Обоснование выбора комплекса оборудования для разработки траншеи при строительстве магистральных трубопроводов пересекающих водоемы

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное  учреждение

высшего  профессионального  образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт   природных  ресурсов

кафедра транспорта  и  хранения  нефти  и  газа

 

Специальность: Проектирование, сооружение и эксплуатация  газонефтепроводов и газонефтехранилищ

 

Курсовая работа по дисциплине

«Машины и оборудование газонефтепроводов»

 

Тема: «Обоснование выбора комплекса оборудования для разработки траншеи при строительстве магистральных трубопроводов пересекающих водоемы»

 

 

Выполнил студент  гр. З-2Т9Т  Уваров А.С. 

^{(Ф. И.О.)}

Проверил  Доцент   Шмурыгин В.А. 

^{(должность.Ф.  И.О.)}

 

 

 

 

 

Томск 2012

Оглавление

Введение 3

1. Исходные  данные 5

1.1 Расчет  основных параметров траншеи 10

1.2. Объем  работ на объекте 11

1.3. Объем  грунта, необходимого на подсыпку 12

1.4. Объем  грунта необходимого привезти 13

1.5. Объем  грунта, который необходимо оставить 13

2. Машины  для подготовительных работ 14

2.1 Бульдозеры 19

2.2 Тяговый  расчет бульдозера ДЗ-28 22

2.3 Работы  для перехода через водные  преграды шириной до 30 м, глубиной  до 1,5 м 27

3. Земляные  работы 30

3.1 Экскаваторы 38

3.2 Расчет  одноковшовых экскаваторов 40

Расчет экскаватора  Э-5015А 42

3.3 Экскаватор-драглайн 44

Расчет экскаватора  ЭО-5111 46

4. Машины  для привоза и вывоза грунта 48

4.1 Расчет  количества самосвалов на завоз  грунта Урал-IVECO-5531 54

4.2 Расчет  количества самосвалов на вывоз  грунта Урал-IVECO-5531 55

5. Автомастерские 56

6. Топливозаправщики 59

7. Транспортные  машины для доставки персонала  к месту работы на трассе 61

Заключение 63

Список использованной литературы 64

 

 

 

Введение

При современном уровне развития трубопроводного транспорта этап строительства  является одним из наиболее важных, так как на этом этапе сооружения закладывается основа для надежной и безаварийной эксплуатации трубопровода на протяжении всего срока службы.

При строительстве магистральных  трубопроводов выполняется весьма обширный объем самых разнообразных  работ, таких как:

• расчистка и планировка трасс;
• разработка траншеи;
• развозка и сварка труб в нитку; 
• очистка и изоляция труб;
• укладка труб в траншею;
• испытание трубопровода на прочность и герметичность;
• устройство электрозащиты трубопровода от коррозии;
• засыпка траншеи;
• устройство линии связи и т.д.

На строительстве магистральных  трубопроводов эксплуатируется  большое количество общестроительной техники (экскаваторов, бульдозеров, кранов, и т.п.), а также несколько десятков типов специальных машин и  механизмов (трубоукладчиков, траншейных экскаваторов, трубогибочных станков, трубовозов и т.п.).

Разрабатывается и поступает  на трассы строительства магистральных  трубопроводов также большое  количество новых машин и механизмов. К этим машинам предъявляются  повышенные технико-экономические  требования, так как трубопроводы прокладываются во всех климатических  зонах страны, причем, строительство  ведется в течении всего года при температурах окружающего воздуха  от +50 до -50ᵒС, а трассы трубопроводов  пересекают труднопроходимые участки  местности (болота, горы и т.п.), большое  число естественных и искусственных  препятствий.

Исходя из вышеуказанного, возникает необходимость в специалистах, которые должны знать обширный круг вопросов по сооружению и эксплуатации трубопроводов.

 

1. Исходные данные

Таблица 1. Исходные данные

Исходные данные для расчета  объемов работ и необходимой техники, выполняющие подготовительные работы
Ду				мм			1420
ПК							7921-7953
Ширина строительной полосы				м			32
Срезка и перемещение  слоя почвы на 100 м ПК 7922+41 – ПК 7923+00 V L B				м3 м м			1590 59 23
Срезка и перемещение  слоя почвы на 100 м   ПК 7949+29,50 – ПК 7950+32,50 V L B				м3 м м			2530 103 23
Срезка и перемещение  слоя почвы на 100 м   ПК 7950+50,50 – ПК 7951+90,00 V L B				м3 м м			6020 139 23
Исходные данные для расчета  объемов работ и необходимой  техники, выполняющие земляные работы (разработка траншеи)
Пикетаж	Техника				Угол откоса/ ширина дна
ПК 7921+00 – ПК 7921+48	Экскаватор				1:0,75/1,90
ПК 7921+48 – ПК 7922+50	Экскаватор со сланей				1:1/3,10
ПК 7922+50 – ПК 7924+00	Экскаватор				1:0,75/1,90
ПК 7924+00 – ПК 7926+00	Экскаватор				1:1/3,10
Таблица 1 (продолжение)
ПК 7926+00 – ПК 7938+20		Экскаватор				1:0,75/1,90
ПК 7938+20 – ПК7938+80		Экскаватор				1:1/3,10
ПК 7938+80 – ПК 7946+63		Экскаватор				1:0,75/1,90
ПК 7943+63 – ПК 7949+40		Экскаватор со сланей				1:1/3,10
ПК 7949+40 – ПК 7949+95		Экскаватор-драглайн
ПК 7949+95 – ПК 7951-05		Экскаватор-драглайн со сланей				1:2/3,10
ПК 7951+05 – ПК 7951+55		Экскаватор со сланей				1:1,25/3,10
ПК 7951+55 – ПК 7953+00		Экскаватор
Защита трубопровода от механических повреждений
ПК 7921+00 – ПК 7949+95; ПК 7951+05 – ПК 7953+00. Обертка скальным листом в один слой. Подушка и обсыпка мягким грунтом толщиной 0,2 м
Месторасположение болот  и их тип
Категория болота			Пикетаж
Болото I типа			ПК 7921+65 – ПК 7922+25
Болото II типа			ПК 7947+00 – ПК 7948+00
Болото I типа			ПК 7948+40 – ПК 7948+64
Болото II типа			ПК 7949+22,5 – ПК 7949+36
Наименование грунта, отложений
Верхнеплейстоценовые-голоценовые  озерно-болотистые отложения лежат  на эоплейстеценовых ледниково-морских отложениях Роговской свиты. Суглинки, глина, торф: 2-я категория грунта
Коэффициент разрыхления
Плотность грунта ρ=1600кг/м3
Глубина траншеи

 

Глубина, м	Длина, м	Глубина, м	Длина, м
3,15	13	3,06	0,25
Таблица 1 (продолжение)
3,45	24,14	3,09	1,75
3,14	10,86	3,12	24
3,16	16	3,46	33
2,93	1	3,31	36
2,95	2	2,89	7
2,94	17	2,92	26
3,15	9	2,98	13,07
3,25	6	3,08	1,93
3,35	1	3,07	22
3,37	5	3,06	30
3,41	7	3,51	7
3,63	3	3,45	30
3,71	2	3,03	44
3,74	8	3,45	11
3,9	6	3,5	15
3,95	7	3,46	6
4,09	1	3,46	41
4,16	1	3,52	2,79
3,32	1,37	3,64	10,21
2,83	0,63	4,04	6,27
2,9	1	4,06	26,73
3,01	2	3,4	7
3,16	5	3,25	27
3,55	5	3,27	43
3,7	7	2,88	18
3,63	35	2,78	12
3,09	3	2,89	20
Таблица 1 (продолжение)
3,08	15	2,9	43
3,5	25	2,85	37
3,66	36	2,98	3,5
3,2	24	2,98	9,5
3,16	5,35	2,87	47,33
3,24	15,65	3,05	7,67
3,89	25	2,91	23
3,94	37	3,03	9
3,62	8,83	2,97	27
3,08	5,17	3,16	5,5
3,04	3	3,19	7,5
3,07	11	3,31	6,5
3,08	10	3,41	0,5
3,22	26	3,41	17
3,48	32,33	3,69	36
3,41	20,67	4,06	2,5
3,5	5	4,09	20
3,51	37	3,59	7
3,83	13,01	3,64	6,5
3,78	25	3,66	3,5
3,7	24,97	3,67	32,5
3,87	2,03	3,77	26
3,67	24	3,71	2
3,88	17	3,71	24,5
4,15	6	3,63	7,87
3,93	1	3,57	1,63
3,96	23	2,89	2
Таблица 1 (продолжение)
4,03	26,28	2,82	2,5
4,06	0,75	2,77	2,5
4,06	27,97	2,76	3,5
3,91	20	2,81	3
4,09	2	2,75	2
4,1	17	2,86	0,88
4,18	31	3,51	7,84
3,21	2,13	3,56	1,28
3,18	0,87	3,57	30
3,17	24	3,59	10,5
2,9	3	3,72	52,51
273	13,5	3,6	1,99
2,92	6,99	3,65	14,5
3,03	0,51	3,88	31
3,03	1	3,94	12
3,03	24	3,58	36,5
3,11	51	3,06	14
2,79	23	4,07	37,5

* данные приведенные выше  взяты из проекта строительства  2-ой нитки газопровода «Бованенково-Ухта».  Проект изготовлен ВНИПИгаздобыча.

 

1.1 Расчет основных параметров траншеи

По условиям задания диаметр  трубопровода d=1420 мм, заглубление трубопровода h=1 м, длина участка траншеи L= 2155,01 м.

Ширина траншеи по дну (предоставлена ВНИПИгаздобыча).

Согласно [СНиП 2.05.06-85* п. 5.3] ширина траншей по низу следует назначать  не менее:

• D+300мм – для трубопровода диаметром менее 700 мм;
• 1,5D – для трубопроводов диаметром 700 мм и более;
• при диаметрах трубопровода 1200 и 1400 мм и при траншеях с откосом свыше 1:0,5 ширину траншеи понизу допускается уменьшать до величины D+500 мм, где D – условный диаметр трубопровода. При балластировке трубопроводов грузами ширину траншеи следует назначить из условия обеспечения расстояния между грузами и стенкой траншеи не менее 0,2 м.

 – даны  в таблице1 , данные предоставлены проектным институтом;

где – диаметр трубопровода, принимается по таблице 1.

Глубина траншеи:

 – даны  в таблице – данные предоставленные  проектным институтом

где h – глубина заглубления трубопровода, принимается по таблице 1;

С – толщина мягкой подушки  из песка, принимается [2 п. 5.7]. При прокладке трубопроводов в скальных, гравийно-галечниковых и щебенистых грунтах и засыпке этими грунтами следует предусматривать устройство подсыпки из мягких грунтов толщиной не менее 10 см. Изоляционное покрытие в этих условиях должны быть защищены от повреждения путем присыпки трубопровода мягким грунтом на толщину 20 см или при засыпке с применением специальных устройств.

В нормальных условиях мягкая подушка не предусматривается.

Длина основания трапеции:

 – рассчитаны  в приложении 1;

где b – ширина траншеи по дну (таблица 1);

 – глубина  траншеи (таблица 1);

 – угол откоса (таблица 1);

Площадь сечения траншеи:

2950,1255 м³ – рассчитаны в приложении 1.

Объем грунта в целике:

42746,8344 м³ – рассчитаны в приложении 1.

Фактический объем грунта:

51296,2013 м³ – рассчитаны в приложении 1.

1.2. Объем работ на объекте

Принимаем скорость строительства  трубопровода принимаем равным 100 км/г. Время на сооружение трубопровода протяженностью 2155,01 м:

 

Время на подготовительные работы составляет 50% от общего времени  затрачиваемое на строительство  трубопровода:

 

Принимаем 4 дня.

Согласно условиям задания  для разработки траншеи при строительстве  магистрального трубопровода диаметром  1400 мм протяженностью 2155,01 м, пролегающую через сложную местность с болотами и пересечениями с водными преградами по 2-ой категории грунта потребуются: машины для подготовительных работ и машины для разработки траншеи.

Для подготовительных работ  потребуются следующие машины: лесовалочные и другие лесные машины, кусторезы, корчеватели-собиратели и бульдозеры.

Для сооружения траншеи, исходя из категории грунта и объемов  работ, выбираем экскаваторы, экскаваторы-драглайны.

Расчет объемов грунта, который необходимо привезти, оставить, вывезти.

Объем трубопровода:

1.3. Объем грунта, необходимого на подсыпку

Определяем верхнюю образующую подсыпки:

 – данные  представлены в приложении 1.

Определяем площадь:

 – данные  представлены в приложении 1.

Объем грунта в целике

– рассчитаны в  приложении 1.

Фактический объем грунта

– рассчитаны в  приложении 1.

Объем грунта, который необходимо привезти для засыпки трубопровода.

Определяем высоту Н₁:

 – данные  представлены в приложении 1.

где C’ – высота подсыпки.

Определяем верхнюю образующую:

 – данные  представлены в приложении 1.

Определяем площадь:

 – данные  представлены в приложении 1.

Объем грунта в целике:

– рассчитаны в  приложении 1.

Фактический объем грунта:

– рассчитаны в  приложении 1.

1.4. Объем грунта необходимого привезти

– рассчитаны в  приложении 1.

1.5. Объем грунта, который необходимо оставить

 

Фактический объем грунта:

 

Объем грунта, который необходимо вывезти:

 

Рис 1. Поперечный профиль  траншеи, где a – ширина траншеи по верху; b – ширина траншеи по низу; c – толщина подушки и засыпки трубопровода; h – глубина залегания трубопровода от верхней образующей трубопровода; H₁ – толщина засыпки трубопровода; h_т – глубина траншеи; d – диаметр трубопровода; d₁ – ширина по верху подушки; d₂ – ширина по верхузасыпки трубопровода; β – угол откоса траншеи.