Исследование технологий промораживания грунтов при выборочном капитальном ремонте нефтегазопровода

В данной работе объектом исследования являются технологии промораживания грунтов, которые можно было бы применять для сооружения ремонтного котлована при проведении работ на нефтегазопроводах. В свою очередь, предметом исследования является особенности технологий низкотемпературного промораживания грунтов при сооружении ремонтного котлована.

Введение…………………………………………………………………………………………. 15
1. Обзор литературы ……………………………………………………………………….. 17
1.2 Укрепление стенок ремонтного котлована в грунтах со слабой
несущей способностью …………………………………………………………………………….. 20
1.3 Сооружение ремонтного котлована с применением герметичных
камер ……………………………………………………………………………………………………….. 23
1.4 Монтаж камеры …………………………………………………………………………. 27
1.5 Шпунтовое ограждение ……………………………………………………………… 31
1.6 Шпунт металлический ……………………………………………………………….. 35
2. Методы повышения устойчивости грунтов ………………………………….. 37
2.1 Химический метод. Укрепление грунтов способом цементации …. 38
2.2 Химический метод. Укрепление грунтов способом битумизации .. 41
2.3 Электрохимический метод крепления грунтов …………………………… 44
2.4 Искусственное замораживание грунтов ……………………………………… 50
2.5 Замораживание грунта по рассольной схеме ………………………………. 51
2.6 Замораживание грунта по безрассольной схеме………………………….. 53
2.7 Замораживание грунта с применением жидкого азота ………………… 54
2.8 Искусственное замораживание грунтов с применением жидкого
азота при сооружении ремонтного котлована. Достоинства ………………………. 57
2.9 Замораживающие станции и установки для производства и доставки
жидкого азота…………………………………………………………………………………………… 58
2.10 Транспортные цистерны…………………………………………………………… 58
2.11 Азотные установки для производства жидкого азота из
атмосферного воздуха………………………………………………………………………………. 60
2.11 Станции для производства кислорода и азота МКДС – 100К …….. 62
2.12 Выбор технического оборудования для получения и доставки
жидкого азота…………………………………………………………………………………………… 66
3. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………. 68
3.1 Мобильная станция АКДС – 70М для производства жидкого азота
………………………………………………………………………………………………………………… 69
3.1.1 Расчет производительности при замораживании грунта
ремонтного котлована ………………………………………………………………………………. 73
3.1.2 Расчет затрат при замораживании грунта ремонтного котлована 75
3.2 Экономическая эффективность замораживания грунта с
использованием жидкого азота …………………………………………………………………. 78
3.3 SWOT-Анализ……………………………………………………………………………. 79
4. Социальная ответственность ……………………………………………………….. 81
4.1 Производственная безопасность ………………………………………………… 82
4.1.1 Анализ вредных факторов……………………………………………………….. 83
4.1.2 Анализ опасных факторов……………………………………………………….. 85
4.2 Экологическая безопасность………………………………………………………. 93
4.2.1 Анализ влияния возможного попадания загрязняющих веществ в
окружающую среду при ремонте нефтегазопроводов ……………………………….. 93
4.2.2 Защита гидросферы ………………………………………………………………… 93
4.2.3 Защита литосферы ………………………………………………………………….. 94
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………… 95
4.3.1 Анализ вероятных ЧС при проведении ремонтных работ в
болотистых условиях ……………………………………………………………………………….. 95
4.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 98
Заключение …………………………………………………………………………………… 101
Список литературы ……………………………………………………………………….. 103
Приложение А ………………………………………………………………………………. 107
(справочное)………………………………………………………………………………….. 107

В данной работе я рассмотрел существующие методы ремонта
магистральных нефтепроводов в условиях грунтов со слабой несущей
способностью, а так же рассмотрел возможность использования метода
замораживания грунта для обеспечения устойчивости грунта и защиты от
проникновения воды при строительстве ремонтного котлована и проведении
ремонтных работ.
В результате анализа средств доставки и производства жидкого азота,
оценки их достоинств и недостатков, был выбран наиболее применимый к
условию болот – станции для производства кислорода и азота МКДС – 100К.
Количество станций зависит от длины котлована и срочности ремонтных
работ. При малых объемах работ жидкий азот можно доставлять в
специальных цистернах.
Были рассчитаны параметры замораживания грунтов жидким азотом,
для сооружения котлована на магистральном нефтепроводе наружным
диаметром 1020 мм, с углом откоса 63 градуса, при различной длине
ремонтного котлована. Рассчитаны:
 необходимое количество замораживающих колонок
 объем замороженного грунта по периметру котлована
 масса жидкого азота, необходимая для заморозки грунта
 время замораживания грунта
 количество станций, для замораживания грунта
Эти параметры были рассчитаны для катушек и для участков
трубопроводов разной длины с целью оценки целесообразности применения
способа замораживания, для сооружения котлованов различной длины.
Данный способ наиболее актуален для ремонта катушек, т.к. при
использовании его для ремонта участка трубопровода возрастают
энергозатраты и экономический фактор.
Стоит заметить, что в данной работе была рассмотрена возможность
использования метода замораживания грунта. Конкретные данные по
скорости замораживания, требуемому объему жидкого азота можно получить
лишь только на практике, при конкретных испытаниях по замораживанию
грунта в условиях болот.
Способ замораживания еще не применялся в ремонтных работах на
нефтегазопроводах.
Метод замораживания грунта является новым способом и пока не
использовался при проведении ремонтно-восстановительных работ. При
правильном использовании и в сочетании с отводом воды, он может являться
эффективной альтернативой использованию шпунтов и РГК. Также данный
метод можно использовать для строительства временных амбаров на
болотах, что тоже достаточно затруднено.