Введение к работе
Актуальность проблемы. Устойчивое развитие экономики России тесным образом связано с обеспечением предприятий и социальной сферы энергоносителями и сырьем о виде нефтепродуктов и природного газа. Выполнение этой задачи требует освоєння новых месторождений нефти и газа, которые расположены, как правило, в отдаленных северных районах Западной Сибири и полуострова Ямал. Высокая заболоченность территории, большое количество москитов, короткий навигационный период делают практически невозможным выполнение строительных работ в летний период. Создание вдольтрассовых дорог в капитальном исполнении очень дорого, так как при низкой интенсивности их использования требуется большое количество строительных материалов, сущесч..уюии.и практика строительства временных здольтрасовых дорог наносит непоправимый урон растительному покрову тундры. В то же время длительность зимы в этих широтах, низкие температуры, большие запасы снега создают благоприятные условия для возведения экологически чистых снеголедовых дорог, полностью обеспечивающих транспортные потребности как в период строительства, так и- эксплуатации трубопроводов. Строительство снеголедовых дорог в насыпи известны давно и применялись в России и зл рубежом с давних времен. Однако до настоящего времени не созданы средства их механизированного возведения. Механизации, возведения снеголедовых дорог в насыпи при современных темпах строительства трубопроводов становится актуальной задачей.
Наибольшие перспективы нефтегазодобычи связаны с освоением месторождении в северных районах Западной Сибири и полуострова Ямал.
Большой вклад в решение проблем, возникающих при строительстве объектов транспорта нефти и газа, внесли фундаментальные работы В.Л. Березина, Л.Г. Телегина, В.П. Ментгакова, В.А. Савенко, В.А. Иванова. Прикладные вопросы, связанные с трзнспортпым обеспечением, изучались Д.В. Дюннным, А.А. Комаровы»,,, Р.С. Костиковым, Н.М. Тупицыным, Н.К. Ланецким. Работа машин и механизмов трубопроводостроительного комплекса в суровых климатических условиях рассматривалась в трудах Л.В. Барахтанова, Т.Х. Саттарова, П.А. Вислобицкого, С.Н. Николаева, Н.Я. Хархуты, В.Э. Роигонена и др.
Сооружение вдольтрассовых проездов традиционно осуществлялось созданием і-.ножного тотна в начальный период зимы, когда промерзнет несущее основание, и затем периодической расчисткой трассы от заносов в процессе эксплуатации. В северных районах Тюменского региона количество дней с метелями составляет от 10 до 30 % продолжительности зимнего периода, это вызывает остановку движения иногда ка несколько
дней, поэтому расчистка дороги требует значительных затрат времени и большого количества техники. Установлено, чго потери, вызванные нарушением проезда транспорта в течение только одних суток, могут превосходи гь затраты на содержание дороги з течение всего зимнего периода.
В связи с изложенным.' для снижения зчтрат и обеспечения и сохранности почвенного покрова тундры необходимо разработать новые инженерные решения возведения пдольтрассовых дорог, позволяющие использовать специфические северные условия, такие как снег, холод, продолжительный зимний период.
Таким образом, проблема транспортного обеспечения в районах Сибири и Кранного Севера представляется актуальной и отражает объективные потребности нефтегазового строительства в совершенствовании методов строительства и ремонта нефтегазотранснортных систем па пионерном этапе освоения месторождений
Целью работы является совершенствование методов строительства и ремонта трубопроводов за счет разработки техники и технологии для возведения временных вдольтрасеовых дорог в условиях Сибири и Крайнего Севера.
Основные задачи исследования: в диссертационной работе рассматриваются следующие задачи:
анализ осноі. .ых методов сооружения подъездных путей и вдоль-трассовых проездов при сооружении трубопроводов;
разработка механизированных методов сооружения вдольтрассовой снеголедоьой дороги на промороженном основании;
ргнработка математической модели дорожного полотна зимника, возводимого с увлажнением и уплотнением снеголедового полотна с учетом нагрузок ходовых систем транспортных средств трубопроводострои-телышго комплекса;
экспериментальное обоснование и подтверждение теоретических положений и научно-технических решений по созданию снеголедовых дорог;
определение.технологических параметров работы снегоуплотняю-щих и сиегоувлажняющих машин;
разработка новых и совершенствование существующих типов машин и оборудования для сооружения допожного полотна снегол"довой дороги.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
- предложена рациональная технологическая схема'возведения зим-
инков с учетом климатических условий зоны строительства трубопрово
дов;
- определены нагрузки на снеголедопые дороги, характерные для
транспортных средств, используемых при строительстве н ремонте трубо
проводов на Севере Западной Сибири:
выявлены закономерности увлажнения и утотнения снега;
определены технологические параметры работы снегоуплотняющчх и снегоувлажнягоших машин;
- изложены теоретические подходы к решению задач увлажнения
уплотнения снега, защищенные авторскими свидетельствами;
- разработана мотель прогнозирования параметров природно-климати
ческих условий для конструирования дороги и выбора комплекса машин.
Практическая ценность работы. Разработана методика выбора машин для строительства вдольтрассовых снеголедопых дорог в насыпи в условиях Сибири и Крайнего Севера; создан банк данн..х по климатическим условиям зоны строительства нефтегазопроводов на Севере (программа «Климат»); разработана программа автоматизированного расчета параметров снеголедовой дороги и выбора комплекта машин (программа «Road»).
Созданы и успешно прошли испытания конструкции снегоувлажняюших и снегоуплотняющих машин, защищенные авторскими свидетельствами и патентами Российской Федерации.
Достоверность полученных результатов подтверждена хорошей сходимостью теоретических и экспериментальных к следований.
Основные результаты исследовании использован), при создании экспериментального участка снеголедовой дороги протяженностью 2 километра на участке Ныдпнскнй Водозабор - Ямбург, 5 километров в районе компрессорной станини "Приозерная" вблизи г. Надыма и 28 километрового участка в районе г Воркуты.
Экономический эффект по данным треста "Севертрубопроводстрон" составил 251 тысячу 222 рубля на 1 км. дороги в ценах 1991 года.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: "Эксплуатация машин в суровых условиях", Тюмень, 1989; "Нефть и газ Западной Сибири". Тюмень, 1989; "Повышение эффективности проектирования, испытаний и эксплуатации автомобилей и строительно-дорожных машин". Горький, 1988; "Проблемы освоения нефтегазовых ресурсоз Западной Сибири", Тюмень, 1987; "Совершенствование зимних дорог я ледяных переправ на севере Сибири", Тюмень. 1989; «Повышение надежности и экологических показателе)! автомобильных двигателей», Горький, ГПИ, 1990; «Региональные проблемы эксплуатации автомобильного транспорта». Тюмень, ТюмГНГУ, 1995; «Нефть и газ Западной Сибири», Тюмень. ТюмГНГУ, 199G; «Развитое строительных машин. Механизации и автома-
тизации строительства и открытых горных работ», Москва, МГСУ, 199G, а также обсуждались на научно-технических советах ГлавСибтрубопровод-строя, тр. "Севертрубопроводстрой", техническом сосете Тюменского управления магистральных газопроводов, на секции Минпефтсгазстроя ВДНХ в Москве.
Публикации работы. По материалам исследования опубликовано 23 печатных работ, а том числе 2 монографии, а также получено 8 авторских свидетельств.