Современные технологии сооружения магистрального газопровода «Писаревка – Анапа» Ду 1400 мм на обводненных участках местности

Бакалаврская работа. Объект исследования: технология сооружения магистрального газопровода на обводненном участке местности. Диплом защитил на отлично в Томском Политехническом Университете в 2015 году. ...

Введение 7
1 Общая часть 8
1.1 Характеристика условий строительства 8
1.2 Геологические условия 8
2 Технологическая часть 12
2.1 Устройство вдольтрассового проезда из МДП-МОБИСТЕК 12
2.1.1 Определение и состав работ 12
2.1.2 Организация и технология выполнения работ 12
2.1.3 Ремонт плит МДП-МОБИСТЕК 19
2.1.4 Требования к качеству и приемке работ 20
2.2 Устройство шпунтовой стенки траншеи 22
2.2.1 Область применения и определение шпунта 22
2.2.2 Организация и технология выполнения работ 23
2.2.3 Требования к качеству и приемке работ 28
2.3 Сварочно-монтажные работы 32
2.3.1 Общие положения 32
2.3.2 Сварочные материалы 33
2.3.3 Технологический процесс сварки 34
2.4 Рытьё траншеи на обводненном участке со сланей 38
2.4.1 Общие положения 38
2.4.2 Организация и технология выполнения работ 39
2.4.3 Требования к качеству и приемке работ 42
2.5 Укладка изолированного трубопровода в траншею 45
2.5.1 Общие положения 45
2.5.2 Организация и технология выполнения работ 45
2.5.3 Требования к качестве и приемке работ 48
2.6 Балластировка трубопровода утяжелителями ПКБУ-МКС 49
2.6.1 Основные положения 49
2.6.2 Организация и технология выполнения работ 50
2.6.3 Требования к качеству и приемке работ 54
3 Расчетная часть 55
3.1 Расчет стенки трубы 55
3.2 Расчет на устойчивость газопровода 59
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 66
5 Социальная ответственность 89
Заключение 103
Список использованных источников 104

Строительство системы газопроводов «Южный коридор» – масштабный проект ОАО «Газпром», который позволит обеспечить регионы центральной и южной частей России дополнительными объемами природного газа для развития промышленности, сельского хозяйства, коммунальной сферы, улучшить условия проживания населения, а также позволит обеспечить подачу газа в газопроводы экспортной направленности.
Входящий в эту систему, рассматриваемый в своей работе газопровод «Писаревка – Анапа» проходит через различные природно-климатические и геологические условия местности. Одним из самых трудных условий является сооружение газопровода на обводненных участках, которые часто встречаются, ввиду наличия большого количества мелких рек и рисовых полей вокруг проектируемой трассы.

Выявленные в процессе контроля дефекты, отклонения от проекта и требований, строительных правил или технологических инструкций должны быть исправлены до начала следующих операций (работ).С целью комплексного ведения работ необходимо контролировать темп рытья траншеи, который должен соответствовать темпу изоляционно-укладочных работ. Рытье траншеи в задел не допустимо.При сооружении трубопровода диаметром 1420 мм производят нивелировку дна траншеи по всей длине трассы:на прямых участках через 50,0 метров;на вертикальных участках кривых принудительного гнутья через 2,0 метра.К моменту укладки трубопровода дно траншеи должно быть выровнено в соответствии с проектом. Укладка трубопровода в траншею, не соответствующую проекту, запрещена.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист44Технологическая частьЗаконченные земляные работы принимает служба технического надзора, проверяя ширину траншеи по дну, глубину траншеи, величину откосов.Вся приемо-сдаточная документация должна соответствовать требованиям ВСН 012-88 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Часть 2».Состав бригады представлен в таблице 3.1.Потребность в машинах, механизмах и оснастке представлена в таблице 3.2.Таблица 3.1 ─ Состав бригадыПрофессияРазрядКол-во, челМашинист экскаватора61Помощник машиниста экскаватора51Итого:2Таблица 3.2 ─ Потребность в машинах, механизмах и оснасткеНаименованиеТип, марка, ГОСТКоличествоКраткая характеристикаЭкскаваторСАТ-325 (или аналогичный)1Мощность двигателя 125 кВт (170 л.с.), объем ковша 1,0 м3.Слани1Изготовлены из трубы диаметром 219x6 мм размером 6,0xl,5 м. Обшиты с обеих сторон стальным листом δ = 6,0 мм.Рулетка в закрытом корпусеЗПКЗ-5АУТ/1 ГОСТ 7502-80*1Длина 5,0 метровРейка мерная с сантиметровой шкалойГОСТ 427-75*1Длина не менее 3,0 метровИнвентарная приставная лестницаЦНИИОМТПР.ч. 3257.00.0001Длина не менее 3,0 метров2.5 Укладка изолированного трубопровода в траншею2.5.1 Общие положенияВ данном разделе описывается укладка изолированного трубопровода в траншею цикличным способом при строительстве линейной части объекта: газопровод «Писаревка - Анапа».В состав работ входят:стропление и подъем плети трубопровода на полотенцах;ремонт поверхностных повреждений изоляции в местах соприкосновения с лежками;опускание плети трубопровода в траншею последовательными захватками и разстропление;переезды в процессе работы;подчистка обвалов траншеи.Работы по укладке трубопровода выполняются в дневную смену продолжительностью 8 часов.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист45Технологическая часть2.5.2 Организация и технология выполнения работУкладочные работы следует выполнять в соответствии с требованиями:СП 86.13330.2012 (акт. ред. СНиП Ш-42-80). Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ;СП 36.13330.2012 (акт. ред. СНиП 2.05.06-85*). Магистральные трубопроводы;СП 48.13330.2011. Организация строительства (акт. ред. СНиП 12-01-2004);СП 106-34-96. Укладка газопроводов, изолированных в заводских условиях;Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист46Технологическая частьВСН 004-88. Строительство магистральных трубопроводов. Технология и организация;ВСН 005-88. Строительство промысловых стальных трубопроводов. Технология и организация;ВСН 012-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов;СТО Газпром 2-3.5-454-2010. Правила эксплуатации магистральных газопроводов.До укладки участка трубопровода в траншею необходимо сделать следующее:вырыть траншею; произвести изоляцию стыков трубопровода термоусаживающимися манжетами и уложить трубопровод не дальше 2-х метров от кромки траншеи на земляные или песчаные призмы;произвести проверку сплошности изоляционного покрытия искровым дефектоскопом.Укладка изолированного газопровода с бровки траншеи должна производиться в полностью подготовленную траншею (очищенную от снега, воды, со спланированным дном) при соблюдении мер по предотвращению повреждений изоляционного покрытия, а в случае обнаружения повреждений ─ их оперативному устранению.При наличии просветов между дном траншеи и трубопроводом после его укладки на проектные отметки производят подсыпку и подбивку грунта под нижнюю образующую трубопровода до полного устранения просветов.При укладке трубопровода цикличным способом, предусматривающим использование мягких монтажных полотенец, трубоукладчики располагают в колонне.Процесс укладки состоит в следующем. Последний по ходу колонны трубоукладчик перемещается вплотную к предпоследнему трубоукладчику, освобождая его от нагрузки. Тот в свою очередь перемещается вперед вплотную к предыдущему трубоукладчику и т.д. Один полный цикл укладки заканчивается, когда все трубоукладчики займут новое положение, после чего в той же последовательности выполняют очередные циклы пока весь участок трубопровода (плети) не будет уложен в проектное положение.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист47Технологическая частьНа сложных участках трассы во избежание поломок трубопровода или опрокидывания трубоукладчиков в колонне должен быть дополнительный трубоукладчик, снабженный мягким монтажным полотенцем для поддержания плети трубопровода в местах резкого изменения рельефа местности. Этот трубоукладчик включается в 3-ю группу.Трубоукладчики работают тремя группами, в каждой группе по два трубоукладчика, отстоящие один от другого на 8,0 - 12,0 м.Расстояния между группами трубоукладчиков (по ходу укладки) следующие:между 1 и 2-ой - 30,0 - 40,0 м;между 2 и 3-ей - 25,0 - 30,0 м. При этом плеть следует приподнять над строительной полосой на высоту не более 0,5-0,7 м.Производство работ в охранной зоне действующих коммуникаций необходимо выполнять только по письменному разрешению эксплуатирующей организации (для газопроводов охранная зона составляет 25 м от оси в каждую сторону).Категорически запрещается переезд через действующие коммуникации без оборудованных переездов. На каждый оборудованный переезд составляется акт с участием персонала эксплуатирующей организации. Каждый оборудованный переезд должен быть нанесен па ситуационный план перед началом работ.Запрещается организовывать стоянку автотракторной техники, временное жилье, склады и площадки для хранения материалов в зоне минимальных расстояний от действующих газопроводов.2.5.3 Требования к качеству и приемке работПри укладке изолированного трубопровода в траншею необходимо соблюдать требования:ВСН 004-88. Строительство магистральных трубопроводов. Технология и организация;ВСН 005-88. Строительство промысловых стальных трубопроводов. Технология и организация;ВСН 012-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ, части I, И;СП 106-34-96. Укладка газопроводов из труб, изолированных в заводских условиях.Соблюдение требований указанных документов должно выполняться при проведении входного контроля сплошности изоляционного покрытия (контролируется искровым дефектоскопом типа «Крона - 1Р» или «Holiday») и подготовке дна траншеи.При укладке изолированного трубопровода должно быть обеспечено:проектное положение трубопровода;сохранность труб и изоляционного покрытия;плотное прилегание трубопровода ко дну траншеи;минимальное расстояние между трубопроводом и стенкой траншеи (но не менее 10 см).После укладки трубопровода в траншею составляется акт по форме 2.15 (ВСН 012-88, часть 2).Состав бригады представлен в таблице 4.1.Потребность в машинах, механизмах и оснастке представлена в таблице 4.2Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист48Технологическая частьТаблица 4.1 ─ Состав бригадыПрофессияРазрядКол-во, челМашинист трубоукладчика66-10Монтажники наружных трубопроводов6133Изолировщик42Итого:12- 16Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист49Технологическая частьТаблица 4.2 ─ Потребность в машинах, механизмах и оснасткеНаименованиеТип, марка, ГОСТКол-во, штКраткая характеристикаТрубоукладчикД-355С6- 10Грузоподъемность 92,0 тоннМягкие полотенцаПМ-1423А6- 10Грузоподъемность 60,0 тонн, диаметр1420 ммИнвентарная приставная лестницаЦНИИОМТП Р.ч. 3257.00.0001Длина 2,3 метра2.6 Балластировка трубопровода утяжелителями ПКБУ-МКС2.6.1 Основные положенияБалластировка трубопровода утяжелителями ПКБУ-МКС (полимерно-контейнерное балластирующее устройство, модернизированная конструкция, сдвоенная) линейной части объекта: газопровод «Писаревка - Анапа», прокладываемого на обводненных участках трассы и на болотах с мощностью торфяной залежи не более глубины траншеи.Конструкция утяжелителя представлена на рисунке 5.1.В состав работ, рассматриваемых картой, входят:подвозка и раскладка комплектов ПКБУ-МКС вдоль траншеи;укрупненная сборка ПКБУ-МКС;установка трапа и переходного мостика;установка ПКБУ-МКС на газопровод;заполнение контейнеров минеральным грунтом.Рисунок 5.1 ─ Конструкция утяжелителя ПКБУ-МКС  Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист50Технологическая часть2.6.2 Организация и технология выполнения работБалластировку трубопровода следует выполнять в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:СП 86.13330.2012 (акт. ред. СНиП Ш-42-80). Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ;ВСН 39-1.9-003-98. Конструкции и способы балластировки и закрепления подземных трубопроводов.СП 107-34-96. Свод правил по сооружению магистральных газопроводов. Балластировка и обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках.ВСН 004-88. Строительство магистральных трубопроводов. Технология и организация работ;СП 106-34-96. Раздел 1. Свод правил по сооружению магистральных газопроводов;СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.СТО Газпром 2-3.5-454-2010. Правила эксплуатации магистральных газопроводов.Началу работ по установке утяжелителей ПКБУ-МКС предшествует комплекс организационно - технических мероприятий и подготовительных работ:назначают лицо, ответственное за качественное и безопасное производство работ;инструктируют рабочих по охране труда и производственной санитарии;обеспечивают рабочих необходимым оборудованием, инструментом, инвентарем, приспособлениями, средствами первой медицинской помощи, противопожарным оборудованием, а также спецодеждой;Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист51Технологическая частьпроверяют грузозахватные приспособления;обеспечивают рабочие места средствами первой медицинской помощи, питьевой водой, противопожарным оборудованием;устанавливают в зоне производства работ вагончик для отдыха и обогрева рабочих, хранения инструментов и инвентаря;подготавливают площадки для складирования ПКБУ-МКС;создают запас ПКБУ-МКС и комплектующих материалов;производят откачку воды из траншеи;проверяют соответствие отметок дна траншеи, в которую уложен газопровод, проектным отметкам. В случае необходимости приводят их в соответствие;проверяют качество изоляционно-укладочных работ.Сборку ПКБУ-МКС производят в соответствии с инструкцией, поставляемой предприятием-изготовителем балластирующего устройства.Балластировку газопровода полимерно-контейнерными балластирующими устройствами ПКБУ-МКС с применением минерального грунта осуществляет бригада, состоящая из двух звеньев: первое звено монтирует ПКБУ-МКС на газопроводе, второе ─ заполняет их грунтом. [23]Монтаж утяжелителей ведут автокраном.При монтаже двое рабочих с помощью оттяжек устанавливают на газопровод ПКБУ-МКС, добиваясь симметричного расположения утяжелителей относительно оси газопровода. Для перехода через траншею и схода на трубопровод применяют переходной мостик и трап.После установки ПКБУ-МКС на газопровод, экскаватором производят заполнение его минеральным грунтом без торфяных включений или другими сыпучими минералами с плотностью частиц грунта не менее 1,4 тн/м3.Заполнение ПКБУ-МКС производят минеральным грунтом, взятым из отвала или привезенным из карьера.При использовании для засыпки утяжелителей грунта из отвала, предварительно отвал необходимо спланировать для прохода экскаватора.Из карьера минеральный грунт доставляют на трассу автосамосвалами и разгружают в пеноволокушу. Пеноволокуша к месту установки ПКБУ-МКС перемещается трактором.Для обеспечения устойчивости балластирующего устройства заполнение грунтом контейнера на 1/10 объема осуществляют мелкими порциями. Контейнеры заполняют до начала осыпания грунта за пределы контейнера. Заполнение контейнера производят на минимальной высоте во избежание повреждения контейнера насыпаемым грунтом.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист52Технологическая частьЗабалластированный газопровод на обводненном участке с применением шпунтовой стенки представлен на рисунке 5.2.Рисунок 5.2 ─ Забалластированный газопровод на обводненном участке с применением шпунтовой стенкиПроизводство работ в охранной зоне действующих коммуникаций необходимо выполнять только по письменному разрешению эксплуатирующей организации (для газопроводов охранная зона составляет 25 м от оси в каждую сторону).Категорически запрещается переезд через действующие коммуникации без оборудованных переездов. На каждый оборудованный переезд составляется акт с участием персонала эксплуатирующей организации. Каждый оборудованный переезд должен быть нанесен па ситуационный план перед началом работ.Запрещается организовывать стоянку автотракторной техники, временное жилье, склады и площадки для хранения материалов в зоне минимальных расстояний от действующих газопроводов. Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист53Технологическая часть2.6.3 Требования к качеству и приемке работИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист54Технологическая частьКонтроль и оценку качества балластировки трубопроводов утяжелителями ПКБУ-МКС осуществляют в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:СП 86.13330.2012 (акт. ред. СНиП Ш-42-80). Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ;ВСН 012-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ, части I, II.Организацию контроля качества и надзор за его выполнением возлагают на начальника производственного подразделения (потока), выполняющего балластировку.При производстве работ осуществляют входной, операционный и приемочный контроль.Входному контролю подвергаются материалы, средства и устройства для балластировки трубопровода, которые должны иметь технические паспорта (сертификаты).Операционный контроль качества осуществляют в процессе работы непосредственно исполнители, которые обязаны сдавать работу только после тщательной проверки на соответствие их требованиям схем операционного контроля.Приемочный контроль балластировки трубопроводов проводит служба контроля качества с целью проверки соответствия выполненных работ проекту.По окончании балластировки производитель работ составляет акт на приемку уложенного и забалластированного трубопровода согласно ВСН 012-88, часть II (форма № 2.15).Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист55Современные технологии сооружения магистрального газопровода «Писаревка ─ Анапа» Ду 1400 мм на обводненных участках местности Разраб.Корниенко Р.Д. Руковод.Крец В.Г. Консульт. Зав. Каф.Рудаченко А.В. Расчетная частьЛит.Листов10НИТПУ гр.2Б12 3 Расчетная часть3.1 Расчет стенки трубыРасчет толщины стенки газопровода ведется по методике, отраженной в разделе 8.22 СНиП 2.05.06-85*. [1]Расчетные сопротивления растяжению (сжатию) R1 и R2 следует определять по формулам, МПа:,(3.1.1),(3.1.2)где R1н = σвр – нормативное сопротивление растяжению металла трубы, МПа;R2н = σпр – нормативное сопротивление сжатию металла трубы, МПа;m – коэффициент условий работы трубопровода при расчете его на прочность, устойчивость и деформативность, принимаемый [1];k1, k2 – коэффициенты надежности по материалу, принимаемые соответственно по [1];kн – коэффициент надежности по назначению трубопровода, принимаемый по [1].Согласно [1], рассматриваемый газопровод относится к трубопроводу III категории.Магистральные трубопроводы и их участки подразделяются на категории, требования к которым в зависимости от условий работы, объема неразрушающего контроля сварных соединений и величины испытательного давления приведены [1].По [1] принимаем значение коэффициентов: m = 0,90, k1 = 1,47, k2 = 1,20 и kн = 1,15.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист56Расчетная частьНормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений R1н и R2н следует принимать равными соответственно минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по государственным стандартам и техническим условиям на трубы.;;;.Расчетную толщину стенки трубопровода , следует определять по формуле, м:,(3.1.3)Определим минимально необходимую толщину стенки трубопровода по формуле (3.3): .Принимаем предварительное значение толщины стенки проектируемого трубопровода по сортаменту δном = 22 мм.Внутренний диаметр трубопровода,(3.1.4).При наличии продольных осевых сжимающих напряжений толщину стенки следует определять из условия:,(3.1.5)Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист57Расчетная частьгдеn – коэффициент надежности по нагрузке – внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по табл. 13* СНиП 2.05.06-85*, n = 1,0;p – рабочее (нормативное) давление, МПа;Dн – наружный диаметр трубы, м;1 – коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние труб, определяемый по формуле:,(3.1.6)где пр.N – продольное осевое сжимающее напряжение, МПа.Продольные осевые напряжения пр.N определяются от расчетных нагрузок и воздействий с учетом упругопластической работы металла.В частности, для прямолинейных и упруго-изогнутых участков подземных трубопроводов при отсутствии продольных и поперечных перемещений, просадок и пучения грунта продольные осевые напряжения определяются по формуле:,(3.1.7)где – коэффициент линейного расширения металла трубы, = 0,000012 град-1 = 1,212·10-5 град-1; Е – переменный параметр упругости (модуль Юнга), Е = 206 000 МПа (2100 000 кгс/см2);t – расчетный температурный перепад, принимаемый положительным при нагревании, °С;n – коэффициент надежности по нагрузке – внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по табл. 13* СНиП 2.05.06-85*,, n = 1,0; – переменный коэффициент поперечной деформации стали (коэффициент Пуассона), = 0,3.Согласно исходным данным, температура фиксации расчетной схемы tм = -30°С, а температура эксплуатации трубопровода tэ = +10°С. Таким образом, принимаем, что .Рассчитаем продольное осевое сжимающее напряжение:Коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние трубТогда толщина стенкиТолщину стенки труб, определенную по формулам (3.3) и (3.5), следует принимать не менее , и не менее 4 мм — для труб условным диаметром свыше 200 мм.;(3.1.8).Следовательно, оба условия выполняются.При этом толщина стенки должна удовлетворять условию, чтобы величина давления ри, была бы не менее величины рабочего (нормативного) давления.Каждая труба должна проходить на заводах-изготовителях испытания гидростатическим давлением ри (МПа).При величине испытательного давления, на заводе-изготовителе менее требуемой должна быть гарантирована возможность доведения гидравлического испытания при строительстве до давления, вызывающего напряжение, равное 95 % нормативного предела текучести.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист58Расчетная частьВеличина ри на заводе для всех типов труб должна определяться по величине нормативного предела текучести по формуле:,(3.1.9)где мин – минимальная толщина стенки, мм;R – расчетное значение напряжения, принимаемое равным 95 % R2н, МПа;Dвн – внутренний диаметр трубы, мм.Минимальную толщину стенки труб с наружным диаметром 1420 мм принимаем равной 26 мм.Таким образом, – условие выполняется.3.2 Расчет на устойчивость газопроводаИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаЛист59Расчетная частьПроверку общей устойчивости трубопровода в продольном направлении в плоскости наименьшей жесткости системы будем производить из условия:,(3.2.1)гдеS – эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода;Nкр – продольное критическое усилие, при котором наступает потеря продольной устойчивости трубопровода.Эквивалентное продольное осевое усилие в сечении трубопровода S определяется по формуле:,(3.2.2)гдекц – кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, МПа;F – площадь поперечного сечения трубы, см2.