Введение
Организация капитального ремонта участка магистрального газопровод отвод к ГРС-127 МГ Оренбург-Самара Ду200мм, на подводном переходе через р. Гусиха разработана в соответствии с требованиями ледующих нормативных и руководящих документов:
· СП 48.13330.2011 «Организации строительства»;
· СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты»;
· СНиП 2.05.06-85* «Магистральные трубопроводы»;
· СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве» часть 1. Общие требования»;
· СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве» часть 2. Строительное производство»
· СТО Газпром 2-1.12-434-2010 «Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство зданий и сооружений ОАО «Газпром»;
· СТО Газпром 14-2005 «Типовая инструкция по безопасному проведению огневых работ на газовых объектах»;
· СТО Газпром 2-2.4-083-2006 «Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов»;
· СТО Газпром 2-2.2-136-2007 «Инструкции по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов» Часть I;
· СТО Газпром 2-2.3-137-2007 «Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов» Часть II;
· СТО Газпром 2-3.5-354-2009 «Порядок проведения испытаний магистральных газопроводов в различных природно-климатических условиях»;
· СТО Газпром 2-2.2-457-2010 «Магистральные газопроводы. Правила производства и приемки работ переходов газопроводов через водные преграды, в том числе в условиях крайнего севера»;
· СП 12-136-2002 «Решения по охране труда и промышленной безопасности в проектах организации строительства и проектах производства работ»;
· МДС 12-81.2007 «Методические рекомендации по разработке и оформлению проектов организации строительства и проектах производства работ»;
· МДС 12-46.2008 «Методические рекомендации по разработке и оформлению проекта организации строительства, проекта организации работ по сносу (демонтажу), проекта производства работ»;
При разработке данной работы организация строительства, кроме представленных нормативов, СНиП, учтены требования:
· Постановленные правительством Российской Федерации №87 от 16.02.2008 «О составе разделов рабочей документации и требованиях к их содержанию»
· Стандартов безопасности труда;
· Правил Ростехнадзора РФ;
· Санитарно-гигиенических норм и правил СанПиН 2.2.3.1384-03 «Гигиенические требования к организации строительного производства и строительных работ»
· Отраслевых (ведомственных) нормативно-технических документов, утвержденных в установленном порядке, регламентирующих требования производства работ, контроля качества выполняемых работ, промышленной и пожарной безопасности на объектах газовой отрасли.
Расчетная часть
Расчетные характеристики материалов
Нормативные сопротивления растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений и следует принимать равными соответственно минимальным значениям временного сопротивления и предела текучести, принимаемым по стандартам на трубы.
Расчетные сопротивления растяжению (сжатию) и следует определять по формулам
, (2)
, (3)
где - коэффициент условий работы трубопровода, принимаемый по таблице 1;
, - коэффициенты надежности по материалу, принимаемые соответственно по таблицам 10 и 11;
- коэффициент надежности по ответственности трубопровода, принимаемый по таблице 12.
Расчетные нагрузки, воздействия и их сочетания должны приниматься в соответствии с требованиями СП 20.13330.
При расчете трубопроводов следует учитывать нагрузки и воздействия, возникающие при их сооружении, испытании и эксплуатации. Коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать по таблице 14. Допускается принимать коэффициент надежности по внутреннему давлению менее указанного в таблице 14 при соответствующем обосновании, исходя из условий эксплуатации трубопровода.
Для природного газа допускается принимать
, (5)
где - рабочее (нормативное) давление, МПа;
- обозначение то же, что в формуле (4).
Расчетную толщину стенки трубопровода , см, следует определять по формуле
, (10)
где - коэффициент надежности по нагрузке - внутреннему рабочему давлению в трубопроводе, принимаемый по таблице 14;
- обозначение то же, что в формуле (5);
- обозначение то же, что в формуле (7);
- обозначение то же, что в формуле (2);
Полученное значение толщины стенки округляем до 6 мм с поправкой на коррозию.
Проверка прочности и устойчивости подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов
Подземные и наземные (в насыпи) трубопроводы следует проверять на прочность, общую устойчивость в продольном направлении и против всплытия.
Для предотвращения недопустимых пластических деформаций подземных и наземных (в насыпи) трубопроводов проверку необходимо производить по условиям:
, (11)
, (12)
где - максимальные (фибровые) суммарные продольные напряжения в трубопроводе от нормативных нагрузок и воздействий, МПа, определяемые согласно 12.4.3;
- коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб; при растягивающих продольных напряжениях ( 0) принимаемый равным единице, при сжимающих ( 0) - определяемый по формуле
, (13)
где , , - обозначения те же, что в формуле (3);
- кольцевые напряжения от нормативного (рабочего) давления, МПа, определяемые по формуле
, (14)
где - обозначение то же, что в формуле (5);
, - обозначения те же, что в формуле (4).
Максимальные суммарные продольные напряжения , МПа, определяются от всех (с учетом их сочетания) нормативных нагрузок и воздействий с учетом поперечных и продольных перемещений трубопровода в соответствии с правилами строительной механики. При определении жесткости и напряженного состояния отвода следует учитывать условия его сопряжения с трубой и влияние внутреннего давления.
В частности, для прямолинейных и упруго-изогнутых участков трубопроводов при отсутствии продольных и поперечных перемещений трубопровода, просадок и пучения грунта максимальные суммарные продольные напряжения от нормативных нагрузок и воздействий - внутреннего давления, температурного перепада и упругого изгиба , МПа, определяются по формуле
, (15)
где - переменный коэффициент поперечной деформации стали (коэффициент Пуассона);
- коэффициент линейного расширения металла трубы, град ;
- переменный параметр упругости (модуль Юнга), МПа;
- расчетный температурный перепад, принимаемый положительным при нагревании, °С;
- обозначение то же, что в формуле (7);
- минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода, см:
; (16)
, (17)
- интенсивность напряжений, определяемая через главные напряжения; для данного частного случая определяется по формуле
, (18)
- интенсивность деформаций, определяемая по интенсивности напряжений в соответствии с диаграммой деформирования, рассчитываемой по нормированной диаграмме растяжения по формулам
; (19)
; (20)
- коэффициент поперечной деформации в упругой области;
- модуль упругости, МПа.
Увеличение толщины стенки для выполнения условий 12.4.2 должно быть обосновано технико-экономическим расчетом, учитывающим конструктивные решения и температуру транспортируемого продукта.
Для трубопроводов, прокладываемых в районах горных выработок, дополнительные продольные осевые растягивающие напряжения , МПа, вызываемые горизонтальными деформациями грунта от горных выработок, определяются по формуле
, (21)
где - модуль упругости, МПа;
- максимальные перемещения трубопровода на участке, вызываемые сдвижением грунта, см, определяются по формуле
; (22)
- длина участка деформации трубопровода с учетом его работы за пределами мульды сдвижения, см;
- определяется по формуле:
; (23)
- предельное сопротивление грунта продольным перемещениям трубопровода, МПа;
- длина участка однозначных деформаций земной поверхности в полумульде сдвижения, пересекаемого трубопроводом, см;
- определяется по формуле:
; (24)
- максимальное сдвижение земной поверхности в полумульде, пересекаемой трубопроводом, см;
- номинальная толщина стенки трубы, см;
- перемещение, соответствующее наступлению предельного значения , см.
Общая часть
Условия осуществления капитального ремонта
Проектом предусматривается капитальный ремонт подводного перехода путем замены русловой части подводного перехода и прилегающих участков без изменения трассы газопровода.
Прокладка газопровода-отвода предусматривается открытым способом, длина перехода составляет 244,96 м.
Прокладка газопровода предусматривается с заглублением в дно реки. Величина заглубления установлена с учетом возможных деформаций русла реки, не менее 0,5 м от величины предельного размыва русла реки в течении 25 лет, но не менее1,0 м от дна водоема.
Для закрепления трассы газопровода на местности устанавливаются указатели с указанием на них километража, фактической глубины заложения, наименования газопровода и номера телефона эксплуатирующей организации.
В целях исключения русловой деформаций, предусматривается дно- и берегоукрепление протоки насыпкой щебня слоем 0,2 м.