Технологія сукупного виконання робіт при влаштуванні підземних комунікацій в умовах реконструкції підприємств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет будівництва і архітектури

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ТЕХНОЛОГІЯ СУКУПНОГО ВИКОНАННЯ РОБІТ ПРИ ВЛАШТУВАННІ ПІДЗЕМНИХ КОМУНІКАЦІЙ В УМОВАХ РЕКОНСТРУКЦІЇ ПІДПРИЄМСТВ

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Сьогодні в Україні актуальним питанням є підвищення потенціалу країни шляхом реконструкції та оновлення існуючих промислових підприємств.

Одним із найбільш поширених видів робіт, що виконують при реконструкції промислових підприємств, є влаштування підземних трубопровідних роздільних комунікаційних мереж. Питома вага таких видів робіт найбільша на підприємствах хімічної та харчової промисловості і складає 16 - 18 % від загальних обсягів будівельних робіт.

Влаштування підземних комунікацій в умовах реконструкції залишається складним та трудомістким процесом, з низьким рівнем механізації (27 % обсягів робіт виконують вручну). Крім цього, реконструктивні роботи, як правило, виконують без зупинки виробничого процесу підприємства в стислі терміни. Це призводить до значного насичення фронтів робіт будівельною технікою, конструкціями і матеріалами, робітниками та вимагає суміщеного виконання будівельних процесів в умовах, що змінюються. Із-за неузгодженості дій учасників реконструкції за таких умов, влаштування підземних комунікацій ще більше ускладнюється, що призводить до втрат виробничого часу, простоїв фронтів робіт і, як наслідок, до недотримання термінів проведення реконструкції. Тому актуальним є визначення технології виконання робіт, яка базується на раціонально підібраних організаційно-технологічних схемах, комплектах машин і складі бригади робітників, та яка дозволить підвищити ефективність виконання робіт в умовах реконструкції.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Обраний в дисертаційній роботі напрямок досліджень відповідає тематичній спрямованості наукових розробок, які проводяться на кафедрі технології будівельного виробництва при Київському національному університеті будівництва і архітектури у рамках загального плану бюджетних досліджень (наукова експертна рада Міносвіти України № 3, від 12 - 13 січня 1998 р., наказ КНУБА № 70 від 08.04.1998 р.). Також робота відповідає напрямку приоритетних питань для будівельного комплексу країни - реконструкція промислових і цивільних будівель (Державна програма "Реконструкція житлових будинків перших масових серій" № 820, від 14 травня 1999р.).

Науковою гіпотезою є припущення про те, що визначення раціональної технології влаштування підземних комунікацій в умовах, які постійно змінюються, при реконструкції підприємств, можливе на основі забезпечення збалансованого взаємоузгодження технологічних параметрів комплексного процесу та умов при сукупному виконанні робіт.

Під сукупним виконанням робіт розуміємо спільне виконання комплексу процесів, які технологічно і організаційно об'єднані кінцевою продукцією, на виділених дільницях об'єкту, в установлені терміни. Наприклад, виконання комплексу робіт на дільниці з розбирання покриття, розробки грунту, монтажу труб і елементів комунікацій, зворотної засипки та ущільнення грунту на протязі зміни або доби.

Метою дисертаційної роботи є розробка наукової методики визначення раціональної технології сукупного виконання робіт з влаштування підземних комунікацій, що дасть змогу підвищити ефективність будівельного виробництва в умовах реконструкції підприємств.

У відповідності з метою дисертаційної роботи виділені наступні основні задачі дослідження:

1. Аналіз накопичених наукових розробок та практичного досвіду з виконання робіт при влаштуванні підземних комунікацій в умовах реконструкції;

2. Виявлення основних чинників, що визначають специфіку сукупного виконання робіт та дослідження їх впливу;

3. Визначення технологічних параметрів сукупного виконання робіт та виявлення областей раціонального використання організаційно-технологічних схем і комплектів машин;

4. Розробка методики визначення раціональної технології сукупного виконання робіт з влаштування підземних комунікацій при реконструкції підприємств.

Область досліджень обмежується технологією виконання основних процесів при влаштуванні підземних комунікацій в умовах реконструкції промислових підприємств; об'єкт дослідження - влаштування роздільним методом внутрішньоцехових підземних трубопровідних комунікаційних мереж при реконструкції промислових підприємств.

Наукова новизна одержаних результатів та особистий внесок автора полягає в тому, що вперше визначені технологічні параметри комплексного процесу з влаштування підземних комунікацій при сукупному виконанні робіт та виявлені їх межі, в яких визначаються ефективні організаційно-технологічні рішення, а також дістала подальший розвиток наукова методика забезпечення збалансованості дій учасників реконструкції, стосовно до сукупного виконання робіт при влаштуванні підземних комунікацій.

Практичне значення одержаних результатів і цінність роботи визначається впровадженням в існуючу систему підготовки, при виконанні будівельно-монтажних робіт в умовах реконструкції, інструменту та рекомендацій, що забезпечують можливість вірогідно та оперативно запропонувати раціональну технологію сукупного виконання робіт з влаштування підземних комунікацій у будівельних підрозділах АТ ВКП "Черкаси-молоко" і ДП "Яготинський цукровий завод" та отриманим, внаслідок цього, економічним ефектом в обсязі 3,45 тис. грн.

Методи дослідження: аналіз та узагальнення, аналітичний, кореляційний аналіз, економіко-математичне та організаційно-технологічне моделювання, виробнича перевірка отриманих результатів.

Апробація роботи. Основні матеріали дисертації доповідалися і отримали схвалення на 58-й та 59-й науково-практичних конференціях у Київському державному технічному університеті будівництва і архітектури (1997р., 1998р.); на міжнародній науково-технічній конференції, присвяченій 125-й річниці заснування інженерно-будівельного факультету університету "Львівська політехніка" (м. Львів, 1997р.).

Реалізація роботи. Розробки, які приведені в дослідженні, впроваджені на промислових об'єктах, при їх реконструкції, в м. Яготині (Київської обл.) та м. Каневі (Черкаської обл.), було отримано фактичний економічний ефект в сумі 3,45 тисячі гривень.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 5 друкованих робіт. При написанні статей у співавторстві, особисто здобувачем виявлені чинники, що впливають на виконання робіт при влаштуванні підземних комунікацій в умовах реконструкції та розроблена методика з врахування їх впливу [1, 2]; визначені етапи формування раціонального організаційно-технологічного рішення при виконанні робіт в умовах реконструкції за авторським алгоритмом; розроблені технологічні схеми влаштування підземних комунікацій з використанням малих будівельних машин [3, 4, 5].

Структура та обсяг роботи. Дисертація містить вступ, чотири розділи та основні висновки, викладені на 121 сторінках (повний обсяг - 173 стор.), у тому числі бібліографія із 116 найменувань (12 стор.) та 7 додатків (39 стор.). У основній частині дисертації нараховується 39 рисунків і 13 таблиць.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі дається коротке обгрунтування актуальності теми дисертаційної роботи, сформульовані мета і основні задачі, визначені об'єкт і область досліджень, розкрито наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів.

У першому розділі було проаналізовано досвід виконання комплексу робіт з влаштування підземних комунікацій при реконструкції підприємств та існуючі наукові дослідження з цього питання, у тому числі і з питання визначення раціональних організаційно-технологічних рішень виконання будівельних робіт в умовах реконструкції.

Різні аспекти проблеми підвищення ефективності виконання будівельних робіт в умовах реконструкції викладені у працях ряду вчених України та країн СНГ: В.С.Балицького, Ю.І.Белякова, А.І.Білоконя, О.Б.Білостоцького, В.О.Большакова, Д.Ф.Гончаренко, В.О.Давидова, М.Ф.Друкованого, В.Д.Жвана, В.М.Кірноса, Н.І.Котляра, І.Л.Опанасюка, С.С.Піліграмма, А.В.Резуника, Є.Г.Романушко, А.П.Снєжко, М.Д.Спектора, Р.Б.Тяна, В.І.Торкатюка, С.А.Ушацького, О.В.Федосової, інших.

Розглянуті основні види трубопровідних комунікацій промислових підприємств. Зроблений аналіз їх основних конструктивних і технологічних характеристик. Одними з найбільш поширених є підземні стальні та чавунні трубопроводи діаметром 50 - 150 мм, які прокладені роздільним методом безпосередньо в грунті або у каналах із дрібно-збірних елементів (масою до 50 кг). Їх питома вага у внутрішньоцехових мережах промислових підприємств становить 46 - 74 %, реконструкція яких, з використанням існуючого парку традиційних будівельних машин, відрізняється високою трудомісткістю із-за значних обсягів ручних робіт.

Залишаються не вирішеними питання організаційно-технологічного узгодження виконання цих робіт в умовах суміщення. Існуючі наукові і методичні підходи виконання реконструктивних робіт в таких умовах не задовольняють вимоги, які ставляться при визначенні раціональної технології, зважаючи на неоднакові обсяги робіт (з руйнування, розробки грунту, монтажу, зворотної засипки) на виділених дільницях, різноманітність параметрів комунікацій, умов виконання робіт, варіантність засобів виробництва та їх динаміку при переході з дільниці на дільницю.

Це підтверджує необхідність розробки методики визначення технології виконання робіт, яка дозволить підвищити ефективність влаштування комунікацій в умовах реконструкції підприємств. Запропоновано використовувати технологію сукупного виконання робіт з влаштування підземних комунікацій, дано її визначення та поставлені основні задачі дослідження.

У другому розділі розглянуті чинники, що визначають специфіку та впливають на визначення технології сукупного виконання робіт, виявлені їх взаємозв'язки і області впливу (рис. 1).

Чинники класифіковані за групами на загально-об'єктні, конструктивні, організаційно-технологічні, технічні. Неоднорідність та зміна рівня впливу чинників конструктивної, організаційно-технологічної та технічної групи на різних дільницях, обумовлює складність визначення раціональної технології з влаштування підземних комунікацій на об'єкті реконструкції.

Встановлено, що на вибір комплекту машин і бригади робітників у значній мірі впливають обсяги робіт та конструктивні параметри підземних комунікацій, їх вид, типорозміри. В умовах динаміки впливу чинників виділених груп та при багатоваріантності можливих рішень, необхідно спростити формування бази даних і підвищити оперативність внесення змін у технологічні розрахунки. Для цього, при визначенні експлуатаційної продуктивності машин, запропоновано враховувати узагальнюючий показник рівня складності і-го процесу, за допомогою якого можна корегувати вплив чинників конструктивної групи при зміні технологічних та кількісних параметрів виконання основних механізованих процесів комплексу робіт:

, (1)

де- експлуатаційна продуктивність машини в умовах реконструкції при виконанні і-го процесу;

; (2)

Методами кореляційного аналізу були встановлені залежності між технічною продуктивністю та технічними параметрами будівельних машин і засобів механізації при виконанні механізованих процесів комплексу робіт з влаштування підземних комунікацій (табл. 1).

На основі технологічного моделювання процесів, методом подвійної кореляції, були отримані залежності взаємозв'язку геометричних параметрів процесів (руйнування твердого покриття, розробки грунту, ущільнення) та технічних параметрів будівельних машин і засобів механізації.

Показник (s21), що обумовлює зміну продуктивності розробки грунту екскаватором в залежності від глибини виїмки (траншеї), можна представити у вигляді залежності:

s 21 =

де Н в - глибина виїмки (траншеї), м;

a 21 - коефіцієнт, який залежать від технічних характеристик екскаватора (рис. 3).

Зміна значень коефіцієнтів a 11, b 11, c 11 , в залежності від енергії удару обладнання, при руйнуванні бетонного покриття.

Зміна коефіцієнту а 21, в залежності від технічних характеристик малих будівельних екскаваторів вітчизняного виробництва:

Таким чином, дослідженні та визначені аналітичні залежності показників, які є складовими узагальнюючого показника рівня складності, та які обумовлюють вплив окремих параметрів процесів на продуктивність виконання механізованих робіт при влаштуванні підземних комунікацій.

У третьому розділі проведені дослідження організаційно-технологічних рішень (ОТР) та технологічних параметрів сукупного виконання робіт при влаштуванні підземних комунікацій. На основі розглянутих взаємозв'язків технологічних процесів запропоновані можливі організаційно-технологічні схеми (ОТС) виконання робіт з використанням універсальних і спеціалізованих машин.

Для проведення досліджень, була розроблена економіко-математична модель сукупного виконання робіт з влаштування підземних комунікацій на виділеній дільниці в умовах реконструкції. Раціональне організаційно-технологічне рішення (ОТР) встановлюється із урахуванням максимально можливої добової інтенсивності (І макс) влаштування комунікацій на дільниці:

І макс ? , (5)

де - добовий виробіток процесу влаштування підземних комунікацій на дільниці із урахуванням специфіки сукупного виконання робіт в умовах реконструкції:

де Vк - добовий обсяг комплексу робіт, м п.;

v і, v дм - відповідно, об'єми робіт механізованих процесів (з руйнування, розробки грунту, зворотної засипки) та демонтажно-монтажних робіт, що виконує бригада робітників;

- експлуатаційна продуктивність машин в умовах реконструкції при виконанні механізованих процесів (руйнування, розробка грунту, зворотна засипка, ущільнення грунту) (1);

- виробіток бригади робітників в умовах реконструкції при виконанні ручних демонтажних, монтажних робіт;

Встановлено, що значення коефіцієнту (к п ) змінюється в межах від 0.45 до 1 і залежить від організаційно-технологічної схеми виконання робіт, від обсягів робіт на дільниці та від пристосованості до переналагодження машин, що входять у склад комплекту.

Були досліджені технологічні параметри сукупного виробництва, які характеризують завантаженість роботою машин та бригади робітників на протязі терміну робіт на дільниці. Вони обумовлені технологічними очікуваннями виконання суміжних процесів та визначені коефіцієнтом технологічних очікувань () для і-того виконавчого засобу виробництва (машини, бригади робітників) (0 ? ? 1).

Існують резерви скорочення тривалостей технологічних очікувань за рахунок раціоналізації суміщення при виконанні робіт на дільниці. Це дозволяє підвищити добову інтенсивність влаштування підземних комунікацій на дільниці на 10 - 47 %, в залежності від ОТС, знизити собівартість виконання робіт та скоротити терміни влаштування комунікацій. Надані практичні рекомендації щодо раціоналізації суміщення при сукупному виконанні робіт.

Дослідження областей раціонального використання комплектів машин спирається на такі положення: врахування максимально можливої інтенсивності влаштування комунікацій на дільниці; забезпечення техніко-технологічної допустимості використання машин; розглядання організаційно-технологічної обгрунтованості використання комплекту машин; універсальність результатів, що дає можливість їх використання для вирішення задач вибору машин в інших цілях (для формування парку машин, створення спеціалізованих комплексів, інше).

Межі раціонального застосування машин встановлювались із умови мінімальної питомої собівартості виконання робіт. На рис. 4 приведений приклад зміни питомої собівартості ОТР (в цінах 05.1998 / 1 грн = 0,5 у.о./) від обсягів комплексу робіт на дільниці в заданих умовах (товщина бетонного покриття підлоги 0.15м; глибина траншеї 1.5 м; ширина траншеї 1.0 м; бригада робітників 4 чол.; трубопровід із чавунних труб 100 мм).

На основі виділення меж, в яких забезпечується мінімальна собівартість виконання комплексу робіт на дільниці, були визначені області використання раціональних ОТС і комплектів машин. Це дає змогу більш простого визначення раціонального варіанту ОТС, комплекту машин та бригади робітників при сукупному виконанні робіт, у межах певної добової інтенсивності та параметрах умов виконання робіт (рис. 5).

Межі зміни питомої собівартості виконання робіт від обсягів комплексу робіт на дільниці для масиву організаційно-технологічних рішень

У четвертому розділі викладено методику визначення раціональної технології сукупного влаштування підземних комунікацій. Відмінність умов виконання робіт на виділених дільницях призводить до неоднакової ефективності застосування вибраних організаційно-технологічних рішень при зміні дільниць в процесі виконання робіт. Будівельні підрядні організації, при визначенні раціональної технології, вимагають забезпечення сталості використання комплектів будівельних машин, засобів механізації та бригади робітників, незалежно від умов виконання робіт на виділених дільницях. Існуюча методична база не може забезпечити ефективного вирішення цієї задачі із врахуванням специфіки сукупного виробництва в умовах реконструкції, тому була розроблена методика (рис. 6), в основу якої закладені наукові результати відомих досліджень з підвищення ефективності технологічної підготовки виконання будівельних робіт при реконструкції підприємств.

Межі добової інтенсивності влаштування комунікацій на дільниці при мінімальній питомій собівартості виконання робіт, в залежності від параметрів траншеї та організаційно-технологічних схем виконання робіт:

На основі взаємоузгодження часовитратних, ресурсовитратних, енерговитратних і економічних показників, знаходиться ОТР, яке буде найбільш збалансоване з точки зору економічних втрат при виконанні комплексу робіт. Для цього визначаються показники збалансованості (S N j) j-того ОТР на N-ній дільниці (0 ? S N j ? 1) та знаходиться показник загальної збалансованості:

, (7)

де S ОTP j - показник загальної збалансованості j-того ОТР виконання комплексу робіт, як середньо зважене від показників збалансованості j-того ОТР на дільницях (0 ? S ОTP j ? 1);

- обсяг комплексу робіт на N-ній дільниці;

n - кількість виділених дільниць на об'єкті реконструкції.

Показники збалансованості - величини, що дозволяють робити висновки наскільки раціональною є технологія. У разі, коли виконувати узгодження за часовитратними показниками (характеризує коефіцієнт технологічних очікувань () для і-тих виконавчих засобів виробництва), можна відшукати рішення, яке буде раціональне з точки зору мінімальних економічних втрат від простоїв та очікувань машин і бригади робітників при сукупному виконанні робіт на дільниці (S N j ? 1) та на об'єкті в цілому (S ОТР j ? 1). Найбільш узгоджене організаційно-технологічне рішення сукупного виконання робіт вважається те, показник збалансованості якого наближається до 1. При цьому забезпечується взаємоузгодження технічних і технологічних параметрів комплектів машин, бригади робітників та виробничих умов. В результаті досягається максимальна ступінь механізації будівельних процесів, науково-обгрунтоване застосування в умовах реконструкції ефективних машин, обладнання та раціональне використання ресурсів і виробничого часу.

Експериментальна перевірка розробок дисертаційної роботи, дозволили підтвердити достатню ефективність виконаних досліджень.

ВИСНОВКИ

1. Реконструкція внутрішньоцехових підземних комунікацій є об'єктивною необхідністю і складає 16 - 18 % від загальних реконструктивних робіт на підприємствах, при цьому залишається складним і трудомістким видом робіт з низьким рівнем механізації (27 % від їх загальних обсягів ще виконується вручну). Аналіз наукового і практичного досвіду виконання робіт з прокладки підземних комунікацій в умовах суміщення та стислих термінів реконструкції підприємства, показав необхідність розробки технології сукупного виконання робіт для створення нових, більш ефективних підходів з визначення раціональних організаційно-технологічних рішень влаштування підземних комунікацій в обмежених та неоднорідних умовах.

2. Аналіз основних чинників, які впливають на сукупне виконання робіт з влаштування підземних комунікацій, підтвердив необхідність визначення їх кількісної оцінки за допомогою узагальнюючих показників рівня складності виконання окремих процесів, що дало змогу виявити залежності між умовами та технологічними параметрами виконання робіт.

3. Проведене організаційно-технологічне та економіко-математичне моделювання на основі якого виконані дослідження сукупного виконання робіт з влаштування підземних комунікацій на дільниці. В результаті визначені коефіцієнти до виразника добового виробітку комплексного процесу, які дозволили врахувати вплив специфіки сукупного виконання робіт та виявити межі раціонального використання організаційно-технологічних схем та комплектів машин для різних умов.

При дослідженні схем виконання робіт відшукані резерви завантаженості комплекту машин та бригади робітників, які дозволяють підвищити інтенсивність виконання робіт на 10 - 47 %, що можна використовувати для інтенсифікації виконання робіт і зниження собівартості влаштування комунікацій в умовах реконструкції.

4. Проведені дослідження дозволили розробити науково обгрунтовану методику визначення раціональної технології сукупного виконання робіт на основі збалансованого взаємоузгодження технологічних та економічних параметрів для засобів виробництва з урахуванням забезпечення сталості кількісного і якісного складу комплекту машин та бригади робітників на об'єкті реконструкції. комунікація будівельний реконструкція підземний

5. Експериментальна перевірка результатів досліджень у будівельних підрозділах промислових підприємств свідчить про достатню практичну ефективність результатів роботи. Впровадження їх у виробництво дозволило отримати економічний ефект в сумі 3.45 тис. грн. за рахунок використання рекомендованих ОТР, раціонального комплекту машин та скорочення терміну виконання робіт на 12 - 15 % .

ЛІТЕРАТУРА

1. Стрілець Ф.Ф. Виконання комплексу робіт з влаштування підземних комунікацій в умовах реконструкції промоб'єктів. //Будівництво України. - 1998. - № 6. - С. 16 - 18.

2. Романушко Є.Г., Стрілець Ф.Ф. Розробка грунту поблизу комунікацій малими будівельними екскаваторами. //Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин (Зб. наук. пр.). - К.: КДТУБА, 1998. - Вип. 3. - С. 110 - 112.

3. Беляков Ю.І., Стрілець Ф.Ф. Організаційно-технологічні схеми використання малогабаритного землерийно-транспортного обладнання при реконструкції об'єктів. //Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин (Зб. наук. пр.). - К.: КДТУБА, 1997. - Вип. 2. - С. 101 - 104.

4. Беляков Ю.И., Иванейко И.Д., Стрилец Ф.Ф. О технологических схемах земляных работ в стеснённых условиях. //Строительное производство (Сб. научн. тр.). - К.: АП НИИСП, 1997. - Вып. 38. - С. 8 - 13.

5. Беляков Ю.І., Іванейко І.Д., Стрілець Ф.Ф. Про вдосконалення технології земляних робіт при реконструкції будівель та споруд. / «Проблеми теорії і практики будівництва» (Зб. науков. ст.), том ІІІ. - Львів: ДУ «Львівська політехніка», 1997. - С. 13 - 17.

Размещено на Allbest.ru