на заводе с передачей ее по электрокабелям на метановоз для функционирования электроприводов криогенно-газовых машин (КГМ) Стирлинга при сжижении, загрузке СПГ в танки, при этом уменьшение выброса метана в атмосферу Земли осуществляют сокращением времени выхода на рабочий режим, преимущественно КГМ Стирлинга сжижения ПГ, путем переключения КГМ Стирлинга сжижения ПГ на ее захолаживание азотом, предварительно, до температуры сжижения ПГ или ниже, повторное сжижение испарившегося СПГ в рейсе на метановозе осуществляют КГМ Стирлинга и посредством электроприводов и электроэнергии, вырабатываемой в рейсе газотурбинной электростанцией с паровым циклом, сопряжение КГМ Стирлинга сжижения ПГ, охлаждающих ПГ до криогенных температур, размещенных в коффердаме, с танками метановоза и с турбодетандерами, размещенными на заводе, осуществляют посредством гибкой сборной конструкции «труба в трубе».

Способ установки подледно-подводных заводов сжиженного природного газа (спг) абрамова в.а. // 2679699

Изобретение относится к разработке глубоководных морских месторождений сжиженного природного газа (СПГ), в частности при освоении арктического Штокмановского газоконденсатного месторождения, посредством скрепленных цехов с камерами, стационарных, с возможностью вывода завода СПГ, расчлененного на цехи, и установки цехов на платформе эстакады на глубине 300 метров и более.

Подводный энергетический модуль // 2639011

Изобретение относится к морским подводным энергетическим модулям на основе автономных источников энергии для энергообеспечения подводных добычных комплексов. Подводный энергетический модуль содержит прочный корпус в виде цилиндрической оболочки со сферическими окончаниями, подкрепленной кольцевыми ребрами жесткости, энергетическое оборудование, включающее оборудование энергогенерации и оборудование энергораспределения и закреплен на подводном фундаментном основании посредством соединительного устройства.

Способ подводного освоения газоконденсатных месторождений, способ подводного сжижения природного газа и подводный комплекс для их осуществления // 2632598

Группа изобретений относится к подводным сооружениям и предназначена для подводного освоения газоконденсатных месторождений и сжижения природного газа в акваториях Северного Ледовитого океана, которые длительное время или постоянно покрыты трудно проходимыми для арктических ледоколов ледовыми полями. Технический результат - повышение безопасности и качества проводимых работ в процессе подводного освоения газоконденсатных месторождений и подводного сжижения природного газа.

Гравитационно-свайная платформа и способ постановки ее на морское дно // 2606484

Группа изобретений относится к области гидротехнического строительства и может быть применена для создания и эксплуатации морских свайно-гравитационных платформ для освоения углеводородных ресурсов континентального шельфа. Платформа содержит верхнее строение, корпус с фундаментом, оборудованным слотами в виде прямого правильного цилиндра, через которые установлены сваи.

Способ подводного освоения газовых месторождений, способ подводного сжижения природного газа и подводный комплекс для их осуществления // 2604887

Группа изобретений относится к подводным сооружениям и предназначена для подводного освоения газовых месторождений и сжижения природного газа в акваториях Северного Ледовитого океана, которые длительное время или же постоянно покрыты трудно проходимыми для арктических ледоколов ледовыми полями и исключают возможность добычи и транспорта скважинного флюида традиционным способом.

Транспортный переход и способ его сооружения // 2587673

Изобретение относится к подводным сооружениям и может быть использовано при строительстве автомобильных и железнодорожных тоннелей, проходимых под водоемами. Транспортный переход содержит размещаемый в воде под судовым ходом водоема или пролива подводный тоннель, выполненный из соединенных между собой железобетонных монолитных секций, позиционированных относительно поверхности дна водоема или пролива и выполненных с транспортной инфраструктурой, состоящей из двух автотранспортного назначения проезжих частей, между которыми размещен железнодорожный путь, отделенный арочными колоннадами от автотранспортного назначения проезжих частей, примыкающие к противоположным берегам водоема или пролива пролетные мосты из железобетонных конструкций для обеспечения водообмена непосредственно вдоль берегов, выполненные с транспортной инфраструктурой, состоящей из двух автотранспортного назначения проезжих частей, между которыми размещен железнодорожный путь, и наклонные подъезды, связывающие подводный тоннель с пролетными мостами, выполненные с транспортной инфраструктурой, состоящей из двух автотранспортного назначения проезжих частей, между которыми размещен железнодорожный путь.

Способ возведения многослойных стен подводных сооружений // 2582683

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению подземных сооружений. Способ возведения многослойных стен подводных сооружений включает установку каркаса из трех и более панелей и их разделение воздушными слоями.

Способ сооружения колонной станции метрополитена глубокого заложения // 2785718

Изобретение относится к строительству метрополитенов глубокого заложения, в частности к строительству колонных станций на линиях метрополитена, сооружаемых двухпутными тоннелепроходческими механизированными комплексами. Техническим результатом изобретения является упрощение способа и сокращение материалоемкости при строительстве станции колонного типа глубокого заложения.