Менайлов Олексій Миколайович. Розробка технології безфутлярної прокладки теплопроводів закритим способом : Дис... канд. наук: 05.23.08 - 2002.
Анотація до роботи:
О.М. Менайлов. “Розробка технології прокладки теплопроводів закритим способом” .- Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.08 – технологія промислового та цивільного будівництва.
Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури. Харків, 2002 р.
Дисертація присвячена розробці ефективної технології безфутлярної прокладки теплопроводів закритим способом.
Виконаний аналіз тепло-та гідроізолюючих матеріалів, які застосовуються для будівництва тепломереж. Установлено, що найбільш ефективними серед них є поліуретан, що застосовується в якості теплоізолюючого та поліетилен який виконує гідроізолюючі функції.
В роботі досліджена технологія закритого способу будівництва мікротунелей різного призначення з використанням сучасних машин і обладнання.
Досліджено характер взаємодії податливої обробки теплопроводу з оточуючим грунтовим масивом при безфутлярній прокладці.
В результаті досліджень існуючих конструктивних і технологічних рішень прокладки безканальних теплопроводів відкритим способом і футлярних теплопроводів закритим способом, аналізу єдиної деформованої системи “обробка-масив”, розроблені конструкція і технологія безфутлярної прокладки теплопроводів закритим способом.
Розроблені технологічні, технічні та організаційні рішення, які направлені на підвищення ефективності будівництва теплових мереж в умовах існуючого міського середовища.
В результаті виконаних наукових досліджень розроблена технологія безфутлярної прокладки теплопроводів закритим способом.
Проведений аналіз стану конструкцій канальних трубопроводів, який дозволив зробити такі висновки:
з 150 тис.км тепломереж в Україні 120 тис.км знаходиться в аварійному або передаварійному стані. Збитки в теплових мережах в 2 рази привищують нормативні;
безканальний закритий спосіб прокладки теплопроводів в умовах міст з точки зору екології значно ефективніший відкритого способу з улаштуванням каналів;
техніко-економічний ефект безканальної прокладки теплових мереж в порівнянні з прокладкою в каналах складається в зниженні кошторисної вартості до 25%, в скороченні трудоємкості будівельно-монтажних і ізоляційних робіт в 2…2,5 рази, в економії від 300 до 500 м3 збірного залізобетону на 1 км мережі трубопроводів середнього діаметру.
Позитивний досвід застосування конструктивних рішень безканальних трубопроводів (захист від зволожень, використання пінополіуретану як теплоізоляції труб діаметром до 400 мм, застосування полімерної гідроізолюючої оболонки з поліетилену високого тиску) дає підставу для використання його при розробці конструктивних рішень безфутлярних теплопроводів, з урахуванням технології їх закритої прокладки.
Результати дослідження фізико-механічних і хімічних властивостей пінополіуретану, а також практика застосування його як теплоізоляції при будівництві не тільки тепломереж, але і теплоізоляційних нафтогазопроводів вказують на високу ефективність цього матеріалу. Пінополіуретанова теплоізоляція характеризується удачливим поєднанням механічних, теплофізичних і гідроізоляційних властивостей, відрізняється простотою технології одержання, довговічністю, має невеликий термін окупності, тому її доцільно застосовувати для теплопроводів, не обмежуючи їх діаметр значеннями, що передбачені будівельними нормами.
Досліджена технологія закритого способу будівництва мікротунелей різного призначення з використанням сучасних автоматично керованих високомеханізованих мікропрохідницьких комплексів. Встановлено, що обробка мікротунелей будується шляхом проштовхування трудопроводу, який може використовуватися як тимчасове кріплення (футляр) для прокладки в ньому теплопроводу. Виявлено, що сучасні мікропрохідницькі комплекси в змозі проштовхувати трубопроводи вслід за проходкою мікровиробки на 300 м і більше. У випадку необхідності мікропрохідницькі комплекси в змозі витягати тимчасове кріплення.
Досліджено характер взаємодії податливої обробки теплопроводу з оточуючим грунтовим масивом при безфутлярній прокладці. Встановлено: якщо в сухих піщаних і глинистих грунтах товщина несучого зведення від денної поверхні – h2 дорівнює або більше зведення тиску – h3, то максимальна величина тиску грунту дорівнює вазі грунту, що міститься в просторі, обмеженому контуром зведення і площинами обвалення. У випадку, коли утворення склепіння неможливе, тобто h21, максимальна величина тиску грунту дорівнює вазі всієї товщини грунту над мукротунелем. Виявлено, що паралельні мікротунелі тепломережі повинні розташовуватися на такій відстані один від одного, яке виключало би утворення загального склепу обвалення. Визначено аналітичним і доказано графічним методом, що диск на обробку мікротунеля, зокрема, на двошарову податливу обробку тепломережі розвивається в міру деформації (розущильнення) грунту в мікровиробку. В той же час своєчасно встановлена обробка запобігає розпущенню і руйнуванню грунту, сприймаючи тиск, значення якого менше максимального.
Чисельним експериментом виявлені грунти, які потребують встановлення тимчасового кріплення в мікровиробках тепломережі (водонасичені нескельні грунти, і сухі – піски, супіски і деякі суглинки і глини) і визначені допустимі відстані між паралельними мікровиробками, які не закріплені тимчасовим кріпленням.
Технічні параметри, що характеризують взаємодію обробки з масивом грунту в процесі проходки є науковою базою для розробки технічних рішень при прокладці безфутлярних теплопроводів закритим способом в різних інженерно-геологічних умовах залягання.
В результаті досліджень існуючих конструктивних і технологічних рішень прокладки безканальних теплопроводів відкритим способом і футлярних теплопроводів закритим способом, аналізу єдиної деформованої системи “обробка – масив”, розроблені конструкція і технологія безфутлярної прокладки теплопроводів закритим способом. Запропоновані конструкції з ефективним використанням теплоізоляційного матеріалу – пінополіуретану, і гідроізоляційного – поліетилену. Розроблено новий метод закритого способу прокладки теплопроводів в різних гідрогеологічних умовах залягання – метод безфутлярної прокладки. Розроблений метод дозволяє в нестійких водонасичених грунтах проштовхувати теплопровід з дренажними трубами в закріплене тимчасове кріплення мікровиробку. В процесі обладнання теплопроводу тимчасове кріплення (захисна труба) виштовхується, а в кільцевий зазор одночасно закладається пісок крупністю не менш 1 мм.
Розроблені рішення безфутлярної прокладки теплопроводів економічно і екологічно ефективніші безканальної прокладки теплопроводів відкритим способом. При безфутлярній прокладці теплопроводів закритим способом футляр використовується в нестійких грунтах, як тимчасове кріплення мікровиробки, що дає можливість економити метал. При цьому захист від зволоження виконується тільки по периметру теплопроводу з мінімально допустимою товщиною 100 мм. Неухильний ріст населення в крупних містах і перехід більшості підземних споруд і комунікацій на більш глибокі горизонти (із-за стиснутих міських забудов і насичених передповерхневих рівнів комунікаційної інфраструктури) придає ще більшу значність і актуальність розробці науково-обгрунтованих технологічних рішень по закритій прокладці комунальних мереж, в тому числі, теплових.
Розроблені графіки виробництва робіт, застосовані матеріали і обладнання, дозволяють вести роботи, техніко-економічні показники яких свідчать про високу ефективність розробленого методу в порівнянні з відкритим способом канальної прокладки теплопроводів.
Публікації автора:
Гончаренко Д.Ф., Менайлов А.Н. Прокладка тепловых сетей микрощитовым способом. Науковий вісник будівництва. ХДТУБА. ХОТВАБУ № 12, 2001 г. с.23-27.
Гончаренко Д.Ф., Менайлов А.Н. Горное давление на обделки микротоннелей разного назначения. Сборник. Коммунальное хозяйство городов. Издательство Техника ХГАГХ № 30, 2001 г. с.80-84.
Гончаренко Д.Ф., Менайлов А.Н. Взаимодействие обделки микротоннеля теплосети с массивом грунта. Науковий вісник будівництва. ХДТУБА. ХОТВАБУ , Харків. № 13, 2001 г., с.31-33.
Гончаренко Д.Ф., Менайлов А.Н. Технические решения безфутлярной прокладки теплопроводов закрытым способом. Науковий вісник будівництва. ХДТУБА. ХОТВАБУ, № 14, 2001 г., с.7-11.
Воблых В.А., Менайлов А.Н., Кичаева О.В. Анализ численного моделирования грунтового массива с двумя круговыми отверстиями. Науковий вісник будівництва. ХДТУБА. ХОТВАБУ. № 15, 2001 г.
Воблых В.А., Кичаева О.В., Менайлов А.Н., Ли Чинкей. Напряженно деформированное состояние грунтового массива двумя круговыми отверстиями// Сб. “Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах ринкових відносин”. Київ, КНУБА., 2001, вип.9.
