Содержание к диссертации
Введение
2. АНАЛИЗ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДОВ В УСЛОВИЯХ ОБВОДНЕННОЙ И ЗАБОЛОЧЕННОЙ МЕСТНОСТИ 9
2.1. Анализ строительства трубопроводов на болотах в зимний период 9
2.2. Строительство трубопроводов на болотах в летний период 17
2.3. Зарубежный опыт сооружения трубопроводов
в обводненной и заболоченной местности 26
Выв о.д.ы . 33
3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ И МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЗЁБНО-ШИТАЖНЫХ РАБОТ В ЗАБОЛОЧЕННЫХ РАЙОНАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ35
3.1. Статистическое обследование трасс трубопроводов в заболоченных районах 35
3.2. Технология и технико-экономические показатели производства строительно-монтажных работ в заболоченных районах в зимний и
летний периоды 45
3.2.1. Земляные работы 45
3.2.2. Сварочно-моятажные работы 49
3.2.3. Изоляционно-укладочные работы 54
3.2.4. Балластировка и закрепление трубопроводов 63
3.3. Анализ темпов строительства трубопроводов в обводненной и заболоченной местности 72
3.4. Выбор технологических схем производства
строительно-монтажных работ в зимний и
летний периоды 81
Выводы 84
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНЫХ ПЕРИОДОВ
СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДОВ В ЗАБОЛОЧЕННЫХ РАЙОНАХ 85
4.1. Постановка задачи выбора оптимальных периодов строительства трубопроводов в заболоченной местности 85
4.2. Выбор метода решения задачи 90
4.3. Алгоритм решения задачи 92
4.4. Информационное обеспечение задачи 95
Выводы 101
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ПРАКТИЧЕСКАЯ
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 102
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 107
ЛИТЕРАТУРА 109
ПРИЛОЖЕНИЯ 117
- Анализ строительства трубопроводов на болотах в зимний период
- Статистическое обследование трасс трубопроводов в заболоченных районах
- Постановка задачи выбора оптимальных периодов строительства трубопроводов в заболоченной местности
Введение к работе
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" [33], принятых ХХУІ съездом КПСС, предусмотрено обеспечить в 1985 году добычу нефти {.с газовш конденсатом) в объеме 620-645 млн. тоня, природного газа - до 600-640 млрд.м3. При этом, одной из главных задач ускоренного развития трубопроводного транспорта является разработка и внедрение технологии и организации круглогодичного строительства трубопроводов в труднодоступных районах со сложными природно-климатическими условиями ввиду того, что основной прирост добычи нефти и газа в XI пятилетке будет получен за счет дальнейшего интенсивного освоения месторождений Западной Сибири. Кроме того, "учитывая возрастающие объемы капитального строительства необходимо обратить особое внимание на улучшение организации строительных работ ...и[29].
В настоящее время на территории Западно-Сибирского региона ежегодно сооружается до 1,5 тыс.км магистральных трубопроводов, в том числе около 70$ - из труб большого диаметра.
Основными природно-климатическими факторами, оказывающими влияние на строительный процесс в условиях Западной Сибири, являются следующие [58]. Первый фактор связан со значительной обводненностью и заболоченностью территории, из-за чего в летний период затрудняется возможность вдольтрассовых перебазировок. Второй фактор связан с неполным использованием зимнего строительного сезона, наиболее благоприятного для производства линейных строительно-монтажных работ из-за суровой сибирской зимы: морозов, метелей, туманов, снегозаносов. Третий фактор состоит в значительной удаленности осваемых месторождений от промышленных центров и транспортных коммуникаций.
Таким образом, наиболее благоприятным периодом для производства строительно-монтажных работ в обводненной и заболоченной местности является зимний сезон, когда природно-климатические и гидрогеологические условия Западной Сибири дают возможность осуществлять проход строительной техникой по промерзшему грунту. Продолжительность строительного сезона - 4-5 месяцев (рис. I.I.). Если раньше за этот период можно было выполнить основной объем строительно-монтажных работ, то теперь в условиях неуклонно растущих отраслевых плановых заданий использовать только благоприятный период не представляется возможным. Вместе с тем, плановые сроки строительства трубопроводов, отражающие народнохозяйственные потребности, зачастую в 2-3 раза короче, чем предусмотрено нормами продолжительности строительства, и составляют, как правило, только один зимний строительный сезон, поэтому для своевременного ввода трубопроводов в эксплуатацию требуется значительная концентрация материальных и трудовых ресурсов на короткий промежуток времени. В связи с этим основным путем решения проблемы круглогодичного производства работ по сооружению трубопроводов в условиях обводненной и заболоченной местности Западной Сибири является разработка комплекса организационных, технологических и технических мероприятий, обеспечивающих полное использование производственных ресурсов в течение всего календарного года. *—II—1|^«—tl- ffi B\ i—li- ii—ii-
200 ЮО
20^ 01 ю\ *-Ґ"і!ГЛі —її —и —и —
Газопробод Вшзопур - ЧЄ/>ЯБШСХ
О зоо-
200 ЮО- месяцы Ш —II—«—«— —И—II— II- J Ж Ж а—ч —її — И- — і — и —»-
Газапро&од Уренгой- У&гябмсх I = 1МЗ*м
4*? ***** -И— II—II- -%- II— II- месяцы ш /7« В
20i ю-
200 ЮО
I Ж Я і—к— и—и— нефтепробод Салют/іор- АлбметьеЄск
1= 1844**
4л mm месяцы
П | 6
I-»—»—II- —II— —N— —II— М—II-
Ю-, S
11— II—» несртепробод fypiyr- fiOJOU* L=12S6*m мееяць/ $/'
Рис. 1.1. Показатели работы технологических потоков в Западной Сибири
В - средняя выработка потока в месяц, км/поток месяц; П - число одновременно работающих потоков; О - объем строительства, км
Методологические вопросы, связанные с проблемами технологии и организации трубопроводного строительства в условиях обводненной и заболоченной местности, нашли свое отражение в работах В.Л.Березина, П.П.Бородавкияа, Л.Г.Телегина, М.П.Кар-пенко, В.Г.Чирокова, В.В.Постникова, Н.П.Васильева и ряда других авторов [2, 8, 9, 10, 13, 14, 25, 49, 50, 56, 57, 58] . Труды этих ученых явились основополагающими в разработке как теоретических вопросов, так и практических рекомендаций по сооружению трубопроводов в заболоченных районах. Однако, анализ современных тенденций развития трубопроводного транспорта в условиях обводненной и заболоченной местности Западной Сибири показывает, что ряд вопросов, связанных со строительством трубопроводов в этих районах в настоящее время еще полностью не изучен.
Кроме того, существующие в настоящее время методы построения директивных графиков работы линейных объектных строительных потоков в условиях обводненной и заболоченной местности недостаточно точно отражают такие факторы процесса строительства трубопроводов, как наличие и концентрация на трассе болот с различным допускаемым удельным давлением на торфяную залежь, их протяженность и глубина, возможность вдольтрассовых перебазировок строительных организаций, а также методы, темпы и календарные периоды производства линейных работ. Разработку директивных графиков строительства магистральных трубопроводов необходимо осуществлять с учетом особенностей района прокладки, строительного сезона, оптимального использования и маневрирования технологическими ресурсами. Особенно актуальными являются исследова- ния и разработка методик, алгоритмов и программ решения организационных задач выбора оптимальных периодов строительства трубопроводов в заболоченных районах Западной Сибири.
В связи с вышеизложенным целью настоящей работы является разработка путей повышения производительности строительно-монтажных организаций, осуществляющих сооружение трубопроводов в условиях Западно-Сибирского региона за счет увеличения продолжительности строительного сезона на основе дифференцированного метода производства линейных работ в летний и зимний периоды.
Основными задачами, поставленными и решенными в диссертационной работе, являются: установление соответствия между условиями строительства трубопроводов в заболоченных районах Западной Сибири и возможностью производства линейных работ в летний период на основе статистического анализа трасс с учетом распределения болот по количеству, протяженности и мощности торфяной залежи; исследование и выбор технологических схем сооружения трубопроводов в условиях обводненной и заболоченной местности на основе технико-экономических показателей и темпов производства строительно-монтажных работ в летний и зимний периоды; создание методики и разработка практических рекомендаций по выбору оптимальных периодов строительства трубопроводов в условиях обводненной и заболоченной местности. - 9 ~
Анализ строительства трубопроводов на болотах в зимний период
Основной принцип строительства магистральных трубопроводов в Западно-Сибирском регионе сводится к максимальному использованию благоприятного зимнего периода для производства линейных строительно-монтажных работ, так как условия для беспрепятственного продвижения техники создаются только при наступлении отрицательных температур.
Организационные методы сооружения трубопроводных магистралей в условиях Западной Сибири до 1974 г., когда отдельные операции технологического процесса были разобщены, оказались неприемлемы. Например, за период с 1971 по 1974 гг. на сооружении газопроводов Медвежье - Надым - Пунга было сварено, заизо-лировано и уложено в траншею только 1327,6 км трубопроводов, а средняя выработка на одну изоляционно-укладочную колонну и сварочно-монтажную бригаду за строительный сезон составила [II]:
Подготовка к поточно-скоростному строительству в Западной Сибири началась в сезон 1973-1974 гг., когда был проведен так называемый Сургутский эксперимент [13, 58], цель которого состояла в выявлении основных технологических и организационных трудностей при большой концентрации производственных ресурсов, обеспечивающей увеличение темпа строительства до 2-3 км/день.
В результате проведенного эксперимента был достигнут запланированный темп по основным видам строительно-монтажных работ (сварке, изоляции, укладке) и установлена возможность увеличения темпа строительства трубопроводов диаметром 1020-1420 мм до 1,5-2,0 км/день при укомплектовании строительно-монтажных подразделений необходимой техникой и транспортом, проведения комплекса организационно-технических мероприятий.
В 1975 году ВНИИСТом совместно с Главсибтрубопроводстроем была разработана новая прогрессивная форма строительства трубопроводов в Западной Сибири - комплексные колонны высокого темпа [12, 42, 54, 57]. Созданные в трестах Севертрубопроводстрой, Приобьтрубопроводстрой и Самотлортрубопроводстрой колонны высокого темпа дали возможность ускоренно ввести в эксплуатацию ряд магистральных трубопроводов, прокладываемых в сложных природно-климатических условиях Западной Сибири.
class2 ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ И МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА
СТРОИТЕЗЁБНО-ШИТАЖНЫХ РАБОТ В ЗАБОЛОЧЕННЫХ
РАЙОНАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ class2
Статистическое обследование трасс трубопроводов в заболоченных районах
Строительство линейной части магистральных трубопроводов в заболоченной местности требует проведения предварительной оценки местности с целью определения основных характеристик трассы - распределения болот с различным допускаемым давлением на торфяную залежь по количеству, глубине и протяженности [32, 38].
Исходя из этого, проведение статистического обследования трассы на стадии организационно-технической подготовки к строительству позволит определить:
- возможность и очередность сооружения участков трубопровода в течение зимнего и летнего периода;
- технологические схемы производства строительно-монтажных работ в зимний и летний периоды;
- транспортную схему доставки машин, механизмов и различных грузов на трассу трубопровода.
Л.А.Бабиным, В.Л.Березиным, П.П.Бородавкиным, С.Ю.Рудерма-ном, В.Д.Тараном [I, 9, 10] теоретически определны вероятностные оценки трасс с целью выбора их оптимального направления при проектирований трубопроводов. Однако, строительно-монтажным организациям, осуществляющим сооружение трубопроводов в условиях об-, водяенной и заболоченной местности, кроме направления, необходимо знать объем производства основных видов работ с целью завершения строительства в установленные сроки и оптимальную очередность сооружения участков трассы.
Такая оценка может быть выполнена на основе использования методов теории вероятностей и математической статистики путем определения параметров распределения болот по количеству, мощности торфяной залежи и протяженности.
В качестве объекта статистического обследования приняты участки трасс магистральных трубопроводов, прокладываемых в заболоченных районах Западной Сибири, общей протяженностью 4900 км (табл. 3.1.). Следует отметить, что трассы трубопроводов взбирались, исходя из генеральных направлений потоков нефти и газа из районов Западной Сибири в промышленные центры страны, проходящие через обводненные и заболоченные территории.
При обработке статистических данных рассматривались участки трасс трубопроводов протяженностью 50 км (средняя годовая производительность потока в условиях обводненной и заболоченной местности).
Статистическое обследование трасс выполнялось в следующем порядке: сбор статистических данных, построение функции наблюдаемого распределения, выбор теоретического распределения, проверка гипотезы распределения [38].
class3 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНЫХ ПЕРИОДОВ
СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДОВ В ЗАБОЛОЧЕННЫХ РАЙОНАХ class3
Постановка задачи выбора оптимальных периодов строительства трубопроводов в заболоченной местности
Деятельность научно-исследовательских, провктно-конструктор-ских и строительно-монтажных организаций отрасли направлена на своевременный ввод в эксплуатацию производственных мощностей и объектов. При этом своевременное окончание отдельных этапов строительства на различных участках трассы и завершение сооружения трубопроводных магистралей в целом в установленные сроки должно обеспечивать ритмичную работу строительных подразделений, эффективное использование трудовых и материально-технических ресурсов и достижение высоких технико-экономических показателей.
Поэтому переход к научному планированию строительством магистральных трубопроводов, особенно в заболоченных районах Западной Сибири со сложными природно-климатическими условиями предусматривает, в первую очередь, разработку и реализацию оптимальных планов, наилучших по избранному критерию оптимальности и скорректированных с ресурсами строительной организации и имеющейся проектной документацией.
Задача выбора оптимальных периодов сооружения трубопровода в условиях обводненной и заболоченной местности может быть отнесена к типу задач определения оптимальной последовательности илі очередности сооружения объектов при календарном планировании [17, 48, 59] .
Задача оптимальной очередности формулируется следующим образом: требуется найти такую очередность выполнения работ, которой адекватен календарный план, обеспечивающий экстремальное значение целевой функции при соблюдении заданных ограничений.
Задача выбора оптимальной очередности решается на стадии организационно-технической подготовки к строительству для обеспечения планомерного развертывания и осуществления строительно-монтажных работ индустриальными поточными методами и выполнения установленных плановых показателей. Решение задачи оптимальной очередности находит свою реализацию в проектах организации строительства и производства работ. Задача оптимальной очередности относится к классу задач теории расписаний, является много критериальной и комбинаторной задачей [48, 59] .
Выбор критерия оптимальности или целевой функции зависит от конкретной постановки задачи: в одних случаях - это сокращение сроков строительства, в других минимизация приведенных затрат.
