1.4 Графическая часть
1.4.1 Построение профиля подземного газопровода
Профиль подземного газопровода строится от места врезки в уличную сеть до ввода в жилой дом по дальнему направлению согласно СНиП 42-01-2002. внутриквартальный газопровод должен быть проложен с уклоном не менее 2промилей в сторону уличной магистрали или конденсатосборников.
Глубина заложения определяется в зависимости от вида газа, диаметра газопровода, глубины промерзания грунта и типа дорожного покрытия.
В пучинистых грунтах газопровод должен прокладываться ниже зоны пучения.
Оптимальная глубина заложения газопровода определяется по формуле:
Нопт = 0,8Нпр + диаметр с изоляцией. (1.15)
Нопт = 0,8*1,15+0,159+0,018 =1,18м
При проектировании профиля трассы подземного газопровода следует стремится к тому, чтобы глубина заложения газопровода была близка к оптимальной. Трассу газопровода разбиваем на участки. В конечных точках этих участков задаемся глубиной заложения равной оптимальной.
Определяем отметки дна траншеи в характерных точках.
Z.дн.тр = Zз.пк0 – Нопт (1.16)
Zдн.тр.= 16,55 – 1,18 = 15,37 м.
Определяем уклон траншеи на участке:
Ј = (Zдн. тр.пк0+n - Zдн. тр.пк0)/Zпк0 – пк0+n * 1000 (1.17)
Ј = (15,37-14,52)/ 63 * 1000 = 13,4921
Определяем отметку дна траншее в промежуточной точке:
Zдн. тр.пк0+х = Zдн. тр.пк0± Ј* Z пк0 – пк0+х (1.18)
Lдн. тр.пк0+4 = 15,37 - 0,0134921*4 = 15,316032м
Определяем глубину заложения в промежуточной точке:
Нпк0+х = Zз.пк0+х - Z.дн.тр+х (1.19)
Нпк0+x =16,5-15,316032 = 1,1839м
Определяем отметку верха трубы:
Zвр.тр.= Z.дн.тр + диаметр +изоляция (1.20)
Zвр.тр = 15,37 + 0,159 + 0,018 = 15,547
Монтажная схема сварных стыков
Это исполнительный чертеж работы сварщика. В данном проекте принимаем, что с завода изготовителя поставляются трубы одинаковой длины 10м (М1:500).
Длина секции зависит от наличия подземных коммуникаций, врезок, ответвлений, поворотов трассы, установки запорной арматуры. Т.к. строительство ведется в стесненных городских условиях, то принимаем что оптимальная длина секции составит 36-40 м.
Исходя из выше изложенного можно сделать раскладку поворотных и неповоротных стыков на плане трассы газопровода. При это следует учесть сварные стыки в местах изменения диаметров труб, в местах врезок, ответвлений и установок арматуры.
Вычертив профиль подземного газопровода и схему сварных стыков, можно приступать к расчётной части проекта.
Сварной стык должен располагаться от коммуникации не ближе 1 м, а от фундамента здания не ближе 2 м.
2. Монтаж и организация строительства квартального газопровода
2.1.Выбор метода производства работ
Так как объем строительно-монтажных работ небольшой и устройство ведется в стесненных городских условиях, то выбираем поточно - расчлененный метод производства работ.
Все работы ведутся комплексными бригадами и звеньями в технологической последовательности непрерывно во времени. Согласно задания перекладка газопровода ведется в застроенной части квартала, вводы предусмотрены в кухне. Газопровод прокладывается в суглинистых грунтах с оптимальной глубиной заложения 1,26м. Для глинистых и суглинистых грунтов допускается разработка траншей с вертикальными стенками без креплений на глубину до 1,5 метров.
Разработку траншей производим экскаватором с обратной лопатой типа Э2515. В местах разработки приямков, на вводах, у стен зданий, в местах пересечений с подземными коммуникациями принимается разработка грунта вручную.
Так как объем сварочных работ небольшой и максимальный диаметр не превышает 300 мм, то принимаем ручную электродуговую сварку. Сварка труб в секции ведется на бровке траншеи, а сварка секций, варка ответвлений, арматуры, конденсатосборников – в траншее. Для сварки используем однопостовые сварочные агрегаты АДС-450.
Монтаж подземных газопроводов ведется в городе, поэтому принимаем весьма усиленную изоляцию на основе битумных мастик. Одиночные трубы изолируются на трубоизготовительных базах, на трассах изолируются только сварные стыки. Укладку секций в траншею, монтаж арматуры, конденсатосборников выполняется двумя автокранами. Для испытаний газопроводов, принимаем передвижную компрессорную станцию типа ПКС-3,5. Засыпка траншеи ведется бульдозером, а вывоз лишнего грунта – самосвалом.
Минимальная ширина траншеи выбирается в зависимости от диаметра труб и способа укладки:
а
= 0,3 +
а = 0,3 + 0,159+0,018 = 0,477м
Выбираем экскаватор для рытья траншеи одноковшовый с обратной лопатой, с шириной ковша не менее 0,477 м(Л-6).
Характеристика экскаватора:
1. Тип экскаватора Э-2515
2. Емкость ковша 0,25м3
3. Ширина ковша 0,65м
4. Наибольшая глубина копания 3м
5. Наибольшая высота выгрузки 2м
6. Наибольший радиус копания 5м
7. Производительность в смену:
а) при работе в отвал:
Потв=Тсм*100/Нвр.отв. (2.2)
Потв .= 8,2*100/5,3 = 154,72 м3/смена
где, Тсм. - время работы в смену(8,2 часа).
Нвр. – норма времени при выгрузке в отвал(Л-7)
б) при выгрузке в транспорт:
Птр.=Тсм.*100/Нвр.отв. (2.3)
Птр. = 8,2*100/6,6 = 124,24 м3/смена
где, Нвр.отв. – норма времени при работе в транспорт
Принимаем ширину траншеи по ширине режущей кромки ковша экскаватора с учетом выравнивания стенок траншеи:
а=ак+0,1 (2.4)
а = 0,65 + 0,1 = 0,75м
2.2 Подсчет объема земляных работ
2.2.1 Подготовительные работы
2.2.1.1 Объем работ при вскрытии дорожных покрытий
На участках, где трасса газопровода пересекает дорожные покрытия до начала земляных работ необходимо эти покрытия вскрыть и разобрать.
Ширина вскрываемой полосы дорожного покрытия определяется по формуле
(2.5)
b = 0,75 + 0,5 = 1,25 м
Площадь вскрываемого дорожного покрытия определяется по формуле, м2
Fвскр = b*lвс, м2 (2.6)
где l- длина вскрываемых участков, м
Fвскр = 1,25*76,5 =95,62 м2
2.2.1.2 Объем работ при вскрытии и подвеске пересекаемых подземных коммуникаций.
До прихода экскаватора на трассу, в период подготовительных работ вручную разрабатываются участки траншеи в местах пересечения газопровода с другими подземными сооружениями.
Ширина такого участка 2 метра до пересечения с теплотрассой и 1 метр с другими подземными коммуникациями.
Объем работ при вскрытии пересечений с водопроводом, канализацией, электрокабелем определяется по формуле:
Vэ.в.к. = a*Hср*l*n (2.7)
где, Hср - средняя глубина заложения газопровода, определяется как среднее арифметическое по всем профилям.
n - количество пересечений по генплану с водопроводом, электрокабелем, канализацией.
Vэ.в.к. = 0,75*1,21693*1*16 =14,603м3
Объем работ при вскрытии с теплотрассой:
Vтеп= a*Hср*l*nт (2.8)
где, l=2 м
nт- количество пересечений по генплану с теплотрассой.
Vтеп = 0,75*1,21693*1*5 = 9,12697 м3
Суммарный объем при вскрытии подземных коммуникаций составит:
ΣVпер = Vэ.в.к + Vтеп (2.9)
ΣVпер = 14,603 + 9,12697 = 23,72997 м3
Вскрытые подземные коммуникации защищают в деревянный короб и подвешивают к балке, перекинутую через траншею.
Подвеске подлежат те коммуникации, которые располагаютя выше газопровода – электрокабель, теплотрасса.
2.2.2 Земляные работы
2.2.2.1. Объем работ при рытье траншеи вручную.
Vвр=а*Нср*l (2.10)
Vвр = 0,75*1,21693 * 25 * 0,5= 11,408719 м3
где, l – длина участков рытья вручную.
l = 0,5*n (2.11)
где, n – количество вводов
l = 0,5*25 = 12,5
В местах сварки неповоротных стыков приходится расширять траншею вручную для удобства работы сварщика. На участках, где рытье траншеи производиться вручную, приямки также вручную отрываются.
Там где рытье траншеи производится экскаватором, приямки так же можно рыть экскаватором или вручную. В данном проекте принимаем, что эти работы производятся вручную.
О
бъем
работ при рытье приямков учитывает как
дополнительно подсчитанных объемов
земляных работ. Размер приямков должен
быть соответствовать данному чертежу.
Рисунок 1
Объем приямка составит:
(2.12)
где l=1м
Vпр = (0,089+0,018+1,2)*0,7 + (0,089+0,018 +1,2 – 0,75)*1,21693)*1= 1,59273м3
Полученный по формуле объём одного приямка умножается на число приямков и прибавляется к общему объёму земляных работ выполняемых вручную
∑Vпр = Vпр*n (2.13)
где n – количество приямков
∑Vпр = 1,59273*78 = 124,23294м3
Таким образом общий объем земляных работ при рытье траншеи вручную составит:
∑Vвр =∑Vпр+ Vвр (2.14)
∑Vвр = 124,23294+11,408719=135,64166
2.2.2.2. Расчет объемов работ по рытью траншеи экскаватором.
Подсчитывается по профилю подземного газопровода и ведется в табличной форме.
Таблица 2.1 - Объем земляных работ по рытью траншеи экскаватором.
пикеты |
Н, м |
а, м |
F = Н*а, м2 |
№ участка |
l участка |
участка, м2 |
примечание |
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
||
Основное направление ПК0 – ПК2+38 |
|
|||||||||
ПК0 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
1 |
4 |
3,54 |
|
|
||
ПК0+4 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
||||||
ПК0+4 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
2 |
20,5 |
18,7575 |
|
|
||
ПК0+24,5 |
1,26 |
0,75 |
0,945 |
|
||||||
ПК0+24,5 ПК0+63 |
1,26 |
0,75 |
0,945 |
3 |
38,5 |
35,2275 |
|
|
||
|
|
|
|
|||||||
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
|||||||
ПК0+63 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
4 |
25 |
22,125 |
|
|
||
ПК0+88 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
||||||
ПК0+88 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
5 |
11 |
9,7763 |
|
|
||
ПК0+99 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
|
||||||
ПК0+99 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
6 |
1 |
0,9038 |
|
|
||
ПК1 |
1,22 |
0,75 |
0,915 |
|
||||||
ПК1 |
1,22 |
0,75 |
0,915 |
7 |
14 |
12,6 |
|
|
||
ПК1+14 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
||||||
ПК1+14 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
8 |
15 |
13,3312 |
|
|
||
ПК1+29 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
|
||||||
ПК1+29 ПК1+59 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
9 |
30 |
26,6625 |
|
|
||
|
|
|
|
|||||||
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
|||||||
ПК1+59 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
10 |
3,5 |
3,5175 |
|
|
||
ПК1+62,5 |
1,5 |
0,75 |
1,125 |
|
||||||
ПК1+62,5 |
1,5 |
0,75 |
1,125 |
11 |
11,5 |
12,1756 |
|
|
||
ПК1+74 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
|
||||||
ПК1+74 ПК1+89 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
12 |
15 |
13,3312 |
|
|
||
|
|
|
|
|||||||
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
|||||||
ПК1+89 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
13 |
11 |
9,7762 |
|
|
||
ПК2 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
|
||||||
ПК2 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
14 |
4 |
3,555 |
|
|
||
ПК2+4 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
||||||
ПК2+4 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
15 |
15 |
13,3312 |
|
|
||
ПК2+19 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
|
||||||
ПК2+19 |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
16 |
13 |
11,9437 |
|
|
||
ПК2+32 |
1,26 |
0,75 |
0,945 |
|
||||||
ПК2+32 ПК2+34 |
1,26 1,23 |
0,75 0,75 |
0,945 0,9225 |
17 |
2 |
1,8675 |
|
|
||
ПК2+34 ПК2+38 |
1,23 1,18 |
0,75 0,75 |
0,9225 0,885 |
18 |
31,5 |
28,468 |
Таких участков 9 |
|
||
Ответвление ПК0+24,5-ПК1'+58 |
||||||||||
ПК0+24 |
1,26 |
0,75 |
0,945 |
1 |
11 |
10,395 |
|
|
||
ПК0'+35,5 |
1,26 |
0,75 |
0,945 |
|||||||
ПК0'+35,5 |
1,26 |
0,75 |
0,945 |
2 |
15 |
14,0062 |
|
|||
ПК0'+50,5 |
1,23 |
0,75 |
0,9225 |
|||||||
ПК0'+50,5 |
1,23 |
0,75 |
0,9225 |
3 |
15 |
13,5562 |
|
|||
ПК0'+65,5 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|||||||
ПК0'+65,5 |
1,18 1,18 |
0,75 |
0,885 |
4 |
8 |
7,08 |
|
|||
ПК0'+73,5 |
0,75 |
0,885 |
||||||||
ПК0'+73,5 ПКО'+95,5 |
1,18 1,18 |
0,75 0,75 |
0,885 0,885 |
5 |
22 |
19,47 |
|
|||
ПК0'+95,5 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
6 |
2,5 |
2,5125 |
|
|||
ПК0'+98 |
1,5 |
0,75 |
1,125 |
|||||||
ПК0'+98 |
1,5 |
0,75 |
1,125 |
7 |
3 |
3,0263 |
|
|||
ПК1' |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
|||||||
ПК1' |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
8 |
9,5 |
8,4431 |
|
|||
ПК1'+9,5 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|||||||
ПК1'+9,5 ПК1'+39,5 |
1,18 1,2 |
0,75 0,75 |
0,885 0,9 |
9 |
30 |
26,775 |
|
|||
ПК1'+39,5 ПК1'+52 |
1,2 1,29 |
0,75 0,75 |
0,9 0,9675 |
10 |
12,5 |
11,6718 |
|
|
||
ПК1'+52 ПК1'+54,5 |
1,29 1,18 |
0,75 0,75 |
0,9675 0,885 |
11 |
2,5 |
2,3156 |
|
|
||
ПК1'+54,5 ПК1'+58 |
1,18 1,18 |
0,75 0,75 |
0,885 0,885 |
12 |
24,5 |
21,6825 |
Таких участков 7 |
|
||
Ответвление ПК0+63-ПК2''+12,5 |
||||||||||
ПК0''+63 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
1 |
11 |
9,8175 |
|
|
||
ПК0''+74 |
1,2 |
0,75 |
0,9 |
|
||||||
ПК0''+74 ПК0''+89 |
1,2 1,18 |
0,75 0,75 |
0,9 0,885 |
2 |
15 |
13,3875 |
|
|
||
ПК0''+89 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
3 |
11 |
9,77625 |
|
|
||
ПК1'' |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
|
||||||
ПК1" |
1,19 |
0,75 |
0,8925 |
4 |
4 |
3,555 |
|
|
||
ПК1"+4 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
||||||
ПК1"+4 ПК1"+19 |
1,18 1,21 |
0,75 |
0,885 |
5 |
15 |
13,44375 |
|
|
||
0,75 |
0,9075 |
|
||||||||
ПК1"+19 ПК1"+28 |
1,21 1,5 |
0,75 0,75 |
0,9075 1,125 |
6 |
9 |
9,14625 |
|
|
||
ПК1"+28 ПК1"+34 |
1,5 1,19 |
0,75 0,75 |
1,125 0,8925 |
7 |
6 |
6,0525 |
|
|
||
ПК1"+34 ПК1"+49 |
1,19 1,18 |
0,75 0,75 |
0,8925 0,885 |
8 |
6 |
5,3325 |
|
|
||
ПК1"+49 ПК1"+64 |
1,18 1,2 |
0,75 0,75 |
0,885 0,9 |
9 |
15 |
13,3875 |
|
|
||
ПК1"+64 ПК1"+79 |
1,2 1,18 |
0,75 0,75 |
0,9 0,885 |
10 |
15 |
13,3875 |
|
|
||
ПК1"+79 ПК1"+94 |
1,18 1,19 |
0,75 0,75 |
0,885 0,8925 |
11 |
15 |
13,3312 |
|
|
||
ПК1"+94 ПК2" |
1,19 1,2 |
0,75 0,75 |
0,8925 0,9 |
12 |
6 |
13,3312 |
|
|
||
ПК2" ПК2"+7 |
1,2 1,22 |
0,75 0,75 |
0,9 0,915 |
13 |
7 |
2,8822 |
|
|
||
ПК2"+7 |
1,22 |
0,75 |
0,915 |
14 |
2 |
1,8 |
|
|
||
ПК2"+9 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
||||||
ПК2"+9 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
15 |
31,5 |
27,8775 |
Таких участков 9 |
|
||
ПК2"+12,5 |
1,18 |
0,75 |
0,885 |
|
||||||
Проверка:
V=а*Нср*∑lобщ (2.15)
V = 0,75*1,21693*589,5= 538,3323м3
2.2.3. Объем работ по присыпке газопровода и устройству постели.
Перед укладкой газопровода в траншею устраивается постель, а после испытания газопровода на прочность его присыпают вручную мягким грунтом на 25-30см выше верха трубы и тщательно трамбуют.
Объем работ по присыпке определяется по формуле, м3
(2.16)
где lобщ – общая длина трассы газопровода.
Vприс = (0,75*(0,089+0,018 + 0,25) – (3,14*(0,089+0,018)2)/4)*589,5 = 152,54049 м3
Объем присыпки с учетом коэффициента остаточного рыхления составит, м3
(2.17)
где, К0 – коэффициент остаточного рыхления, равен 8-9 (Л-7)
V'прис = 152,54049*(100-8)/100) = 140,33725м3
Баланс земляных работ составит:
Qобщ = ∑Vпр + Vвр + ∑Vэкс. (2.18)
Qобщ = 23,72997+135,64166+538,3323=697,70393 м3
Объем излишнего грунта подлежит вывозу с трассы газопровода и составит:
(2.19)
Где, q – объем занимаемый трубой.
(2.20)
q = (3,14*(0,089+0,018)2)/4*589,5 = 5,2981106м3
Q0=697,70393-(697,70393-5,2981106)/(1+0,08)= 56,58743 м3
Грунт, используемый для засыпки остается на бровке траншеи.
Минимальная ширина рабочей зоны зависит от объема и размеров отвала грунта и выбирается по схеме.
Рисунок
2
Минимальная ширина рабочей зоны определяется по формуле:
L
= 1,5 + а +0,5 + в + (0,3
0,5)
(2.21)
где, в – ширина отвала грунта, равна 2.20
L = 1,5 +0,75+0,5+2,2+0,4 = 5,35 м
2.2.4. Объем работ по засыпке газопровода грунтом
Окончательная засыпка траншеи по всей длине производится грунтом, вырытым из траншеи.
Объем работ по засыпке бульдозером определяется по формуле:
Vз.б. = Q – Vприс. (2.22)
Vз. б. = 697,70939-152,54049=545,16344м3
Объем работ по засыпке бульдозером с учетом коэффициента остаточного рыхления:
(2.23)
V'з.б. = 545,16344*(100-8)/100= 501,55036 м3
Характеристика бульдозера.
Тип бульдозера ДЗ – 60
Тип отвала – поворотный
Высота отвала – 0,67м
Длина отвала – 2,52м
Управление гидравлическое
Базовый трактор ЛТЗ – 60АБ
Двигатель Д – 248
2.2.5. Объем сварочных работ.
По монтажной схеме сварных стыков подсчитывается количество поворотных и неповоротных стыков по каждому диаметру труб.
Таблица 2.2.
Диаметры труб , мм |
Поворотные стыки |
Неповоротные стыки |
Ǿ159*4,0 |
3 |
2 |
Ǿ133*4,0 |
3 |
1 |
Ǿ108*4,0 |
13 |
5 |
Ǿ89*3,5 |
18 |
9 |
Ǿ76*3,5 |
10 |
2 |
Ǿ57*4,0 |
6 |
57 |
Всего |
53 |
78 |