МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ВНИИСТ

ПО ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВОВ И РАЗМЕЩЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПОТОКОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПРОЕКТА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО СООРУЖЕНИЮ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Р 389-80

Москва 1980

УДК 621.643.002.2

Настоящее Руководство посвящено вопросам организации строительства линейно! части магистральных трубопроводов. В Руководстве приведен метод определения оптимальных ресурсных составов линейных строительных потоковое помощью имитационной модели, реализуемой на 9ВИ Ш, рассчитываются границы осуществления каждого линейного потока о учетом конкретных прирадно-кхныатИчесхих условий трассы; рассмотрен способ синхронизации работы специализированных потоков.

Данное Руководство предназначено для строительных организаций на равных уровнях адыинастра-тявного и функционального подчжнейия, оно иоиет быть использовано при составлении проектов производства работ (ОПР) трестов, главков н объединении, а такие при составления проектов организации строительства (ПОС) как отдельного трубопровода, так и их систеын.

В разработке Руководи кандидаты технических паук: пенко, Р.Д.Габелая н ияжеш В.П.Гороневский, А.Б.ЕтеЙшн.

Всесоюзный научно-исследовательский институт по отрои-^ тельству магистральных трубопроводов (ВНИИСТ), 1980

5.5.    Для каждого потока указывает также граничные точки USP (конец трубопровода, крупные географические преграды, яв ляющиеся естественныии границаии осуществления линейных потоков).

5.6.    Начальные значения количества технологических исду-лей назначат для всех видов работ.

5.7.    Приведенные затраты на каждый технологический ыодул определяет по фориуле

3~С+Е_НК _л    (?)

где С - себестоимость работы технологических модулей;

- нормативный коэффициент;

К - капитальные вложения.

5.8.    Логическая константа LOGS принимает значения О или I и определяет участки трассы, на которых следует (I) иди не следует (0) проводить либо расчистку, либо планировку. В последнем случае указывает скорость перебазирования колония LPBR на другой участок.

5.9.    Значения логической константы L0BT определяют тип основной машины (роторный иди одноковшовый экскаватор), ведущей разработку траншеи в случае работы блока "ЗАДЕЛ".

5.10.    Количество смен, необходимых для переезда технологических модулей от одного участка задела к другому (в случае проведения одновременно работ двумя типами экскаваторов на разных участках), рассчитывают исходя не расстояния между за-дельными участками.

5.11.    Для определения допустимых опережений работ по рытью траншеи изоляционно-укладочных работ в программу заносят значения, подученные суммированием километража начала дае ного участка категории местности и возможного опережения DL (в км) на рассматриваемом участке.

12

6. РАЗМЕЩЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ПОТОКОВ ПО ТРАССЕ СООРУЖАЕМОГО ТРУБОПРОВОДА

6.1. Оптимизацию составов линейных потоков н юс размещение по трассе сооружаемого трубопровода производят в несколько этапе»:

1)    снимают исходную информацию в соответствии с рааде -дом 5, причем назначение граничных точек доджно быть обосновано крайней необходимостью, так как их введение снижает возможность маневрирования ресурсами и оптимизации графика строительства;

2)    задают тип нодулей по каждому виду работ в соответствии с:

имеющимися в строительной организации машинами и механизмами;

наличием и квалификацией обслуживающего персонала;

традициями и опытом производства работ.

В том случае, когда можно сформировать несколько типов технологических модулей, выбор их осуществляют по технико-зко-номическим соображениям, при этом выбирают такой тип, для которого показатель -У - является наименьшим,

здесь    3}    приведенные затраты на один технологиче

ский модуль на единицу выполненного объ-ема, на I вц - производительность модуля;

3)    формируют пакет данных, которые набивают на перфокарты;

4)    включают в работу модель TRUBR , в которой имитируется работа линейного строительного потока и оптимизируется его ресурсный состав;

5)    выводят на печать следующие результаты:

оптимальное количество технологических модулей по ведущим видам работ;

длину сооруженного данным линейным потоком трубопровода;

простои специализированных потоков, связанные с отсутст -внеы открытых фронтов работ;

6)    определяют границы осуществления линейного потока полученной длине и начальной точна, причеы конечная точка принимается за начальную для следующего погона л т.д.

т*

Ташш образом, прокзводхтся размежевке, которое является оптямальным, так как при эхом ресурсные составы каждого линейного потока наиболее Эффективны.

6.2. Синхронизация работы линейного потока состоит в сохранении простоев, вызванных отсутствием фронтов работ •

С целые синхронизации осуществляется временный сдвиг (сближение потоков в нулевой момент времени) двух смежных по технологическому графу потоков на величину, равную математическому ожидание простоев последующего вида работ иэ-sa предыдущего с уче -том допустимых опережений, что позволяет синхронизировать работу линейного потока.

Прндокеиме I

СИСТЕМА КАТЕГОРИЙ местности

В системе категорий местностж приняты следующие обоана -чения:

К - категория местноотк, следующая буква укааывае* вид работы, цифра за ней определяет порядковый номер рассматриваемых категорий местности для данного вяда работ.

Например, НП-1, еде К - категория местности, Б - планировочные работы; I - первый тип категории местности.

Категории местности при планировочных работах на трассе (КП) приведены в табл.1.

Таблица I

Категория местности [Индекс кат его-[относительные наиене-|рнк неотностх |няя сменных выработок Равнннно-хожмястая КП-1 1,0 Барханные гряди КП-2 0,05 Категории местности при расчистке трассы от леса (КР) даны в табл.2. Таблица 2 Категория мест [Индекс катето- [Относительные иамене-|ряя меотностн ;ння сменных выработок ности

Расчистка лесораститель-

ностк бея вырубки леса    KP-I    1,0

Расчистка лесораститель-

ности с вырубкой леса    КВ-2    0,2

Категории местности при разработке траннеж (КТ) иллюстрирует табл.З.

17

Таблица 3

Категории j местности i j Индекс кате- |Относительные изме-горин местное»;кения сменных выра-; боток По грунтам. разрабатываемым однеков- оавыми экскаваторами Группа грунтов 1-П КТ-1 Группа грунтов Ш-1У КТ-2 и,61 Мерэлые грунты групп Ш-1У КТ-3 0,42 Мерзлые грунты групп Ш-1У о предварительным рыхлением КТ-4 C,f.C Скальные грунты (группа У1) КТ-5 o,:j Свальные грунты с рыхлением КТ-6 0,35 Грунты в заболоченных местах КТ-7 0,42 Пески КТ-8 0,75

По грунтам, разрабатываемым ротоо-¹ у гл ~'ныЙи акс^ватоШЫ

Группа грунтов I-П	КТ-9	1,0
Группа грунтов Ш-1У	КТ-Ю	0,55
Мерэлые грунты	KT-II	0,32
Мерзлые грунты с предварительным рыхлением	KT-J2	0,э>

Категории местности при сварочно-монтажных работах на трассе - неповоротная сварка С иС доказаны в таблЛ.

Таблица 4

Категории местности ! Индекс кат его- [Относительные измене-,рии местности ;нмя сменных выработок Устойчивые грунты иС-1 1,иь Болота 0,83 Пески }Ш-3 0,86

18

Ьатегорни местности при изоляционно-уклад очных работах (КИУ) приведены в табл.5.

Таблица 5

Категории местнооти {Индекс катего-{Относительные нз-,рии местности {менения сменных j ; выработок Устойчивые грунты Ш-1 i,Uu Болота Ш-2 0,71 Пески Ш-3 0,76 Изменение темпов работ в зависимости от типа изоляции, примваяемой в соответствии с конструктивными особенностями м условиями прохождения трубопровода, приведено в табл.б. Таблица 6 Типы изоляции { Относительные изменения ; сменных выработок Полимерные липкие ленты: нормального типа 1,0 усиленного типа 0,91 Битумно-резиновые покрытия: нормального типа 0,81 усиленного типа 0,71 Категории местности при засыпке трубопровода (КЗ) даны в табл.7. Таблица 7 Категории местности (Индекс катего-(Относительные иэ-;рнн местности (менения сменных j выработок Разрыхленный грунт в отвале КЗ-1 1,00 Пески КЗ-2 0,75 Грунты с наличием булыг и валунов в отвале лЗ-З 0,86 Мерзлые грунты в отвале К 0,51

19

non рельефа -ЯШ» та -свинг работ, цшмя n нродоиьнмх уклонов, определяй в соответствии о табл,8

Таблица 6

Величина продольных уклонов, ; Относительные изменения _град._|    сменных вырабоСок

До 8    1,0

Ос 8 до 15    0,6

Ос 15    до    25    0,4

Ос 25    до    40    0,3

Более    40    0,25

При существенном изменении сехнодогнн н органнеацш работ, внедрены новой техники, а сапе при строительстве в новых районах приведенную систему категорий местности и коэфффи-циенты относительных изменений темпов необходимо уточнись.

Приложение 2 СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ

В системе технологических модулей пркняты следующие обозначения:

М - технологический модуль, следующая буква указывает вцд работ, а цифра га ней - номер типа модуля, знак р -диаметр трубопровода. За знаком ф можно подставлять любые значения диаметра трубопровода.

Например, МП-101420, где М - технологический модуль,

П - планировочные работы, I - порядковый номер модуля, 01420 -днаметр трубопровода.

Технологические модули на планировочных работах на трассе (MU7 леям В табл.9.

Таблица 9

Состав технологического модуля    |°возяау«    мо-

Бульдозер мощностью до 180 л.с. I МП-10 Бульдозер мощностью 300 л.с. I МП-2 0 Комплект бульдозеров мощностью, л.с.*: МП-3 0 до 180 8 300 3

* Из опыта строительства в Сродней Азии.

Технологические модули на расчистке трассы о* леса (МР) приведены в таби.Ю.

Таблица 10

Состав технологического модуля ТШШИЯГГ 1 мании 1 Кмеханизмов) Обозначение модуля Бульдозер мощностью до 180 л.с. I МР-10 Бульдозер мощностью 300 л.с. I МВ-20 Звено механизированной валки леса и корчевки: МВ-30 лесовалочные мамины. г трелевочный трактор I корчеватель I а

ВННЙСТ

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    В Руководстве рассмотрен комплекс организационных задач, направленный на аффективное использование строительных ресурсов. Оптимальные ренення этих задач получены исходя нз экономических критериев.

1.2.    Руководство разработано исходя нз следующих посылок:

а). Процесс строительства трубопроводов является стохастическим в силу воздействия на него больного количества слу -чайных факторов, главным нз которых являются следующие:

технические, связанные с выходом не строя строительных мании н механизмов в случайные моменты времени;

организационно-технологические (недостаточно четкое снабжение строительства материалами и конструкциями, отсутствие открытых фронтов работ ввиду отклонений линейных темпов специализированных потоков от директивных, задержки из-за исправления возможного брака и т.п.);

климатические условия;

социальные (например, нарушения трудовой дисциплины).

Совокупное влияние этих факторов отражено в линейном темпе потока.

0;. По трассе сооружаемого трубопровода происходит постоянное изменение условий строительства (группы грунтов, степени обводненности, рельефа и т.п.}.

в). Специализированные колонны и бригады комплектуют из имеющихся типов и марок манив и механизмов,в зависимости от этого формируют звенья обслуживающего их персонала.

Внесено 00CU :    Утверждено ВНИИСТом

:    20 декабря 1979 г.

количество Г

Состав технологического модуля J. машин ! _!(механизмов)

Обозначение модуля

Звено ручной валки леса и корчевки пней:

мотопила    3

трелевщик    I

комплект валочных приспособлений    I

комплект погрузочных стропов и чокеров    I

UP—4- ф*

Технологические модули на разработку траншеи (£Г) характеризует табл.II•

Таблица II

Состав технологических нодулей 1

у ¹ "    '¹ I"    ~

■ Количес тбо ; Обозначение

мявши

нодуля

Одноковнавый экскаватор

Роторный экскаватор

Одноковшовый экскаватор + бульдозер

Одноковшовый экскаватор + рыхлитель

Роторный экскаватор

Роторный экскаватор

Роторный экскаватор + бульдозер

Экскаваторы, осуществляющие

I    МГ-10

1    10-20

J    МТ-30

J    МТ-40

2    Ю-50

3

²    МТ-70

подкоп I    кТ-Э    0

Технологические нодули на сварочно-монтажные работы -неповоротная сварка (ЫС) показаны в табл. 12.

Состав специализированной бригады (НС) определяет в соответствии с типом модуля по таблицам 15 в 16.

22

Ресурсный состав яя«щ—жимфимнныт потоков ножет изме-■яквся ■    его    варианту соответствует темп, npenepi"

зуеинй спреи еженной функцией распределения сменных выработок данного ведя работ.

4.    ведамн    работ    (во    есть    основными    работами!

шгедяитм составными нвеньямм в технологическую цепь производства, продолжительности которых определяет общую продолжительность строительства) является:

подготовительные работы, включавшие планировочные работы и расчистку трассы от леса;

разработка транней одноковшовыми и роторными экскаваторами;

сварочно-монтажные работы; наодэдионно-укладочные работы; васнпка уложенного трубопровода.

Остальные виды работ рассмотрены как совмеценнне и вспомогательные процессы.

2. СИСТЕМА ПОКАЗАТЕЛЕЙ, УЧИТЫВАЮЩИХ ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ТЕМПЫ ПРОИЗВОДСТВА ВЕДУЩИХ ВИДОВ РАБОТ

2.1.    Существенной специфической чертой строительства линейной части магистральных трубопроводов являются вариации темпов технологических операций в свяви с постоянно изменяющимся по трассе природно-климатическими условиями (группы грунтов, обводненности, рельефа и др.), при атом разные условия неодинаково влияют на темпы различных видов работ.

2.2.    Для учета условий строительства необходимо использовать специальную систему, дифференцирующую эти условия и позволяющую оценить изменения интенсивности работ.

В этой системе ив всего иногообрааия характеристик трассы трубопровода выбирают основные (они определяются категориями местности) в соответствии со следующими требованиями:

на участках с различной категорией местности существенно отличаются темпы работ;

4

участи разлжчвых категорий местности долкнь быть выделан ко проектной документации (рабочим чертежам и трассos -хам).

2.3. ^Коэффициенты относительных изменений сменных выработав мддах видов работ в соответствии с категориями мест-аости, ■■ редеденные на базе широкого статистического анализа, Ши я ведомственных норм, приведены в табл. 1-8 прил.1.

3. СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ, СОСТАВЛЯЮЩИХ РЕСУРСЫ ЛИНЕЙНЫХ ПОТОКОВ

3.1.    Интенсивность выполнения технологических операций на строительстве линейной части трубопроводов непосредственно зависит от количества, темпов и производительности используемых ресурсов (мапин, механизмов и обслуживающих их персонала), а также организации их работы.

3.2.    Для учета разнообразия всех видов и типов ресурсов, используемых на строительстве, и определения интенсивности их работы служит специальная система технологических модулей.

В качестве технологических модулей принимает отдельные мамины (или комплекты однотипных машин или комплекты разнотипных мамин) и звенья обслуживающих их персонала. Эти модули отличаются организацией работ и могут эффективно выполнить технологические операции.

В системе модулей учитывают передовой опыт использования ресурсов строительными подразделениями, а также научно-технические достижения в области технологии и организации строительства линейной части трубопроводов.

Составы технологических модулей по ведущим ведам работ даны в табл.9-20 прил.2.

3.3.    На основании статистического анализа данных о ходе строительства установлено, что случайные значения сменных выработок технологических модулей ведущих видов работ распределены по бета-закону:

^fu '■(VW0 \/и-Л] г /'t-л/ ’

В табл.21-26 прмл.З вое значения приведены для базовых условий, соответствующих категориям о индексом I.

3.5. Изменение линейных темпов ведущих работ учитывают следующим образом:

1)    умножением коэффициента JU_K на соответствующий показатель относительного изменения темпов в зависимости от категорий местности (си.табл.1-8 прид.1);

2)    коррекцией . коэффициентами изменения трудоемкости работ и их объемов в зависимости от диаметра сооружаемого трубопровода.

Эти коэффициенты определяют по видам работ соответственно:

а)    для планировки, по формуле

Л»-«

где - значения коэффициента приведены в таб*.21-26 прил.З;

& - длина участка планировки;

V - объем планировочных работ;

V_H⁼ЮООн*;BftOOH- нормативные значения соответственно объема и длины участка трассы;

б)    для расчистки - отношением ширины поносы отвода;

в)    для разработки и 8асыпки траншеи - объемом вынимаемого грунта и характеристиками роторных экскаваторов, марки которых изменяйте я в зависимости от диаметра сооружаемого трубопровода;

г)    для сварочно-монтажных и изоляционно-укладочныг работ -теми операциями, изменения объемов которых непосредственно связаны с диаметром трубопровода.

Численное значение коэффициентов, рассмотренных в подпунктах (а-г), можно определить, исходя из единых ведомственных норм и расценок на строительные и монтажные работы по от-ноиенив к соответствующим нормативным данным;

3)    формулой (6) в зависимости от количества модулей

(б)

J - номер работ;

Nj - число ходухей;

h .    -    показатель потерь рабочего времадн, овя

^bi с организационно-*exxoxamocKiaai перерыва», которые растут прн уьвхачмих чксха мойухвй.

Значение коэффициента £ рассчитывают но формухе

(7)

скорость перебазировки технологически* модулей;

математическое ожидание производительностей технологического модуля.

4. АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММЫ МОДЕЛЕЙ

чЛ. для определения границ осуществлений линейных потоков и раз. ещения их по трассе сооружаемого труоопровода раз -разработана имитационная модель.

имитационная модель функционирования линейного потока оформлена в виде программы TRUBA в соответствии с блочным принципом она состоит из нескольких основных подпрограмм: подпрограммы ввода исходной информации - "ВВОД"; подпрограммы "МОДЕЛЬ¹¹; подпрограммы "АЛГОРИТМ".

4.2.    В подпрограмму "ВВОм¹¹ вводится пакет *ааньх, формируемый в соответствии с прил.4. Пример пакета данных приведен в прил.Ь

4.3.    Подпрограмма "МОаЬЛЬ¹¹ состоит из следующих олоков:

1)    блока "ПРОТЯАЗШОСТЬ", в котором путем суммирования случайных чисел генерируемых по заданным законам распределения сменных выработок получает значения длины трассы, выполненных рассматриваемыми в модели специализированными потоками;

2)    блока "ПОТОК", имитирующего работу основного потока.

В этом блоке пространственно-врещслное положение зпециализи-роЕанных потоков определяется * цотяженностл^ ось., пройд :н-

8

ной колоннами и бригадами специализированных потоков за фиксированное количество смен.

Технологический граф представлен в виде системы неравенств , членами которых являются суммарные протяженности, поступавшие на блока "ПРОТЯЖЕННОСТЬ" на каждой реализации.

При невыполнении неравенств (в том случае, когда протяженность трассы, пройденная последующим по технологическому графу потоком, на данной реализации превышает соответствующую вели -чину предыдущего потока) фиксируются простои, вызванные отсутствием открытого фрона работ, и производитсявыравнивание таких протяженностей;

3)    блока "ЗАЛЕЙ", в котором в случае необходимости осуществляется имитация выполненных работ по разработке траншей в

задел (случай наиболее часто встреяающийся на углах поворота трассы, при разработке траннен роторными и одноковшовыми экскаваторами).

Заданный в атом блоке технологический граф отражает следующие допустимые условия производства работ:

а)    разработка траннен в задел может проводиться либо уже по расчищенной и спланированной трассе, либо в том случае, когда на данном участке трассы зги работы не нужны;

б)    задел не должен превыиать максимально возможного технологического опережения изоляционно-укладочных работ в момент их выхода на начало участка задела.

Примечание. Пройденная протяженность за-

SoCTb" ^^{ЛОКв    также}    поступает    из    блока    "ПРОТЯЖБЕ-

4)    блока "ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ", обеспечивающего совместную работу блоков "ПОТОК" и "ЗАДЕЛ".

4.4. Подпрограмма "АЛГОРИТМ" характерна тем, что методом направленного перебора вариантов ресурсного состава и выбора не них наилучиего по экономическому критерию определяется оптимальное количество технологических модулей по ведущим выдам работ.

4.i>. Программа, рассмотренная в данном разделе, выполнена на алгоритмическом языке ФОРТРАН и предназначена для нс -пользования на ЭВМ типа ЕС (прил.б).

5. ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

5.1.    Количество халеидарных дней, определяют в соответствии со схемой развертывания потоков по трассе, исходя из сро> ка начала производства первого по технологическому графу вида работ (расчистка трассы) и срока окончания последнего по технологическому графу работ (засыпке трубопровода в травнее).

5.2.    Количество реализаций определяют на основе принципа

равенства (с точностью £, ) среднего арифметического значе -ния    и математического ожидания    и    рассчитывают по формуле

где    £    -    уровень доверия;

6х    ^-    сроднее квадратичное    отклонение;

g    -    точность;

Ф* - функция - обратная функция Лапласа.

Исходя из опыта проведения расчетов количество реализаций, достаточное для получения достоверных результатов, можно принять в интервале

KQLP- ъ-20.

5.3.    Границы участков различных категорий местности по каждому ведущему виду работ берут из рабочих чертежей и заносят в форму.

Для занесения границ участков в программу необходимо началу участка с номером I присвоить значение 0 километра. Путем вычитания из номера пикета конца участка номера пикета начала участка определяют границы участков в километрах.

5.4.    Значения коэффициентов законов распределения произ

водительностей технологических модулей ( В^иЗ^) определяют по табл.21-26 прил.З, коэффициенты растяжения (JIL ) рассчитывают в соответствии с п.3.5 и табл.21-26 прил.З, интервал изменения равномерных случайных чисел ^    ,    необходимых    для

получения значений сменных выработок, определяют по табл.21-26 прил.З и показатель количества целос^енных простоев    рас

считывают по оормуле

ю    ‘    jKZ    =    4+oC.