Перекладка двухниточного газопровода на переходе через реку Москва в районе города Жуковский методом наклонно-направленного бурения

скважины и фильтрации бурового раствора в грунт.

6.2.2. Лобовое сопротивление бурению [pic] рассчитывается по формуле:

[pic][pic] (28)

где: [pic] - сила сопротивления бурению, Н;

Ii – текущая длина пилотной скважины при бурении от точки забуривания до

выхода пилотной скважины из земли (от 0 до I), м;

R – радиус кривизны пилотной скважины, м;

[pic] - условный коэффициент трения вращающегося резца о грунт

рассчитывается по формуле:

[pic] (29)

где: fp – коэффициент трения резца о грунт;

dr – диаметр буровой головки, м;

h – подача на оборот рассчитывается по формуле:

[pic] (30)

где: (- скорость бурения, м/мин;

( - угловая скорость бурения, об./мин.

Сила сопротивления бурению [pic] при разрушении грунта вращающейся буровой

головкой рассчитывается по формуле:

[pic] [pic] (31)

[pic]где: С0 – коэффициент сцепления грунта, Н/м2 (Па);

[pic]m – ширина резца, м;

[pic]ер – глубина врезания (вылет резца), м;

[pic]( - угол внутреннего трения грунта, радиан.

6.2.3. Сила трения от веса буровых штанг в пилотной скважине [pic]

рассчитывают по формуле:

[pic] (32)

где: qш – погонный вес буровых штанг за вычетом выталкивающей силы бурового

раствора, Н/м;

R – радиус кривизны бурового канала, м;

I – длина пилотной скважины, м;

Ii – текущая длина пилотной скважины, м.

[pic] - углы в радианах (1 радиан – 57,30)

[pic] - условный коэффициент трения вращающихся буровых штанг о грунт,

смоченный буровым раствором рассчитывается по формуле:

[pic] (33)

где: dш – наружный диаметр буровых штанг, м;

fш – коэффициент трения штанг о грунт, смоченный буровым раствором.

Погонный вес штанг qш (за вычетом выталкивающей силы бурового раствора)

рассчитывается по формуле:

[pic] (34)

где: (ш – удельный вес материала штанг, Н/м3;

(ж – удельный вес бурового раствора, Н/м3;

(ш – толщина стенки штанги, м.

6.2.4. Для наиболее точного расчёта разбиваем кривую на прямолинейные и

криволинейные участки по прохождению участок газопровода на разных слоях

грунта.

Расчет усилия [pic] - увеличения силы трения от силы тяжести грунта зоны

естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову) [pic]

рассчитывается по формуле:

[pic] (35)

где: qг – погонный вес грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М.

Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

[pic] (36)

где: ? – коэффициент бокового давления;

k – коэффициент высоты свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который

рассчитывается по формуле:

а) [pic] - благоприятных условиях (37)

б) [pic] - при неблагоприятных условиях (38)

где: ? – угол внутреннего трения грунта, радиан;

[pic] - объемный вес грунта с учетом разрыхления при гео обрушении на

буровые штанги, который рассчитывается по формуле:

[pic] (39)

ъ

где: [pic] - удельный объемный вес грунта в естественном залегании, Н/м3.

Расчет усилия [pic] - увеличения силы трения от силы тяжести грунта зоны

естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову) [pic]

рассчитывается по формуле:

[pic] (35)

где: qг – погонный вес грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М.

Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

[pic] (36)

где: ? – коэффициент бокового давления;

k – коэффициент высоты свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который

рассчитывается по формуле:

а) [pic] - благоприятных условиях (37)

б) [pic] - при неблагоприятных условиях (38)

где: ? – угол внутреннего трения грунта, радиан;

[pic] - объемный вес грунта с учетом разрыхления при гео обрушении на

буровые штанги, который рассчитывается по формуле:

[pic] (39)

где: [pic] - удельный объемный вес грунта в естественном залегании, Н/м3.

Расчет усилия [pic] - увеличения силы трения от силы тяжести грунта зоны

естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову) [pic]

рассчитывается по формуле:

[pic] (35)

где: qг – погонный вес грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М.

Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

[pic] (36)

где: ? – коэффициент бокового давления;

k – коэффициент высоты свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который

рассчитывается по формуле:

а) [pic] - благоприятных условиях (37)

б) [pic] - при неблагоприятных условиях (38)

где: ? – угол внутреннего трения грунта, радиан;

[pic] - объемный вес грунта с учетом разрыхления при гео обрушении на

буровые штанги, который рассчитывается по формуле:

[pic] (39)

где: [pic] - удельный объемный вес грунта в естественном залегании, Н/м3.

Расчет усилия [pic] - увеличения силы трения от силы тяжести грунта зоны

естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову) [pic]

рассчитывается по формуле:

[pic] (35)

где: qг – погонный вес грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М.

Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

[pic] (36)

где: ? – коэффициент бокового давления;

k – коэффициент высоты свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который

рассчитывается по формуле:

а) [pic] - благоприятных условиях (37)

б) [pic] - при неблагоприятных условиях (38)

где: ? – угол внутреннего трения грунта, радиан;

[pic] - объемный вес грунта с учетом разрыхления при гео обрушении на

буровые штанги, который рассчитывается по формуле:

[pic] (39)

где: [pic] - удельный объемный вес грунта в естественном залегании, Н/м3.

Расчет усилия [pic] - увеличения силы трения от силы тяжести грунта зоны

естественного свода равновесия (по М.М. Протодьяконову) [pic]

рассчитывается по формуле:

[pic] (35)

где: qг – погонный вес грунта зоны естественного свода равновесия (по М.М.

Протодьяконову), который рассчитывается по формуле:

[pic] (36)

где: ? – коэффициент бокового давления;

k – коэффициент высоты свода равновесия (по М.М. Протодьяконову), который

рассчитывается по формуле:

а) [pic] - благоприятных условиях (37)

б) [pic] - при неблагоприятных условиях (38)

где: ? – угол внутреннего трения грунта, радиан;

[pic] - объемный вес грунта с учетом разрыхления при гео обрушении на

буровые штанги, который рассчитывается по формуле:

[pic] (39)

где: [pic] - удельный объемный вес грунта в естественном залегании, Н/м3.

6.2.5. Дополнительные силы трения от опорных реакций при движении в

криволинейной скважине [pic] рассчитываются по формуле:

[pic] (48)

[pic] - силы трения от опорных реакций, определяющих изгиб буровых штанг

рассчитываются по формуле:

[pic] (49)

где: [pic] - модуль упругости материала штанг, Н/м2 (Па);

Вш – плечо опорных реакций буровых штанг рассчитывается по формуле:

[pic] (50)

6.2.6 Сопротивление движению при переходе от криволинейного движения к

прямолинейному [pic] рассчитывается по формуле:

[pic]

6.2.7. Полное усилие прокладки пилотной скважины рассчитывается по формуле:

а) при благоприятных условиях усилие прокладки пилотной скважины

рассчитывается по формуле:

[pic]

б) при неблагоприятных условиях (обрушении грунта по всей длине пилотной

скважины и полной фильтрации бурового раствора в грунт) усилие прокладки

пилотной скважины рассчитывается по формуле:

[pic]

Фактическое усилие прокладки пилотной скважины в реальных условиях будет

находиться между пограничными величинами: Рп(а) и Рп(б).

6.3. РАСЧЕТ ПРОДОЛЬНОГО УСИЛИЯ В ТРУБОПРОВОДЕ, ВОЗНИКАЮЩЕГО ПРИ ЕГО

ПРОКЛАДКЕ МЕТОДОМ ННБ

3-Й этап расширения скважины с протаскиванием трубы.

6.3.1. Общие положения

Расчеты выполнены в соответствии с методикой, указанной в приложении А

к СП42-101 - «Общие положения по проектированию и строительству

газораспределительных систем из стальных и полиэтиленовых труб» (Метод

наклонно-направленного бурения).

На русловом участке перехода через р.Москва проектом

предусматривается прокладка бестраншейным способом буровым

комплексом Навигатор D24x40a фирмы «Вермеер» газопровода из полиэтиленовых

труб ПЭ100 ГАЗ SDR9-225x25,2 ТУ 2248-048-00203536-2000 через р.Москва с

меженным горизонтом 115 м.

Технология строительства: бурение пилотной скважины dн = 110 мм,

расширение бурового канала до d = 235 мм, протаскивание газопровода с

одновременным расширением бурового канала до d = 360 мм.

Трассировка газопроводов в вертикальной плоскости показана на листах

.4,5.

6.3.2. Исходные данные

|Радиус кривизны бурового канала R(м) |200 |

|Диаметр трубопровода dн (м) |0,225 |

|Толщина стенки трубы ? (м) |0,0252 |

|Площадь сечения трубы F (м2) |0,0158 |

|Погонный вес трубы на воздухе qтр (н/м) |155 |

|Погонный вес трубы с учетом выталкивающей |-325 |

|силы бурового раствора qw (н/м) | |

|Плотность бурового раствора ?ж = (н/м3) |1,2.104 |

|Средняя плотность грунтов ?г = (н/м3) |1,98.104 |

|Коэффициенты трения: | |

|полиэтилен по буровому раствору f |0,2 |

|полиэтилен по песку fгпл |0,3 |

|Предел текучести полиэтилена при |21 |

|растяжении ?т (МПа) | |

|Расчетные характеристики грунтов даны в | |

|таблице 2.1. расчетов | |

6.3.3. Расчет газопровода при его протаскивании через буровой канал

Продольное усилие Ргп в трубопроводе, возникающее при его

протаскивании через буровой канал, равно сумме сил трения и определяется по

формуле:

[pic]

Так как газопровод выполнен из длинномерных полиэтиленовых труб, то он

не имеет выступов за пределы наружного диаметра и усилие Р4 (увеличение

силы трения от наличия на трубе газопровода выступов за пределы наружного

диаметра) и усилие Р6 (сопротивление перемещению трубопровода в зоне входа

за счет смятия стенки бурового канала) равны нулю.

Участвующие в расчетных формулах величины ?, ?, ?, ?*, qг для грунтов

участка перехода, даны в таблице 5.1.

Таблица 5.1

|№ слоя грунта |5 |8 |9 |7 |4 |3 |

|длина, м |26+15=41 |30+15+22=67 |30 |34 |3+12=15 |26 |

|? (рад.) |0,56 |0,09 |0,61 |0,61 |0,42 |0,24 |

|? |0,44 |0,86 |0,40 |0,40 |0,53 |0,70 |

|К(а) |1.44 |6,14 |1,37 |1,37 |1,73 |2,61 |

|К(б) |2,60 |7,05 |2,64 |2,64 |2,66 |3,32 |

|?*(а) . 104н/м3 |1,46 |1,79 |1,44 |1,44 |1,52 |1,65 |

|?*(б) . 104н/м3 |1,64 |1,81 |1,65 |1,65 |1,65 |1,70 |

|qr(а) . 104н/м3 |0,19 |1,28 |0,17 |0,17 |0,25 |0,46 |

|qr(б) . 104н/м3 |0,39 |1,48 |0,38 |0,38 |0,42 |0,60 |

Сила трения Р2 от веса газопровода в буровом канале вычисляется по

формуле: [pic]

[pic] - для прямолинейных участков газопровода.

[pic]

Увеличение силы трения_ от силы тяжести грунта зоны естественного

свода равновесия [pic] при благоприятных условиях:

[pic] - для криволинейных участков газопровода

[pic] - для прямолинейных участков газопровода

[pic]

Увеличение силы трения_ от силы тяжести грунта зоны естественного

свода равновесия [pic] при неблагоприятных условиях:

[pic] - для криволинейных участков газопровода

[pic] - для прямолинейных участков газопровода

[pic]

Дополнительные силы трения от опорных реакций на криволинейных

участках Р5 (н):

[pic]

В - плечо опорных реакций рассчитывается по формуле:

[pic]Примечание: усилием Р5 можно пренебречь из-за его незначительной

величины.

Увеличением сопротивления при переходе от прямолинейного движения к

криволинейному (Р7) можно пренебречь из-за его незначительной величины (Р7

< Р5)

Сила трения от веса полиэтиленовой трубы P8, находящейся вне бурового

канала, определяется по формуле:

Р8 = fгп x qгр x 1 = 0,3х155х213=0,99.104 н

Общее наибольшее продольное усилие в полиэтиленовой трубе при

благоприятных условиях Р(а) (Н):

Р (а) = Р2 + Рз(а) = (1,29 + 4,29)104 = 5,58 .104 н

Общее наибольшее продольное усилие в полиэтиленовой трубе при

неблагоприятных условиях составит Р(б) (Н):

Р(б) = Р2 + Рз(б) = (1,29 + 8,74)104 = 10,03 .104 н

Наибольшие продольные усилия в полиэтиленовой трубе составят:

при благоприятных условиях

в начале протаскивания:

Р (а) = Р8 = 0,99.104 н

в конце протаскивания:

Р (а) = Р2 + Рз(а) = 1,29х104 + 4,29х104 = 5,58х104 н

при неблагоприятных условиях:

в начале протаскивания:

Р (б) = Р8 = 0,99.104 н

в конце протаскивания:

Р (б) = Р2 + Рз(б) = 1,29х104 + 8,74х104 = 10,03х104 н

Фактическое максимальное продольное усилие в полиэтиленовой трубе

находится между 5,5 8.104 ни 10,03.104 н и не превышает силы протяжки

буровой установки, равной 10,8. 104 н.

Максимальное допускаемое усилие в полиэтиленовой трубе составляет:

[Р] = 0,5 . ?т . F = 0,5 . 21.106 . 0,0158= 16,59 .104 н

Максимальное продольное напряжение в трубе находится между

?(а) = 3,53 МПа и ?(б) = 6,35 МПа.

6.3.4. Расчет усилия протаскивания газопровода по буровому каналу.

а) усилие протаскивания газопровода "Ргп(а)" при благоприятных

условиях рассчитывается по формуле:

[pic]

б) усилие протаскивания газопровода "Ргп(б)" при неблагоприятных

условиях (обрушении грунта по всей длине бурового канала и при полной

фильтрации бурового раствора в грунт) рассчитывается по формуле:

[pic]

Фактическое усилие протаскивания газопровода Ргп.факт будет находиться

между [pic] и [pic].

6.3.5. Усилие перемещения буровых штанг [pic] представляет собой

суммарное усилие, рассчитанное для проходки пилотной скважины за вычетом

усилия "[pic]" (лобового сопротивления бурению).

а) для благоприятных условий:

[pic]

б) для неблагоприятных условий:

[pic]

6.3.6. Расчет общего усилия протаскивания "Р".

а) при благоприятных условиях общее усилие протаскивания

рассчитывается по формуле:

[pic]

б) при неблагоприятных условиях (обрушении грунта по длине бурового

канала и фильтрации бурового раствора в грунт) общее усилие протаскивания

рассчитывается по формуле;

[pic]

Фактическое общее усилье протаскивания "Рфакт." в реальных условиях

будет находиться между пограничными значениями "Р(а)" и "Р(б)".

По максимальной величина усилия "Р(б)" уточняется правильность выбора

бурильной установки. Максимальное значение "Р(б)" всегда должно быть меньше

тягового усилия выбранной бурильной установки.

6.4. Суммарный крутящий момент для вращения буровой головки

Суммарный крутящий момент для вращения буровой головки и штанг при

прокладке пилотной скважины рассчитывается по формуле:

Ш*=Мк*+Мкб*+Мкр*, (92)

где - крутящий момент на преодоление осевых сопротивлений;

- крутящий момент на проворачивание буртов;

- крутящий момент на разрушение забоя.

6.4.1. Крутящий момент на преодоление осевых сопротивлений

рассчитывается по формуле:

- при благоприятных условиях;

- при неблагоприятных условиях;

где - суммарное осевое усилие при благоприятных условиях, которое

рассчитывается по формуле:

- суммарное осевое усилие при неблагоприятных условиях, которое

рассчитывается по формуле:

где:

условное обозначение величин см. п.З.2

б)

условное обозначение величин см. п.З.3

в) при благоприятных условиях

-при неблагоприятных условиях.

Условное обозначение величин см. п. 3.4

г) - при благоприятных условиях

- при неблагоприятных условиях

Условное обозначение величин см.. п. 3.5.

д) - условное обозначение величин см. п. 3.6.

е) условное обозначение см. п.3.7

4.15 Крутящий момент на проворачивание буртов рассчитывается по

формуле:

- при благоприятных условиях

- при неблагоприятных условиях.

В данном расчете применяется коэффициент «f».

Обозначение величин см. п. 3.2.

6.4.2. Крутящий момент на разрушение забоя Мкр* при механическом

разрушении забоя вращающейся буровой головкой рассчитывается по формуле:

, где

Кр - удельное сопротивление резанию грунта при прямолинейном движении

резца, которое принимается согласно таблице 3.

Таблица 3

|Песок, Н/м2 |Суглинок, Н/м2 |Глина, Н/м2 |

|(0,05-0,08)106 |(0,1 -0,15)106 |(0,13 - 0,25}106 |

Обозначение прочих величин см п. 5.1.1.

6.4.3. Суммарный крутящий момент для вращения расширителя и штанг при

протаскивании газопровода по буровому каналу.

М = Мк + Мкб + Мкр,

где: Мк - крутящий момент на преодоление осевых сопротивлений;

Мкб - крутящий момент на проворачивание буртов;

Мкр - крутящий момент на разрушение забоя.

6.4.4. Крутящий момент на преодоление осевых сопротивлений Мк*

рассчитывается по формуле:

- при благоприятных условиях;

- при неблагоприятных условиях,

где: - суммарное осевое усилие при благоприятных условиях, которое

рассчитывается по формуле:

- суммарное осевое усилие при неблагоприятных условиях, которое

рассчитывается по формуле:

гдe: a)

условное обозначение величин см. п. 4.2

б)

- условное обозначение величин см.п. 3.3_

в) - при благоприятных условиях.

- при неблагоприятных условиях.

Условное обозначение величин см. п. 3.4.

г) - при благоприятных условиях.

- при неблагоприятных условиях.

Условное обозначение величин см. п. 3.5.

д)

Условное обозначение величин см. п.3.6

е)

Условное обозначение см. п.3.7.

6.4.5. Крутящий момент на проворачивание буртов Мкб рассчитывается по

формуле:

- при благоприятных условиях.

- при неблагоприятных условиях.

В данном расчете применяется коэффициент «f».

Условное обозначение величин см. п. 4.5.

6.4.6. Крутящий момент на разрушение забоя Мкр (при механическом

разрушении забоя вращающейся буровой головкой) рассчитывается по формуле:

где: Кр - удельное сопротивление резанию грунта при прямолинейном

движении резца, которое принимается согласно таблицы 3.

Условное обозначение величин см. п. 4.2.

По максимальному значению уточняют выбор бурильной установки по

крутящему моменту.

6.4.7. Перед протаскиванием газопроводов из полиэтиленовых труб по

буровому каналу необходимо рассчитать эксплуатационные нагрузки на трубу

газопровода по двум критериям:

- по предельной величине внешнего равномерного радиального давления;

- по условию предельной "овализации" поперечного сечения трубы.

6.4.8. Несущую способность подземного газопровода из полиэтиленовых

труб по предельной величине внешнего равномерного радиального давления

следует проверять соблюдением неравенства:

где; Ркр. - предельная величина внешнего равномерного радиального

давления, при которой обеспечена устойчивости круглой формы стенки трубы,

Н/м2.

dн - наружный диаметр газопровода, м.

k2 - коэффициент условий работы трубопровода на устойчивость,

принимаемый < 0,6.

Рг - давление грунта свода обрушения;

Ргв - гидростатическое давление грунтовых вод;

Ртп - давление от веса транспортных потоков.

- коэффициенты перегрузки, принимаемые согласно таблицы 4.

Таблица 4

|№ |Характер |Наименование нагрузки. |Коэффициент |

|п/п |нагрузки | |перегрузки |

|1 |Постоянная |Масса трубопровода |1,1 |

|2 |Постоянная |Давление грунта |1,2 |

|3 |Постоянная |Гидростатическое давление грунтовых вод |1,2 |

Примечания: 1. Нагрузкой создаваемой весом трубы газопровода

пренебрегаем, из-за ее незначительности.

2. Давление газа в газопроводе не учитываем, так как оно разгружает

стенку трубы.

6.4.8. За критическую величину "Ркр." предельного внешнего радиального

давления следует принимать меньшее из значений, вычисленных по формулам:

где: Рл - параметр, характеризующий жесткость трубопровода, Н/м2,

который вычисляется по формуле:

где: - толщина стенки, м

Е - модуль ползучести полиэтилена, Н/м2, который вычисляется по

формуле:

где: Е0 - модуль ползучести в зависимости от срока службы газопровода

и напряжения в стенке трубы, выбираемый из таблицы 5.

Таблица 5

|Материал |Срок |НАПРЯЖЕНИЕ В СТЕНКЕ ТРУБЫ, МПА |

|трубы |службы,| |

| |лет | |

| |20 |30 |40 |50 |60 |

|ПНД |1 |0,8 |0,65 |0,55 |0,4 |

Ргр - параметр, характеризующий жесткость грунта, Н/м2, который

вычисляется по формуле:

Ргр = 0,125 Егр,

где: Егр - модуль деформации грунта засыпки, Н/м2, определяемый по

таблице 7.

Таблица 7

|Наименование грунтов засыпки |Егр, МПа |

|Пески крупные и средней крупности |12-17 |

|Пески мелкие |10-12 |

|Пески пылеватые |8-10 |

|Супеси и суглинки |2-6 |

|Глины | 1,2-4 |

6.5. РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВНЕШНИХ НАГРУЗОК НА ГАЗОПРОВОД.

6.5.1 Расчет вертикальной приведенной внешней нагрузки от давления

грунта. При бестраншейной прокладке давление грунта на газопровод создает

так называемый "свод обрушения" (рис. ). Очевидно, что максимальное

давление грунта будет по вертикальной оси газопровода и будет равно:

где: - удельный вес грунта;

hс- высота свода обрушения;

d - диаметр бурового канала;

f - коэффициент "крепости грунта" (по М.М. Протодьяконову),

принимаемый согласно таблице 8.

Таблица 8

|№№ |Грунт |Коэффициент |

|п/п | |крепости грунта,|

| | |f |

|1. |Песок, насыпной грунт |0,5 |

|2. |Растительный грунт, торф, сырой песок, слабый |0,6 |

| |глинистый грунт | |

|3. |Глинистый грунт, лесс |0,8 |

|4. |Плотный глинистый грунт |1,0 |

|5. |Твердая глина |1,5 |

|6. |Мягкий сланец, мягкий известняк, мерзлый грунт |2,0 |

Примечание: расчет давления грунта согласно вышеуказанной формулы

производится когда hс (высота свода обрушения) << Н (высоты заложения

газопровода от поверхности грунта).

6.5.2 Расчет вертикальной приведенной внешней нагрузки от давления

грунтовых вод.

Давление грунтовых вод рассчитывается по формуле:

где: - удельный вес воды с растворенными в ней солями.

S - площадь сечения трубы газопровода;

dн - наружный диаметр газопровода;

6.5.3 Вертикальную приведенную внешнюю нагрузку давления грунта от

подвижного состава железных дорог следует определять с учетом распределения

н4.

7.Водоснабжение системы подачи воды к бурильной установке, подбор

оборудования.

Подбор насоса для бурильной установки

[pic]

Исходя из рассчитанной потребной производительности подбираем

землесос марки ГНОМ с [pic]..

7.1. Определение потерь напора во всасывающем и напорном трубопроводах.

Потери напора во всасывающем трубопроводе, характеризующие

вакуум (разность между атмосферным давлением внутри трубопровода) перед

входом в насос, при перекачивании водогрунтовой смеси равны :

[pic],

где , (0-соответственно плотность воды ;

Vвс- средняя скорость во всасывающем трубопроводе ;

, при (гс= (0 kг=1 ;

(вс- обобщенный коэффициент сопротивления, учитывающий трение и

рассредоточенные по длине всасывающего трубопровода местные сопротивления ;

Lвс, м –полная длина всасывающего трубопровода , принимаемая в зависимости

от глубины разработки прорези Tпр, равная:

Lвс=[pic]

Предельный угол наклона рамы (р принимают 45 (-50(, длину корпусного

участка Lвс,к –от 5 до 25 м в зависимости от размеров землесоса и от

расположения грунтового наноса в корпусе.

Dвс, м – диаметр всасывающего трубопровода ; обычно принимается

равным диаметру напорного трубопровода (Dн) или на 50 мм больше Dн ;

D1, м – диаметр приемного отверстия рабочего колеса грунтового насоса

;

(нак = 0.5– коэффициент сопротивления всасывающего наконечника ;

(0, м- положение оси грунтового насоса по высоте относительно

поверхности воды (ватерлинии земснаряда) . Величина Z0 имеет знак “+”при

расположении оси выше и знак “-” ниже поверхности воды.

Значение обобщенного коэффициента сопротивления обычно принимают по

данным измерений на земснарядах. При отсутствии экспериментальных данных

коэффициент определяют расчетным путем:

(вс=(1,5[pic]1,6)(гл =0.017

Коэффициент сопротивления гидравлически гладкого трубопровода можно

найти по формуле:

(гл= [pic].

Входящая в число Рейнольдса кинематическая вязкость воды при

температуре 200С равна (=[pic] м2/с.

Потери в напорном трубопроводе при перекачивании воды равны:

[pic][pic], м

где Vн, м/с – средняя скорость воды в напорном трубопроводе;

(н=1.4(гл - обобщенный коэффициент сопротивления напорного

трубопровода ;

Dк, м –диаметр концевого патрубка напорного трубопровода ; при

отсутствии конического насадка, успокоительного патрубка и т.п. Dк=Dн;

Zн, м –возвышение конца напорного трубопровода над

поверхностью воды.

Суммарные потери напора при работе на водогрунтовой смеси:

Нп.гс=Нвс.гс+Нн.гс,=7.73+15=22.73 м

Насос ГНОМ обеспечивает заданную производительность.

8.ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

8.1. Общие сведения

При составлении данного раздела использована следующая проектная и

нормативно-техническая документация;

График производства строительных работ представлен на листе 9.

СНиП 3.01.01-85* - "Организация строительного производства";

СП 42-101-96 - "Проектирование и строительство газопроводов из

полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм";

ВН - "Строительство подводных переходов газопроводов способом

направленного бурения", Москва, 1998 г.

Условия выполнения строительных работ и характеристика строительного

объекта даны в разделах 2,3 данной записки.

Объемы и виды работ приведены в "Ведомости объемов основных

строительно-монтажных работ" (табл. 4.1).

Доставка строительных материалов и техники на объект может

осуществляться автомобильным и водным транспортом.

Переброска техники и строительных материалов с одного берега реки на

другой предусматривается по автодорожному мосту через р.Москва в районе

Н.П. Заозерье.

ВЕДОМОСТЬ

объемов основных строительных, монтажных и специальных работ

Таблица 4.1

|Наименование работ |Всего по |

| |строительству |

|А. Береговые участии напорной канализации | |

|Земляные работы: | |

|выемка, мЗ |3920 |

|насыпь, мЗ |3920 |

|Монтаж полиэтиленовых трубопроводов, d == =225x25,2 | |

|мм, м |495,1 |

|Монтаж стальных трубопроводов, d==219х17 мм, м | |

|Бурение скважин, м |43,5 |

| |415 |

8.2. Сроки строительства. Строительная организация.

Директивный срок перекладки газопроводов 1,5 месяца (после окончания

уборочных работ на колхозных полях до наступления холодного периода с

отрицательной температурой воздуха), в т.ч. подготовительный период 0,5

месяца.

Обеспечение строительства Финансированием осуществляется в течение 1

года.

Перекладку подводных газопроводов поручено выполнить 000

"Облгазстрой".

герметичность.

8.3. Земляные работы

Земляные работы должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП

3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и Фундаменты".

Снятие плодородного слоя толщиной 0,4 м со всей территории,

подпадающей под временный отвод земель (0,88 га), и перемещение почвы

(3537 м3) во временные отвалы на расстояние до 20 м производятся

бульдозером ДЗ-18 мощностью 80 кВт.

Характеристики бульдозера смотри в пункте

Производительность:

Пэ=3600*Vгр* Ку*Кн*Кв/Тц =3600*1.77*0.7*0.99*0.8/20=176м3/ч

Где:Vгр-геометрический обьём призмы волочения грунта впереди отвала ,м3

Vгр=ВН2*Кп/(2tgКр) =3.97*1*0.9/(2*tg45*1.2)=1.77м3

Где В,Н-соответственно длинна и высота отвала,м

Кн-коэфициент наполнения геометрического обьёма призмы волочения грунтом

(Кн=0.85….1.05)

Ку-коэфициент учитывающий влияние наклона местности на производительность

(0.4…0.67)

Кп-коэфициент учитывающий потери грунта при транспортеровке.

Кп=0.9

Кр-коэфициент разрыхления грунта (1.1…1.3)

Кв- коэфициент использования бульдозера по времени (0.8…0.9)

Тц-продолжительность цикла , с

Тц=lр/vp+lп/vп+lo/vo+tп =0.8/3.23+0.56/5.2+1.36/5+17 =20 cек.

Где : lp,lп, и lo=lp+lп-длины соответственно участков резания ,перемещения

грунта и обратного хода бульдозера,м

Lo=Vгр/А

А=B*h- площадь срезаемого слоя грунта,м2 А=0.31*3.97=1.23 м

h- толщина срезаемого слоя ,м

v0,vp,vп-скорости трактора при резании перемещении грунта и обратном ходе,

м/с

tп – время на переключение передач в течении цикла ,с (15…20)

Твр=Vcн/Пэ=3520/136=25.8 ч.

Тс=Твр/8=25.8/8=3.22 суток

Разработка береговых траншей, приямков на входе и выходе скважин,

амбаров для сбора шлама (276 мЗ) производится экскаватором 30 3322 с ковшом

вместимостью 0,4 мЗ и мощностью двигателя 55 кВт.

Производительность экскаватора :

Пэ=60*Vк*пк*Кн*Квр/Кр=60*0.63*0.7*3/0.8=99м3/ч

Где:

Vк-обьём ковша

Пк-число ковшей загружаемых в мин.Пк=3

Кн-коэфициент наполнения ковша плотным грунтом

Квр- коэфициент использования рабочего времени

Кр=коэфициент рыхления грунта

Твр=Vcн/Пэ=376 /99 =3.8 ч

3.8/2=1.9 ч, =0.25 дня.

т.к. по технологии работ экскаватор использу6ется в разные интервалы

времени строительства для каждой нитки трубы ,время работы экскаватора 2

суток.

Засыпка временных земляных сооружении- и возврат растительного слоя

производятся бульдозером ДЗ-18 до черных отметок.

С учётом всех сложностей,принято 3 дня.

Разработка и засыпка участков траншей длиной по 2 м от точек врезки

проектируемых газопроводов в действующие выполняется вручную.

8.4. Сварочно—монтажные работы

Монтаж рабочих плетей газопроводов для участков ННБ, разложенных на

инвентарных опорах, выполняется на сварочно-монтажных площадках <15x220

м), расположенных на левом берегу реки в створах подводного перехода.

Для береговых участков перехода стыковка одиночных труб в секции и

с соединительными деталями выполняются на бровке траншеи ручной

злектродуговой сваркой.

Сварка полиэтиленовых труб встык нагретым инструментом производится

установкой типа СБ-382 (4,6 кВт), питающейся от передвижной электростанции

ПЭС—100 мощностью 66 кВт.

Сварка труб занимает 4 дня.

Сварочно-монтажные работы должны выполняться в соответствии с

требованиями разделов 10, 11, 15 СП 42-101-96, СНиП 3.05.02-

88*, ГОСТ 50838-95 (с изменением 1), ТУ 2248-048-00203536-

2000.

8.5. Продувка и испытание газопроводов

Продувка газопроводов и испытание их на прочность и герметичность

должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП II1-4-80*, раздела

18 СП 42-101-96, СНиП 3.05.02-88*.

Продувка смонтированных газопроводов воздухом осуществляется

компрессорной установкой типа ПР-10/8 мощностью 96 кВт.

Продувка и испытание производятся 3 дня.

Испытания газопроводов на прочность и герметичность выполняются по

специальной инструкции, разработанной совместно Заказчиком и строительно-

монтажной организацией и составляет 1 день.

8.6. Буровые работы и укладка газопроводов

Перед началом бурения пилотной скважины необходимо выполнить следующие

подготовительные работы:

- смонтировать на технологической площадке (15 х 40 м) и опробовать

буровое оборудование в соответствии с инструкцией предприятия –

изготовителя;

- на буровой установке установить заданный угол входа буровой

головки;

- выполнить калибровку прибора ориентации с целью получения исходных

показателей и для последующей корректировки направления бурения скважины;

- проверить надежность и устойчивость радиосвязи между берегами реки

(пунктами входа и выхода скважины).

Бурение скважины и протаскивание черев нее рабочей плети

трубопровода выполняется с помощью буровой установки D 24x40a фирмы

VERMEER NftVIGftTOR с двигателем Cummins 4ВТА 3,9 мощностью 92 кВт.

Площадь поперечного сечения скважины должна превышать площадь

поперечного сечения протаскиваемого трубопровода не менее, чем на Ј5%.

Поэтому бурение скважины выполняется в несколько этапов. Сначала бурится

пилотная скважина диаметром 100—110 мм, затем проиББОдится расширение (в

несколько этапов) пилотной скважины расширителями, до необходимого

диаметра.(110-235,235-360).

Выбор диаметров бурения и режимов расширения скважины уточняется в

ППР в зависимости от грунтовых условий, диаметра рабочего трубопровода,

комплекта расширителей, а также в соответствии с инструкцией предприятия -

изготовителя по эксплуатации буровой установки.

По рекомендации Фирмы VERMEER рабочая плеть протаскивается с

одновременным расширением скважины на последнем этапе до диаметра 360 мм.

Скорость проходки одной скважины составляет 58 мин

Тбур=58*3 =2.9 часа

Бурение в графике принимаем 1 день.

При бурении наклонно-направленных скважин применяется бентонитовый

раствор для выполнения следующих основных функций:

- очищать забой от выбуренной породы и выноса ее на дневную

поверхность;

- удерживать частицы разрушенных пород во взвешенном состоянии при

прекращении промывки и предотвращать осаждения шлама;

- препятствовать проявлениям неустойчивости пород стенок скважины;

- кольматировать поры и трещины в стенках скважины, создавать в них

непроницаемую корку;;

- сохранять стабильность свойств в процессе бурения.

Бетонитовый раствор приготовляется из экологически чистых бентонита

(глинопорошка), воды и реагентов, в смесительной установке, смонтированной

на базе МАЗ—530 и входящей б состав бурового комплекса.

По рекомендации фирмы VERMEER NftVIGftTOR для данных геологических

условий бурения используются бентониты Фирмы "Baroid" типа "BORE - GEL" и

“QUIK-GEL" со средним расходом 30-50 кг на 1000 л воды и полимерные

добавки для глины - ЕZ-МИД, для песка с гравием - N—VISHI, для легкого

песка — FILTER-CHEK со средним расходом 2-3 кг на 1000 л воды.

Для подачи воды в смесительную установку из реки Москвы используется

погружной насос типа "Гном" мощностью 2,2 кВт, питающийся электроэнергией

от генератора "Хонда" мощностью 4 кВт (водозаборник насоса должен быть

оборудован рыбозащитной сеткой).

Применяемые бентонит и добавки должны быть подтверждены экологическими

сертификатами.

Ориентировочные средние показатели бурения одной скважины приведены

в таблице 4.2.

Таблица 4.2

|Наименование |Количество |

|1. Диаметр скважины, мм |360 |

|2. Длина бурения, м |210 |

|3. Объем разбуриваемого грунта, мЗ |22 |

|4. Состав пульпы |1:3,5 |

|5. Объем воды, мЗ |80 |

|6. Количество бентонита, кг |3200 |

|7. Количество добавок, кг |240 |

Указанные в табл. 4.2 данные уточняются в ППР, разрабатываемом

строительной организацией с учетом рекомендаций Фирмы — изготовителем

бурового комплекса.

8.7. Рекультивация земель

Рекультивацией нарушенных участков территории предусматривается

восстановление ранее срезанного растительного слоя грунта общей площадью

0,88 га, в том числе, на правом берегу 0,17 га, на левом берегу 0,71 га.

Растительный грунт разрабатывается во временных отвалах бульдозером

с перемещением к месту укладки и разравниванием.

На всех рекультивируемых площадках, кроме сварочно-монтажных площадок,

производится боронование и посев многолетних трав.

На сварочно-монтажных площадках производится боронование.

Рекультивационные работы должны выполняться в теплое время года (при

нормальной влажности и достаточной несущей способности грунта для прохода

машин).

9.МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА

При производстве строительно-монтажных работ необходимо строго

соблюдать правила техники безопасности и охраны труда изложенные в

следующих нормативных документах;

"Правила безопасности в газовом хозяйстве";

СНиП III-4-80* "Техника безопасности в строительстве";

Правила пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ-01-

93) (Утверждены Главным управлением Государственной противопожарной службы

МВД России 16.10.1993 г.) ;

Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов

(ПБ 10—14—92) (Утверждены Госгортехнадзором России 30.12.1992 г. N

41);

Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок

потребителей (Утверждены Главгосзнергонадзором СССР 21.12.1984

г.);

Правила плавания по внутренним водным путям РФ;

Правила техники безопасности при производстве подводно-технических

работ на реках и водохранилища;

На строительной площадке охрана труда рабочих должна обеспечиваться

выполнением следующих мероприятий:

соблюдением требований по коллективной защите рабочих (ограждение,

освещение, вентиляция, защитные и предохранительные устройства,

организация проездов и пешеходных проходов и т. п.);

обеспечение работающих санитарно-бытовыми устройствами и помещениями.

Выдача администрацией необходимым средств индивидуальной защиты

производится в соответствии с типовыми отраслевыми нормами бесплатной

выдачи работникам специальной одежды, специальной обуви и других средств

индивидуальной защиты. (Утверждены Постановлениями Минтруда России от

O8.12.1997 г. N 61, от 16.12.1997 г. N 63, от 25.12.1997 г. N 66,

от 26.12.1997 г. N 67, от 29.12.1997 г. N 68, от 30.12.1997 г. N 69,

от 31.12.1997 г. N 70) и Инструкцией о порядке обеспечения рабочих и

служащих специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами

индивидуальной защиты. (Утверждены Госкомтрудом СССР и ВЦСПС 24.05.1983

г.).

На участке строительства необходимо иметь лодку со спасательными

принадлежностями и комплект спасательных средств на берегу.

На период контроля за бурением пилотных скважин проектом

предусматривается организация двух наблюдательных постов, оснащенных ранней

и расположенных в 1,5 км выше и ниже по течению от участка подводного

перехода. Наблюдатели должны по рации предупреждать судоводителей

приближающихся судов о проведении работ на переходе и одновременно подать

команду производителям работ к укладке троса на дно реки.

10.Cтоимость строительных работ.

Стоимость строительства в данном проекте принимается укрупнёнными

показателями.

Стоимость рассчитывается из расчёта 1.т$ на 1 погонный метр прокладки

газопровода методом Наклонно-направленного бурения.

L1=213 м.

L2=199 м.

Где:L1иL2- длинна ниток газопровода верхнего и нижнего.

L=L1+L2=213+199=412 м

Стоимость проекта B=412*1т$=412 т.$

В эту стоимость входят все основные затратные части строительства:

-строительные материалы;

-амортизация машин и механизмов;

-cтоимость рабочей силы;

-проектные работы;

-косвенные затраты;

-мобилизация , демобилизация;

-страхование;

-налог на прибыль;

-НДС;

Стоимость проекта представлена на листе 10.

11.Заключение.

Рабочий проект перекладки 2-х ниточного стального газопровода Р=12

кг/см2, d = 219 мм через р. Москва в р-не г. Жуковский М. О .

Данный переход выполнен способом наклонно направленного бурения, т. к. он

является наиболее выгоден с точки зрения экологии , технологии.

Были произведены следущие расчёты:

-Проведена проверка возможной несущей способности трубы зависящей от модуля

ползучести материала ,которая зависит от перепада температур,перепад от 0

до 30 градусов.

-Расчёт допустимой овализации и устойчивости круглой формы поперечного

сечения газопровода.

-Расчёт усилия проходки пилотной скважины.

-Расчёт продольного усилия в трубопроводе ,возникающего при его прокладке

методом наклонно направленного бурения.

- Расчёт вертикальных внешних нагрузок на газопровод.

-Крутящий момент на преодоление осевых сопротивлений .

- Расчёт насоса для бурильной установки.

Расчёты показали что выбранная труба ПЭ 100 SDR9 с номинальным наружным

диаметром 225 мм и толщиной стенки 25,2 мм по ТУ 2248-048-00203536-2000

удовлетворяет требованиям СНиП, и нормативных расчётов.

12.Список литературы.

1.СНиП 3.01.01—85* "Организация строительного производства";

2.СНиП 3.01.03-84 "Геодезические работы в строительстве";

3.СНиП 3.01.04-87 "Приемка в эксплуатацию законченных строительством

объектов. Основные положения";

4.СНиП 3.02.01—87 "Земляные сооружения, основания и Фундаменты" ;

5.СНиП 3.05.02-88 "Газоснабжение";

6.СНиП 3.04.03.85 "Защита строительных зданий и сооружений от коррозии";

7.СП 42-101-96 "Проектирование и строительство газопроводов из

полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм.

8.СНиП III-4-80* "Техника безопасности в строительстве

ППБ-01-93 Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.

9.Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ

10—14—92) (Утверждены Госгортехнадзором России 30.12.1992 г. N 41);

10.Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок

потребителей (Утверждены Главгосзнергонадзором СССР 21.12.1984

г.);

11.Правила плавания по внутренним водным путям РФ;

12..СП42-101 - «Общие положения по проектированию и строительству

газораспределительных систем из стальных и полиэтиленовых труб» (Метод

наклонно-направленного бурения).

Страницы: 1, 2, 3