Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ОБРАЗОВАНИЯ «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Нефтегазовое дело, химия и экология»»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________ Никитина Л.И.

«____»________20___г.

организация и технология аварийно-восстановительного ремонта участка газпровода

АГРС-1, АГРС-2 Елизовского района - ТЭЦ-2 г. петропавловск-камчатский

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе бакалавра

ВКР 21.03.01. 2016. ПЗ – 946

Исполнитель

студент__________________________________________________Митин Д.И.

Руководитель

Доцент___________________________________________________Рындин А.В.

Нормоконтроль

Доц,к.т.н.,доц___________________________________________Муромцева Е.В.

Хабаровск-2016

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5

1.1 Характеристика района работ 5

1.2 Климатические условия района работ 8

1.3 Инженерно-геологическая характеристика района работ 11

1.4 Состав и свойства газа 23

1.5 Характеристика газопровода и источника газоснабжения 24

1.6 Обстоятельства аварии 25

1.7 Технологические решения 25

1.8 План организации аварийно-восстановительных работ 25

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 27

2.1 Расчет потерь газа при разрушении газопровода 27

2.2 Расчет потерь газа при ремонте газопровода 29

2.3 Расчет объема земляных работ 31

2.3.1 Разработка траншеи 32

2.3.2 Объем грунта ручной доработки траншеи 35

2.3.3 Объем грунта по обратной засыпке 35

2.3.4 Указания по производству земляных работ 37

2.4 Определение объема трудозатрат 40

3 ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 45

3.1 Специальные требования к эксплуатации сетей газораспределения и газопотребления тепловых электрических станций 45

3.2 Мероприятия по технике безопасности при выполнении земляных работ …………………………………………………………………………….....50

3.3 Газоопасные работы 54

ВВЕДЕНИЕ

Нарушение работы газопровода может привести к глобальной катастрофе. В связи с этим важнейшей проблемой развития газовой промышленности является повышение уровня эксплуатационной надежности газопровода. Для обеспечения надежной транспортировки газа проводится капитальный ремонт и комплекс плановых мероприятий, но бывает и такое, что возникает аварийная ситуация.

Основной задачей при ремонте газопровода является нанесение минимальный вред окружающей среде в целях экологии и устранить дефекты в кратчайшие сроки для того что бы восстановить поставки запланированных объемов газа отечественным потребителям.

Для аварийно-восстановительного ремонта наружных сетей газопровода участка АГРС-1, АГРС-2 Елизовского района до ТЭЦ-2 г. Петропавловск-Камчатский проводились инженерно-геологические изыскания в комплексе инженерно-строительных изысканий: инженерно-геодезических, инженерно- геологических и инженерно-гидрометеорологических 2014 года.

В полосе ремонтируемой трассы были учтены: климатические условия, характеристика района, пройдено 6 инженерно-геологических скважин глубиной 5-15 м, с отбором 18 проб грунта нарушенной и ненарушенной структуры на определение физико-механических свойств и 3 проб подземных вод на определение химического состава и степени коррозионной агрессивности, а так же состав и свойства газа.

Разрабатывалось технологическое решение аварийно-восстановительного участка с расчетами потери газа при разрушении и при ремонте газопровода, земляной работой, расчетом трудозатрат.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. Характеристика района работ

Юго-восточное побережье Камчатки— самое сейсмоактивное место на планете. В XX столетии в районе юго-восточной Камчатки произошло десять 7-балльных землетрясений, два 8-балльных и одно 9-балльное землетрясение. Сейсмичность городов где проходит газопровод приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Сейсмическая интенсивность в баллах шкалы М8К-64 для средних грунтовых условий

Петропавловск-Камчатский расположен в юго-восточной части полуострова Камчатка, на берегах Авачинской бухты Тихого океана. Вблизи города возвышаются действующие вулканы — Корякская и Авачинская сопки. Перепад высот в городе составляет 513.6 метра от уровня моря. Является самым восточным городом всего северного полушария с населением больше 100 тыс. человек.

Площадь территории Елизовского муниципального района — 41,07 тыс.кв.км (8,8 % площади территории Камчатского края). На территории Елизовского района расположены 20 из 29 действующих вулканов Камчатки. Характерными для рельефа являются глубокие каньонообразные долины рек с большим количеством порогов и водопадов, крутые, местами почти отвесные склоны гор.

Массив сложен преимущественно грубообломочным пирокластическим материалом, вулканическим гравием и пеплом (песок пылеватый пемзового состава), формирующим литологически изменчивую по площади и разрезу глыбово-щебнистую песчаную несортированную пирокластическую толщу. Отложения с тонкодисперсными супесчаными или суглинистыми фракциями имеют весьма редкое развитие. Перекрывают отложения направленных группы вулканов. Современные вулканогенно-пролювиальные отложения грязевых потоков и сухих рек представлены несортированными валунно-глыбово-щебенисто-гравийным материалом с песчаным заполнителем, гравием, песками, супесями и суглинками от бурого до серого цвета, прослеженной бурением мощностью до 70-80 м.

Верхнюю часть разреза обычно слагает почвенно-пирокластический чехол биогенно-эоловых отложений, представленных почвой и слоем подпочвенной легкой макропористой супеси. Прослеженная мощность до 0,8-1,5 м.

Гидрогеологические условия характеризуются наличием сложного локально водоносного комплекса вулканно-пирокластических отложений напорно-безнапорного режима фильтрации с общим направлением подземного потока. Глубина залегания уровня первого горизонта подземных вод в зависимости от рельефа от первых метров до 10-20 и более метров.

Подземные воды нижних водоносных горизонтов напорного режима по химическому составу гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридные или хлоридно-сульфатные магниево-кальциевые с минерализацией 100-200 мг/дм3, неагрессивные к бетонам и металлическим конструкциям. Для верхнего горизонта с преимущественно безнапорным режимом фильтрации характерны подземные воды гидрокарбонатно-хлоридные кальциево-магниево-натриевые или гидрокарбонатные кальциево-натриево-магниевые с минерализацией 80-600 мг/дм³, часто обладающие агрессивными свойствами к алюминиевым и свинцовым оболочкам, к бетонам и металлическим конструкциям. По результатам гидрогеологических съемок ОАО «Камчатгеология» масштаба 1:200 000 по рассматриваемой территории для подземных вод верхнего, первого от поверхности, водоносного горизонта характерно резкое уменьшение минерализации и изменение химического состава в период весеннего снеготаяния и затяжных дождей летнее-осеннего периода [1].

Непосредственно на площадке изысканий по результатам инженерно-геологического обследования и бурения инженерно-геологических скважин глубиной до 10 м выделяется 2 гидрогеологических подразделения.

Водоносный горизонт современных озерно-болотных отложений. По торфяному массиву, вскрытом скважиной 2 до глубины 2,7 м и подстилаемому водоупорной суглинистой толщей, грунты ИГЭ-4 и ИГЭ-5 подземные воды типа верховодки вскрыты в апреле 2014 года на глубине 1,5 м. Питание горизонта за счёт атмосферных осадков, что предопределяет его срабатывание в зимнее-весенний период года за счёт дренирования вниз по уклону местности, а также пополнение вплоть до обводнения на всю мощность в период весенне-летнего снеготаяния и затяжных ливневых дождей летне-осеннего периода. По водной пробе из скважины 2 подземные воды гидрокарбонатные кальциево-магниево-натриевые пресные с минерализацией до 108 мг/дм³, кислые с рН 5,52.

Подземные воды торфяных отложений обладают средней коррозионной агрессивностью к алюминиевым и свинцовым [2], средне агрессивные к металлическим конструкциям, слабоагрессивные к бетонам [3]. Водоносный комплекс средне четвертичных вулканогенно-пирокластических отложений. Подземные воды напорно-безнапорного режима фильтрации вскрыты всеми скважинами в песках различной зернистости (от средних до деревянистых) и дресвяных грунтах с песчаным заполнителем на глубине от 2,0 до 3,1 м (Скважина 6) как непосредственно в кровле вулканогенно-пирокластических рыхлых отложений (напорные воды), так и на глубине (безнапорные воды). По водным пробам из скважины 1 и 13 подземные воды гидрокарбонатные гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-магниево-натриевые магниево-кальциево-натриевые пресные с минерализацией 11,22-252,2 мг/дм³, кислые с рН 5,99-6,30. Подземные воды вулканогенно-пирокластических отложений обладают средней коррозионной агрессивностью к свинцовым оболочкам [2], от низкой до средней коррозионной агрессивности к алюминиевым оболочкам [2] среднеагрессивные к металлическим конструкциям, слабо агрессивные к бетонам [3].

1. Климатические условия района работ

Полуостров Камчатка находится в области интенсивной циклонической деятельно­сти. Разница температуры воды холодного Охотского моря и более теплого Тихого океана способствуют углублению циклонов на подходе к Камчатскому полуострову, это вызывает продолжительные снегопады, метели и ветры штормовой силы. В работе использовались опубликованные сведения из изданных справочников по климату по Камчатской области. Метеорологические данные обобщены за период с 1936 по 1985 гг. За более поздние периоды данные метеорологических наблюдений по метеостанциям Камчатской области (ныне Камчатского края) не публиковались.

Характеристика климата представлена данными метеонаблюдений на метеостанции Петропавловск-Камчатский.

Климат Юго-восточного побережья характеризуется как морской с умеренно-холодной и снежной зимой и умеренно теплым и влажным летом. На юго-восточном побережье часто отмечаются особо опасные явления погоды.

Зима на юго-восточном побережье довольно мягкая, длится с середины ноября по март включительно. Средняя месячная температура воздуха самых холодных месяцев (январь, февраль) составляет минус 7,5 °С, абсолютный минимум минус 32 °С. Средняя месячная скорость ветра в этот период 7 м/с, максимальная скорость ветра 40 м/с (при порывах - 50 м/с). Характерным для района являются чрезмерно обильные осадки в виде дождя и мокрого снега. Месячные суммы осадков достигают 150-200 мм, при сильных снегопадах за сутки выпадает более 50 мм. За год их выпадает 1617 мм. В зимний период осадков выпадает гораздо больше - 867 мм. Обильные осадки зимой обуславливают высокий снежный покров от 1,5 до 2,0 м на защищенных участках. В районе часты сильные продолжительные метели. Повторяемость их составляет от 40 до 60 дней за зиму. Глубина промерзания почвы невелика из-за высокого снежного покрова и составляет 87 см (наибольшая). В холодный период преобладают ветры северного и северо-западного направлений. Весна длится около трех месяцев (апрель-июнь). В следствии охлаждающего влияния Тихого океана весна прохладная, затяжная. Переход температуры через 0 °С осуществляется в конце апреля, а через 5 °С - спустя месяц. Лето сравнительно продолжительное и теплое. Средняя температура воздуха самого теплого месяца (июля) плюс 13,2 °С, абсолютный максимум в этом месяце достигает плюс 29 °С. Преобладают ветры юго-восточного направления. В районе нередки низкая облачность и туманы, наблюдаются приземные инверсии температуры воздуха. Наибольшее количество инверсий наблюдалось в 1988-1989 годах. Толщина инверсионного слоя составляла при этом 270-350 м. Осень - наиболее благоприятный период, длится со второй половины сентября по первую половину ноября. Продолжительность безморозного периода 112 дней.

По влагообеспеченности Камчатка относится к зоне достаточного увлажнения. О влажности воздуха в различных частях территории можно судить по величине упругости водяного пара (абсолютной влажности), относительной влажности воздуха, а также и по недостатку насыщения воздуха водяным паром (дефицит влажности воздуха).

Относительная влажность воздуха, характеризующая степень насыщения воздуха водяным паром, достаточно высока в течении всего года. В суточном ходе наиболее высокая влажность воздуха в 13 часов. В районах с морским климатом наблюдается летом: на западном побережье - в июле, августе, на восточном побережье - в июне, июле.