Проектирование трасс линейных объектов нефтедобычи на примере Дуклинского месторождения Томской области

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»

(ФГБОУ ВПО «СГГА»)

Кафедра Кадастра

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

120 303 — Городской кадастр

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАСС ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕДОБЫЧИ НА ПРИМЕРЕ ДУКЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Выпускник _____________ Е. И. Чанцева Руководитель ___________А.В. Дубровский Консультанты___________ П. В. Мучин Нормоконтролёр ________ И. Н. Сухова Новосибирск 2012

РЕФЕРАТ Чанцева Елена Игоревна. «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАСС ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕДОБЫЧИ НА ПРИМЕРЕ ДУКЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ».

Место дипломирования: Сибирская Государственная Геодезическая Академия.

Руководитель: к.т.н., доцент кафедры кадастра Дубровский А.В.

2012 г., специальность 120 303 — Городской кадастр, квалификация — инженер.

ГИС, ЛИНЕЙНЫЕ ОБЪЕКТЫ НЕФТЕДОБЫЧИ, КОРИДОРЫ КОММУНИКАЦИЙ, ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ МЕСТНОСТИ.

Целью работы является исследование процесса трассирования линейных объектов нефтедобычи как неотъемлемой части комплекса работ по проектированию сооружений нефтегазодобывающей промышленности, его теоретических основ, методики, технологии, практики, экономики, и безопасности проведения работ.

СОДЕРЖАНИЕ

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАСС ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕДОБЫЧИ

1.1 Актуальность

1.2 Примеры использования различных программных и аппаратных решений (обзор)

2 МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРАСС ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕДОБЫЧИ

2.1 Нормативно-правовое обеспечение проектирования трасс линейных объектов нефтедобычи

2.2 Методика, применяемая при производстве инженерно-геодезических изысканий на ООО «НПП „Сибгеокарта“»

2.2.1 Планово-высотное обоснование

2.2.2 Топографические съемки в масштабах 1:10 000, 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500, 1:200

2.2.3 Линейные изыскания

2.2.4 Изыскания трасс

2.2.5 Камеральные работы при изыскании линейных сооружений с использованием программного комплекса «Credo»

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ТРАСС КОРИДОРА КОММУНИКАЦИЙ НА КУСТОВУЮ ПЛОЩАДКУ № 4 ДУКЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1Технологическая схема проектирования трасс коридора коммуникаций

3.2 Оформление планов трасс

4 ВОПРОС ЭКОНОМИКИ: РАСЧЕТ СМЕТНОЙ СТОИМОСТИ КОМПЛЕКСА ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЙ НА КУСТОВУЮ ПЛОЩАДКУ № 4 И КОРИДОР КОММУНИКАЦИЙ ДУКЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

5 ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Защита труда женщин и лиц до 18 лет

5.2 Ответственность за нарушение законодательства по охране труда

5.3 Организация труда при использовании ПЭВМ ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Российская Федерация является крупным поставщиком углеводородного сырья, при этом важной задачей является не только рациональное использование существующих запасов природных ресурсов, но и разработка и освоение новых.

Комплекс инженерных изысканий позволяет получить самую полную информацию о состоянии окружающей среды, для подготовки данных при принятии правильных архитектурно-планировочных решений с нанесением наименьшего вреда окружающей среде. К числу таких решений, в частности относится максимально возможное переустройство существующих зданий и сооружений. В связи с этим тема дипломной работы является актуальной.

Целью дипломной работы является исследование процесса трассирования линейных объектов нефтедобычи как неотъемлемой части комплекса работ по проектированию сооружений нефтегазодобывающей промышленности, его теоретических основ, методики, технологии, практики, экономики, и безопасности проведения работ.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать нормативно-правовую базу выполнения комплекса проектных работ линейных объектов нефтедобычи.

2. Разработать технологическую схему выполнения работ по проведению инженерных изысканий и проектирования линейных объектов нефтедобычи.

3. Рассмотреть документы, полученные в результате проведения работ по проектированию линейных объектов в составе комплекса инженерных изысканий.

Работа обладает большой практической значимостью, так как в процессе дипломного проектирования были использованы результаты конкретных производственных работ на территории Дуклинского месторождения Томской области.

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАСС ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕДОБЫЧИ

1.1 Актуальность Проектирование трасс линейных объектов входит в состав комплекса инженерных изысканий.

Рассмотрим, что же такое инженерные изыскания в целом?

Под инженерными изысканиями для строительства следует понимать комплексный производственный процесс, в результате которого строительное проектирование обеспечивается исходными данными о природных условиях района или отдельного участка предполагаемого строительства. Инженерные изыскания для подготовки проектной документации для строительства и реконструкции объектов нефтегазодобывающего комплекса включают в себя целый комплекс работ по геодезии, геологии, гидрометеорологии, экологии, геофизике, позволяющий получить самую полную информацию о состоянии окружающей среды, для подготовки данных при принятии правильных архитектурно-планировочных решений.

После выполнения изысканий проектировщик получает:

— топографический план, дающий представление о рельефе территории и существующих коммуникациях;

— отчет, включающий геологическое строение района, геоморфологические и гидрогеологические условия площади, состав, состояние и свойства грунтов, прогноз возможных инженерно-геологических и гидрогеологических процессов;

— отчет с экологической оценкой природной среды (почв, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, геофизических полей) на участке расположения проектируемого объекта, что в процессе строительства и эксплуатации объекта дает возможность существенно снизить или вообще исключить воздействие на окружающую среду.

Инженерные изыскания — основные виды:

— инженерно-геодезические изыскания,

— инженерно-геологические изыскания,

— инженерно-гидрометеорологические изыскания,

— инженерно-экологические изыскания.

Проведение инженерно-геодезических изысканий необходимо для составления топографического плана участка будущей застройки. Выполнение дальнейших проектов строительства основывается на результатах этих изысканий. В результате инженерно-геодезических изысканий получается достоверная информация о состоянии и рельефе местности, что необходимо для правильной прокладки линейных сооружений (наземных, подземных) и размещения площадных объектов. Объектами изучения инженерно-геодезических изысканий являются рельеф и ситуация в пределах участка строительства, на выбираемой строительной площадке или трассе.

В процессе проведения инженерно-геологических изысканий изучению подлежат грунты как основание или среда зданий и сооружений, заключенные в них подземные воды, физико-геологические процессы и формы их проявления, а в отдельных случаях грунты как строительный материал. Инженерно-геологические изыскания включают в себя изучение грунтов, как среды и основания сооружений, особенности гидрогеологического режима территории строительства, связанного с деятельностью подземных вод, физико-геологических процессов и явлений, яркими представителями которых являются сели, оползни и обвалы, а также карстово-суффозионные процессы и подтопление территории.

При проведении этих изысканий для строительства объектов нефтегазодобывающей промышленности получают данные о физических и механических характеристик грунтов (структура, консистенция, влажность, пластичность, грансостав, характеристик прочности и деформируемости грунта; определение коррозионной активности грунтов по отношению к стали). От того, насколько качественно будут выполнены инженерно-геологические изыскания, зависит точность характеристики геологии на объекте, что в свою очередь необходимо для правильного заложения свай, труб и т. д.

Гидрометеорологические изыскания изучают климат территории и особенности существующих открытых водотоков. Их выполнение необходимо для получения достоверных данных о климатических и гидрографических характеристиках района изысканий (изучение поверхностных вод земли (реки, озера, водохранилища), то есть скорости течения, расходы, русловые процессы, глубины промерзания). Правильный учет режима температуры, осадков, снежного покрова при проектировании и строительстве также повысит надежность зданий и сооружений, их эксплуатационные характеристики и обеспечит правильное внедрение новых технологий в строительной отрасли. А данные о ветровом режиме можно использовать при выборе и установке альтернативных источников электроэнергии.

При выполнении инженерно-гидрометеорологических изысканий для строительства объектов нефтегазового комплекса, выполняются расчеты по размыву дна, деформации русла, зоны взмучивания, устанавливаются расчетные уровни границ высоких вод. Все эти параметры учитываются при наземной и подземной прокладке трубопроводов через водные преграды, что обеспечивает их более длительную эксплуатацию.

Инженерно-экологические изыскания отнесены к основным видам изысканий и выполняются для экологического обоснования строительства с целью предотвращения, снижения или ликвидации неблагоприятных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий и сохранения оптимальных условий жизни населения. Сейчас, в связи со сложной экологической обстановкой, вопрос экологии стал одним из основных. Что же включает в себя экология?

— радиометрическая съемка площади строительства,

— санитарно-химическое обследование,

— биологическое исследование,

— санитарно-эпидемиологическая экспертиза.

Целью инженерно-экологических изысканий является оценка радиологической, санитарно-химической, санитарно-эпидемиологической и биологической безопасности. Следует заметить, что очень часто, особенно вблизи городов и посёлков, т. е. наиболее перспективных для строительства территориях, обнаруживаются различные инфекционные, химические, радиационные и другие виды загрязнения грунтов, несовместимые с жизнью людей. Своевременное обнаружение этих загрязнений позволяет принять необходимые меры по их устранению на стадии строительства и, таким образом, обеспечить безопасную жизнь и работу людей на этих территориях.

Вышеперечисленные инженерные изыскания относятся к основным потому, что их проведение необходимо для выбора проектных решений и обоснования разработки проектов практически всех зданий и сооружений независимо от назначения, вида и конструкции.

Ни один проект в настоящее время не может быть грамотно разработан и осуществлен без материалов инженерных изысканий. Инженерные изыскания следует рассматривать как составную и неотъемлемую часть строительного производства.

Итак, инженерные изыскания являются весьма важной составляющей строительной отрасли, поскольку от их результатов во многом зависит стоимость строительства, а также надёжность и долговечность построенных сооружений. Это утверждение особенно актуально для настоящего времени, когда в силу целого ряда причин возникает необходимость строительства инженерных сооружений среди сложившейся городской застройки, на территориях, которые ранее не были использованы в виду их ограниченной пригодности для строительства. При этом, следует иметь в виду тенденцию проектирования всё более сложных инженерных конструкций, которые требуют более надёжной оценки состояния и свойств основания этих сооружений, в том числе изменение их во времени.

Одной из сложнейших задач строительства новых сооружений в пределах городской застройки является сохранение целостности построенных ранее сооружений и, в особенности, исторических зданий: в соответствии с действующими нормативными документами деформация (осадка, сдвиг) этих зданий, в процессе строительства и эксплуатации нового сооружения не должна превышать первых миллиметров. Такие деформации возможны при раскрытии котлована, строящегося здания, изменении уровня подземных вод, связанного с откачкой воды из этого котлована в процессе строительства, или подпора подземного потока в результате его перекрытия противофильтрационными сооружениями в котловане и т. п. Прогноз всех этих явлений и, как следствие, возможных деформаций существующего здания и обоснования проектных решений, обеспечивающих безаварийное сосуществование старого и нового сооружений, также задача инженерных изысканий.

По результатам выполненных инженерно-геологических изысканий при необходимости строится математическая модель пространственного напряженно-деформированного состояния грунтов основания c учетом этапов возведения проектируемых сооружений. По данным моделирования уточняется зона влияния проектируемого котлована и возводимых в нем сооружений, определяются величины возможных при этом деформаций в различных точках проектируемого котлована, осадки и прогибы фундаментов, влияние строительства на расположенные рядом здания.

Ещё одной особенностью современного строительства можно считать максимально возможное переустройство, как правило, расширение, надстройка существующих зданий и сооружений. Проектному решению такого переустройства должна предшествовать оценка работоспособности существующей конструкции и несущей способности фундамента существующего сооружения, которая обусловлена состоянием и свойствами грунтов, на которых оно построено. Очевидно, что для решения такой задачи привлекаются методы инженерных изысканий.

1.2 Примеры использования различных программных и аппаратных решений (обзор) Для обработки результатов инженерных изысканий в настоящее время используются множество программных средств.

Для геодезии:

а) программа Topcon Tools. Она предназначена для обработки GPSи ГЛОНАСС — измерений, а также совместного уравнивания обработанных данных с тахеометрическими и GPS-RTK измерениями. Программа работает в операционной системе Windows и позволяет обрабатывать данные всех приёмников Topcon, а также файлы в формате RINEX. Имеет удобный пользовательский интерфейс, который позволяет освоить её в короткие сроки. Рабочее поле программы включает пять окон представления данных: картографическое, картографическое ГИС, табличное (в том числе списка кодов) и графическое окно станций. Программа Topcon Tools разрабатывалась таким образом, чтобы упростить основные операции по обработке и уравниванию полевых наблюдений, что особенно важно для только начинающих геодезистов. Помимо этого пользователю предложен большой выбор систем координат, возможность создавать свои и вычислять параметры местной системы координат по измерениям на пунктах с известными координатами (2D и 3D калибровки), с последующим их сохранением. Имеется большой выбор форматов для импорта и экспорта данных. Предусмотрен импорт и экспорт из/в геодезические инструменты. Импорт файлов возможен по принципу drag&drop, т. е. файл достаточно перетащить в окно программы из проводника. Одной из отличительных особенностей программы является функция просмотра результатов наблюдений в Google Earth. Пользователю достаточно создать проект, загрузить файлы наблюдений в него и нажав одну лишь кнопку, программа автоматически покажет место съемки в Google. В Topcon Tools можно создавать свои и редактировать существующие шаблоны отчетной документации, с указанием необходимого перечня данных входящих в них. Программа построена по модульному принципу, каждый модуль может быть заказан отдельно. Таким образом, пользователю предоставляется мощный и надежный рабочий инструмент, который может быть сконфигурирован им в соответствии с текущими задачами;

б) Credo_dat. Для данной программы исходными являются следующие данные: файлы электронных регистраторов (тахеометров) и GPS/GNSS систем, рукописные журналы измерения углов, линий и превышений, координат и высот исходных точек, рабочие схемы сетей и расчетов, растровые файлы картографических материалов.

Основные функции программы:

— импорт данных, полученных с электронных регистраторов и тахеометров в форматах — Sokkia, Nikon, Geodimeter, Leica, Topcon, Zeiss, УОМЗ;

— импорт данных непосредственно с прибора 3ТА5;

— импорт координат (X, Y, Z), данных измерений из текстовых файлов в произвольных форматах, настраиваемых пользователем;

— настройка и использование нескольких классификаторов, обработка кодовых строк расширенной системы кодирования для полевой регистрации геометрической и атрибутивной информации о топографических объектах;

— табличное редактирование данных, работа с буфером обмена для станций, ходов и отдельных измерений, «заморозка"/"разморозка» измерений, работа с блоками данных, использование интерактивных графических операций;

— предварительная обработка измерений, учет различных поправок — атмосферных, за влияние кривизны Земли и рефракции, переход на поверхность относимости, на плоскость в выбираемых и настраиваемых пользователем проекциях;

— выявление, локализация и нейтрализация грубых ошибок в линейных угловых измерениях и нивелировании автоматически (Lp — метрика) и в диалоговом режиме (трассирование);

— совместное строгое уравнивание по методу наименьших квадратов линейно-угловых сетей геодезической опоры разных форм, классов и методов (комбинации методов) создания с развернутой оценкой точности, включающей эллипсы ошибок;

— уравнивание систем и ходов геометрического, тригонометрического нивелирования;

— обработка тахеометрической съемки с формированием топографических объектов и их атрибутов по данным полевого кодирования;

— проектирование опорных геодезических сетей, выбор оптимальной схемы сети, необходимых и достаточных измерений, подбор точности измерений;

— настройка выходных документов под стандарты предприятия пользователя с использованием Генератора отчетов;

— оформление в Компоновщике чертежей и печать графических документов и планшетов;

— расчет и печать ведомостей обратных геодезических задач в различных видах;

— экспорт данных в системы MapInfo, ArcView, в открытый обменный формат, в настраиваемые пользователем форматы, в формат DXF.

в) Программный комплекс Credo — cпециализированное программное обеспечение для автоматизации процессов инженерных изысканий и проектирования. Включает в себя более 40 программных продуктов (систем и программ), предназначенных для проектирования объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства, разведки, добычи и транспортировки нефти и газа, обработки материалов инженерно-геодезических и инженерно-геологических изысканий.

Программный комплекс CREDO представляет собой модульную систему (комплексные технологии) взаимодополняющих программных продуктов, которые собраны в автоматизированные технологические линии: инженерная геодезия, инженерная геология, проектирование генеральных планов объектов промышленного и гражданского строительства, а также проектирование объектов транспорта, в том числе автомобильных дорог всех категорий (ремонт и новое строительство).

В настоящий момент комплекс CREDO состоит из нескольких крупных систем и ряда дополнительных задач, объединенных в единую технологическую линию обработки информации в процессе создания различных объектов от производства изысканий и проектирования до эксплуатации объекта.

Каждая из систем комплекса позволяет не только автоматизировать обработку информации в различных областях (инженерно-геодезические, инженерно-геологические изыскания, проектирование и другие), но и дополнить своими данными единое информационное пространство, описывающее исходное состояние территории (модели рельефа, ситуации, геологического строения) и проектные решения создаваемого объекта.

Основные функции комплекса CREDO:

— камеральная обработка инженерно-геодезических изысканий;

— обработка геодезических данных при проведении геофизических разведочных работ;

— подготовка данных для создания цифровой модели местности (ЦММ) инженерного назначения.

— создание и корректировка ЦММ инженерного назначения на основе данных изысканий и существующих картографических материалов;

— формирование чертежей топографических планов и планшетов на основе созданной ЦММ, экспорт данных по цифровой модели местности в системы автоматизированного проектирования и геоинформационные системы;

— обработка лабораторных данных инженерно-геологических изысканий;

— создание и корректировка цифровой модели геологического строения площадки или полосы изысканий;

— формирование чертежей инженерно-геологических разрезов и колонок на основе цифровой модели геологического строения местности, экспорт геологического строения разрезов в системы автоматизированного проектирования;

— проектирование генеральных планов объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства;

— проектирование профилей внешних инженерных коммуникаций;

— проектирование нового строительства и реконструкции автомобильных дорог;

— геодезическое обеспечение строительных работ.

Для геологии:

а) Credo — геологические изыскания. На основе созданной в процессе инженерно-геодезических изысканий цифровой модели местности, программа позволяет создавать и корректировать объемную модель геологического строения объекта изысканий или проектирования; обрабатывать результаты лабораторных определений свойств грунтов, производить различные расчеты; выпускать чертежи инженерно-геологических колонок.

б) EngGeo. В состав программы входит база данных и набор модулей для обработки информации, вводимой пользователем. Основными возможностями комплекса являются:

— хранение данных по бурению скважин, по лабораторным пробам грунтов и вод, по полевым испытаниям;

— расчет физико-механических и химических характеристик грунтов и вод и их статистическая обработка;

— создание текстовых отчетов по испытаниям и проходке выработок. Отличительной особенностью «EngGeo» является то, что база данных накапливается в процессе работы, и в дальнейшем пользователь может повторно использовать данные по интересующим его выработкам совместно с новыми данными изысканий. Например, если есть ранее введенные материалы по объекту, площадка которого примыкает или даже пересекается с текущим объектом, есть возможность совместной обработки архивных и новых выработ Для экологии:

УПРЗ «Эколог». Программа предназначена для расчета величин приземных концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе. В основу расчетов положена «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86)» Госкомгидромета. Результаты расчетов загрязнения атмосферы необходимы при установлении нормативов ПДВ (предельно-допустимого выброса) вещества для действующих, реконструируемых и проектируемых предприятий. Поэтому такие расчеты входят в состав томов ПДВ (для действующих предприятий) и разделов проектов по охране окружающей среды (для проектируемых предприятий).

Выбор вышеперечисленных программных продуктов большинством организаций обусловлен тем, что они на сегодняшний день обеспечивают быстроту и точность обработки материалов, у них простой интерфейс и есть службы поддержки.

2. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРАСС ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ НЕФТЕДОБЫЧИ

2.1 Нормативно-правовое обеспечение проектирования трасс линейных объектов нефтедобычи На начальном (подготовительном) этапе выполнения комплекса инженерных изысканий используются следующие документы: водный кодекс, земельный кодекс, градостроительный кодекс, лесной кодекс. Это нужно для установки оптимального расположения объектов будущего строительства на территории. В частности, в соответствии с требованиями вышеперечисленных кодексов выбирается примерный маршрут прокладки линейных объектов строительства, что помогает наиболее точно рассчитать стоимость инженерных изысканий и уменьшить риск непредвиденных расходов в их процессе (например, в случае попадания объекта в водоохранную зону, его приходится переносить, что, соответственно, увеличивает стоимость и время выполнения работ). Это нужно учитывать на начальных этапах работ при выдаче задания на съемку полевой партии.

Более четко требования к каждому последующему этапу проведения работ (оформление цифровой модели местности, прохождение трасс, оформление топографических планов, геологических профилейи нормы, по которым выпускается отчетная документация) регламентированы следующими документами (ВСН — ведомственные строительные нормы, СНиП — строительные нормы и правила, СП — строительные правила, ГОСТ — государственный стандарт):

— ВСН 34−116−97 «Проектирование, строительство и реконструкция промысловых нефтегазопроводов»,

— ВСН 156−88 «Геологические изыскания железнодорожных, автомобильных и городских мостовых переходов»,

— ВСН 163−83 «Учет деформации речных русел и берегов водоемов в зоне переходов трубопроводов нефтепрома»,

— ВСН 190−78 «Геологические изыскания для проектирования метро, горных ж-ж и автотоннелей»,

— ВСН 195−83 «Изыскания и проектирование притрассовых автодорог в условиях дальнего востока и сибири»,

— ВСН 208−89 «Геодезические изыскания железных и автодорог»,

— ВСН 03−74 «Проектирование и цементация гидротехнических тоннелей»,

— ВСН 003−88 «Строительство и проектирование трубопроводов из пластмассовых труб»,

— ВСН 004−88 «Строительсво магистральных трубопроводов»,

— ВСН 05−87 «Изыскания лесохозяйственных автодорог»,

— ВСН 005−88 «Строительство промысловых стальных трубопроводов»,

— ВСН 006−89 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов-сварка»,

— ВСН 10−83 (с изм. 1 1988) «Проектирование трубопроводов газообразного кислорода»,

— ВСН 010−88 «Строительство магистральных трубопроводов. Подводные переходы»,

— ВСН 011−88 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Очистка полости и испытание»,

— ВСН 012−88 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ»,

— ВСН 013−88 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов в условиях вечной мерзлоты»,

— ВСН 014−89 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Охрана окружающей среды»,

— ВСН 015−89 «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Линии связи и электропередачи»,

— ВСН 26−90 «Проектирование и строительство автодорог на нефтегазовых комплексах Западной Сибири»,

— ВСН 31−81 «Производство строительных работ в охранных зонах магистральных трубопроводов нефтяной промышленности»,

— ВСН 33−2.1.07−87 «Геодезические изыскания для мелиоративного и водохозяйственного строительства»,

— ВСН 34.1−87 «Геодезические изыскания для гидроэнергетического строительства»,

— ВСН 34.2−88 «Геологические изыскания для гидроэнергетических сооружений»,

— ВСН 34.3−89 «Гидрометеорологические изыскания для гидроэнергетического строительства»,

— ВСН 39−1.9−003−98 «Конструкии и способы балластировки и закрепления подземных газопроводов»,

— ВСН 51−1-80 «Производство строительных работ в охранных зонах магистральных трубопроводов Мингазпрома»,

— ВСН 51−3-85 «Проектирование промысловых стальных трубопроводов»,

— ВСН 7−82 «Проектирование лесохозяйственных автодорог»; ГОСТами (ГОСТ 21.17.01_выписка по масштабам продольных профилей, ГОСТ Р 21.1701−97_правила выполнения рабочей документации при строительстве автодорог);

Строительными нормами и правилами:

— СН 452−73 «Нормы отвода земель для магистральных трубопроводов»,

— СНиП 2.05.02−85 «Атомобильные дороги»,

— СНиП 2.05.06−85 (2000) «Магистральные трубопроводы»,

— СП 11−104−97 «Геодезические изыскания для строительства»,

— СП 11−105−97−1 «Геологические изыскания для строительства. Правила производства работ в районах многолетнемерзлых грунтов»,

— СП 108−34−97 «Сооружение подводных переходов».

Для проектирования сооружений электроснабжения используется отдельный документ, в соответствии с которым были разработаны связанные с ними вышеперечисленные строительные нормы и правила и ведомственные строительные нормы — это «Правила устройства электроустановок».

Все вышеперечисленные нормативы, касающиеся инженерно-геодезических изысканий нефтегазовых месторождений упорядочены в кратком пособии для изыскателей «Инженерно-геодезические изыскания» (разработаны ООО «Недра», Пермь, 2003г). Данные методические указания используются при производстве инженерных изысканий на предприятии ООО НПП «Сибгеокарта».

2.2.Методика, применяемая при производстве инженерно-геодезических изысканий на ООО НПП «Сибгеокарта»

2.2.1. Планово-высотное обоснование Инженерно-геодезические изыскания для строительства должны обеспечивать получение топографо-геодезических материалов и данных о ситуации, рельефе местности (в том числе дна водотоков, водоемов, акваторий), существующих зданиях и сооружениях (наземных, подземных и надземных) и других элементах планировки (в цифровой, графической, фотографической и иных формах), необходимых для полной оценки природных и техногенных условий строительства и обоснования проектирования, а также создания и ведения государственных кадастров, обеспечения управления территорией. Инженерно-геодезические изыскания следует выполнять, как правило, в три этапа: подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительном этапе должно быть выполнено:

— получение технического задания и подготовка договорной документации;

— сбор и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет на район изысканий, а также топографо-геодезических, картографических, аэрофотосъемочных и других материалов и данных, находящихся в государственных и ведомственных фондах в архиве изыскательской организации;

— подготовка программы (предписания) инженерно-геодезических изысканий в соответствии с требованиями технического задания заказчика и ПП4.14 и 5.6 СНиП 11−02−96, с учетом опасных природных и техногенных условий территории;

— осуществление в установленном порядке регистрации (получение разрешений) производства инженерно-геодезических изысканий.

В полевом этапе должны быть произведены рекогносцировочные обследования территории и комплекс полевых работ в составе инженерно-геодезических изысканий, а также необходимый объем вычислительных и других работ по предварительной обработке полученных материалов и данных для обеспечения контроля их качества, полноты и точности.

В камеральном этапе должны быть выполнены:

— окончательная обработка полевых материалов и данных с оценкой точности полученных результатов, с необходимой для проектирования и строительства информацией об объектах, элементах ситуации и рельефа местности, о подземных и надземных сооружениях с указанием их технических характеристик, а также об опасных природных и техноприродных процессах;

— составление и передача заказчику технического отчете (пояснительной записки) с необходимыми приложениями по результатам выполненных инженерно-геодезических изысканий; передача в установленном порядке отчетных материалов выполненных инженерно-геодезических изысканий в государственные фонды (п. 4.25 СНиП 11−02.96).

При производстве инженерно-геодезических изысканий линейных сооружений геодезической основой служат точки (пункты) планово-высотной съемочной геодезической сети, создаваемой в виде магистральных ходов, прокладываемой вдоль трассы.

Магистральные ходы при изысканиях линейных сооружений должны быть привязаны в плане и по высоте к пунктам государственной или опорной геодезической сети не реже, чем через 30 км (при изысканиях магистральных каналов 8 км).

При удалении пунктов государственной или опорной геодезической сети от трассы на расстояние более 5 км допускается вместо плановой привязки определить истинные азимуты сторон магистрального хода не реже, чем через 15 км. Методы определения истинных азимутов и требования к точности измерений должны устанавливаться в программе изысканий.

При изысканиях линейных сооружений на территории городов и других поселений, а также промышленных (агропромышленных) и горнодобывающих предприятий плановая и высотная привязка съемочной геодезической сети к пунктам государственной или опорной геодезической сети обязательна.

Геодезические пункты, закрепленные постоянными знаками (грунтовыми и стенными реперами, марками и др.) и долговременно закрепленные точки съемочных сетей подлежат учету и сдаче для наблюдения за их сохранностью заказчику и органам архитектуры и градостроительства в установленном порядке.

Создание маркшейдерско-геодезических сетей с использованием спутниковой аппаратуры.

Методические указания по их созданию разработаны ВНИМИ на основе обобщения результатов исследования спутниковых систем за рубежом и на горных предприятиях Российской Федерации.

Основное внимание уделено вопросам применения спутниковых систем глобального позиционирования (GPS) при создании опорных и съемочных маркшейдерско-геодезических сетей, а также вопросам обеспечения точности, регламентируемой нормативными документами.

Производство работ спутниковыми системами.

Подготовительные работы.

Начинаются с получения письменного задания от начальника отдела, основанием которого является целесообразность использования спутниковых систем. Далее, с начальниками партий, отрядов, задействованных на объекте, согласовывается объем работ (площадь или длина объекта, количество определяемых пунктов, нужное качество обоснования) и сроки выдачи результатов.

На основании определения района работ производится подбор исходных данных: картографического материала, определения необходимого количества пунктов ГГС, выписка из каталога координат и отметок пунктов.

Количество исходных пунктов определяется из расчета «пункт/площадь» и в большинстве случаев подойдет отношение: 1 пункт на 100 кмІ (допускается 1 на 150 кмІ).

На протяженных (свыше 10 км) линейных объектах (трассах) рекомендуется использовать минимум 4 пункта с исходными координатами из-за низкого качества сети ГГС (погрешности взаимного расположения пунктов достигают 600−800 мм). Пункты с исходными координатами и отметками на протяженных объектах должны располагаться на краях района работ. Также необходимо включать в сеть пункты с исходными отметками из расчета пункт на 10−15 км.

Имея на руках картографический материал и необходимое количество координат исходных пунктов, производится рекогносцировка района работ с целью определения размещения «базовых» станций, наличия и состояния пунктов, условий радиовидимости.

«Базовые» станции следует размещать в условиях наилучшей радиовидимости. Это, прежде всего отсутствие физических преград выше 13−15є от горизонта, для прохождения радиосигналов от спутников (деревья, опоры ЛЭП, высотные здания и т. д.), отсутствие помех от мощных радиопередатчиков (удаленность не менее 500 м), удаленность от больших акваторий. Не следует располагать «базовые» станции под оформлением пунктов ГГС.

С учетом задания, исходных и рекогносцировочных данных составляется программа полевых работ, которая выражается в определении количества «базовых» стоянок и в выборе оптимальных режимов съемки.

Полевые работы.

Лучевой (косвенный) способ GPS-съемки. На пункте с известными координатами и отметкой устанавливается «базовая» (статическая) станция-приемник, работающая непрерывно (в течение всей съемки) в автономном режиме, а вторая станция-приемник (ровер), в рамках того же периода времени, перемещается по определенным пунктам. Погрешность взаимного положения смежных определяемых пунктов при таком методе примерно в 1.5 раза больше, чем при непосредственных измерениях.

Метод непосредственной съемки применяется на больших площадях либо на сильно вытянутых линейных объектах. То есть разбивается сеть полигонов без постоянной «базовой» станции. Этот метод уменьшает производительность, но позволяет работать на очень больших расстояниях с большой точностью, так как есть возможность уравнять в последующем всю сеть по принципам триангуляции и трилатерации. Естественно, при построении каркаса сети, необходимо планировать правильную геометрическую конфигурацию, и выполнять избыточные измерения (рекомендуется измерять минимум по три базовых линии от каждого пункта.)

Пункты, координаты которых определены косвенным методом могут использоваться как «базовые» станции при лучевых методах съемки.

При GPS-съемке измеряются базовые линии в геоцентрической системе координат — WGS-84. Но так как в подавляющем большинстве случаев используются прямоугольные координаты, необходимо использовать несколько пунктов с известными координатами для обеспечения корректной трансформации координат из геоцентрической в национальную прямоугольную систему (например, СК-42). Исходя из того, что GPS измеряет превышение на эллипсоиде, необходимо использовать пункты с известными отметками из расчета пункт на 50−100 кмІ.

Виды полевых работ.

От правильного выбора режима работ зависит производительность и точность результатов. Спутниковая аппаратура предназначена для работы в статических, кинематических («стою/иду») режимах, режиме «на лету», режиме «реоккупация», а так же режиме решения навигационных задач. Рассмотрим первые четыре:

Статические съемки подразумевают высокоточные, продолжительные (от 8 минут, в зависимости от величины базовой линии и количества наблюдаемых спутников) измерения на больших расстояниях (от 10 до 200 км), при наблюдении более трех ИСЗ (рекомендуется не менее шести) с благоприятным взаимным геометрическим расположением на небесной сфере. Критерием благоприятности геометрии является величина PDOR, которая не должна превышать 6.0 (в идеале — 1.0).

Съемка в режиме «стою/иду» позволяет наблюдать большое количество пунктов, но требует постоянного захвата сигналов с ИСЗ в течение всего времени перемещения между определяемыми пунктами. На первом пункте (пункт инициализации) необходимо находиться не менее 8 минут. На остальных определяемых пунктах время измерений от 5 до 40 сек., в зависимости от нужной точности. Указанный режим соответствует съемке объектов с расстоянием между «базой» и «ровером» до 10 км и между определяемыми пунктами — до 500 м.

Режим «на лету» используют для определения координат (траектории) движущегося «ровера» относительно неподвижной «базы». Съемка выполняется при 6 и более ИСЗ на расстоянии до 10 км. Удобна и производительна при оконтуривании больших площадей и отрисовке протяженных линейных объектов в полевых съемках.

Камеральная обработка результатов измерений выполняется на ПЭВМ с использованием фирменных программных пакетов, делится на семь этапов:

— создание проекта и выбор системы координат;

— передача полевых файлов данных;

— проверка и редактирование наблюдений;

— обработка GPS базовых линий;

— выполнение уравнивания сети;

— трансформация координат;

— создание отчета.

Создание проекта предполагает выбор названия проекта, настройку параметров, регистрацию исполнителей, оборудования.

Передача полевых файлов данных из приемника в созданный на ПЭВМ проект завершается проверкой наблюдений с помощью полевого журнала. При необходимости полевая информация редактируется.

Обработка базовых линий — это анализ качества принятых приемником спутниковых сигналов и манипуляции с ними — удаление «плохих» моментов сигналов с использованием модуля «Хронология» TGO v1.5 до приведения «базовых» линий в рамки приемлемости. В большинстве случаев можно доверять критериям приемлемости предлагаемыми фирмой-производителем.

После обработки базовых линий, при наличии замкнутых полигонов, необходимым этапом перед уравниванием сети будет оценка полученных невязок. Для этого просматривается отчет по замыканию полигонов программы TGO v1.5. Если невязки удовлетворительны (абсолютные ошибки 30 мм в плане и 50 мм — по высоте) переходим к уравниванию сети, если нет, то продолжаем обрабатывать линии до получения лучших результатов.

После получения окончательных координат нужной системы, оформляется отчет по GPS-измерениям и каталог координат (секретный сдается в спецчасть, ДСП сдается начальнику партии или отряда) по установленному образцу.

Теодолитные ходы (СП 11−104−97)

Теодолитные ходы между пунктами опорной геодезической сети прокладываются в виде отдельных ходов с узловыми точками.

Допускается проложение висячих теодолитных ходов. На незастроенных территориях длина хода не должна быть более 500 м при съемке в масштабе 1:5000, 300 м — при съемке в масштабе 1:2000 и 150 м — при съемке в масштабе 1:1000 и 1:500. Длины висячих ходов на застроенных территориях должны приниматься с коэффициентом 0,7.

При развитии съемочной геодезической сети полярным способом с применением электронных тахеометров длины полярных направлений допускается увеличивать до 1000 м. Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтальных углов не должна превышать 15″ .

Отдельный теодолитный ход должен опираться на два исходных пункта и два исходных дирекционных угла.

При создании съемочной сети допускаются:

— проложение теодолитного хода, опирающегося на два исходных пункта, без угловой привязки на одном из них. При этом для контроля угловых измерений должны использоваться дирекционные углы на ориентирные пункты опорных геодезических сетей или дирекционные углы примыкающих сторон, полученные из астрономических или других измерений (со средней квадратической погрешностью не более 15″);

— координатная привязка (без измерения примычных углов) к пунктам опорной геодезической сети при условии выполнения угловых измерений двумя приемами.

Развитие планово-высотной съемочной сети с использованием электронных тахеометров с регистрацией и накоплением результатов измерений (горизонтальных проложений, дирекционных углов, координат и высот пунктов и точек) допускается выполнять одновременно с производством топографической съемки.

Измерение длин линий в теодолитных ходах производится:

— светодальномерами и электронными тахеометрами двумя приемами в одном направлении;

— оптическими дальномерами, стальными лентами и рулетками в прямом и обратном направлениях.

Поправка за приведение длин линий к горизонту должна учитываться при величине наклона рельефа местности более 1.5є. В длины линий, измеренные стальными лентами и рулетками, следует вводить поправку за температуру, если разность температуры воздуха при компарировании и измерении длин линий более 8єС. Поправки за компарирование вводятся, когда длина мерного прибора отличается от номинальной более, чем на 1/10 000.

Измерение углов в теодолитных ходах должно производиться теодолитами одним приемом с перестановкой лимба между полуприемами. Расхождение значений угла между полуприемами не должны превышать 45″. Угловые невязки не должны превышать величины rvn, где n — число углов в ходе (полигоне).

Определение положения (координат) точек съемочного обоснования следует выполнять полярным способом с пунктов опорной геодезической сети и точек теодолитных ходов первого порядка. При этом расхождения в минутах между результатами измерений примыкающего угла в полуприемах не должны превышать величины Д=50/L, где L — расстояние в метрах до определенной точки, которое не должно превышать длины мерного прибора (но не более 50 м). Предельные длины полярных направлений, измеряемые светодальномерами или электронными тахеометрами, не должны превышать 1000 м.

Съемочные сети можно развивать методом триангуляции (трилатерации) взамен теодолитных ходов, а также прямыми и обратными геодезическими засечками.

Между исходными сторонами или пунктами опорных геодезических сетей допускается построение цепочки треугольников триангуляции в количестве не более:

— 20 — для съемки масштаба 1:5000;

— 17 — для съемки масштаба 1:2000;

— 15 — для съемки масштаба 1:1000;

— 10 — для съемки масштаба 1:500.

Не допускается развитие геодезических сетей и цепочек треугольников, опирающихся на одну исходную сторону. Длина цепи треугольников не должна превышать допустимой длины для соответствующего масштаба съемки. Базисы триангуляции следует измерять с относительной средней квадратической погрешностью не более 1/5000. Углы треугольников должны быть не менее 20є, а дины сторон не менее 150 м. Невязки в треугольниках не должны превышать 1.5ґ.

Прямые засечки следует выполнять не менее, чем с трех пунктов ОГС так, чтобы углы между смежными направлениями были не менее 30є и не болееє. Обратные засечки должны выполняться не менее, чем по четырем пунктам ОГС при условии, что определяемая точка не находится вблизи окружности, проходящей через три исходных пункта. Комбинированные засечки должны строиться сочетанием прямых и обратных засечек с использованием не менее 3 исходных пунктов.

Техническое нивелирование (СП 11−104−97).

Техническим нивелированием должны определяться высоты точек съемочной сети, а также пунктов триангуляции (трилатерации) и полигонометрии, высоты которых не определены нивелированием III-IV классов.

Ходы технического нивелирования должны прокладываться, как правило, между реперами нивелирования II-IV классов в виде отдельных ходов или систем ходов. Допускаются замкнутые ходы, опирающиеся на один исходный репер. В случае отсутствия марок государственной нивелирной сети, ходы должны закрепляться нивелирными знаками из расчета не менее двух на участок работ и не реже, чем через три километра один от другого.

Техническое нивелирование должно выполняться нивелирами, а также теодолитами с компенсаторами или уровнем при трубе, с отсчетом по средней нити по двум сторонам рейки. Расхождение между значениями превышений, полученными на станции по двум сторонам реек, не должно быть более 5 мм.

Расстояние от инструмента до мест установки реек должны быть равными и не превышать 150 м. Невязка технического нивелирования не должна превышать величины 50vL мм, где L — длина хода в км. При числе станций на 1 км хода нивелирования или полигона не должна превышать величины 10vn, где n — число станций хода.

Тригонометрическое нивелирование (СП 11−104−97).

Тригонометрическое нивелирование следует применять для определения высот точек съемочной геодезической сети при топографических съемках с высотой сечения рельефа 2 и 5 м, а на всхолмленной и пересеченной местности — через 1 м.

В качестве исходных должны использоваться пункты, высоты которых определены методом геометрического нивелирования. Длина ходов не должна превышать при топографических съемках с высотой сечения рельефа через 1,2 и 5 м соответственно 2, 6 и 12 км.

Тригонометрическое нивелирование точек съемочной сети должно производиться в прямом и обратном направлениях с измерением вертикальных углов теодолитом по средней нити одним приемом при двух положениях вертикального круга. Допускается проложение висячих ходов тригонометрического нивелирования с применением вертикальных углов в одном направлении по трем нитям при двух положениях вертикального круга. Колебание «места нуля» на станции не должно превышать 1. Высоты инструмента и визирных целей следует измерять с точностью до 1 см.

Расхождение между прямым и обратным превышением для одной и той же линии при тригонометрическом нивелировании не должно быть более 0.04S (м), где S — длина линии, выраженная в сотнях метров.

Обработка результатов полевых измерений при создании съемочной геодезической сети производится на ПЭВМ. Уравнивание съемочной сети производится упрощенными способами при условии отсутствия ходов более 2-го порядка.

Висячие ходы разрешается вычислять с пунктов ОГС и точек съемочных сетей после их уравнивания. При этом в съемочных сетях значения углов следует вычислять до 0,1ґ, а координат — до 0.01 м. Значения высот точек в ходах технического нивелирования должны вычисляться до 0.001 м и в ходах тригонометрического нивелирования — до 0.01 м.

В результате выполнения инженерно-геодезических изысканий по созданию геодезической основа должны быть представлены:

— ведомости обследования исходных геодезических пунктов;

— схемы планово-высотных геодезических сетей с указанием привязок к исходным пунктам;

— материалы вычислений, уравнивания и оценки точности, ведомости координат и высот геодезических пунктов, нивелирных знаков и точек, закрепленных постоянными знаками;

— данные о метрологической аттестации средств измерений;

— акты о сдаче геодезических пунктов и геодезических сетей, закрепленных постоянными знаками;

— акты полевого (камерального) контроля;

— абрисы точек, закрепленных постоянными знаками и точек постоянного съемочного обоснования;

— журналы измерения углов и линий технического и тригонометрического нивелирования.

2.2.2 Топографические съемки в масштабах 1:10 000, 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000, 1:500, 1:200

Топографическая съемка местности при инженерно геодезических изысканиях для строительства выполняется методами: горизонтальным, высотным (вертикальным), тахеометрическим, нивелированием поверхности, с использованием спутниковой геодезической аппаратуры, а также сочетанием различных методов. Требования к производству и обеспечению точности топографических съемок при инженерных изысканиях для строительства подробно изложены в приложении Г к СП 11−104−97.

Тахеометрическая съемка.

Тахеометрическая съемка применяется для съемки небольших и узких полос местности. При ее выполнении для сокращения продолжительности полевых и камеральных работ, следует использовать электронные тахеометры с регистрацией и накоплением результатов измерений.

Тахеометрическая съемка выполняется с пунктов съемочного обоснования. Сгущение съемочного обоснования допускается выполнять проложением тахеометрических ходов, графическими прямыми и комбинированными засечками с числом направлений не менее трех.

На каждой станции должен составляться абрис, в котором следует показывать пикеты, ситуацию, а также структурные линии рельефа местности, направление скатов.

Планы тахеометрической съемки должны приниматься в полевых условиях с оформлением актов контроля и приемки работ.

Горизонтальная и высотная съемка застроенных территорий.

Горизонтальная съемка застроенных территорий в масштабах 1:2 000 — 1:500 выполняется самостоятельно или в сочетании с высотной съемкой следующими способами: полярным, створов, графоаналитическим, засечек, перпендикуляров (абсцисс и ординат), стереотопографическим. При всех способах должны составляться абрисы, производиться обмеры контуров зданий и измеряться контрольные связки между ними.

Съемка застроенной территории должна производиться с пунктов опорной и съемочной геодезических сетей, производить съемку с мензульных ходов не разрешается.

Створные точки, определяемые от пунктов и точек геодезической основы, должны определяться с точностью не менее 1:2000. При использовании способа засечек допускаются углы в пределах от 30 до 150є.

Накладка контуров капитальных зданий с помощью транспортира допускается при величине полярных расстояний до 6 см в масштабе плана. При полярных расстояниях, превышающих указанную величину, накладка таких контуров на план должна производиться по координатам.