支撑位于地沟中的管道的方法技术

本发明专利技术公开了一种在一条挖掘的地沟中支撑一根地下管道的改进方法。该方法涉及在间隔的专门设计的支撑台阶上支撑管道，这些台阶被设计成在受到一个预定载荷时就会损坏。这个预定载荷是在填充地沟的过程中或者当管道进行静压试验时的某一刻施加的。当这些台阶损坏时，管道下方的填充物就被压实，因此它们代替支撑台阶来支撑管道。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及管道技术，特别是沿着其长度埋在地沟中的管道方面的技术。管道安装完毕并进行了静压试验后，需要进行一个附加测试。将一些称为“磁粉探伤”的装置送入管道中。在这个过程中，将发现和确认出管道损伤。在管道投入使用前，所有存在凹痕、凸起和大多数“不圆”的部分必须被挖掘出来加以修复。这种修复工作非常昂贵并耗费时间。那些支撑台阶在回填和管道使用期间将管道保持在沟底上方。因为沟底上的石块可能压凹管道或损伤管道外表面的保护层，所以非常重要的是，在使用和安装期间，管道不能够与沟底接触。通常，支撑台阶为一些沙袋。这些沙袋能够堆积到任意需要的高度。另外一种受欢迎的台阶材料是一些高密度泡沫塑料块。这些塑料块很坚固，足以支撑管道且不会倒塌。授予Ball的美国专利No.4,068,488采用了可充气支撑垫，在回填过程中临时支撑管道。在回填过程中，随着回填材料接近支撑垫，这些支撑垫将被移走。该专利要求将一种颗粒状的基座/填充材料强制地注入到管道下方达到完全压实。在移走临时支撑垫之前，该基座被完全压实，这一基座将在与支撑垫相同的管道位置支撑管道。授予Cour的美国专利No.4,488,836和No.4,806,049采用的是水袋，用于在洋底或一些不稳固的地沟中安装管道。其目的是在安装管道前保证沟壁不会倒塌。接着将管道放置在充满地沟的受压水囊的上部。然后将水囊中的水放出，使得管道下落到未填充的沟底，同时随着管道的降低，那些不稳定的沟壁将向内塌陷到管道的上部。所有三个专利都提到了将管道放到一个或一些被填充的袋子上，再排出袋子里的填充物，使得填充物或沟底物质来支撑管道。每个袋子都有一个开启的阀门允许排出填充物。这些充气和充水袋子相对那些沙袋和那些泡沫塑料块而言更为昂贵。因而，它们很少被使用。为确保那些管道支撑台阶发挥支撑位于沟底上部的管道以便于操纵管道的功能，对本领域的一个技术人员来说显而易见的是，这些台阶必须构造得足够坚固，分布间隔足够接近，使得这些台阶能够足以支撑比实际管道本身更多的重量。将这些支撑台阶沿着沟底放置后，它们将承受管道本身、填充材料和管道内部流体的累计载荷。附图说明图1展示了现有技术中在回填之前的一种典型的管道安装，管道12由以定距离间隔的一些台阶13支撑，这些台阶13放置在一个地沟14的底部上。为了便于阐述，设想一个外径为36英寸、壁厚为0.500英寸的钢管，它的那些支撑台阶沿着沟底间隔15英尺分布，如图1所示。当管道放置在那些间隔分布的支撑台阶上时，假定每个台阶承担的重量相等，则每个支撑台阶将承受2,860磅的载荷。回填地沟时，那些支撑台阶将承受管道本身重量之外的额外载荷。在本例子中，我们估计回填过程中额外载荷近似为管道重量的1/2。采用这种近似值，如果再次假定每个台阶承担相等重量的话，则每个支撑台阶现在将承受4,290磅的载荷。地沟回填完毕后，接着向管道中注水并进行静压试验。在本例中，再次假定台阶重量均匀分布，每个支撑台阶将承受额外的6,250磅的载荷，总载荷重量大约为10,540磅。在上面的例子中，忽略了动态载荷并假定了每个台阶承受相等载荷。然而在安装管道的实践中，存在动态载荷和每个台阶承载不等的情况。例如，当一段管道的底面与沟底面没有平齐时，个别支撑台阶将可能承受增加了的为上面例子若干倍的载荷。图2中显示了管道12的底面与沟底没有平齐。结果是，支撑台阶1和4支撑了这段管道的全部重量，管道悬于支撑台阶2和3上方。因此，支撑台阶1和4支撑的重量大约为未平齐情况没发生时的两倍。管道安装人员应该仔细观察管道安装情况以保证所有台阶都支撑着管道。当看到如图2中间隙时，安装人员需要抬起管道，塞入一个或多个填隙片15，如图3所示。然而，非常常见的是，安装人员会遗漏甚至忽略台阶和管道之间的那些间隙，特别是使用多孔聚苯乙烯台阶时更是如此。必须保证管道底面不与沟底接触，如果接触会产生代价昂贵的管道损伤危险，现有方法提供一些构造得足够坚固的支撑台阶能支撑上面例子中计算出的全部载荷再乘以一个适当的安全系数得到的预期载荷。因此，每个台阶将支撑全部重量或载荷，即空管道重量、回填重量、静压试验时注入到管道中水的重量、动态载荷和不均衡台阶承载引起的增加重量。然而，现有技术实践中，将支撑台阶建造的足够坚固，并将这些台阶安放得距离足够接近去支撑全部重量或载荷，使得下面情况就非常可能发生，即管道在最初降到地沟并放置到支撑台阶上的位置将保持相当恒定。也就是说，当管道最初放置到支撑台阶上时管道底面超过沟底的高度在管道安装和测试过程中将保持不变(或者非常接近那个高度)。如前所述，管道放置到支撑台阶上后，紧接着将不含石块的底土填入到地沟中使得底土沿管道周围和管道下方流进位于那些支撑台阶之间的管道下面的空隙区域。因为那些支撑台阶建造得足够坚固足以支撑放置填充材料后承受的额外载荷，管道将不能充分移动到足够低的位置去压实管道下方的填充材料。由于管道下方的填充材料没有被压实，它将容易受到水的影响，从而导致众所周知的填充物流失问题。而且，填充材料没有压实时，管道在安装后没有得到额外的支撑。结果是，安装的管道仅仅由那些支撑台阶本身支撑。在通常的实践中，一根典型的地下管道实际上不足10％的长度得到支撑，这种情况并不罕见。支撑台阶不均衡承载可能导致个别或一系列单个台阶遭受巨大的载荷。有时在实践中安装地下管道时，不均衡承载发生到这样的程度使得个别或一系列单个台阶损坏，从而那段特定的管道下落到沟底。被构造来支撑管道上的全部重量或载荷的这些支撑台阶，其值得关注的问题还有其尺寸和费用。这些单个台阶必须有足够大的平面区域，以阻止管道受到合成点载荷，这些合成点载荷足够强会导致管道被压平或压成椭圆形(不圆)。如果发生这种情况，则必须挖出管道并维修，其代价昂贵。因此，需要一种安装管道的方法，它允许安装中支撑台阶不受合成的非均匀载荷，且比现有安装方法并不更为昂贵或复杂。图5是与图4类似的透视图，显示了根据本专利技术的放置在支撑台阶上的一根管道，该管道压挤支撑台阶；图6为一个透视图，显示出施加了填充材料的图5中所示的管道和支撑台阶；图7为一个透视图，显示出经过完全回填的图6中所示的管道和支撑台阶，从而进一步挤压支撑台阶；图8为一个透视图，显示了根据本专利技术的一个实施例所示的被完全压实的支撑台阶；图9为一个透视图，是根据本专利技术的第二个实施例所示的在结构损坏状态下的支撑台阶。最佳实施方式参照图5到9，我们提供一个立方体形或长方形固体支撑台阶20。如果需要，在台阶上部可提供一个凹面。较佳地，台阶的高度等于或大于管道定位位置高出沟底的距离。通常，这个距离为12英寸。因为这个原因，图4标识台阶高度为12″，但台阶的高度应当被理解为任意需要的高度。进一步地，虽然这些图中显示了在每一个支撑位置，管道都由一个由单一块构成的支撑台阶支撑，但应该被理解成，可以将两个或更多的块堆积起来构建一个支撑台阶。与现有技术的台阶不同之处是，台阶20的构造和尺寸使得它在承受预定重量载荷时会损坏。这个重量是实际管道尺寸、材料和支撑台阶之间预定间距的函数。根据本专利技术安装一根管道时，要将这些支撑台阶放置到地沟沟底中以一定距离间隔的位置。接着将管道以能保证支撑台阶承受很少或轻微的动态载荷的方式降到地沟中并放置在支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来支撑位于地沟中的管道的方法，包括： 沿所述地沟长度间隔设置多个支撑台阶； 所述台阶被设计成当在其上施加一个预定重量时该台阶将损坏； 将所述管道放置在所述台阶上； 用填充材料将位于所述管道下方、所述台阶之间和所述管道周围的空隙填充到一个预定高度； 向所述地沟里的填充材料上放置回填材料； 将所述管道充满水；以及 让所述多个支撑台阶损坏从而由所述填充材料向所述管道提供支撑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃德华J克莱马，
申请(专利权)人：KNI公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]