Сооружение газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Введение 4
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СООРУЖЕНИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 7
1.1 Основные термины и значимость сооружений магистральных
трубопроводов 7
1.2 Состав сооружений магистральных нефтепроводов 9
2 АНАЛИЗ СООРУЖЕНИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ
ТРУБОПРОВОДОВ В РОССИИ 12
2.1 Общая характеристика земляных работ 12
2.2 Разработка траншей в нормальных условиях и в мерзлых грунтах
в зимнее время 16
2.3 Особенности выполнения земляных работ в условиях пустынь и
орошаемых земель и засыпка траншей и рекультивация
земель 21
2.4 Определение диаметра основного шнурового заряда при разработке 24
траншей и каналов на болотах взрывным способом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 29
Курсовой проект
Изм. Лист № Документа Подпись Дата Разраб. Асташина И.А. Записка
пояснительная Лит. Лист Листов
Провер. Бойчук А.Е. 124460154940КИГИТ
ДНД-67
00КИГИТ
ДНД-67
у 2 123
Т.контр.
Гусев В.В. Н. контр. Гусев В.В. Утв. Тумаев В.А. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время география нефтеперерабатывающей промышленности не всегда совпадает с районами ее переработки. Поэтому задачи транспортировки нефти привели к созданию большой сети нефтепроводов. По размеру грузооборота нефтепроводный транспорт в 2,5 раза превзошел железнодорожный в части перевозок нефти и нефтепродуктов.
На железной дороге основной поток нефти образуется в Западной Сибири и Поволжье. Из Западной Сибири нефть по железной дороге транспортируется на Дальний Восток, Южный Урал и страны центральной Азии. Из Урала нефть везут на Запад, Северный Кавказ и Новороссийск.
Транспортировка нефти водным путем обходится дешевле и экономичней других видов транспортировки, однако из-за географических особенностей нашей страны используется мало, в основном при перевозки нефти на экспорт, а также по внутренним бассейнам страны (Ленский, Амурский) и северному морскому пути.
Трубопроводы - наиболее эффективное средство транспортировки нефти (исключая морские перевозки танкерами). Пропускная способность нефтепровода диаметром 1200 мм составляет 80-90 млн. т в год при скорости движения потока нефти 10-12 км/ч.
Трубопроводный транспорт является важной подотраслью нефтяной промышленности. На сегодняшний день сформировалась развитая сеть магистральных нефтепроводов, которая обеспечивает поставку более 95% всей добываемой нефти при средней дальности перекачки 2300 км. В целом вся сеть нефтепроводов представлена двумя неравными по значимости и условиям управления группами объектов: внутрирегиональными, межобластными и системой дальних транзитных нефтепроводов. Первые обеспечивают индивидуальные связи промыслов и заводов, вторые - интегрируют потоки нефти, обезличивая ее конкретного владельца. Связывая очень большое число нефтедобывающих предприятий одновременно со многими нефтеперерабатывающими заводами и экспортными терминалами, нефтепроводы этой группы образуют технологически связную сеть единый объект экономического и режимного управления, которая получила название системы дальних транзитных нефтепроводов и в которую входят такие трубопроводы, как Нижневартовск - Курган - Самара; Усть-Балык - Курган - Уфа – Альметьевск и т.д.
Объект работы – магистральные трубопроводы.
Предмет – сооружение магистральных трубопроводов.
Цель работы – изучить, какую значимость несут в себе сооружения магистральных трубопроводов. Исходя из цели работы, выделим ключевые задачи, которые предстоит решить:
1. Определить основные термины и значимость сооружений магистральных трубопроводов;
2. Рассмотреть состав сооружений магистральных нефтепроводов;
3. Дать общую характеристику земляных работ;
4. Изучить разработку траншей в нормальных условиях и в мерзлых грунтах в зимнее время;
5. Проанализировать особенности выполнения земляных работ в условиях пустынь и орошаемых земель и засыпка траншей и рекультивация земель;
6. Провести анализ определения диаметра основного шнурового заряда при разработке траншей и каналов на болотах взрывным способом.
При написании данной работы были использованы методы исследования:
1. Теоретические:
а) анализ для разделения темы на более мелкие части, чтобы лучше понять их (анализ научно-методической литературы и документальных и архивных материалов);
б) синтез для объединения ранее разрозненных понятий в одно целое.
2. Эмпирические:
а) наблюдение для описания поведения изучаемого объекта;
б) сравнение для выявления в объекте новых и важных свойств.
Теоретическая основа исходит из того, что в настоящее время имеется огромное количество ученых, изучающих данную проблематику: Балабан Ю.В. «Защита от внутренней коррозии трубопроводов водяных тепловых сетей», Битюков В. А. «Гидродинамика, конструкции, технологии изготовления и применения нефтяных трубопроводов», Калютик В. М. «Изготовление и монтаж технологических нефтяных трубопроводов», Котляревский В.А. «Воздушные линии электропередач, подвесные энергетические системы и магистральные трубопроводы», Марон В. И. «Гидравлика двухфазных потоков в трубопроводах», Медведева М.Л. «Коррозия и защита магистральных трубопроводов и резервуаров» и т.д.
Структура. Курсовая работа включает введение, две главы, заключение и список литературы. Во введении раскрыты актуальность темы исследования, ее цель, задачи, предмет и объект, теоретическая и методологическая база. В первой главе исследованы теоретические аспекты организации строительства. Во второй главе проведен анализ исследуемой темы на примере организации строительства жилого пятиэтажного здания. В заключении обобщены основные выводы и предложения.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СООРУЖЕНИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
1.1 Основные термины и значимость сооружений магистральных трубопроводов
Нефтепроводом принято называть трубопровод, предназначенный для перекачки нефти и нефтепродуктов (при перекачке нефтепродукта иногда употребляют термин нефтепродуктопровод). В зависимости от вида перекачиваемого нефтепродукта трубопровод называют также бензино-, керосин-, мазутопроводом и т.д.
По своему назначению нефте- и нефтепродуктопроводы можно разделить на следующие группы [5, с. 162-187]:
а) промысловые - соединяющие скважины с различными объектами и установками подготовки нефти на промыслах;
б) магистральные (МН) - предназначенные для транспортировки товарной нефти и нефтепродуктов (в том числе стабильного конденсата и бензина) из районов их добычи (от промыслов) производства или хранения до мест потребления (нефтебаз, перевалочных баз, пунктов налива в цистерны, нефтеналивных терминалов, отдельных промышленных предприятий и НПЗ). Они характеризуются высокой пропускной способностью, диаметром трубопровода от 219 до 1400 мм и избыточным давлением от 1,2 до 10 МПа;
в) технологические - предназначенные для транспортировки в пределах промышленного предприятия или группы этих предприятий различных веществ (сырья, полуфабрикатов, реагентов, а также промежуточных или конечных продуктов, полученных или используемых в технологическом процессе и др.), необходимых для ведения технологического процесса или эксплуатации оборудования.
Согласно СНиП 2.05.06 - 85 магистральные нефте- и нефтепродуктопроводы подразделяются на четыре класса в зависимости от условного диаметра труб (в мм): 1 - 1000-1200 включительно: II - 500-1000 включительно; III - 300-500 включительно; IУ - 300 и менее
Наряду с этой классификацией СНиП 2.05.07 - 85 устанавливает для магистральных нефтепроводов категории, которые требуют обеспечения соответствующих прочностных характеристик на любом участке трубопровода, представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1. - Категория нефтепровода при прокладке
Категория нефтепровода при прокладке Диаметр нефтепровода, мм
До 700 700 и более
подземной IV III
наземной и подземной III III
Приведенная классификация и категории трубопроводов определяют в основном требования, связанные с обеспечением прочности или неразрушимости труб. В северной природно-климатической зоне все трубопроводы относятся к категории III. Исходя из этих же требований в СНиП 2.05.06 - 85 определены также и категории, к которым следует относить не только трубопровод в целом, но и отдельные его участки. Необходимость в такой классификации объясняется различием условий, в которых будет находиться трубопровод на тех или иных участках местности, и возможными последствиями в случае разрушения трубопровода на них [12, с. 142-164].
К участкам категории II относятся под - и надводные переходы через реки, болота типа и, косогорные участки, переходы под дорогами и т.д.
Прокладку трубопроводов можно осуществлять одиночно и параллельно действующим или проектируемым магистральным трубопроводам в техническом коридоре. Под техническим коридором магистральных трубопроводов согласно СНиП 27.05.06-85 понимают систему параллельно проложенных трубопроводов по одной трассе. В отдельных случаях допускается прокладка нефте - и газопроводов в одном коридоре.
Технологические трубопроводы в зависимости от физико-химических свойств и рабочих параметров (давления Р и температуры Т) подразделяются на три группы (А, Б, В) и пять категорий. Группу и категорию технологического трубопровода устанавливают по параметру, который требует отнесения его к более ответственной группе или категории. Класс опасности вредных веществ следует определять по ГОСТ 12.1 005-76 и ГОСТ 12.01.007-76, взрывопожароопасность - по ГОСТ 12.1 004-76. Нефти имеют класс опасности II, масла минеральные нефтяные - III, бензины - IV [3, с. 44-67].
Для технологических трубопроводов нефтеперекачивающих станций важное значение имеет правильный выбор параметров транспортируемого вещества. Рабочее давление принимается равным избыточному максимальному давлению, развиваемому насосом, компрессором или другим источником давления, или давлению, на которое отрегулированы предохранительные устройства. Рабочую температуру принимают равной максимальной или минимальной температуре транспортируемого вещества, установленной технологическим регламентом или другим нормативным документом (СНиП, РД, СН п т.д.).
1.2 Состав сооружений магистральных нефтепроводов
В состав магистральных нефтепроводов входят: линейные сооружения, головные и промежуточные перекачивающие и наливные насосные станции и резервуарные парки (см. рис. 1.1). В свою очередь линейные сооружения согласно СНиП 2.05.06 - 85 включают: трубопровод (от места выхода с промысла подготовленной к дальнему транспорту товарной нефти) с ответвлениями и лупингами, запорной арматурой, переходами через естественные и искусственные препятствия, узлами подключения нефтеперекачивающих станций, узлами пуска и приема очистных устройств и разделителей при последовательной перекачке, установки электрохимической защиты трубопроводов от коррозии, линии и сооружения технологической связи и т.д.

Рисунок 1.1 - Состав магистральных нефтепроводов
Основные элементы магистрального трубопровода - сваренные в непрерывную нитку трубы, представляющие собой собственно трубопровод. Как правило, магистральные трубопроводы заглубляют в грунт обычно на глубину 0,8 м до верхней образующей трубы, если большая или меньшая глубина заложения не диктуется особыми геологическими условиями или необходимостью поддержания температуры перекачиваемого продукта на определенном уровне (например для исключения возможности замерзания скопившейся воды) Для магистральных трубопроводов применяют цельнотянутые илы сварные трубы диаметром 300-1420 мм [10, с. 23-64].
На пересечениях крупных рек нефтепроводы иногда утяжеляют закрепленными на трубах грузами или сплошными бетонными покрытиями закрепляют специальными анкерами и заглубляют ниже дна реки. Кроме основной, укладывают резервную нитку перехода того же диаметра. На пересечениях железных и крупных шоссейных дорог трубопровод проходит в патроне из труб, диаметр которых на 100-200 мм больше диаметра трубопровода.
С интервалом 10-30 км в зависимости от рельефа трассы на трубопроводе устанавливают линейные задвижки для перекрытия участков в случае аварии или ремонта.
Нефтеперекачивающие станции (НПС) располагаются на нефтепроводах с интервалом 70-150 км. Перекачивающие (насосные) станции нефтепроводов и нефтепродуктопроводов оборудуются, как правило, центробежными насосами с электроприводом. Подача применяемых в настоящее время магистральных насосов достигает 12500 м3/ч. В начале нефтепровода находится головная нефтеперекачивающая станция (ГНПС), которая располагается вблизи нефтяного промысла или в конце подводящих трубопроводов [2, с. 32-41].
Тепловые станции устанавливают на трубопроводах, транспортирующих высоко застывающие и высоковязкие нефти и нефтепродукты иногда их совмещают с насосными станциями. Для подогрева перекачиваемого продукта применяют паровые или огневые подогреватели (печи подогрева) для снижения тепловых потерь такие трубопроводы могут быть снабжены теплоизоляционным покрытием.
Конечный пункт нефтепровода - либо сырьевой парк нефтеперерабатывающего завода, либо перевалочная нефтебаза, обычно морская, откуда нефть танкерами перевозится к нефтеперерабатывающим заводам или экспортируется за границу.
2 АНАЛИЗ СООРУЖЕНИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ В РОССИИ
2.1 Общая характеристика земляных работ
Размеры и профили траншей устанавливаются проектом в зависимости от назначения и диаметра трубопроводов, способа его закрепления, характеристики грунтов, рельефа местности, гидрогеологических и других условии. Размеры траншеи (глубина, ширина по дну, откосы) устанавливают в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий. Ширина траншей по дну устанавливается СНиП и должна быть не менее D+300 мм для трубопроводов диаметром до 700 мм (где D - условный диаметр трубопровода) и 1,5 D - для трубопроводов диаметром 700 мм и более с учетом следующих дополнительных требований [11, с. 98-112]:
а) для трубопроводов диаметром 1200 и 1400 мм при рытье траншей с откосами не круче 1:0,5 ширину траншеи по дну допускается уменьшать до величины D+ 500 мм;
б) при разработке грунта землеройными машинами ширина траншей должна приниматься равной ширине режущей кромки рабочего органа машины, принятой проектом организации строительства, но не менее указанной выше;
в) ширина траншей по дну при балластировке трубопровода утяжеляющими грузами или закрепления анкерными устройствами должна быть равна не менее 2,2D, а для трубопроводов с тепловой изоляцией устанавливается проектом, на участках трубопровода балластируемого грунтом с использованием нетканого синтетического материала - 1,60.
Глубину траншеи устанавливают из условий предохранения трубопровода от механических повреждений при переезде через него автотранспорта, строительных и сельскохозяйственных машин и назначают равной: для трубопроводов диаметром D до 1000 мм - D+0,8 м; для трубопроводов диаметром 1000 мм и более 0+1 м; для болотистых грунтов, подлежащих осушению, D+1,1 м; для песчано-барханных грунтов D+1 м от нижних межбарханных оснований; для скальных и болотистых грунтов при отсутствии проезда автотранспорта, строительных и сельскохозяйственных машин D+ (0,6-0,8) м [8, с. 12-35].
Крутизна откосов траншей должна приниматься в соответствии со СНиП 3.02.01-87, а разрабатываемых на болотах - в соответствии с таблицей 2.1.
Таблица 2.1. - Крутизна откосов траншей, разрабатываемых на болотах типа
Торф Крутизна откосов траншей, разрабатываемых на болотах типа
I II III (сильно обводненные)
Слабо разложившийся 1:0,75 1:1 -
Хорошо разложившийся 1:1 1:1,25 По проекту
При разработке траншей роторными экскаваторами для получения ровной поверхности дна выполняется предварительная планировка микрорельефа полосы трубопровода бульдозером на ширину, равную гусеничному ходу экскаватора, предназначенного для разработки траншеи, но не менее 3 м. Сменные темпы земляных, изоляционно-укладочных работ в целях предотвращения деформации профиля траншеи в слабых грунтах, а также смерзания отвала грунта в зимнее время, должны быть одинаковыми при минимальном интервале (технологическом разрыве) между этими работами, определяемым ППР. Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов в грунтах естественной влажности
Таблица 2.2. - Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов в грунтах естественной влажности
Грунты Отношение высоты откосов к его заложению при глубине выемки, м
1,5 3 5
Насыпные 1 : 0,67 1:1 1 : 0,25
Песчаные и гравелистые влажные (ненасыщенные) 1 : 0,5 1:1 1:1
Глинистые: а) супесь 1 : 0,25 1 : 0,67 1 : 0,85
б) суглинок 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,75
в) глина 1 : 0,0 1 : 0,25 1 : 0,5
г) лессовый сухой 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,5
Моренные: а) песчаные и супесчаные 1 : 0,25 1 : 0,57 1 : 0,75
б) суглинные1 : 0,2 1 : 0,5 1 : 0,65
Скальные 1 : 0,2 1 : 0,2 1 : 0,2
Разработка траншей в задел допускается только в устойчивых грунтах в летнее время. Во избежание обвала вынутого грунта, а также обрушения стенок траншеи ближняя кромка основания отвала вынутого грунта должна располагаться не ближе 0,5 м от края траншеи. Рыхление скальных грунтов взрывным способом производится до их повреждения, рыхление мерзлых грунтов допускается и после вывоза труб на трассу. Переборы грунта при разработке траншеи ликвидируются подсыпкой мягкого грунта и его уплотнения. Основания под трубопроводы в скальных и мерзлых грунтах выравнивают слоем мягкого грунта толщиной не менее 10 см над выступающими частями основания [18, с. 184-197].
При сооружении трубопроводов больших диаметров (1020, 1220, 1420 мм), проводится нивелировка дна траншеи по всей длине трассы: на прямых участках через 50 м; на вертикальных кривых принудительного гнутья через 2 м; при сооружении трубопроводов диметром менее 1020 мм только на южных участках трассы (вертикальных углах поворота, участках с пересечённым рельефом местности), а также на переходах через железные и автомобильные дороги, овраги, ручьи, реки и другие преграды, на которые разрабатываются индивидуальные рабочие чертежи.
Засыпка трубопровода производится непосредственно вслед за отпуском и установкой балластных грузов или анкерных устройств. При засыпке грунтом, содержащим мерзлые комья, щебень, гравий и другие включения размером более 50 мм в поперечнике, изоляционное покрытие предохраняют от повреждений присыпкой мягким грунтом на толщину 20 см над верхней образующей трубы или устройством защитных покрытий. Мягкая подсыпка дна траншеи и засыпка мягким грунтом трубопровода, уложенного в скальных, каменистых, щебенистых, сухих комковатых и мерзлых грунтах, допускается по согласованию с проектной организацией и заказчиком заменять сплошной надежной защитой. Земляные работы при сооружении магистральных трубопроводов выполняются с соблюдением допусков (см. табл. 2.3).
Таблица 2.3. - Земляные работы при сооружении магистральных трубопроводов выполняются с соблюдением следующих допусков, в см
Половина ширины траншеи по дну по отношению к разбивочной оси +20, -5
Отклонение отметок при планировке полосы для работы роторных экскаваторов -5
Отклонение отметок дна траншеи от проекта при разработке грунта: землеройными машинами буровзрывным способом -10, -20
Толщина слоя присыпки из мягкого грунта над трубой (в скальных и мерзлых грунтах) +10
Общая толщина слоя засыпки над трубопроводом +20
Высота насыпи +20, -5
2.2 Разработка траншей в нормальных условиях и в мерзлых грунтах в зимнее время
Методы разработки траншей определяются в зависимости от [16, с. 112-134]:
а) заданных размеров и профиля траншеи для укладки конкретного трубопровода; вида и состояния грунтов на участке работ;
б) характера рельефа местности; степени обводненности участка; наличия соответствующих комплексов землеройных машин и технико-экономических показателей их применения. Разработку траншей роторными траншейными экскаваторами выполняют:
в) на прямолинейных участках со спокойным рельефом в талых грунтах до V категории включительно;
г) в мерзлых грунтах при глубине промерзания до 1-1,2 м (а при использовании ЭТР-254 на всю глубину копания);
д) на криволинейных участках - с радиусом естественного изгиба.
Разработку траншей одноковшовыми экскаваторами выполняют на прямолинейных участках с водонасыщенными и сыпучими грунтами, болотах, переходах через естественные и искусственные препятствия, криволинейных участках с радиусом кривых 30..50 диаметров трубы, в скальных и мерзлых грунтах после их предварительного рыхления [15, с. 15-42].
Разработку траншей в талых грунтах и грунтах с промерзанием верхнего слон до 1 м можно также осуществлять комбинированными методами с применением комплексов машин, состоящих из бульдозеров, тракторных разрыхлителей, роторных или одноковшовых экскаваторов. При комбинированном методе траншею разрабатывают бульдозерами на глубину до 1 м, а .1:11 ем экскаваторами до проектной глубины. В сильно сыпучих барханных песках, когда изоляционно-укладочные колонны могут работать только в самой траншее (ширина которой составляет 6 м и более), разработку таких траншей осуществляют с помощью мощных бульдозеров по продольно-поперечной схеме.
В зависимости от размеров траншей, расположения отвала и условий работы, рытье траншей осуществляют лобовым или боковым забоями. Одноковшовые экскаваторы обычно работают захватками: длину каждой захватки выбирают равной дневной производительности экскаватора; экскаватор переходит на новую захватку в конце рабочего дня или во время пересмены звеньев. Разработку траншей одноковшовыми экскаваторами в обычных условиях выполняют с применением оборудования обратной лопаты. В зимних условиях для разработки траншей в грунтах с промерзанием до 0,3-0,4 м можно использовать эти же экскаваторы. При глубине промерзания более 0,3-0,4 м необходимо предварительно рыхлить верхний мерзлый слой тракторными рыхлителями или взрывным способом.
При разработке траншей в талых, сильно обводненных, сыпучих и неустойчивых грунтах используют драглайны. Расстояние между захватками устанавливается с учетом выполнения полного цикла работ в течение смены и безопасного производства буровзрывных и земляных работ. Бурение шпуров осуществляется шнековыми мотобурами, перфораторами и самоходными буровыми машинами БТС-60, БМ-276, БМ-253, БМ-254, У111-2Т, МБШ-321 и др. При разработке мерзлого грунта механическим способом используют тракторные рыхлители мощностью 184 260 кВт [7, с. 7-15].
Для разработки мерзлых и плотных грунтов рекомендуется применять комбинированный поточно-механизированный метод, позволяющий наиболее эффективно использовать землеройные машины. При этом могут применяться следующие технологические методы:
а) разработки траншей одноковшовыми экскаваторами и бульдозерами-рыхлителями,
б) разработки траншей роторными экскаваторами и бульдозерами;
в) разработки траншей последовательно несколькими роторными экскаваторами;
г) разработки роторными экскаваторами с применением бульдозеров и одноковшовых экскаваторов.
Метод разработки траншей одноковшовыми экскаваторами и бульдозерами-рыхлителями рекомендуется применять в любых грунтовых условиях (кроме незамерзающих болот), в которых нельзя использовать роторные траншейные экскаваторы, с целью повышения темпов разработки траншей и производительности труда механизаторов в 1,5-3 раза, а также сокращении технологических перегонов и числа перемычек. Наибольшая эффективность применения этого способа достигается при разработке прочных, мерзлых и скальных грунтов с предварительным рыхлением.
Сущность метода состоит в том, что бульдозер-рыхлитель наряду с традиционным назначением, заключающимся в выполнении подготовительных и вспомогательных работ, используется непосредственно для разработки траншеи. При этом способе продольными проходами бульдозера-рыхлителя разрабатывается пионерная траншея, в которой затем перемещается один или несколько одноковшовых экскаваторов, дорабатывающих ее до проектного профиля. Метод разработки траншей роторными экскаваторами и бульдозерами рекомендуется для разработки траншей при прокладке трубопроводов больших диаметров. Применение указанного способа позволяет расширить область применения роторных экскаваторов и обеспечить разработку траншей глубиной более технических характеристик применяемых роторных траншейных экскаваторов; повысить производительность труда комплекса машин [17, с. 82-94].
Сущность метода заключается в поточной разработке траншеи землеройными машинами, каждая из которых выполняет определенную операцию, разрабатывая часть профиля траншеи. Вначале роторным экскаватором разрабатываются пионерная траншея заданной глубины, затем эта траншея расширяется продольными проходами бульдозера с образованием траншеи шириной, равной длине его отвала. После этого второй экскаватор перемещается по траншее, образованной бульдозером и дорабатывает ее до проектного профиля. Для разработки траншей под трубопроводы диаметрами 1220-1420 мм применяют комплекты машин, которые состоят из двух роторных экскаваторов ЭТР-231, ЭТР-253А или ЭТР-254 и бульдозера. Эти комплекты можно применять до освоения экскаваторов с изменяемой шириной гусеничного хода, использование которых позволит разрабатывать траншеи комплектами, состоящими из двух-трех роторных экскаваторов без применения бульдозеров.
Для эффективной разработки траншей под трубопроводы диаметром до 1220 мм комплекты машин могут состоять из двух экскаваторов типа ЭТР-204 и ЭТР-223 и бульдозера. Проектный профиль траншеи формируется в процессе прохождения второго экскаватора. Такая технологическая схема позволяет разрабатывать траншеи глубиной, превышающей максимальную глубину копания роторных экскаваторов. Метод разработки траншей комплектом роторных экскаваторов предусматривает непрерывную поточно-механизированную разработку траншей комплектами роторных экскаваторов, каждый из которых разрабатывает определенную часть профиля траншей. Применение данной технологии позволяет обеспечить заданные темпы разработки траншей; ликвидировать образование технологических перемычек между захватками работы роторных экскаваторов и тем самым высвободить одноковшовые экскаваторы для их разработки; устранить сменные переезды машин с одного участка на другой, что имеет место при обычной технологической схеме разработки; снизить непроизводительные затраты труда и расход ресурсов [6, с. 100-117].
В мерзлых и вечномерзлых грунтах в зимних условиях траншею с применением комплексов роторных экскаваторов разрабатывают по следующим трем схемам: схема - при плотности, мерзлого грунта до 250-300 ударов по плотномеру ДОРНИИ применяют последовательный метод с использованием нескольких роторных экскаваторов, т. е. поочередный проход нескольких экскаваторов (схема последовательной разработки траншеи для трубопровода диаметром 1420 мм роторным экскаватором ЭР-7Е, ЭТР-231 и ЭТР-253 или одного экскаватора на всю глубину копания траншеи ЭТР-253, ЭТР-254);схема - при плотности грунта до 300-350 ударов по плотномеру ДОРНИИ следует применять комплексный метод (например, роторный универсальный экскаватор ЭТР-231 со сменными роторами для трубопровода диаметром 1420 мм или ЭТР-254-01,а затем ЭТР-254 или ЭТР-307); эта схема состоит из следующих операций:
а) первым экскаватором отрывают пионерную траншею;
б) вторым экскаватором расширяют траншею и углубляют ее;
в) третьим экскаватором расширяют траншею до проектного профиля; схема - при плотности грунта более 300 ударов по плотномеру ДОРНИИ во II схему должны быть дополнительно включены два-три рыхлителя марки ДП-9С, Д-9 или Д-652А для предварительного рыхления мерзлого грунта траншеи.
В мерзлых грунтах любой прочности для всех диаметров трубопроводов траншею разрабатывают также буровзрывным способом с выемкой разрыхленного грунта одноковшовыми экскаваторами Э-652, ЭО-4121, ЭО-4123. Для рыхления грунтов используют шпуровые или скважинные заряды. Бурение шпуров и скважин осуществляют бурильными машинами БМ 276, БМ-253, БМ-254, при малых объемах - пневматическими перфораторами и мотобурами. Разработку траншей в мерзлых грунтах (особенно для трубопроводов малых диаметров) можно осуществлять одноковшовыми экскаваторами с предварительным рыхлением грунта стоечными тракторными рыхлителями.
2.3 Особенности выполнения земляных работ в условиях пустынь и орошаемых земель и засыпка траншей и рекультивация земель
Все работы по строительству трубопроводов в пустынных и песчаных районах следует выполнять преимущественно в осенне-зимнё-весенний периоды, а в случае необходимости вести работы в летний период-работать только в вечернее и ночное время. Разрыв между земляными и изоляционно-укладочными работами должен быть минимальным, чтобы избежать выдувания отвала и заноса траншей песком. Траншеи в песчаных грунтах разрабатывают бульдозерами. канавокопателями, одноковшовыми и роторными экскаваторами [1, с. 15-47].
В сыпучих грунтах траншеи целесообразно разрабатывать одноковшовыми экскаваторами типа драглайн, оснащенными ковшами увеличенной вместимости. В плотных закрепленных и влажных грунтах траншеи следует разрабатывать роторными экскаваторами. Разработку траншеи осуществляют комплексом мощных бульдозеров по продольно-поперечной схеме в следующих случаях: в сильно сыпучих песчаных грунтах - неглубокие траншеи до 1,2 м; во влажных песках - траншеи глубиной до 1,5 м; на участках, где работы изоляционно-укладочной колонны возможны только в самой траншее, если ее ширина по дну достигает 6 м и более, Траншеи в плотных и влажных песчаных грунтах можно разрабатывать одним бульдозером лотковым способом с перемещением грунта в отвал по кривой. При устройстве глубоких траншей применяют комбинированный способ разработки грунта, при котором верхний слой до 1-1,2 м разрабатывают бульдозерами, а остальную часть (до проектной отметки) в сыпучих грунтах - одноковшовым экскаватором, а в плотных и влажных песках - роторными экскаваторами. Земляные и все другие работы по строительству трубопровода на орошаемых землях выполняют в осенне-зимний невегетационный период и должны быть закончены до начала весенних поливов.
Земляные работы на орошаемых землях проводят в определенной последовательности [4, с. 84-97]:
а) планировка полосы и устройство переездов;
б) снятие плодородного слоя и перемещение его в отвал;
в) разработка траншей;
г) засыпка уложенного в траншею трубопровода;
д) восстановление плодородного слоя и поливных борозд.
Для обеспечения проезда транспортных и строительных машин выполняется планировка, которая заключается в срезке имеющихся бугров, гряд и поливных борозд на полосе. Для передвижения машин через оросительные каналы и осушительные коллекторы устраивают переезды, отсыпаемые бульдозерами из местного грунта. После окончания работ земляные перемычки убирают, а грунт перемещают обратно в резерв. Траншеи в грунтах нормальной влажности и плотных устойчивых минеральных грунтах разрабатывают роторными траншейными экскаваторами.
Для разработки траншей с откосами во влажных грунтах необходимо использовать роторные экскаваторы, оборудованные откосниками и специальными ковшами с цепными днищами. Траншеи под укладку трубопроводов малых диаметров (глубиной 1-1,2 м) целесообразно разрабатывать плужными канавокопателями. Для разработки траншей в переувлажненных и малоустойчивых грунтах применяют одноковшовые экскаваторы, оборудованные обратной лопатой или драглайном на уширенном гусеничном ходу [5, с. 162-187].
Засыпку уложенного в траншею трубопровода выполняют бульдозерами или траншеезасыпателями. После засыпки грунт над трубопроводом должен быть уплотнен несколькими проходами бульдозера по засыпанной траншее. Оставшийся после засыпки минеральный грунт разравнивают равномерным слоем на полосе отвода бульдозерами и также уплотняют. Разработку и перемещение плодородного слоя из отвала на строительную полосу выполняют бульдозерами и роторными траншеезасыпателями. 3.
Засыпка траншей является конечной операцией в строительном процессе трубопровода. Засыпку трубопровода минеральным грунтом выполняют в любое время года сразу же после его укладки в траншею. Для этого используют бульдозеры, роторные траншеезасыпатели, роторные траншейные экскаваторы, а также одноковшовые экскаваторы с оборудованием, обратную лопату или драглайн Засыпку траншей одноковшовыми экскаваторами выполняют со стороны, противоположной отвалу, а при больших объемах грунта экскаватор с обратной лопатой перемещается вдоль траншеи, непосредственно по полосе размещения отвала грунта. Засыпку траншей на строительстве магистральных трубопроводов осуществляют следующими способами (проходами бульдозеров): прямолинейными поперечными; косопоперечными параллельными; косоперекрестными; комбинированными.
При большой ширине полосы отвода применяют засыпку трубопровода прямолинейными поперечными проходами бульдозера. Кроме того, этот способ позволяет вести разработку плотных, слежавшихся или имеющих небольшое промерзание (до 30 см) грунтов отвала. На участках рекультивации в теплое время года проводят уплотнение минерального грунта (после полной засыпки) пневмокатками или многократными (3-5 раз) проходами над засыпанным трубопроводом гусеничных тракторов [6, с. 15-47].
В зимних условиях искусственное уплотнение минерального грунта засыпки не производят. Грунт отсыпают в траншею валиком, где он приобретает необходимую плотность после оттаивания в течение 2-3 мес. (естественное уплотнение). Такой метод уплотнения может быть применен и в летних условиях, когда в трубопроводе в период рекультивации имеется продукт. Рекультивация земель при строительстве трубопроводов заключается в снятии плодородного слоя с полосы, подлежащей рекультивации, и перемещении его во временный отвал. Из отвала плодородный слой равномерно распределяют по рекультивируемой площади после засыпки трубопровода.
Минимальная ширина полосы, с которой снимают плодородный слой почвы, должна быть равна ширине траншеи по верху плюс 0,5 м в каждую сторону, но не менее ширины ходовой части землеройной машины, используемой для разработки траншеи. В теплое время года снятие плодородного слоя почвы и его перемещение во временный отвал следует выполнять бульдозерами продольно-поперечными ходами при толщине слоя до 20 см и поперечными при толщине слоя более 20 см, а при толщине до 10-15 см - также автогрейдерами.
2.4 Определение диаметра основного шнурового заряда при разработке траншей и каналов на болотах взрывным способом
При использовании удлиненных шнуровых зарядов для разработки траншей они укладываются в пионерную зарядную траншею, которая образуется взрывом поверхностных или малозаглубленных зарядов. При определении диаметра основного удлиненного заряда необходимо знать:
а) проектную глубину траншеи (hпр);3,5 м
б) ширину траншеи по верху (В);7,0 м
в) плотность взрывчатого вещества ();800 кг/м3
г) удельный расход взрывчатого вещества (g);0,7 кг/м3
д) коэффициент сжатия грунта взрывом удлиненного горизонтального заряда (Кс).0,4
Расчет:
1. Диаметр поверхностных и малозаглубленных, удлиненных горизонтальных прострелочных зарядов определяется по формуле:
(2.1),
где - глубина зарядной выемки, м; определяется в зависимости от проектной глубины траншеи из условия:
К1=0,3 - 0,5;
Кс=0,3 - 0,6 - коэффициент сжатия грунта взрывом удлиненного горизонтального заряда; при взрывании аммонитом №6 ЖВ в плотных и малоплотных грунтах (торфах) Кс=0,50 - 0,60;
- плотность ВВ в заряде; для аммонита =900 кг/м3; для пироксилиновых порохов =800 кг/м3.
2. Глубина траншеи, сооружаемой взрывом удлиненного горизонтального заряда, определяется по формуле:
(2.2),
где - линия наименьшего сопротивления, равная расстоянию от оси заряда до поверхности болота (м);

К2=0,3 - 0,6;
Кс - коэффициент сжатия грунта;
- вес заряда длиной 1м;
Вес заряда длиной 1м определяется из условия:

С учетом проектной величины ширины траншеи по верху вес заряда () определяется по формуле:
(2.3),

определяется по формуле: (=5,4164)
Находим . Выбирается большее из них и подставляется в формулу.
3. Диаметр основного удлиненного заряда определяется по формуле:
(2.4)
Ответ: Диаметр основного удлиненного заряда равен 19,2 см.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Трубопроводы в нашей стране по темпам роста грузооборота намного опередили другие виды транспорта. Доля их в общем объеме перевозок быстро росла и достигла почти трети общего грузооборота страны. Столь стремительные темпы объясняются исключительно высокой экономичностью трубопроводов. Достаточно сказать, что на доставку каждой тонны нефти по трубам требуется в 10 с лишним раз меньше трудовых затрат, чем для ее перевозки по железным дорогам. Этот прогрессивный вид транспорта экономит ежегодно труд примерно 750 тысяч человек.
В настоящее время трубопроводный транспорт становится средоточием новейших достижений отечественной науки и техники. Казалось бы, что тут хитрого: труба она и есть труба... Но само по себе изготовить трубу, да еще большого диаметра - достаточно сложная инженерно-техническая задача. Тем не менее, в короткий срок производство таких труб было налажено на предприятиях нашей страны.
В настоящее время все магистральные нефтепроводы России эксплуатируются ОАО «АК Транснефть», которое является транспортной компанией и объединяет 11 российских предприятий трубопроводного транспорта нефти, владеющих нефтяными магистралями, эксплуатирующих и обслуживающих их. При движении от грузоотправителя до грузополучателя нефть проходит в среднем 3 тыс. км. ОАО «АК Транснефть» разрабатывает наиболее экономичные маршруты движения нефти, тарифы на перекачку и перевалку нефти с утверждением их в Федеральной энергетической комиссии (ФЭК).
Воздействия строительного периода на почвенно-растительный покров (ПРП) определяются конструктивной схемой прокладки трубопровода, типом строительных машин и механизмов, технологией сооружения и условиями местности. Основные воздействия на ПРП связаны с производством подготовительных работ: расчистка трассы от растительности, удаление пней, валунов, планировка полосы, сооружение временных подъездных и вдольтрассовых дорог, устройство полок, срезка продольных склонов, удаление нависших скал и камней, проведение противооползневых и противообвальных мероприятий в горной местности, подготовка строительных площадок по сооружению подводных переходов и переходов через автомобильные и железные дороги, строительство временных складов для хранения материалов, строительство жилых городков и т. д.
Основной объем подготовительных работ выполняется непосредственно на строительной полосе, ширина которой для магистральных подземных трубопроводов определяется СН 452-73 «Нормы отвода земель для магистральных трубопроводов» в зависимости от диаметра труб и категории земель. При выполнении расчистки трассы от растительности, планировки и других подготовительных работ происходит интенсивное нарушение ПРП, в результате которого снижается биологическая продуктивность почвы, нарушается водный и температурный режим грунтов, эрозия, на участках с незначительной мощностью почвенного покрова - полное его уничтожение. Значительный вред ПРП наносится при передвижении строительной техники и транспортных средств и особенно за пределами строительной полосы и временных дорог, засорении строительных площадок, полосы отвода, пунктов складирования труб и материалов, горюче-смазочных материалов, отходами строительного производства.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Балабан, Ю.В. Защита от внутренней коррозии трубопроводов водяных тепловых сетей / Ю.В. Балабан. - М.: Новости теплоснабжения, 2018. - 288 c.
2. Битюков, В. А. Гидродинамика, конструкции, технологии изготовления и применения нефтяных трубопроводов / В.А. Битюков. - М.: ТНТ, 2019. - 324 c.
3. Калютик, В. М. Изготовление и монтаж технологических нефтяных трубопроводов / В.И. Калютик. - М.: Академия, 2017. - 240 c.
4. Котляревский, В.А. Воздушные линии электропередач, подвесные энергетические системы и магистральные трубопроводы / В.А. Котляревский. - М.: Нобель Пресс, 2019. - 681 c.
5. Марон, В. И. Гидравлика двухфазных потоков в трубопроводах / В.И. Марон. - М.: Лань, 2019. - 256 c.
6. Медведева, М.Л. Коррозия и защита магистральных трубопроводов и резервуаров. Учебное пособие / М.Л. Медведева. - М.: РГУ, 2018. - 854 c.
7. Мешалкин, В. П. Компьютерная оценка воздействия на окружающую среду магистральных трубопроводов / В.П. Мешалкин. - М.: ИНФРА-М, 2018. - 450 c.
8. Мешалкин, В. П. Компьютерная оценка воздействия на окружающую среду магистральных трубопроводов. Учебное пособие / В.П. Мешалкин. - М.: ИНФРА-М, 2016. - 450 c.
9. Мешалкин, В.П. Компьютерная оценка воздействия на окружающую среду магистральных трубопроводов. Учебное пособие / В.П. Мешалкин. - М.: ИНФРА-М, 2018. - 360 c.
10. Мурзаханов, Г.Х. Диагностика технического состояния и оценка остаточного ресурса магистральных трубопроводов / Г.Х. Мурзаханов. - М.: Национальный институт нефти и газа, 2015. - 807 c.
11. Мустафин, Ф.М. Контроль качества изоляционно-укладочных работ при строительстве трубопроводов / Ф.М. Мустафин. - М.: Уфа: УГНТУ, 2018. - 112 c.
12. Одельский, Э.Х. Гидравлический расчет трубопроводов разного назначения / Э.Х. Одельский. - М.: Медиа, 1986. - 151 c.
13. Орлов, В. А. Защитные покрытия трубопроводов / В.А. Орлов. - М.: АСВ, 2019. - 889 c.
14. Папуша, А.Н. Динамика многофазных течений в морских магистральных трубопроводах (+ CD-ROM) / А.Н. Папуша. - М., 2019. - 177 c.
15. Рубинович, Л.Д. Изготовление и монтаж трубопроводов и охлаждающих приборов холодильных установок / Л.Д. Рубинович. - М.: М.; Пищевая промышленность, 1987. - 230 c.
16. СНиП 2.05.06-85 Магистральные трубопроводы
17. Сурис, М. А. Защита трубопроводов тепловых сетей от наружной коррозии / М.А. Сурис. - М.: Энергоатомиздат, 2018. - 216 c.
18. Трунин, Е.М.ч Лечение ранений и повреждений магистральных сосудов шеи / Е.М. Трунин. - М.: Элби, 2019. - 992 c.
19. Туркина, Н.Ф. Атлас магистральных автомобильных дорог / ред. К.В. Свирская, Н.Ф. Туркина. - М.: ГУ Геодезии и картографии, 1990. - 841 c.
20. Удыма, П. Г. Коррозионностойкие трубопроводы из неметаллических материалов / П.Г. Удыма. - М., 2018. - 212 c.