Химич Виталий Николаевич
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПРИ КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ ГАЗОПРОВОДОВ НА СЛАБОНЕСУЩИХ ГРУНТАХ
25.00.19 - Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва - 2011
Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ".
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор Короленок Анатолий Михайлович.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Колотилов Юрий Васильевич;
кандидат технических наук Вышемирский Евгений Мстиславович.
Ведущая организация: ООО "Научно-производственное объединение Спецнефтегаз-Т".
Защита состоится «___» _________ 2011 г. в 13.30 часов на заседании диссертационного совета Д 511.001.02, созданного при ООО "Газпром ВНИИГАЗ" по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, поселок Развилка.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО "Газпром ВНИИГАЗ".
Автореферат диссертации разослан « ___»_________ 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат технических наук Курганова И.Н.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
строительный монтажный газопровод грунт
Актуальность темы исследования. Значительная часть газопроводов (свыше 60%) функционирует в условиях Западной Сибири, а также заболоченных районах Европейской части России. При этом с увеличением сроков эксплуатации возрастают объемы ремонта, и для их реализации необходима разработка современных методов производства подготовительных работ при капитальном ремонте газопроводов. В связи с необходимостью поддержания эксплуатационной надежности единой системы газоснабжения в ОАО "Газпром" принято решение о комплексном подходе к обеспечению надежности и безопасной эксплуатации линейной части магистральных газопроводов (ЛЧ МГ) с учетом Концепции технического регулирования в ОАО "Газпром", утвержденной приказом ОАО "Газпром" № 302 от 17 сентября 2009 года.
Основным ограничением при ремонте ЛЧ МГ являются фиксированные сроки остановки газопровода, поэтому сокращение сроков ремонта участков ЛЧ МГ с высоким качеством производства работ является основной задачей реализации программ ОАО "Газпром". Анализ ежегодных объемов и темпов капитального ремонта свидетельствует, что одной из актуальных задач по сокращению сроков ремонта является своевременная и качественная подготовка строительного производства.
Подготовка строительного производства, охватывая широкий круг вопросов, зависит от многих факторов: номенклатуры, сложности и объема строительно-монтажных работ (СМР), мощности, уровня специализации и кооперации производственных предприятий и других показателей. Подготовка строительного производства в общем объеме производства СМР при ремонте ЛЧ МГ составляет примерно 14-17% сметной стоимости, 16-19% общей трудоемкости и 14-20% продолжительности производства работ в целом.
Задача увеличения годовых объемов и качества ремонтных работ на слабонесущих грунтах может быть решена за счет совершенствования методов производства работ, включающих методики и алгоритмы, организацию и технологии подготовки строительного производства. Таким образом, совершенствование методов производства подготовительных работ при капитальном ремонте газопроводов в условиях слабонесущих грунтов является актуальной задачей для газовой отрасли.
Цель диссертационной работы - разработка методов производства подготовительных работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов на слабонесущих грунтах, обеспечивающих высокие темпы и качество ремонтных работ.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи исследования:
- разработать методы подготовки производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов на слабонесущих грунтах с учетом анализа показателей возведения технологических проездов и площадок;
- структурировать конструктивные решения строительного производства при сооружении технологических проездов и площадок в подготовительный период капитального ремонта магистральных газопроводов;
- разработать математические модели и методы расчета основных параметров возведения технологических проездов и площадок для капитального ремонта магистральных газопроводов на слабонесущих грунтах;
- разработать алгоритмическое обеспечение анализа технико-экономических показателей подготовки производства строительно-монтажных работ на слабонесущих грунтах;
- разработать методику экспертного анализа показателей качества производства строительно-монтажных работ при сооружении технологических проездов и площадок с использованием статистических зависимостей и количественных показателей.
Научная новизна.
Выполнено обоснование принципов технологического проектирования подготовки строительного производства в сложных инженерно-геологических условиях, сделана оценка организации и технологии производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов в процессе обустройства технологических проездов и площадок.
На основе структурирования конструктивных решений сооружения технологических проездов и площадок в подготовительный период капитального ремонта магистральных газопроводов создана методология дифференциального планирования производства строительно-монтажных работ с учетом природно-климатических условий, обеспечивающая продление строительного сезона на слабонесущих грунтах.
Разработаны математические модели и алгоритмы поиска параметров напряженно-деформированного состояния основания насыпи технологических проездов и площадок для обоснования проектных решений, связанных с определением конструктивных особенностей строительного производства на слабонесущих грунтах и обеспечением эксплуатационной надежности сооружения.
Впервые научно обоснованы критерии и система восстановления эмпирических зависимостей для прогнозирования количественных показателей качества производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте как отдельных участков линейной части магистральных газопроводов, так и на всем магистральном газопроводе в целом.
Разработана диалоговая система оценки эффективности применения организационно-технологических схем подготовки строительного производства на слабонесущих грунтах в информационной среде с учетом количественного анализа показателей производства работ при возведении технологических проездов и площадок.
Защищаемые положения.
1) Обоснование принципов технологического проектирования подготовки строительного производства в сложных инженерно-геологических условиях при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов в процессе обустройства технологических проездов и площадок.
2) Разработка системы конструктивных решений сооружения технологических проездов и площадок в подготовительный период капитального ремонта магистральных газопроводов на основе методов дифференциального планирования производства строительно-монтажных работ с учетом природно-климатических условий.
3) Модели и алгоритмы оценки напряженно-деформированного состояния основания насыпи технологических проездов и площадок, позволяющие принимать обоснованные проектные решения, направленные на повышение эксплуатационной надежности сооружения и сокращение времени подготовки производства работ капитального ремонта.
4) Выбор критериев и системы эмпирических зависимостей для прогнозирования количественных показателей качества производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте локальных линейных участков и магистрального газопровода в целом.
5) Алгоритмы диалоговой системы оценки эффективности применения организационно-технологических схем подготовки строительного производства на слабонесущих грунтах.
Практическая значимость диссертационного исследования заключается в разработке принципов технологического проектирования подготовки строительного производства в сложных инженерно-геологических условиях при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов в процессе обустройства технологических проездов и площадок. Совокупность полученных результатов обеспечивает высокие темпы и качество выполнения ремонтных работ, что дает возможность вводить в эксплуатацию отремонтированные участки магистральных газопроводов ранее установленного срока
Разработанная методика проектирования организационно-технологических схем производства работ при ремонте магистральных газопроводов была внедрена производственным предприятием ООО "Севертрансэкскавация", что позволило осуществить эффективное распределение материально-технических ресурсов, а следовательно затрат на капитальный ремонт ЛЧ МГ.
Впервые разработаные практические рекомендации по конструктивным решениям сооружения технологических проездов и площадок в подготовительный период капитального ремонта магистральных газопроводов на основе методологии дифференциального планирования производства строительно-монтажных работ с учетом природно-климатических условий направлены на сокращение сроков ремонта и эффективности использования ресурсов и были использованы ООО "УПРиЗ" при разработке технологических решений с оценкой эффективности производства строительно-монтажных работ.
В ООО "Поляр-инжениринг" внедрена разработанная в работе диалоговая система оценки эффективности применения схем подготовки строительного производства на слабонесущих грунтах в информационной среде с учетом количественного анализа показателей производства работ при возведении технологических проездов и площадок. Практически подтверждено, что внедрение диалоговой системы позволило сократить время производства работ на 11-14 % в зависимости от условий проведения ремонта.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на: 4-ой и 5-ой международной конференции "Обслуживание и ремонт газонефтепроводов" (ОАО Газпром, г. Геленджик, 2009; г. Туапсе, 2010);); 5-ой и 6-ой международной учебно-научно-практической конференции "Трубопроводный транспорт - 2009" и "Трубопроводный транспорт - 2010" (г. Уфа, УГНТУ, 2009, 2010); 8-ой всероссийской научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России" (г. Москва, РГУНГ им. И.М. Губкина, 2010); международной научно-практической конференции "Строительство-2010" и "Строительство-2011" (г. Ростов-на-Дону, РГСУ, 2010, 2011); международной научной конференции "Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности "Астинтех-2010"" (г. Астрахань, АГУ, 2010).
Публикации: по теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 5 в ведущих рецензируемых изданиях, включенных в "Перечень ..." ВАК Минобрнауки РФ, получен 1 патент РФ.
Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 131 страницу текста, 38 рисунков, 10 таблиц и список литературы из 107 наименований.
Содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, научная и практическая значимость работы, приведены ее краткая аннотация и основные результаты.
В первой главе представлен анализ отечественного и зарубежного опыта подготовки строительного производства при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов. Определены основные методы технологического проектирования подготовки производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте линейной части магистральных газопроводов в сложных инженерно-геологических условиях, сформулированы цель и задачи исследований.
В научных трудах В.Л. Березина, Б.В. Будзуляка, Г.Г. Васильева, И.И. Велиюлина, А.Г. Гумерова, Ю.В. Колотилова, А.М. Короленка, П.С. Ращепкина, А.Д. Решетникова, Л.Г. Телегина, В.В. Харионовского, Н.Х. Халлыева и других ученых отражены организационно-технологические особенности производства строительно-монтажных работ при капитальном ремонте линейной частимагистральных газопроводов. Тем не менее, при решении задач совершенствования организации производства СМР при капитальном ремонте ЛЧ МГ, необходимо выделить сооружение вдольтрассовых проездов и площадок. До начала работ основного периода должны быть полностью выполнены внетрассовые подготовительные работы и первоочередные вдольтрассовые в объеме, обеспечивающем необходимый фронт проведения основных строительно-монтажных работ. Практическое осуществление перекрытия периодов является организационным мероприятием, позволяющим сократить общую продолжительность производства СМР при капитальном ремонте ЛЧ МГ. Это обеспечит минимальные затраты времени и ресурсов, а также высокое качество и надежность выполнения.
При решении задач совершенствования организации производства СМР при капитальном ремонте ЛЧ МГ, выделяют сооружение вдольтрассовых проездов и площадок. До начала работ основного периода должны быть полностью выполнены внетрассовые подготовительные работы и первоочередные вдольтрассовые в объеме, обеспечивающем необходимый фронт проведения основных строительно-монтажных работ. Практическое осуществление перекрытия периодов является организационным мероприятием, позволяющим сократить общую продолжительность производства СМР при капитальном ремонте ЛЧ МГ.