Прокладка наружной сети стального газопровода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Прокладка наружной сети стального газопровода

1. Характеристика объекта строительства

Объектом строительства является участок 3-6-5-10 сети стального газопровода d_ус=400 мм, l=165 м, прокладываемого закрытым способом в теплое время года.

Гидрологические условия площадки спокойные, грунтовые воды на глубине 5 м от проектируемой отметки грунта.

Грунт на площадке представлен супесью. Группа грунта по трудности разработки механизированным способом для супеси: экскаватором - 1, бульдозером - 2; при разработке вручную - 1.

Показатели первоначального разрыхления П_П=4%, остаточного разрыхления П_О=15%.

На участке газопровода в начальной и конечной пикетной точке устанавливаются стальные задвижки на фланцах в сборных железобетонных круглых колодцах.

Спецификация сборных элементов участка сети

Наименование	Тип	Марка	Габаритные размеры, мм
			DУ	DН	l
1	2	3	4	5	6
трубы стальные	электросварные	ГОСТ 8696-74*	400	426	10000
задвижка стальная	с ручным управлением	ГОСТ 8437-75**	400	535	600
отвод стальной	крутоизогнутый бесшовный УП 90°	ГОСТ 17375-83*	400	426	600
кольцо опорное	колодцы сборные железо бетонные из отдельных элементов	КЦО-1	580	840	-
плита опорная		КЦО-2	1000	-	-
плита днища		КЦД-10	-	1500	-
кольцо стеновое		КЦ-15-6	1500	1680	590
плита перекрытия		КЦП3-15	1000	1680	-

2. Привязка трубопровода к местным условиям

2.1 Определение черных отметок

Черные отметки (отметки существующей поверхности земли) на i-м пикете определяются следующим образом:

, (1)

где Г₁ - численное значение той горизонтали, которая из двух

рассматриваемых имеет наименьшее значение, м;

Г₂ - численное значение той горизонтали, которая из двух

рассматриваемых имеет наибольшее значение, м;

z - расстояние между горизонталями, измеряемое линейкой на

чертеже по кратчайшей прямой, проходящей через

рассматриваемую пикетную точку, мм;

y - расстояние на чертеже от горизонтали с наименьшим

значением до рассматриваемой пикетной точки, мм.

Для данного курсового проекта черные отметки в пикетах равны:

2.2 Определение проектной отметки

Определяем красную (проектную) отметку как среднеарифметическую из чёрных:

 (2)

где - сумма черных отметок всех пикетов;

n - количество пикетов.

2.3 Определение глубины заложения газопровода

Зная глубину заложения в ПК₃, определяем глубину заложения трассы в последующих пикетах по формуле:

(3)

где l_i - расстояние между смежными пикетами;

- глубина заложения в i-м пикете.

Глубину заложения колодца при диаметре труб до 600 мм определяем по формуле (4):

, (4)

2.4 Определение отметок заложения газопровода и колодцев

Отметка заложения газопровода в i-м пикете определяется по формуле:

(5)

Отметку заложения колодца определяем по формуле (6):

(6)

2.5 Определение отметки верха газопровода

Данную отметку определяем по формуле:

(7)

где - наружный диаметр газопровода.

2.6 Построение продольного профиля

Продольный профиль сети газопровода приведен в графической части проекта - лист 1.

2.7 Построение поперечного профиля газопровода

В соответствии со СНиП 3.02.01-87* минимальная глубина выемок с вертикальными стенками регламентируется в супесях 1,25 м.

Ввиду того, что разрабатываемые земляные сооружения глубже указанных параметров, принимаем разработку выемок от траншей (трубопровод) и котлованов (колодцы) с естественными откосами, m=0,67.

Глубина копания в пикетах определяется по формуле:

(8)

Ширина выемки по дну траншеи определяем по формуле (9):

(9)

Принимаем ширину траншеи по дну по условиям механизированной разработки a=1 м.

Ширина выемки по верху траншеи определяем по следующей формуле:

 (10)

Поперечный профиль для пикета 6 будет выглядеть следующим образом:

Рисунок 2 - Поперечный профиль газопровода в пикете 6

Глубина копания в котлованах определяем по формуле:

(11)

По [1] подбираем размеры котлованов: для пикетов 3 и 10 - 2,7х2,7 м.

Ширину котлована по верху вычисляем по формуле (12):

 (12)

где - ширина котлована по низу, м.

3. Определение объемов земляных работ

3.1 Определение объема грунта, разрабатываемого в траншее

Рисунок 3 - Участок траншеи между пикетами

Объем грунта, разрабатываемого в траншее, , складывается из объемов грунта ее пикетных участков , то есть:

, (13)

где n - количество пикетных участков.

Объем можно определить по формуле:

, (14)

где - площади поперечных сечений траншеи, м², на пикетах i и

i+1 рассматриваемого участка.

Площадь поперечного сечения траншеи определяется по формуле (15):

 (15)

где а - ширина траншеи по низу, м;

- ширина по ее верху, м, на пикете i, рассматриваемого участка.

3.2 Определение объема грунта, разрабатываемого в котлованах

Рисунок 4 - Котлован, вид сверху

Общий объем грунта, разрабатываемого в котлованах, , складывается из объемов грунта котлованов в пикетах 3 и 10 , то есть:

. (16)

Объем грунта, разрабатываемого в i-м котловане равен:

(17)

где - соответственно площадь котлована по низу и по верху, м²,

которые определяются по формулам (18) и (19):

(18)

. (19)

где - ширина котлована по низу, м;

- ширина котлована по верху, м.

(20)

(21)

3.3 Определение объема грунта, разрабатываемого вручную в приямках

В курсовом проекте объем приямков принимается в процентах от объема выемки грунта.

(22)

Объем грунта, разрабатываемого вручную в приямках, определяется по формуле (23):

(23)

3.4 Определение объема грунта ручной подчистки в траншее

Объем грунта ручной подчистки можно определит по формуле (24):

(24)

где - толщина ручной подчистки грунта в траншее, м;

- площадь траншеи и котлована по низу, м².

(25)

(26)

где а - ширина траншеи по низу, м;

- общая длина сети газопровода, м;

- ширина котлована по низу, м.

3.5 Определение объема грунта ручной засыпки траншей и котлованов

Согласно[4] уложенные трубопроводы засыпаются в две стадии.

На первой стадии происходит ручная засыпка на высоту 0,5 м над верхом трубы.

Грунт ручной засыпки уплотняется с подбивкой пазух. При этом открытыми остаются стыки труб.

После предварительного испытания на прочность стыки засыпаются вручную.

Высоту ручной засыпки определяем по формуле (27):

(27)

где - диаметр газопровода с изоляцией, м.

На второй стадии производится механизированная засыпка.

Ширина механизированной засыпки определяется по формуле:

(28)

Объем ручной засыпки траншей и котлованов определяется соответственно по формулам (29) и (30):

(29)

(30)

где а - ширина траншеи по низу, м;

- ширина котлована по низу, м.

(31)

Общий объем грунта ручной засыпки определяем по формуле:

(32)



3.6 Определение объема грунта механизированной засыпки

Объем грунта механизированной засыпки определяем по следующей формуле:

(33)

где - максимальная глубина копания, м.

3.7 Определение объема избыточного грунта

Излишний грунт, во-первых, образуется за счет вытеснения его из траншей колодцами и трубами или камерами и каналами. Во-вторых, за счет того, что грунт, засыпаемый обратно в траншею, даже после его уплотнения, остается, по сравнению с грунтом естественного залегания, более рыхлым и занимает при равной массе больший объем. Поэтому объем избыточного грунта определяется по формуле:

(34)

где - показатель остаточного разрыхления грунта, %;

- показатель первоначального разрыхления грунта, %.

Для данного курсового проекта объем избыточного грунта равен:

4. Выбор методов и способов производства работ, типов машин и механизмов

Методы и способы производства работ, принимаемые при прокладке трубопроводов, классифицируются по четырем признакам:

1. технологические приемы выполнения земляных и строительно-монтажных работ;

2. организация поставки и складирования элементов и конструкций сети;

3. организация монтажных работ;

4. организация труда рабочих.

По первому признаку различаются традиционный и нетрадиционный способы прокладки трубопроводов.

Традиционный (открытый) способ предполагает разработку котлованов и траншей землеройными машинами и укладку труб в подготовленные земляные сооружения.

При нетрадиционном (закрытом) способе траншеи и котлованы не выполняются. К бестраншейным способам прокладки линейных сооружений относятся: прокол, продавливания, горизонтальное бурение, щитовая обработка.

В данном курсовом проекте принят открытый способ прокладки газопровода.

По второму признаку учитываются условия подачи и складирования конструкций под монтаж. Они могут осуществляться непосредственно с транспортных средств («с колес») с разработкой графиков поставки и увязкой работ транспортных средств и монтажного механизма по времени.

Второй способ воплощается с приобъектного склада, то есть с предварительной раскладкой конструкций и материалов непосредственно у места монтажа (на берме траншеи).

В данном курсовом проекте принят способ монтажа с приобъектного склада.

По третьему признаку различаются следующие методы монтажа:

- раздельный;

- комплексный;

- комбинированный.

При раздельном методе в пределах установленной захватки осуществляется монтаж конструкций одного вида.

При комплексном методе в пределах захватки могут устанавливаться все элементы, предусмотренные проектом, то есть монтаж сооружения ведется по участкам, границы которых определяет рекомендация СНиП на испытания.

Комбинированный метод предусматривает сочетание и раздельного, и комплексного метода.

В данном курсовом проекте принят комплексный метод производства работ.

По четвертому признаку труд рабочих может быть организован поточным способом, когда вся номенклатура работ выполняется специализированными бригадами на каждый строительный процесс. И без организации потока, когда работы выполняются комплексной бригадой широкого профиля.

В данном курсовом проекте принят способ организации труда рабочих без организации потока.

Для производства работ по прокладке газопровода выбирается комплект машин и механизмов, обеспечивающий комплексный метод производства работ:

1. одноковшовый экскаватор;

2. монтажный кран;

3. автотранспорт для перевозки грунта и необходимых конструкций;

4. бульдозер для обратной механизированной засыпки.

Кроме того, выбирается набор оборудования и инструментов для обеспечения строительно-монтажных работ.

4.1 Выбор одноковшового экскаватора

Практика показывает, что для строительства линейных сооружений используются одноковшовые экскаваторы с различным типом рабочего и ходового оборудования.

Одним из критериев выбора экскаватора является выбор типа рабочего оборудования.

Для разработки выемок под линейные сооружения рекомендуются экскаваторы с рабочим оборудованием обратная лопата или драглайн, разрабатывающие грунт ниже уровня стоянки и обеспечивающие своими техническими параметрами разработку выемок под линейные сооружения (радиус копания, радиус выгрузки, глубина копания, высота выгрузки).

Для разработки несвязных грунтов (песок, супесь) рекомендуется одноковшовый экскаватор с рабочим оборудованием драглайн или обратная лопата с гибкой подвеской ковша, на гусеничном ходу.

Выбор типа и марки экскаватора осуществляем по [3].

Вторым критерием для выбора экскаватора является емкость ковша, которая зависит от планируемой производительности, которая определяется по формуле:

(35)

где - объем выемки, м³;

- планируемая продолжительность выполнения работ, дн.,

для курсового проекта принимаем ;

- планируемое количество смен, принимаем .

Для курсового проекта данный показатель равен:

На основании графика зависимости производительности экскаватора и емкости ковша принимаем емкость ковша экскаватора 0,4 м³.

Выбор марки экскаватора по техническим и технологическим параметрам производим графоаналитическим методом с использованием характеристик, указанных в [3].

Выбираем марку экскаватора ЭО-3111 (одноковшовый экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата с гибкой подвеской, на гусеничном ходу).

Характеристики экскаватора:

1. радиус копания R₂=7,8 м;

2. глубина копания H₁=4,3 м;

3. радиус выгрузки R₁=5,5 м;

4. радиус, описываемый хвостовой частью R₃=2,7 м.

Рисунок 5 - графическая схема определения технических параметров забоя экскаватора марки ЭО-3111 с обратной лопатой



Рисунок 6 - Графическая схема определения технических параметров разгрузки экскаватором ЭО-3111 ковша «обратная лопата»

Высоту кавальера H_К, м, вычисляем по формуле:

, (36)

где - объем котлована, м³;

- объем подземной части сооружения, м³;

- общая длина кавальеров, располагаемых вблизи котлована, м.

Для курсового проекта высота кавальера равна:

Минимально допустимое расстояние от оси движения автосамосвала до оси вращения поворотной платформы, м, экскаватора определяем по формуле (37):

, (37)

где R₃ - радиус, описываемый хвостовой частью поворотной платформы экскаватора;

d - расстояние безопасности, принимаем равным 1 м;

Ш - ширина автосамосвала, м.

Величина технологического параметра «высота погрузки грунта в транспортное средство» в целях безопасности принимаем на 0,5 м больше, чем погрузочная высота от земли до бортов автосамосвала :

. (38)

Проверочные условия:

(39)

(40)

(41)

 (42)

(43)

(44)

Условия выполняются, значит, экскаватор подобран правильно.

4.2 Выбор автосамосвала для перевозки грунта

Назначаем грузоподъемность автосамосвала в зависимости от емкости ковша экскаватора.

Согласно рекомендованной справочной литературе в комплекте с экскаватором, имеющим ковш емкостью до 0,65 м³ целесообразно использовать автосамосвалы марки МАЗ с грузоподъемностью 7 тонн. При емкости ковша от 0,65 до 1 м³ - автосамосвалы марки КАМАЗ или КРАЗ с грузоподъемностью 9-12 тонн, от 1,5 до 2 м³ - автосамосвалы марки БЕЛАЗ с грузоподъемностью 25 тонн.

В курсовом проекте для обслуживания экскаватора ЭО-3111 с емкостью ковша 0,4 м³ принимаем автосамосвал МАЗ-503.

Определяем продолжительность цикла работы автосамосвала:

(45)

где - время погрузки автосамосвала, мин;

- продолжительность разгрузки, составляющая 3 мин;

- продолжительность маневрирования автомобиля,

составляющая 2 минуты;

- время пробега в груженном и порожнем состоянии, мин.

(46)

где - норма времени при работе экскаватора с погрузкой в

автотранспортные средства, принимаем равным 3,3 маш-ч;

- объем кузова автосамосвала, м³;

- коэффициент, учитывающий условия подачи под погрузку,

принимаем равным 0,9.

Определяем , мин, по формуле (47):

(47)

где L - расстояние транспортирования грунта, равное 2 км;

- средняя скорость движения автомобиля, км/ч.

Количество рейсов автосамосвала в смену определяется по формуле:

(48)



Искомое количество машино-смен определяем по формуле:

(49)

где - объем избыточного грунта, м³.

При односменной работе

4.3 Выбор бульдозера

Бульдозер при устройстве линейных сооружений используется, как правило, для обратной засыпки уложенных конструкций.

Согласно рекомендованной справочной литературе, для обратной засыпки в данном курсовом проекте выбираем бульдозер марки Д3-74 на базе трактора Т-74.

4.4 Выбор монтажного крана

Для укладки конструкций линейных сооружений, как правило, используются самоходные стреловые краны с различными типами ходового оборудования.

В данном курсовом проекте принимаем самоходный стреловой кран на гусеничном ходу.

Самоходные стреловые краны выбираются по следующим параметрам:

1. грузоподъемность, т;

2. высота подъема крюка Н_КР, м;

3. вылет крюка L_КР, м;

4. длина стрелы l_СТР, м.

Выбор крана осуществляем по его монтажной схеме.

Требуемая грузоподъемность крана определяется по следующей формуле:

(50)

где - масса наиболее тяжелого элемента, монтируемого краном на максимальном вылете стрелы, т;

- масса монтажной оснастки, принимаемая равной 0,01 от , т.

Высота подъема, м, крана монтажного механизма определяем по формуле:

(50)

где - запас по высоте из условий безопасности работы,

- высота монтируемого элемента, м;

- расчетная высота строповки элемента, принимаемая 2,5 м;

- высота подъема полиспаста в стянутом состоянии,

Требуемый вылет стрелы, м, определяется по следующей формуле:

(51)

где - максимальная ширина траншеи, м;

d - расстояние, принимаемое по требованиям СНиП равным 1 м;

с - расстояние от подготовленных к монтажу элементов до крана из условий Ростехнадзора для безопасной работы кранов, равное 2 м;

- ширина базы крана, принимаем равной 3 м.

Требуемая длина стрелы, м, определяется по формуле:

(52)

где - высота подвески стрелы, равная 1,5 м.

Выбираем самоходный стреловой кран на гусеничном ходу марки РДК-25 с длиной стрелы 12,5 м.

Q_Ф=13 т;

.

4.5 Ведомость машин, механизмов, оборудования и приспособлений

Таблица 3 - Ведомость машин и механизмов

Наименование	Тип	Марка	Количество, шт.	Технические характеристики
1	2	3	4	5
одноковшовый экскаватор	обратная лопата	ЭО-3111	1	- емкость ковша VК = 0,4 м3; - радиус копания RК = 7,8 м; - глубина копания hКОП = 2,33 м
самоходный кран	на гусеничном ходу	РДК-25	1	- грузоподъемность QКР = 13 т; - вылет стрелы LСТР = 7 м; - длина стрелы lСТР = 12,5 м; - высота подъема крюка HКР = 10 м
бульдозер	с неповоротным отвалом	Д3-29 на базе трактора Т-74	1	- ширина отвала ВОТ = 2,56 м; - высота отвала HОТ = 0,8 м
автомобиль	самосвал	МАЗ-503	10	- вместимость кузова VАВ = 4,5 м3; - грузоподъемность QАВ = 7 т
автомобиль	общего назначения	ГАЗ-53А	1	- грузоподъемность QАВ = 4 т; - погрузочная высота 1,0 м
трубовоз	плетевоз	ПВ-93	1	- грузоподъемность QТР = 9 т; - количество перевозимых труб - 7 шт.
передвижная электросварная компрессорная станция	-	ПСК - 3,5	1	- максимальное давление 686 кПа; - подача воздуха 3,5 м3/мин
битумная плавильная установка	-	УБК-161	1	- объем установки 16 м3; - производительность 2400 кг/ч

Список источников

газопровод грунт траншея стальной

1. Иващенко А.М., Рязанова Г.Н. Технология и механизация строительного производства: Учебное пособие. - Пенза: ПГАСА, 2002. - 171 с.

2. Перешивкин А.К. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации: Справочник строителя. - М.: Стройиздат, 1980. - 653 с.

3. Трофимов А.П. Землеройные и подъемно-транспортные машины: Справочное пособие. - Киев: Будивельник, 1978. - 368 с.

4. СНиП 3.02.01-87*. Строительные нормы и правила: Земляные сооружения, основания и фундаменты. - М.: Госстрой СССР, 1988. - 121 с.

5. СНиП 12-01-2004. Организация строительства. - М, 2004 г.

6. СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. - М, 2002

7. Григорьев А.В., Комаров В.А., Вдовина В.Я. Выбор монтажных приспособлений, оборудования и механизмов: Учебное пособие. - Пенза: ПГАСИ, 1997. - 88 с.

8. ГЭСН 81-02-01-2001. Сборник №1. Земляные работы. - Москва, 2000 г.

9. ГЭСН 81-02-24-2001. Сборник №24, книга 2. Теплоснабжение и газопроводы - наружные сети. - Москва, 2000 г.

10. ЕНиР Сборник Е2. Земляные работы. Вып. 1. Механизированные и ручные земляные работы. Госстрой РФ. - М.: Стройиздат, 1988.

11. ЕНиР Сборник Е22. Сварочные работы. Вып. 2. Трубопроводы. - М.: Стройиздат, 1987.

12. ЕНиР Сборник Е9. Сооружение систем теплоснабжения, газоснабжения и канализации. Вып. 2. Наружные сети и сооружения. Госстрой РФ. - М.: Прейскурантиздат, 1987.

13. ЕНиР Сборник Е11. Изоляционные работы. - М.: Стройиздат, 1987.

Размещено на Allbest.ru

...