1502
.pdf
е р и я в н у т р и в у з о в с к и х СибАДИм е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И
Мин стерство науки высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
« ибирск й государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Техн ка для стро тельства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур»
ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ ИХ ОБЪЕКТОВ
Методические указания
Составители: А.И. емиденко, Д.С. Семкин, А.В. Гладкова
Омск ▪ 2018
УДК 621.643.053:625.76.08 ББК 39.71:39.311-06-5
Т38
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит
Рецензент
д-р техн. наук, проф. Н.С. Галдин (СибАДИ)
СибАДИдокументы, регламент рующие организацию и технологию производства работ, выполняемых при сооружении и ремонте магистральных трубопроводов, а также трубопроводов газосна жения с использованием транспортно-технологических машин.
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве
методическ х указан й.
Т38 Технолог я стро тельства и эксплуатация магистральных нефтегазопроводов иих объектов [Электронный ресурс] : методические указания / сост. : А.И. Демиденко, Д. . емк н, А.В. Гладкова. – (Серия внутривузовских методических указаний СибАДИ).
– Электрон. дан. – Омск : С АДИ, 2018. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/
cgiirbis 64 ft.exe. - Реж м доступа: для авторизованных пользователей. |
|
Приведен порядок определения параметров технологических операций при |
|
строительстве |
ремонте нефтегазопроводов. Указаны ссылки на нормативные |
Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.
Предназначены для студентов всех форм обучения при изучении теоретических курсов «Технология строительства и эксплуатация магистральных нефтегазопроводов и их объектов», «Организация и технология специфических работ с применением транспортно-технологических машин» по направлениям бакалавриата и магистратуры «Наземные транспортно-технологические комплексы», «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», а также по специальности «Наземные транспортно-технологические средства».
Подготовлены на кафедре «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов инфраструктур».
Текстовое (символьное) издание (780 КБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Mб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:
Adobe Acrobat Reader, Google Chrome
Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова Издание первое. Дата подписания к использованию 16.10.2018
Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018
ВВЕДЕНИЕ
Магистральные трубопроводы являются неотъемлемой составляющей энергетической системы. Процесс их сооружения является сложной инженерной задачей, требующей привлечения специалистов различного профиля.
СТехнология строительства магистральных трубопроводов включает множество технологических операций, выполняемых с применением транспортно-технолог ческих машин. Поэтому на этапе проектирования разрабатывается проект организации строительства.
правила проект рован я производства работ.
методикуПроцесс стро тельства и ремонта магистральных трубопроводов регламент руется нормативными документами, в которых указываются
Необход мой задачей специалистов, работающих в данной области, является зучбть данные документы, уметь ими пользоваться и освоить
расчета параметров технологических операций.
А Д И
3
Практическая работа №1
Расчет параметров полосы отвода и выбор эффективной техники для строительства магистрального трубопровода
Цель – разработать проект организации производства земляных работ |
|
С |
|
для строительства магистральных трубопроводов. |
|
Задачи: |
|
1. Рассч тать |
выбрать параметры полосы отвода согласно |
требован ям нормат вных документов; |
||
сформироватьПараметры полосы, отводящейся для строительства магистрального |
||
2. |
Рассч тать объемы производства работ; |
|
3. |
Выбрать эффективную технику для производства работ, |
|
|
|
комплект, согласующийся по производительности; |
4. |
Разработать стро тельный генеральный план; |
|
5. |
б |
|
остав |
отчет. |
|
трубопровода, пр н маются в соответствие ВСН 179-85. Принципиальная схема полосы отвода при строительстве магистральных трубопроводов приведена в СП 104-34-96.
Исходные данныеАдля проектирования указаны в задании: диаметр трубопровода, длина участка строительства, а также грунтовые условия. Варианты заданий приведены в приложении .
Перед выполнением расчетов следует ознакомиться с общими
положениями и порядком производства работ, указанных в документах.
Для разработки проекта организации производства земляных работ вначале устанавливается ширина полосы земель, отводимых во временное
краткосрочное пользование на период строительства магистрального
расположения трубопровода на берме траншеиИ, полоса для движения ремонтно-строительной колонны, проезд вдоль трассы трубопровода, а также обеспечиваются необходимые расстояния между объектами. Размещение объектов на полосе отвода и рекомендуемые расстояния между ними регламентируются ВСН 179-85.
трубопровода согласно СН-452-73. |
Д |
|
|
На полосе отвода размещаются отвалы плодородного и минерального |
|
грунта, траншея для укладки трубопровода, место для временного |
|
Кроме рекомендаций при определении параметров полосы отвода учитываются конкретные условия, обеспечивающие безопасную работу (рисунок 1.1).
4
С |
|
|
|
||
|
Рисунок |
|
|
||
|
|
|
Р сунок 1.1 – Полоса отвода |
|
|
|
|
Перед разработкой траншеи предусматривается снятие плодородного |
|||
|
слоя грунта (полоса рекультивации). Параметры траншеи и окончательная |
||||
|
|
б |
|
|
|
|
ширина полосы рекульт вации определяются в соответствии с СП 104-34- |
||||
96 ( |
1.2). |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||
|
|
|
Рисунок 1.2 – Профиль траншеи |
|
|
|
|
Параметры полосы отвода и профиля траншеи изображаются на схеме |
|||
|
с указанием необходимых размеров. |
|
|
||
|
|
После этого выполняется расчет объемов земляных работ на 1 м |
|||
|
трассы строительства магистрального трубопровода и общий объем работ. |
||||
|
Данные расчета представляются в виде таблицыИ1.1. |
||||
|
|
|
Объемы земляных работ |
Таблица 1.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид выполняемых работ |
Объем земляных работ на 1 м трассы |
Общий объем земляных |
|
|
|
|
|
трубопровода, м3 |
работ, м3 |
|
|
Удаление плодородного |
|
|
|
|
|
слоя грунта |
|
|
|
|
|
Разработка траншеи |
|
|
|
|
5
Затем формируется комплект землеройной техники, обеспечивающий согласованную работу. Для этого при выборе техники учитывается так называемая линейная производительность, то есть скорость продвижения техники вдоль трассы по мере выполнении работы.
Рекомендации по схеме организации работ приведены в ВСН 179-85. Выбор техники для строительства может выполняться с использованием
ЕНиР, ГЭ Н или ТЭР, в которых приведены нормы стоимости работ. |
|
|
СибАДИ |
||
Техника для производства земляных работ выбирается из каталога. |
||
Линейная про звод тельность определяется по формуле |
|
|
П = Пэ/V, |
(1.1) |
|
где Пэ – эксплуатац онная производительность техники, м3/ч; V – объем |
||
земляных работ на 1 м трассы тру опровода, м3. |
|
|
Про звод тельность ульдозеров определяется по формуле |
|
|
ПЭ |
3600 Vп kу k п |
(1.2) |
|
Tц kр |
|
где Vп – объем грунта призмы волочения перед отвалом, м3; kу – коэффициент, учитывающий уклон местности; kп – коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировке; Тц – время рабочего цикла бульдозера, с; kр – коэффициент разрыхления грунта.
Для местности не имеющей значительного уклона kу = 1,0. Коэффициент, учитывающий потери грунта при транспортировании
|
kп = 1 – 0,005 · Lт, |
(1.3) |
||||
где Lт – путь транспортирования грунта, м. |
|
|||||
Время рабочего цикла бульдозера |
|
|
|
|||
Тц |
L |
|
L 2 tр tс |
(1.4) |
||
|
|
|||||
|
р.х. |
|
|
з.х. |
|
|
|
|
|
|
|
||
где L – путь копания и транспортирования грунта, м; υр.х. – скорость рабочего хода бульдозера, м/с; υз.х. – скорость заднего хода бульдозера при холостом ходе, м/с; tр – время разгона бульдозера, с; tс – время подъема и опускания отвала бульдозера, с.
6
Производительность одноковшовых экскаваторов
3600 Vк kн k в |
(1.5) |
ПЭ |
Tц kр |
|
где Vк – вместимость ковша, м3; kр – коэффициент разрыхления; kн – коэффициент наполнения ковша; Тц – время рабочего цикла, с; kв – коэффициент использования по времени.
Про звод тельность траншейных экскаваторов |
|
||||||
и |
|
|
kр |
|
|
||
С |
Пт.ц |
|
3600 |
νц |
qк кн |
|
(1.6) |
|
tк |
кр |
|
||||
б |
|
|
|
||||
|
Пт.р |
3600 |
qк |
zк nр |
k н |
(1.7) |
|
где qк – вмест мость ковша, м3; νц – скорость движения цепи, м/с; kр – коэффициент разрыхления; kн – коэффициент наполнения ковша; tк – шаг установки ковшей, м; zк – количество ковшей на роторе, шт; nр – частота вращения ротора, об/с.
Для согласования комплекта техники по производительности могут |
||||||
применяться несколькоАоднотипных машин. |
|
|
||||
Данные о выбранной технике приводятся в виде таблицы 1.2. |
||||||
|
|
|
|
|
Таблица 1.2. |
|
|
Комплект техники для производства земляных работ |
|||||
|
|
|
Д |
|
||
Вид |
|
Наименование |
Линейная |
Количество |
Линейная |
|
выполняемых |
|
применяемой |
производительность |
машин |
производительность |
|
работ |
|
техники |
одной |
|
комплекта |
|
|
|
|
машины, м/ч |
|
машин, м/ч |
|
|
|
|
|
И |
|
|
Удаление |
|
|
|
|
|
|
плодородного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
слоя грунта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
После этого принимается продолжительность смены, рассчитывается продолжительность выполнения работ.
Затем разрабатывается строительный генеральный план (вид сверху), на котором указывается размещение техники на полосе отвода.
Отчет должен содержать: титульный лист, схема полосы отвода с |
|||
указанием параметров, строительный генеральный план расположения |
|||
С |
|
|
|
техники на полосе отвода, параметры выбранной техники, расчеты. |
|||
|
|
Вопросы для самоконтроля |
|
1. |
Как выб рается ш рина полосы отвода? |
||
ширина |
|
||
2. |
Как определяются глубина и ширина траншеи? |
||
3. |
От чего зав с |
т угол откоса траншеи? |
|
4. |
Как определяется |
полосы рекультивации? |
|
5. |
б |
||
Возможно ли отвалы грунта складировать за границей полосы |
|||
отведенной под стро |
тельство? |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
Д |
|
|
|
И |
8
Практическая работа №2
Расчетпараметровтехнологическойоперациипоукладке магистральноготрубопроводавтраншеюивыборэффективнойтехники
Цель – разработать проект организации укладки магистрального
трубопровода в траншею используя нормативные документы. |
|
||||||
Задачи: |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Рассч тать ус л я в точках подъема и расстояния между |
||||||
трубоукладч ками; |
|
|
|
|
|||
2. |
Рассч |
тать требуемое количество трубоукладчиков; |
|
||||
3. |
Выполн ть проверку трубопровода на допускаемые напряжения; |
||||||
С |
и |
грузозахватные приспособления из |
|||||
4. |
Выбрать |
тру |
|||||
каталога; |
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Разработать документацию для производства работ (схему укладки |
||||||
трубопровода в траншею); |
|
|
|
|
|||
оукладчик6. Состав ть отчет. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Ход работы |
|
|
|
Расчет |
параметров технологической |
операции по |
укладке |
||||
|
|
б |
выполняется |
согласно |
|||
магистрального |
тру опровода |
в |
траншею |
||||
СП 34-112-97 (приложение 4). |
|
|
|
|
|||
Перед выполнением расчетов следует ознакомиться с общими |
|||||||
положениями и порядком производства работ, указанных в документе. |
|||||||
Исходные данныеАдля проектирования указаны в задании: диаметр |
|||||||
трубопровода и толщина стенки, а также грунтовые условия. Варианты |
|||||||
|
|
|
|
Д |
|||
заданий приведены в приложении .
Вначале расчета на основании СП 104-34-96 определяются параметры траншеи и расположение трубопровода на бермеИ(рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Траектория укладки трубопровода
9
После этого, определяются параметры укладки: высота подъема трубопровода над бермой и смещение трубопровода в горизонтальной плоскости.
Высота подъема должна учитывать технологический зазор для
подвода грузозахватных приспособлений и их размер. В качестве |
||||||||
рекомендаций можно принять технологическую высоту подъема в |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
||
пределах 0,5 – 1,2 м. |
|
|
|
|
|
|
||
Затем осуществляется расчет оптимального расстояния между |
||||||||
точками подъема трубопровода и определение нагрузок в этих точках |
||||||||
(Рисунок |
2.2). |
Метод ка расчета представлена в СП |
34-112-97 |
|||||
( |
е 4). |
|
|
|
|
|
|
|
приложен |
|
|
|
|
|
|||
|
б |
|
|
|
||||
|
Рисунок 2.2 – Схема укладки трубопровода в траншею |
|
|
|||||
|
|
|
|
Д8 |
|
|||
Модуль упругости для данного расчета выбирается из параметров |
||||||||
материала трубы. |
Для |
Абольшинства сталей модуль упругости составляет |
||||||
Е = 2100 МПа. |
|
|
|
|
И |
|||
Момент инерции трубы |
|
|
||||||
|
|
|
|
J |
D3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
(2.1) |
|
где D – наружный диаметр трубопровода, м; δ – толщина стенки трубы, м.
После этого из каталога техники выбираются трубоукладчики, обеспечивающие требуемую грузоподъемность на необходимом вылете. Для этого используется грузовая характеристика трубоукладчиков. В случае если техника с необходимыми параметрами отсутствует, рассчитывается количество трубоукладчиков, работающих в одной точке подъема.
Далее выполняется проверка трубопровода по напряженному состоянию.
10