безперебійна подача газового палива в будь-який час року;
поліпшення санітарно-гігієнічних умов праці та життя населення;
зменшення шкідливих викидів в атмосферу;
зниження вирубки лісів та інших насаджень на паливо:
забезпечення виробничих та комунально-побутових служб дешевим паливом;
несвоєчасність і дорожнеча доставки і зберігання рідких і твердих видів палива.
Початкові дані
Для розробки технічного або робочого проекту необхідно отримати завдання на проектування. Приблизний перелік вихідних даних на проектування, які будуть відображені в даній роботі, вказані в таблиці №1.
Завдання на проектування береться з потреб у природному газі с. Аманкарагай і засновані на СНиП 2.04.08 - 87 "Магістральні трубопроводи".
Виходячи з фактичних витрат газу одного будинку, становить в середньому 2500 мі, а виробничих і комунальних підприємств в середньому становить 658000 мі / рік.
Грунтуючись на цих фактах, визначимо річну потребу газу даного району:
Qгод = (6000Ч2500) + (80Ч658000) = 67,6Ч10 6 мі / рік (1.1)
Визначимо добову подачу:
Rн - середньо річний коефіцієнт нерівномірності транспортування газу.
Для газопроводів L<300 км Rн=0,75
Приймати проектні рішення, які б забезпечували мінімальну залучення будівельних організацій і спеціальної техніки
Вибір траси газопроводу
Початкова і кінцева точки газопроводу виявляються на перших стадіях проектування. Вони визначаються місцями врізки в магістральний газопровід і кінцевим пунктом. Це копітка, многовариантная, з великою кількістю досліджень техніко-економічного характеру завдання.
Для певної річний подачі трубопроводу проводять гідравлічний розрахунок: визначають діаметр труби, робочий тиск, місце розташування різного устаткування. Однак цей розрахунок носить попередній характер, він уточнюється після вибору оптимальної траси трубопроводу і зіставляється з техніко-економічними показниками різних варіантів по діаметру труб, робочому тиску і іншими параметрами.
Оптимізація траси трубопроводу між заданими точками може бути перевірена за різними критеріями. Найбільш точним, універсальним, критерієм є сумарні наведені витрати. Цей критерій дозволяє відшукати варіант траси, по якому транспорт продукту від початкової точки А до кінцевої точки В зажадає мінімальних капітальних і експлуатаційних витрат.
Приватними критеріями оптимальності є:
1) мінімум металловложеній (найкоротша траса);
2) мінімум трудових витрат при спорудженні трубопроводу (проходження траси по ділянках місцевості, де прокладка вимагає менших трудових витрат);
3) мінімальний термін будівництва (спорудження нового трубопроводу вздовж діючих, де вже є ряд допоміжних споруд - зв'язок, вдольтрассових дороги, енергопостачання тощо - або де є будівельні підрозділи і не потрібно часу на підготовчі роботи або уздовж цілий рік функціонують транспортних комунікацій) ;
4) мінімум змін або максимум використання існуючих технологій будівництва, будівельних машин, механізмів та ряд інших критеріїв.
Крім критерію мінімуму приведених витрат все інші носять кон'юнктивний характер і пов'язані з обмеженнями по металу, трудових ресурсів, термінами будівництва, використання нових, більш досконалих машин і механізмів, ще не випускаються промисловістю серійно.
Тому при проектуванні необхідно врахувати всі чинники і умови будівництва і експлуатації і відшукати оптимальний варіант траси для транспорту одиниці продукту від точки А до точки В.
Робочий тиск. Для трубопроводів з робочим тиском 55-75 кгс / смі при малих діаметрах труб Dy = 219-300 мм товщина стінки, як правило, змінюється конструктивно. Зі збільшенням діаметра товщина стінки труб зростає, що призводить до підвищення вартості лінійної частини. Тому чим вище тиск, тим вище вартість одиниці довжини трубопроводу при одному і тому ж діаметрі.
Природні умови. Вплив природних умов на ціноутворення величезна. Залежно від того, чи проходить траса по сухим, з м'якими, легко розробляються грунтами рівнинним ділянкам або через складні природні перешкоди, вартість спорудження лінійної частини різко змінюється за рахунок збільшення частки будівельно-монтажних робіт.
Так, будівництво одиниці довжини трубопроводу, прокладеного через складні перешкоди в два, три і більше разів дорожче, ніж спорудження одиниці довжини трубопроводу через нескладні з точки зору будівництва ділянки. Цією обставиною пояснюється те, що при прокладці трубопроводу в складних природно-кліматичних умовах траса в плані набуває складну звивисту конфігурацію і значно довше геодезичної прямий.
Економіко-географічні умови. Вартість споруди лінійної частини трубопроводу різна, що пов'язано з наступним обставиною: чи проходить траса по обжитим, з розвиненою транспортною мережею комунікацій і густозаселених районах, по ділянках з розвиненими сільськогосподарськими угіддями або по необжиті, бездорожним районам.
У районах з великою кількістю населених пунктів траса звивається, обходячи селища, міста і т.п. що збільшує її довжину. Відсутність доріг значно ускладнить транспортну схему доставки труб, обладнання, будівельних матеріалів, машин, механізмів, пально-мастильних матеріалів і тим самим підвищує вартість споруди лінійної частини.
Наявність же доріг, навпаки, знижує вартість одиниці довжини. Тому траси по техніко-економічними показниками тяжіють, як правило, до існуючих шляхів або побудованим трубопроводами з уздовж трасових дорогами або проїздами.
Конструктивні схеми укладання. Вони також впливають на вартість споруди лінійної частини. В одних і тих же умовах можуть бути застосовні конструктивні різні схеми укладання трубопроводів.
Наприклад, яр можна перетнути підземно або надземне на опорах. У кожному конкретному випадку на ділянці можна намітити найвигідніший варіант.
Зазначені фактори в кінцевому підсумку впливають на вартість споруди лінійної частини і на вибір остаточного напрямку траси. Вибір оптимальної траси трубопроводу залежить від безлічі факторів, які прямо чи опосередковано впливають на вартість одиниці довжини трубопроводу і на наведені витрати. Це гідрогеологічні та кліматичні умови проходження траси; кількість річок; залізних і автомобільних доріг, перетин яких можливо при будівництві, густота населених пунктів і наявність паралельно йдуть автомобільних і залізних доріг, наявність діючих трубопроводів та інших протяжних споруд (ліній електропередачі, магістральної кабельної зв'язку та ін.), що проходять уздовж пропонованої траси; кількість і якість оброблюваних сільськогосподарських угідь (ріллі, луків), перетин яких з урахуванням рекультивації і відчуження збільшує вартість трубопроводу.
Зазначені природно-кліматичні та економічні умови впливають на вартість трубопроводу, викликаючи збільшення обсягу будівельно-монтажних робіт, транспортних витрат на доставку до місця будівництва труб, машин, механізмів, різного устаткування, а в подальшому і обсягу експлуатаційних витрат.
Залежно від природних умов нашої траси можна класифікувати наступним чином:
2) водні перешкоди.
Коротка характеристика кожної ділянки:
Рівнини: це ділянка суші з відносно малими коливаннями висот і з плавними переходами від підвищень до знижень, з ухилами, що не перевищують 8-10є. Значна частина рівнин зайнята або може бути зайнята сільськогосподарськими угіддями, тому трубопроводи в основному укладають підземно, що дозволяє після закінчення будівництва знову обробляти ці землі.
Рівнинні ділянки складені грунтами, які відрізняються як за складом, так і за ступенем складності їх розробки. Широко поширені піски, супіски, глини і суглинки.
На вартість трубопроводу значно впливає наявність або відсутність грунтових вод, якщо грунтові води стоять вище дна траншеї, то рівень їх вважається високим, якщо ж нижче дна траншеї - то низьким.
Водні перешкоди. До водних перешкод належать річки, озера, зрошувальні канали, балки і заводнення яри.
Сума капітальних витрат на спорудження переходів трубопроводів через водні перешкоди в значній мірі залежить від конструктивної схеми укладання підземної (дюкерного) або надземної (балочной, бруківці, підвісний і т.п.). Надземна схема укладання вимагає більш детальних інженерно-геологічних вишукувань і відрізняється більшою матеріаломісткістю в порівнянні з дюкерного.
Віднесення тих чи інших відрізків траси до різних ділянок місцевості (рівнина, водні перешкоди і т.д.) повністю не розкриває всіх факторів, що впливають на обсяг будівельно-монтажних робіт.
Наприклад, рівнина може бути складена грунтами, сильно розрізняються як за складом, так і за складністю їх розробки.
Вплив ґрунтових вод на способи ведення і на обсяг будівельних робіт також велике. Грунтові води з високим стоянням вимагають або водовідведення або водозниження, або проведення будівельно-монтажних робіт при наявності води в траншеї.
У всіх перерахованих випадках різко зростає вартість будівництва в порівнянні з ділянками, де рівень грунтових вод нижче дна траншеї. Не менший вплив на вартість робіт надають і різні типи річок та інших водойм.
Як було сказано вище, оптимальна траса трубопроводів вибирається по якомусь критерію: сумарним приведеними витратами, металловложеніям, терміну будівництва і т.д.
Рішення даного завдання стосовно до всіх трубопроводах, а особливо для газопроводів, де зміни конструкції прокладки практично не змінюють технологію транспорту газу.
Завдання формулюється так: є початкова і кінцева точки проектованого газопроводу, які потрібно з'єднати по такій траєкторії і з таким чергуванням конструктивних схем прокладки уздовж траси, щоб отримати мінімальні сумарні наведені витрати.
Найбільш поширений вид укладання при спорудженні магістральних трубопроводів - підземний. Підземної називається укладання, при якій позначка верхньої твірної труби знаходиться нижче денної поверхні на висоту засипки.
Висота засипки може бути різною і залежить від району проходження траси газопроводу, але повинна бути не менше, ніж передбачено СНиП 2.05.06-85 або технічними умовами.
На окремих ділянках можливе збільшення висоти засипу, що зумовлено недостатньою жорсткістю труби або рельєфом місцевості, а також необхідністю зворотної засипки для баластування газопроводу при високому стоянні грунтових вод. Такий спосіб прокладки можна застосувати практично для будь-яких умов проходження траси.
Виходячи з вищесказаного, трасу газопроводу прокладаємо:
1) Підземно - відповідно до пункту 1.1 СНиП 2.05 - 06 - 85 "Магістральні трубопроводи"
2) Уздовж існуючих автодоріг - зручно при будівництві та експлуатації.
3) Наближаючись де можливо до населених пунктів (не порушуючи при цьому встановлені норми) - це умова необхідна, щоб використовувати існуючі електролінії цих населених пунктів для спорудження коштів ЕХЗ. Тим самим відпадає необхідність в будівництві вдольтрассових ЛЕП.
4) Зустрічаються по шляху проходження траси газопроводу річки, яри, балки перетинаємо надводно - уникаючи будівництва дорогих берегових опор і т.п.
5) Місця перетину річок, вибираємо з мінімальною шириною меженний горизонту при мінімальній ширині заплави, що заливається.
В результаті протяжність траси від місця врізки в магістральний газопровід "Картали-Костанай" до с. Аманкарагай становить 100 000 метрів, що укладається у вимоги завдання на проектування.