СП 42-101-2003. 
ПРИЛОЖЕНИЕМ

СП 42-101-2003. ПРИЛОЖЕНИЕМ
Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб.

      Стройка - Главная Написать нам
 
 
ПК Инфоплюс-смета Сварка - документы Бизнес-планы Исследования Тендеры  
 
 

 

 

 

 

Случайно выбранные документы:
СО 34.21.530-99 - Методические указания по обследованию строительных конструкций производственных зданий и сооружений тепловых электростанций

 

 

 

Сварка ->  Газовое оборудование ->  СП 42-101-2003 -> 

 

 

 


ПРИЛОЖЕНИЕ М

(рекомендуемое)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГАЗОПРОВОДА ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБ МЕТОДОМ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Прокладка бестраншейным способом на установке «Навигатор» D 24 ´ 40 фирмы «Вермеер» (RABBINS HDD-30 TMSC, STRAIG-HTLINE DL-2462, TRACTO-TECHNIK Grudopit 10S) газопровода из полиэтиленовых труб ПЭ 80 ГАЗ SDR 11-110 ´ 10 ГОСТ Р 50838 через реку с меженным горизонтом 25 м (рисунок Л.4).

Технология строительства: прокладка пилотной скважины диаметром dн = 100 мм, затем протаскивание газопровода с одновременным расширением бурового канала до диаметра d = 140 мм. Трасса выполнена по плавной дуге с переходом от максимального угла 17°30¢ к нулевому углу на максимальной глубине и вновь с выходом в выходной приямок. Точка выхода газопровода в выходном приямке на 1 м ниже точки забуривания.

Исходные данные

Грунт: песок средней крупности, влажный с естественной пористостью n0 = 0,35.

Коэффициенты трения:

сталь по влажному песку - fp = 0,5;

сталь по влажному песку, смоченному буровым раствором, - fрш(fш) = 0,4;

полиэтилен по песку - fгп = 0,3;

полиэтилен по буровому раствору - f = 0,2.

Глубина заложения газопровода от горизонта забуривания D1 = 6 м.

Угол забуривания a1 = 17°30¢ (характеристика установки D 24 ´ 40 «Навигатор» и аналогичных установок других фирм).

Перепад по высоте точки выхода газопровода из земли относительно точки забуривания
h2 = 1 м.

Диаметр полиэтиленовой трубы dн = 0,11 м.

Толщина стенки полиэтиленовой трубы d = 0,01 м.

Давление бурового раствора на выходе из сопел расширителя р = 106 Н/м2.

Расход бурового раствора Qж = 0,0012 м3/с.

Диаметр буровой головки dг = 0,1 м.

Диаметр расширителя dрш = 0,14 м.

Диаметр штанги dш = 0,052 м.

Диаметр замка штанги dз* = 0,066 мм.

Длина замка на штанге L3* = 0,4 м.

Расстояние между замками на штанге аш = 3 м.

Толщина стенки штанги dш = 0,0065 м.

Удельный вес:

полиэтилена gп = 0,93×104 Н/м3;

грунта gг = 1,7×104 Н/м3;

бурового раствора gж = 1,2×104 Н/м3;

воды gв = 1,0×104 Н/м3.

Погонный вес полиэтиленовой трубы диаметром 110 мм qгп = 31,6 Н/м.

Модуль ползучести полиэтилена Е = 140×106 Н/м2.

Модуль упругости стальных штанг Еш = 2,1×1011 Н/м2.

Угол внутреннего трения грунта r = 0,66 рад.

Коэффициент бокового давления m = 0,37.

Исходные данные указаны в единицах размерности, применяющихся при расчетах.

Исходные данные в примере расчета приняты на основании инженерных изысканий, проекта, СНиП 2.02.01, ГОСТ Р 50838, характеристик установки D 24 ´ 40 «Навигатор» фирмы «Вермеер».

1. Расчет трассы газопровода

Расчет угла a1расч:

Расчет длины трассы газопровода l1 от точки М до точки А:

l1 = D1 : sina1расч = 6 м : 0,15 = 40 м.

Расчет радиуса кривизны пилотной скважины.

Для выбранной трассы R1 = R2 = R и рассчитывается по формуле

cos 17°30¢ = 0,9537.

Расчет длины трассы l2 от точки А до точки Н:

a2 = 16°; a1расч = 16° : 2 = 8°;

l2 = D2: sina2 = 5 : 0,139 = 36 м.

Расчет общей длины трассы l от точки М до точки H:

40 + 36 = 76 м.

Расчет числа штанг для проходки длины трассы l1:

n1 = l1 : lш = 40 : 3 = .

Расчет изменения угла Da1 на каждой штанге:

Da1 = a1 : n1 = 17°30¢ : 13,3 = 1°19¢.

Расчет заглубления газопровода на каждой штанге:

и т.д.

Полный расчет заглубления газопровода на каждой штанге приведен в таблице М.1.

Таблица М.1.

№ п.п.

Длина бурового канала, м

Текущий угол ai

Синус текущего угла sinai

Заглубление Di газопровода от точки забуривания, см

0

0

-17°30¢

0,3

0

1

3

-16°11¢

0,28

90

2

6

-14°53¢

0,26

170

3

9

-13°34¢

0,23

240

4

12

-12°15¢

0,21

300

5

15

-10°56¢

0,19

360

6

18

-9°38¢

0,16

410

7

21

-8°19¢

0,14

460

8

24

-7,0°

0,12

500

9

27

-5°41¢

0,1

540

10

30

-4°23¢

0,08

560

11

33

-3°4¢

0,05

580

12

36

-1°45¢

0,03

600

13

39

-0°26¢

0,01

600

14

42

+0°52¢

0,01

600

15

45

+2°11¢

0,04

590

16

48

+3°30¢

0,06

580

17

51

+4°49¢

0,08

560

18

54

+6°07¢

0,1

530

19

57

+7°26¢

0,13

500

20

60

+8°44¢

0,15

450

21

63

+10°03¢

0,17

400

22

66

+11°22¢

0,19

340

23

69

+12°41¢

0,22

280

24

72

+14°

0,24

220

25

75

+15°19¢

0,26

140

26

76

+15°45¢

0,27

100

Расчет объема удаленного грунта:

Расчет объема бурового раствора.

При бурении в песчаных грунтах требуется увеличенный объем бурового раствора - 1,2×6 = 7,2 м3.

Расчет минимального времени бурения:

Расчет максимальной скорости бурения:

nmax = l/tmin = 76/100 = 0,76 м/мин.

Примем скорость бурения равной 0,60 м/мин.

Расчет величины подачи на оборот:

h = u/w = 0,6/60 = 0,01 м.

2. Расчет общего усилия протаскивания при строительстве подводного перехода газопровода из полиэтиленовых труб диаметром 110 мм длиной 76 м по буровому каналу диаметром 140 мм

Так как газопровод выполнен из длинномерных полиэтиленовых труб, то он не имеет выступов за пределы наружного диаметра и усилие Р4 (увеличение силы трения от наличия на трубе газопровода выступов за пределы наружного диаметра) и усилие Р6 (сопротивление перемещению газопровода в зоне входа за счет смятия стенки бурового канала) равны нулю.

Проектируемая трасса не имеет прямолинейного участка и усилие Р7 (увеличенное сопротивление перемещению при переходе от прямолинейного движения к криволинейному) также равно нулю.

Общее усилие протаскивания Р рассчитывается по формулам:

а) для благоприятных условий:

Р(а) = Рp + Ргп(а) + Рп(а)*;

б) для неблагоприятных условий:

Р(б) = Рp + Ргп(б) + Рп(б)*;

Разбиваем трассу на равные интервалы для расчета текущих усилий:

li = 0; 9,5; 19; 28,5; 38; 47,5; 57; 66,5; 76.

Расчет усилия Рр - лобового сопротивления движению расширителя:

Расчет усилия протаскивания газопровода Ргп:

а) усилие протаскивания газопровода для благоприятных условий рассчитывается по формуле

б) усилие протаскивания газопровода для неблагоприятных условий рассчитывается по формуле

Расчет усилия Р2:

Расчет усилия Р3:

а) для благоприятных условий:

qг(а) = 0,5k(а)pgг(а)*(1 + m)dн2;

qг(а) = 0,5k(а)pgг(а)*(1 + m)dн2 = 0,5×1,315×3,14×1,38×104(1 + 0,37)0,112 =

= 2,85× 104×1,37×0,0121 = 0,047×104 Н/м;

б) для неблагоприятных условий:

qг(б) = 0,5k(б)pgг(б)*(1 + m)dн2;

qг(б) = 0,5k(б)pgг(б)*(1 + m)dн2 = 0,5×5,39×3,14×1,6×104(1 + 0,37)0,112 =

= 13,54× 104×1,37×0,0121 = 0,224×104 Н/м;

Расчет усилия P5:

Примечание - Усилием P5 можно пренебречь из-за его незначительной величины.

Расчет усилия P8:

P8 = 0,3×31,6×li = 9,5×li.

Расчет усилия перемещения буровых штанг Рп*.

Усилие перемещения буровых штанг Рп рассчитывается по формулам:

а) для благоприятных условий:

б) для неблагоприятных условий:

Расчет усилия Р2*

Расчет усилия P3*:

а) при благоприятных условиях:

qг(а) = 0,5k(а)pgг(а)*(1 + m)dш2 =

= 0,5×1,315×3,14×1,38×104×(1 + 0,37)×0,0522 =

= 0,011×104 Н/м;

б) при неблагоприятных условиях:

qг(б) = 0,5k(б)pgг(б)*(1 + m)dн2 =

 = 0,5×5,39×3,14×1,6×104×(1 + 0,37)×0,0522 =

= 0,05×104;

Расчет усилия Р4*:

а) при благоприятных условиях:

б) при неблагоприятных условиях:

Расчет усилия Р5*:

Расчет усилия Р6*:

Расчет усилия Р7*:

Примечание - Усилием Р7* можно пренебречь из-за его незначительной величины в этом случае.

Таким образом, расчет усилия перемещения буровых штанг Рп*:

а) при благоприятных условиях бурения усилие перемещения буровых штанг рассчитывается по формуле

б) при неблагоприятных условиях усилие перемещения буровых штанг рассчитывается по формуле

Расчет общего усилия протаскивания газопровода из полиэтиленовых труб диаметром 110 мм, длиной 76 м, в буровом канале диаметром 140 мм:

а) при благоприятных условиях общее усилие протаскивания рассчитывается по формуле

б) при неблагоприятных условиях бурения (при обвале грунта, сухой скважине и т.д.) общее усилие протаскивания рассчитывается по формуле

На основании сделанных вычислений построены графики усилий:

Рp - лобовое сопротивление движению расширителя;

Р2 - сила трения от веса газопровода внутри бурового канала;

Р3(a) и Р3(б) - увеличение силы трения от силы тяжести грунта зоны естественного свода равновесия;

P8 - силы трения от веса газопровода, находящегося вне бурового канала;

Рп(a)* и Рп(б)* - усилие перемещения буровых штанг;

Ргп(a) и Ргп(б) - усилие протаскивания газопровода;

Р(a) и Р(б) - общее усилие протаскивания

Выполненные расчеты показывают, что выбранная бурильная установка D 24 ´ 40 «Навигатор» фирмы «Вермеер» по техническим характеристикам обеспечивает производство работ по бестраншейной прокладке данного газопровода (максимальное расчетное общее усилие протаскивания Р(б) = 47935,8 Н значительно меньше максимального усилия, развиваемого установкой D 24 ´ 40, которое равно 107960 Н (RABBINS HDD-30 TMSC - 149000 Н, STRAIGHTLINE DL-2462 - 108860 Н, TRACTO-TECHNIK Grudopit 10S - 400000 Н и аналогичные установки других фирм).

При благоприятных условиях усилие протаскивания газопровода Ргп(a) согласно расчету равно 6259,5 Н, что значительно меньше допустимого.

При неблагоприятных условиях (полный обвал грунта по длине бурового канала и фильтрация бурового раствора в грунт) усилие протаскивания газопровода Ргп(б) равно 34787 Н, что составляет » 85 % sт полиэтилена ПЭ80.

Для успешной прокладки газопровода через реку в принятых условиях необходимо предусмотреть технологические приемы, обеспечивающие стабильность и прочность стенок бурового канала, предупреждающие обвал грунта и фильтрацию бурового раствора в грунт, к которым относятся:

а) применение качественного бурового раствора;

б) правильный выбор буровой головки, ножа и расширителя;

в) технология производства работ.


 

 

 

 

 

 

 

    Рейтинг@Mail.ru   Каталог популярных сайтов           
Разместить сайт в каталоге
Разместить статью в каталоге