Реконструкция очистных сооружений города Новотроицка

2. Безопасность и экологичность

2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

При эксплуатации сооружений и сетей водопроводно-канализационного хозяйства необходимо учитывать наличие и возможность воздействия следующих опасных и вредных производственных факторов:

- движущихся элементов оборудования (насосного, силового, механизированных решеток, лебедок, скребков, оросителей, механических мешалок и других механизмов);

- отлетающих предметов (при дроблении в дробилках отбросов, снимаемых с решеток);

- отлетающих частей (при выбивании заглушек в испытываемых трубопроводах; при обработке и обкалывании бетонных труб и фасонных изделий и др.);

- падающих предметов и инструментов (при работах в водопроводных и канализационных колодцах, на очистных сооружениях и сетях, в помещениях и др.);

- образования взрывоопасных смесей газов (в колодцах, камерах на сетях, насосных станциях, в обслуживающих помещениях метантенков и в других помещениях и сооружениях);

- опасного уровня напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

- пониженной температуры воздуха в производственных помещениях и сооружениях;

- повышенной влажности воздуха (в насосных станциях, в помещениях фильтров, отстойников и др.);

- повышенного уровня ультрафиолетового (бактерицидные установки) и инфракрасного (дегельминтизаторы) излучения;

- вредных факторов при работе на видеодисплейных терминалах и персональных электронно-вычислительных машинах;

- повышенного уровня шума и вибраций (в машинных залах насосных и воздуходувных станций и в других помещениях и сооружениях, где установлено технологическое оборудование);

- недостаточной освещенности рабочей зоны (в колодцах, камерах, каналах и т.п.);

- водяной струи высокого давления при прочистке канализационной сети с использованием каналоочистительной машины;

- газообразных веществ общетоксического и другого вредного воздействия в колодцах, камерах, каналах, очистных сооружениях (сероводород, метан, пары бензина, эфира, углекислый газ, озон и др.);

- газов, выделяющихся в результате утечки из баллонов, бочек, цистерн (аммиак, хлор и другие сжатые, сжиженные и растворенные газы);

- горючих примесей, попавших в сточные воды (бензин, нефть и др.), а также растворенных газообразных веществ, которые могут образовывать в канализационных сетях и сооружениях взрывоопасные и отравляющие смеси;

- повышенной запыленности воздуха в рабочей зоне пылеобразующими реагентами (сернокислый алюминий, хлорное железо, негашеная и хлорная известь, сода, едкий натр, активированный уголь, фторсодержащие реагенты и др.);

- паров ртути (при работе с приборами с ртутным наполнением);

- патогенных микроорганизмов в сточных и природных водах (бактерии, вирусы, простейшие);

- яиц гельминтов в сточных водах.

Весь перечень вышеуказанных факторов оказывает и может оказывать влияние на проведение безопасной эксплуатации установок и оборудования участков и подразделений очистных сооружений обслуживающим персоналом, что говорит о важности создания условий безопасности труда.

2.2 Обеспечение безопасности труда

При организации и проведении производственных (технологических) процессов на очистных сооружениях предусматривается:

- устранение непосредственных контактов работников с исходными материалами и отходами производства, оказывающими на них вредное воздействие;

- усовершенствование технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов;

- совершенствование конструкций сооружений и технологических процессов, повышение уровня механизации, автоматизации и дистанционного управления при наличии опасных и вредных производственных факторов;

- обеспечение надлежащей герметизации технологического (производственного) оборудования;

- применение средств коллективной и индивидуальной защиты работников, системы контроля и управления технологическим процессом, обеспечивающей защиту работников и аварийное отключение оборудования;

- применение рациональных режимов труда и отдыха с целью снижения воздействия на работников психофизиологических, опасных и вредных производственных факторов;

- оснащение технологических процессов устройствами, обеспечивающими получение своевременной информации о возникновении опасных и вредных производственных факторов при отдельных технологических операциях;

- осуществление мер по пожаро- и взрывобезопасности, предупреждению загрязнения окружающей природной среды выбросами (сбросами) вредных веществ;

- обучение и инструктирование работников безопасным приемам и методам работы, использованию средств коллективной и индивидуальной защиты и осуществление контроля за их правильным применением;

- выполнение требований безопасности к производственным (технологическим) процессам, изложенным в технологической проектной документации;

- разработку организационно-технологической документации по проведению планово-предупредительного ремонта, которая должна содержать конкретные проектные решения по безопасности труда, определяющие технические средства и методы работ, обеспечивающие выполнение нормативных требований безопасности труда.

Средства коллективной защиты работников

Средства коллективной защиты подразделяются на: средства нормализации воздушной среды и освещения производственных помещений и рабочих мест; и на средства для защиты от воздействия вредных и опасных производственных факторов.

Средства коллективной защиты работающих в соответствии с требованиями п. 4.10 СНиП 12-03-2001 на границах зон постоянно действующих опасных производственных факторов должны быть: установлены защитные ограждения, а зон потенциально опасных производственных факторов - сигнальные ограждения и знаки безопасности, противопожарная защита достигается применением автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения; организация с помощью технических средств, включая автоматические, своевременного оповещения и эвакуации людей; к средствам коллективной защиты также относят: знаки безопасности, фотолюминесцентные эвакуационные системы, ленты и покрытия противоскользящие.

Средства индивидуальной защиты работников

Согласно действующему законодательству работникам, занятым на работах, связанных с загрязнением, с вредными или опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях, выдаются бесплатно сертифицированная специальная одежда, специальная обувь и другие средства индивидуальной защиты, предусмотренные типовыми отраслевыми нормами. Выдача работникам специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты по условленным нормам производится за счет средств работодателя.

Применение средств индивидуальной защиты работников обеспечивается:

- снижением уровня вредных факторов до величины, установленной действующими санитарными нормами, утвержденными в установленном порядке;

- защитой от воздействия опасных или вредных производственных факторов, сопутствующих принятой технологии и условиям работы;

- защитой от воздействия опасных или вредных производственных факторов, возникающих при нарушении технологического процесса.

Указанные требования включены в инструкции по эксплуатации и производству работ на очистных сооружениях, утверждены руководителем организации.

Средства индивидуальной защиты отвечают требованиям государственных стандартов, технической эстетики, эргономике и имеют сертификат соответствия, обеспечивают эффективную защиту и удобство в работе.

Выдаваемые работникам специальная одежда, специальная обувь и другие средства индивидуальной защиты соответствуют характеру и условиям работы и обеспечивают безопасность труда.

При выполнении работ при эксплуатации объектов водопроводно-канализационного хозяйства очистных сооружений применяются следующие средства индивидуальной защиты работников:

а) при работах на водопроводных и канализационных сетях: предохранительные пояса, прошедшие соответствующие испытания на прочность, шланговые противогазы, кислородные изолирующие противогазы, газоанализаторы и газосигнализаторы, аккумуляторные фонари, ограждения, знаки безопасности, крючки и ломы для открывания крышек люков колодцев, защитные каски, штанги-вилки для открывания задвижек в колодцах, переносные лестницы;

б) при работах в складах реагентов, в хлораторных и дозаторных помещениях используются: противогазы с коробками марки "В" и "КД", шланговые противогазы, кислородно-изолирующие противогазы, газоанализаторы и газосигнализаторы, аккумуляторные фонари, химические пенные огнетушители, средства для дегазации. Табель оснащения аварийными средствами объектов, связанных с хранением и применением хлора, должен соответствовать требованиям правил безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора;

в) при работах по приготовлению реагентов: защитные очки, респираторы, противогазы;

г) при обслуживании бактерицидных, электролизных и озонаторных установок: защитные очки, диэлектрические перчатки, кислородные изолирующие противогазы.

На время стирки, химической чистки, ремонта, обеспыливания, обезвреживания средств индивидуальной защиты работникам выдается их сменный комплект.

В общих случаях стирка специальной одежды производится один раз в 6 дней при сильном загрязнении и один раз в 10 дней при умеренном загрязнении.

Стирка, химическая чистка и ремонт специальной одежды и специальной обуви предусмотрены в организации или проводятся по договорам со специализированными организациями.

В случае порчи, пропажи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты не по вине работника выдаётся другой комплект исправной специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты.

Чистка специальной одежды растворителями, бензином, керосином, эмульсией не допускается.

Средства индивидуальной защиты подвергаются периодически контрольным осмотрам и испытаниям в порядке и в сроки, установленные техническими условиями на них, утверждёнными распоряжениями по очистным сооружениям.

Работники, занятые на работах, связанных с загрязнением, по установленным нормам, обеспечиваются смывающими и обезвреживающими средствами.

2.3 Охрана окружающей среды

Организация обеспечивает соблюдение нормативов по охране окружающей природной среды на основе экологически безопасных технологий и производств, надежной и эффективной эксплуатации систем водоснабжения и канализации.

На территориях зон санитарной охраны и санитарно-защитных зон обеспечено соблюдение требований по охране окружающей природной среды, регламентируемых санитарными правилами и нормами, другими нормативными документами.

При спуске сточных вод в черте города (или любого населённого пункта) первым пунктом водопользования является этот город или населённый пункт. В этих случаях требования к составу и свойствам воды водоёма нужно относить и к сточным водам, так как нельзя рассчитывать практически на разбавление и самоочищение.

К основным нормативам качества воды относятся следующие:

Взвешенные вещества.

Содержание взвешенных веществ в воде после спуска сточных вод не должно увеличиваться больше, чем на 0,25 мг/л для водоёма первого вида и на 0,75 мг/л для водоёма второго вида. Для водоёмов, содержащих в межень более 30 мг/л природных минеральных взвесей, допускается увеличение концентрации взвешенных веществ в воде до 5%.

Плавающие примеси.

На поверхности водоема не должно быть плавающих плёнок, пятен минеральных масел и скопления других примесей.

Запахи и привкусы.

Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемых в водоёмах первого вида непосредственно или при хлорировании и в водоёмах второго вида непосредственно

Окраска.

Окраска не должна обнаруживаться в столбике воды высотой 20 и 10 см для водоёмов первого и второго видов.

Температура.

Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна повышаться более чем на 30С.

Активная реакция.

(рН) воды водоёма после смешения со сточными водами не должна выходить за пределы 6,5-8,5.

Минеральный состав.

Для водоёмов первого вида не должен превышать по плотному остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов - 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л; для водоёмов второго вида минеральный состав нормируется по показателю «Привкусы».

Растворённый кислород.

В воде водоёма после смещения со сточными водами количество растворённого кислорода не должно быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, взятой до 12 часов дня.

Биохимическая потребность в кислороде.

Полная потребность воды в кислороде при 200 С не должна превышать

3 и 6 мг/л для водоёмов первого и второго видов.

Возбудители заболеваний не должны содержаться в воде. Методы предварительной очистки и обеззараживания сточных вод согласовываются в каждом отдельном случае с органами Государственного санитарного надзора.

Ядовитые примеси.

Не должны находиться в концентрациях, которые могут оказать прямое или косвенное вредное действие на здоровье людей.

Нормативные качества воды для водоёмов рыбохозяйственного значения устанавливают применительно к двум видам их использования:

Водоёмы, используемые для воспроизводства и сохранения ценных сортов рыбы;

Водоёмы, используемые для всех других рыбохозяйственных целей.

Вид водоёма определяется органами Рыбоохраны с учётом перспективного развития рыбного хозяйства. Нормативы состава и свойства воды в зависимости от местных условий могут относиться или к району выпуска сточных вод при осуществлении их быстрого смещения с водой водоёма, или к районам ниже спуска сточных вод с учётом возможной степени их смещения и разбавления в водоёме от места выпуска до ближайшей границы рыбохозяйственного участка водоёма. На участках массового нереста и нагула рыб спуск сточных вод не разрешается.

При выпуске сточных вод в рыбохозяйственные водоёмы к составу и свойствам воды предъявляются более высокие требования по сравнению с изложенными выше.

Растворённый кислород. В зимний период количество растворенного кислорода не должно быть ниже 6 и 4 мг/л для водоемов соответственно первого и второго видов; в летний период во всех водоёмах - не ниже 6 мг/л в пробе, взятой до 12 часов дня.

Биохимическая потребность в кислороде. Величина БПК5 при 20оС не должна превышать 2 мг/л в водоёмах обоих видов. Если содержание кислорода в зимний период ниже на 40% нормального насыщения, то допускается сброс только тех сточных вод, которые не изменяют БПК воды водоёма.

Если в зимний период содержание растворённого кислорода в воде водоёма первого вида снижается до 6 мг/л, а в водоёме второго вида - до 4 мг/л, то можно допустить сброс в них только тех сточных вод, которые не изменяют БПК воды.

Ядовитые вещества. Не должны содержаться в концентрациях, прямо или косвенно влияющих на рыб и организмы, служащие кормом для рыб.

Величина предельно допустимых концентраций каждого вещества, входящего в комплекс с одинаково лимитирующими показателями вредности, должна быть уменьшена во столько раз, сколько вредных веществ, предполагается спустить в водоём.

Выполнение требований Правил охраны водоёмов возможно только в том случае, если со сточными водами поступает строго определённое количество загрязнений, соответствующее самоочищающей способности водоёма.

Необходимое уменьшение в сточных водах загрязнений для приведения их количества в соответствие с требованиями к составу и свойствам воды в расчётном пункте водопользования можно производить любым проверенным на практике методом очистки и обезвреживания сточных вод.

Улучшение качества воды и восстановление ее чистоты происходит под влиянием разбавления (перемешивания загрязнённой струи со всей массой воды) и минерализации органических веществ с отмиранием внесённых в реку чуждых ей бактерий - собственно самоочищения.

Учёт процессов естественного самоочищения водоёмов от поступивших в них загрязнений возможен, если этот процесс ярко выражен и закономерности его развития во времени достаточно изучены.

Для производственных сточных вод, содержащих разнообразные специфические загрязнения, зачастую с неустановленным режимом распада, основным способом очистки остаётся разбавление, протекающее наиболее быстро и полно в проточных водоёмах. Превращение рек в каскады водохранилищ с изменённым гидрологическим режимом делает необходимым применение более эффективных способов очистки сточных вод для уменьшения количества загрязнений, вносимых в водоёмы.

2.4 Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций

Классификация возможных чрезвычайных ситуаций.

Пожар, обрушение конструкций, выход из строя насосных агрегатов, электрическое замыкание и др.

Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций и повышению устойчивости функционирования предприятий, организаций, учреждений.

Главными из них являются:

Перевод потенциально опасных предприятий на современные, более безопасные, технологии или вывод их из населенных пунктов.

Внедрение автоматизированных систем контроля и управления за опасными технологическими процессами.

Разработка системы безаварийной остановки технологически сложных производств.

Внедрение систем оповещения и информирования о чрезвычайных ситуациях.

Защита людей от поражающих факторов чрезвычайных ситуаций.

Снижение количества опасных веществ и материалов на производстве.

Наличие и готовность сил и средств для ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Улучшение технологической дисциплины и охраны объектов.

Для реализации каждого из этих направлений проводятся организационные, инженерно-технические и специальные мероприятия.

Организационными мероприятиями обеспечиваются заблаговременная разработка и планирование действий органов управления, сил и средств, всего персонала объектов при угрозе возникновения и возникновении чрезвычайных ситуаций.

Такие мероприятия включают:

- прогнозирование последствий возможных чрезвычайных ситуаций и разработку планов действий как на мирное, так и на военное время, учитывая весь комплекс работ в интересах повышения устойчивости функционирования объекта

- создание и оснащение центра аварийного управления объекта и локальной системы оповещения;

- подготовку руководящего состава к работе в чрезвычайной ситуации;

- создание специальной комиссии по устойчивости и организацию ее работы;

- разработку инструкций (наставлений) по снижению опасности возникновения аварийных ситуаций, безаварийной остановке производства, локализации аварий и ликвидации последствий, а также по организации восстановления нарушенного производства;

- обучение персонала соблюдению мер безопасности, порядку действий при возникновении чрезвычайных ситуаций, локализации аварий и тушению пожаров, ликвидации последствий и восстановлению нарушенного производства;

- подготовку сил и средств локализации аварийных ситуаций и восстановления производства;

- подготовку эвакуации населения из опасных зон;

- определение размеров опасных зон вокруг потенциально опасных объектов;

- проверку готовности систем оповещения и управления в чрезвычайной ситуации;

Инженерно-техническими мероприятиями осуществляется повышение физической устойчивости зданий, сооружений, технологического оборудования и в целом производства, а также создание условий для его быстрейшего восстановления, повышения степени защищенности людей от поражающих факторов чрезвычайных ситуаций. К ним относятся:

- создание на всех опасных объектах системы автоматизированного контроля за ходом технологических процессов, уровней загрязнения помещений и воздушной среды цехов опасными веществами и пылевыми частицами;

- создание локальной системы оповещения о возникновении чрезвычайной ситуации персонала объекта, населения, проживающего в опасных зонах (радиационного, химического и биологического заражения, катастрофического затопления и т.п.);

- накопление фонда защитных сооружений и повышение защитных свойств убежищ и ПРУ в зонах возможных разрушений и заражения;

- противопожарные мероприятия;

- сокращение запасов и сроков хранения взрыво-, газо- и пожароопасных веществ, обвалование емкостей для хранения, устройство заглубленных емкостей для слива особо опасных веществ из технологических установок;

- безаварийная остановка технологически сложных производств;

- локализация аварийной ситуации, тушение пожаров, ликвидация последствий аварии и восстановление нарушенного производства;

- дублирование источников энергоснабжения;

- защита источников и контроль качества воды;

- герметизация складов и холодильников в опасных зонах;

- защита наиболее ценного и уникального оборудования.

Специальными мероприятиями достигается создание благоприятных условий для проведения успешных работ по защите и спасению людей, попавших в опасные зоны, и быстрейшей ликвидации чрезвычайной ситуации и их последствий. Такими мероприятиями являются:

- накопление средств индивидуальной защиты органов дыхания и кожи;

- создание на химически опасных объектах запасов материалов для нейтрализации разлившихся АХОВ и дегазации местности, зараженных строений, средств транспорта, одежды и обуви;

- разработка и внедрение автоматизированных систем нейтрализации выбросов АХОВ;

- обеспечение герметизации помещений в жилых и общественных зданиях, расположенных в опасных зонах;

- разработка и внедрение в производство защитной тары для обеспечения сохранности продуктов и пищевого сырья при перевозке, хранении и раздаче продовольствия;

- регулярное проведение учений и тренировок по действиям в чрезвычайной ситуации с органами управления, формированиями, персоналом организаций:

- разработка и внедрение новых высокопроизводительных средств дезактивации и дегазации зданий, сооружений, транспорта и специальной техники.

Оперативная часть плана ликвидации аварии сведена в таблицу 2.1(Приложение А).

Расчет аварийного вентилятора для ликвидации выбросов хлора.

Наибольшая опасность массового выброса хлора связана с вероятностью возникновения аварийной ситуации с хлорным контейнером.

Исходные данные для расчета:

1. В расчете рассматривается вариант мгновенного одновременного разрушения пяти заполненных баллонов с массой хлора д = 50*5 = 250кг

2. Температура жидкого хлора в контейнере 200 С.

3. Доля мгновенного испаряющегося хлора при взрыве баллона д = 22% (А.Ф. Тимофеев, Б.Ю. Ягуд «Техника безопасности при хранении, транспортировании и применении хлора, М., 1996г.»)

4. Температура атмосферного воздуха 250 С.

5. Помещение условно герметично.

6. Объем склада баллонов V = 1426 м3 и хлораторной 238 м3.

Рассчитать производительность аварийного вентилятора.

Решение:

Концентрация хлора в помещении в начальный момент после разгерметизации пяти баллонов:

(141)

Общее число объемов воздуха (N), необходимое для очистки помещения от хлора:

(142)

Кратность воздухообмена в час:

(143)

где t = 4 час- время ликвидации аварии.

Производительность аппаратов «ОЛИМП-2002» должна быть:

(144)

при этом:

- из помещения склада хлора забирается

- из помещения хлораторной забирается

Производительность вентилятора с учетом 20% запаса должна быть не ниже:

(145)

Применяем к установке вентилятор ВР-6-28-8

Q = 7450 ; N= 11кВт

Исходя из вышеприведённых расчётов, считаем, что технические параметры выбранного вентилятора ВР-6-28-8 соответствуют требованиям необходимым для ликвидации ситуации при аварийном выбросе паров хлора и достаточны к его последующей установки для эксплуатации.

3. Технология и организация строительного производства

3.1 Разработка календарного графика производства работ

Расчетная часть календарного графика производства работ представлена в табл. 3.1.(Приложение Б) При ее составлении используются ЕНиР сборник 9 и 11. Норма времени в человеко-часах для каждого вида работ и состав звена (профессия, разряд и количество рабочих) принимается согласно ЕНиР сборник 9,11. Трудоемкость высчитывается умножением количества единиц измерения на норму времени. Принимается тридцати дневная рабочая неделя с восьмичасовым рабочим днем (в одну и две смены).

Все монтажные работы условно разбиваются на 4 группы:

1 прокладка магистрального трубопровода;

2 монтаж колодцев;

3 нанесение антикоррозионной изоляции;

4 гидравлические испытания трубопровода (предварительные и окончательные);

Порядок выполнения расчета для построения графика производства работ

3.1.1 Определение объемов земляных и монтажных работ

Определение объема траншеи

Расчет производим для первого сечения трассы.

Определяем высоту траншеи в сечении Hтi по формуле:

Для первого сечения:

, (146)

где =1,8м

Для остальных сечений высота траншеи определяется по формуле:

, (147)

-высота траншеи в первом сечении

- длина участка

-уклон

Определяем ширину траншеи в сечении по низу по формуле:

bт = Dн+0,5 м (148)

Где Dн - наружный диаметр трубы, Dн = 0,426 м

Определяем ширину траншеи в сечении Втi по верху:

(149)

Где - высота траншеи, м

m - коэффициент откоса

Находим площадь сечения Fтi каждого участка траншеи по формуле:

, (150)

Где - ширина траншеи по верху, м

bт - ширина траншеи по низу, м

- высота траншеи, м

После того как определили ширину и площадь сечения, находим объем участка Vi траншеи по формуле:

, (151)

Где и - площади сечений участков траншеи в начале участка и в конце, м

- длина участка, м

Для всех последующих сечений расчет производится аналогичным образом. Результаты расчетов сводим в таблицу 1

После считаем объем грунта, суммируя все объемы, результат заносим в таблицу 1

Определение объема котлована

Расчет производим для первого сечения трассы

Найдем высоту котлована в каждом сечении:

Нкi = Нтрi + ?Н (152)

Где ?Н-высота засыпки грунта в траншее ?Н=0,6 м

С учетом того, что длина котлована по низу ак=2,3 м находим длину котлована по верху по формуле:

Акi=ак+2*Нкi*m (153)

Где m-коэффициент откоса

Нкi - высота котлована в каждом сечении

Ак1=2,3+2*2,9=8,1 м

Объем котлована находится по формуле:

Vк = ((ак*bк + Акi*Вкi)/2)*Нкi (154)

Где Акi - длина котлована по верху, м

Вкi - ширина котлована по верху, Акi= Вкi, м

ак - длина котлована по низу, м

bк - ширина котлована по низу, ак=bк=2,3 м

Нкi - высота котлована, м

Определяем объем котлована, суммируя объемы частей: ?Vк

Определение объема траншеи в котловане:

Расчет производим для первого сечения трассы

Определим длину траншеи в котловане по низу:

атк = ак +2*?Н*m (155)

где ак - длина котлована по низу, м

?Н - высота засыпки грунта в траншее ?Н=0,6 м

m - коэффициент откоса

Тогда длина траншеи в котловане по верху в сечении будет:

Аткi = атк +2*Нтi*m (156)

Где Нтi - высота каждого участка траншеи

Зная длины участков траншеи по верху можно найти объемы этих участков траншеи в котловане:

Vткi = (атк*bт + Аткi*Втi)/2*Нтi (157)

Где Аткi - длина траншеи в котловане по верху, м

Втi - ширина траншеи по верху, м

атк - длина траншеи в котловане по низу, м

bт - ширина траншеи по низу, м

Для всех последующих сечений расчет производится аналогичным образом. Результаты расчетов сводим в таблицу 3

Объем траншеи в котловане найдем, суммируя объемы участков: ?Vтк

Определение объема земляных работ

Vзр = ?Vт - ?Vк - ?Vтк (158)

Объем отвала

Vо = (?Vзр - Vсоор)*(1+Кор) (159)

Определяем объем трубопровода по формуле:

Vтр = (р* D Н І/4)*L, (160)

Где D Н-наружный диаметр трубы, мм

L-длина трассы, м

Объем колодцев УVкол = 6 м3 * 8 шт = 48 м3

Тогда объем сооружения равен:

Vсоор = Vтр + УVкол (161)

После этого находим объем вывозки по формуле:

V1 = Vсоор*(1+Кпр), (162)

Где Кпр - коэффициент первоначального разрыхления грунта

Объем грунта на вымет будет:

V2 = Vo - Vсоор (163)

Затем находим высоту отвала, длину отвала и площадь отвала по формулам:

Fо = Vо/L, (164)

Где L-длина трассы, м

Но = vFо (165)

Во=2*Но, (166)

Радиус выгрузки определяется как:

Rв = Вт/2+Во/2+0,5 (167)

Где Вт - ширина траншеи, м

Во - ширина отвала, м

Высоту отвала определяем как:

Нв = Но + 0,5 (168)

По рассчитанной продолжительности в днях составляется календарный график производства монтажных работ (Приложение Б). По оси абсцисс откладываются дни выполнения работ; по оси ординат вышеперечисленные группы работ. Над линиями, указывающими продолжительность группы работ, указано количество рабочих. Согласно календарному графику монтажные работы производятся в течение двадцати семи дней.

На основании календарного графика производства работ разрабатывается график движения рабочей силы таблица 3.2 (Приложение В).

3.2 Основные принципы прокладки стальных трубопроводов

Строительство стальных трубопроводов, как правило, ведут поточным методом, предусматривающим расчленение основных технологических процессов на отдельные комплексы и операции и последовательное их выполнение специализированными подразделениями. Основным из них является передвижная механизированная колонна (например, изоляционно-укладочная), которую с технологической точки зрения можно рассматривать как комплексную, способную выполнять основные работы поточным методом.

3.3 Способы изоляционно-укладочных работ и применяемые механизмы

Изоляционно-укладочные работы на трассе выполняются двумя основными способами - раздельным и совмещенным. При раздельном способе трубы или их секции вначале изолируют на стационарной базе, а затем сваривают на трассе в плети или непрерывную нитку с изоляцией стыков и последующей укладкой трубопровода в траншею. При совмещенном методе сваренный в непрерывную нитку трубопровод укладывает колонна передвигающихся вдоль траншеи машин, осуществляющих одновременную его очистку и изоляцию в полевых условиях.

Технологическая последовательность операций при раздельном методе такова: трубопровод сваривают в непрерывную нитку на берме траншеи из изолированных на базе секций труб и затем изолируют на трассе стыки между секциями; отрывают траншею, укладывают трубопровод с бермы траншеи на ее дно с помощью трубоукладчиков и мягких захватов (полотенец), так как применение троллейных подвесок может повредить изоляционное покрытие труб. Укладку трубопровода ведут способом последовательного переезда трубоукладчиков

Однако магистральные трубопроводы чаше всего укладывают совмещенным методом, при котором все работы по очистке, изоляции и укладке трубопровода выполняет одна комплексно-механизированная изоляционно-укладочная колонна, имеющая в своем распоряжении всю необходимую технику.

Изоляционно-укладочные работы совмещенным методом производят с применением кранов-трубоукладчиков, которые с помощью подвижных троллейных подвесок удерживают трубопровод на нужной высоте и перемещаются вдоль трассы, сопровождая самоходные машины. Обычно в комплект машин для выполнения изоляционно-укладочных работ кроме трубоукладчиков входят очистные и изоляционные машины, установки для сушки трубопровода, битумозаправщики и др.

При совмещенном методе укладки магистральных трубопроводов к началу изоляционно-укладочных работ трубопровод на берме траншеи должен быть сварен в непрерывную нитку. Далее на трубопроводе монтируют очистную (ОМ) и изоляционную (ИМ) машины, поднимают его трубоукладчиками, расположенными на определенном расстоянии друг от друга, и начинают движение всей колонны, производя комплексно-механизированным способом очистку, изоляцию и укладку трубопровода в траншею.

3.4. Испытания трубопроводов системы водоотведения

При отсутствии в проекте указаний о способе испытания напорные трубопроводы подлежат испытанию на прочность и герметичность гидравлическим способом.

Испытание напорных трубопроводов всех классов должно осуществляться, как правило в два этапа:

предварительное испытание на прочность и герметичность, выполняется после засыпки пазух с подбивкой грунта на половину диаметра и присыпкой труб в соответствии с требованиями [2], с оставленными открытыми для осмотра стыковыми соединениями; это испытание допускается выполнять без участия представителей заказчика и эксплуатирующей организации с составлением акта.

приемочное испытание на прочность и герметичность надлежит выполнять после полной засыпки трубопровода при участии представителе заказчика и эксплуатирующей организации с составлением акта о результатах испытания.

3.5 Проектирование разделов строительного генерального плана

Строительный генеральный план - основной документ, который регламентирует организация площадки строительства и объемы временного строительства. Назначение стройгенплана состоит в точном, качественном и своевременном осуществлении организационных мероприятий по подготовке строительной площадки и определении объемов временного строительства. Стройгенплан разрабатывается на определенные стадии строительства или реконструкции здания.

Исходные данные для разработки стройгенплана следующие:

- топографический план объекта реконструкции;

- календарный график производства монтажных работ (рисунок 1, Приложение Б);

- график движения рабочей силы (рисунок 1, Приложение В).

Проектирование разделов строительного генерального плана выполняется согласно методике, изложенной в [12].

3.6 Расчет численности персонала, занятого в строительстве

Число рабочих на строительной площадке определяется расчетом. Принимаются соотношения категорий работающих следующие:

· рабочие - 85%;

· ИТР - 10%;

· служащие - 4%;

· МОП - 1%.

Наибольшее число рабочих из графика движения рабочей смены (Приложение В) равно 18 человек.

Следовательно:

Nраб = 18 чел.;

ИТР - 3 чел.;

служащих - 1 чел.;

МОП - 0 чел. (т.е. работу выполняют сами рабочие).

Общая численность работников, занятых в строительстве находится по формуле

(169)

где 1,0 - коэффициент, учитывающий невыходы на работу по болезни и нахождение в отпусках персонала N = 1,05 (18+3+1) = 22 чел.

3.7 Расчет площадей временных помещений

Для расчета площадей временных помещений необходимо знать данные о численности персонала стройки, продолжительность производства работ, а также действующие нормы, обеспечивающие достаточные производственные условия. В расчете учитываются все работники. Площадь конторы рассчитывается исходя из количества ИТР, а площадь диспетчерской - по количеству служащих. Расчет сводится в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Расчет площадей временных помещений для обслуживания рабочих

№ п/п	Наименование зданий		Ед. изм.	Знач. показат.	Расчетное количество работающих	Потребная площадь, м2
1	Гардеробная	на 1 рабочего	м2	0,8	18	15
2	Душевая	на 1 рабочего	м2	0,5	18	9
3	Умывальная	на 1 работающего	м2	0,03	22	0,57
4	Помещение для приема пищи	на 1 работающего	м2	0,9	22	20
5	Туалет (не менее 1,4 м2)	на 1 работающего	м2	0,08	22	1,76
6	Диспетчерская	на 1 служащего	м2	7	1	7
7	Контора	На 1 ИТР	м2	4	3	12
						? 65,33

Далее производится выбор инвентарных зданий с учётом расчётной площади и конструктивной характеристики. Группируются:

1) умывальная, помещения для приёма пищи, здравпункт;

2) гардеробная, душевая;

3) туалет. К установке принимается биотуалет стандартных размеров.

В помещениях для обогрева нет необходимости, т.к. работы проводятся в летнее время. Помещение для собраний, контора не устраиваются из-за малого количества рабочих.

Таблица 3.4 - Экспликация инвентарных помещений

Наименование инвентарных	Расчетная площадь	Размеры в плане	Количество зданий	Принятая площадь
Помещение хранения инвентаря	22	4,0х6,0	1	24
Помещение хранения ламп	27,6	4,7х6,0	1	28,2
Туалет	2,8	1,2х1,2	2	2,8
кладовые	24,3	3,0Ч9,0	1	24,3
				? 80,5

Здание контейнерного типа по признаку транспортирования подразделяются на 2 группы:

- транспортируемые на собственной ходовой части;

- транспортируемые с помощью специальных транспортных средств.

Так как численность рабочих не превышает 50 чел., то принимаются здания с ходовой частью.

3.8 Организация складского хозяйства

Складское хозяйство организуется для создания условий обеспечивающих своевременное обслуживание строек материалом и конструкциями. Запас материалов, подлежащих хранению на складе, определяется по формуле

(170)

где - количество материалов и конструкции, необходимых для выполнения заданного объема СМР;

Т - продолжительность выполнения СМР, предусмотренных календарным планом;

n - норма запасов;

коэффициент неравномерности поступления материалов на склад;

К2 - коэффициент неравномерности потребления материалов.

Необходимая площадь склада для каждого вида материалов определяется по формуле

(171)

где q - норма площади в м2 для складирования единицы продукции.

Для монтажных работ необходимы стальные трубы. Стальные трубы хранятся в отрезках по два метра. Расчеты площадей складов сводятся в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Расчет площади склада для хранения труб

Наименование материала	Продтельность потребления, дней	Потребность	Коэффициенты неравномерности	Норма запаса, дней	Расч. запас матер	Наименование ед. продукции	Необх. площадь склада	Размеры склада, м
		Общая, м	Среднесут., м	Поступление матер.,	Потребление матер.,
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
трубы стальные	18	630	35	1,1	1,3	3	150	отрезок длиной 2 м	315	15х22
Арматура	18	28	1,55	1,1	1,3	3	6,67	количество, штук	12	4Ч3
									? 327

Для хранения стальных и труб принимается один склад высотой 2 м, шириной 4 м, длиной 6 м.

3.9 Временное электроснабжение

На строительных площадках используется переменный ток напряжением 220/380 В. Высоковольтные сети 6-10 кВ применяют как первичные. Расчетная трансформаторная мощность при одновременном использовании электроэнергии всеми потребителями определяется по формуле:

(172)

где К - коэффициент, учитывающий потери мощности в сети (принимается равной 1,05 - 1,1);

Рс - силовая мощность механизма, кВт;

Рт - потребная мощность на технологические нужды, кВт;

Ров - потребная мощность для внутреннего освещения, кВт;

Рон - мощность для наружного освещения рабочих мест, территории и т.д, кВт;

К1с , К2с, К3с, К4с - коэффициенты спроса, зависящие от числа потребления и степени их загрузки;

- коэффициент мощности.

Рабочие на строительной площадке общаются между собой посредством сотовой телефонной связи.

3.10 Временное водоснабжение

Вода на строительной площадке расходуется на производственные, хозяйственно- бытовые и противопожарные нужды.

Потребность в воде подсчитывают исходя из принятых методов производства работ, их объема и сроков, причем расчет необходимо делать на период строительства с максимальны вод о потреблением.

Суммарный расход воды (, л/с) определяют по формуле:

(173)

где , - расход воды соответственно на производственные, хозяйственно-бытовые и противопожарные нужды, л/с.

Расход воды для производственных нужд:

(174)

где 1,2 -- коэффициент на неучтенные расходы воды;

V- объем работ в смену, количество работающих установок; 6 ; удельный расход воды на единицу работ, 300 л;

коэффициент неравномерности потребления воды; = l,5;

продолжительность смены, 8 ч.

Расход воды на хозяйственные нужды, max количество рабочих в смену (по графику):

(175)

наибольшая численность рабочих в смену 18; норма потребления воды на 1 чел в смену 25 л;

коэффициент неравномерного потребления воды 2,5;

продолжительность смены 8 ч;

норма потребления на прием одного душа, 30 л;

коэффициент учитывающий отношения пользующихся душем к наибольшей численности рабочих в смену, 0,35.

Qхоз=(18/3600)*(2,5*25/8)+30*0,35=0,092 л/с

Расход воды на противопожарные нужды:

2 точки подключения по 5 л/с.

Qсум = 0,1125+0,092+10=10,20 л/с

Для расчета диаметра магистрального завода (D) временного водопровода используют формулу:

(176)

где V- скорость движения воды 1,5 м/с. ( 1-2 м/с);

D = ((4*10,20*1000/3,14*1,5)) = 93,07 мм

По [4] принимаю диаметр трубы равный 101,3 мм.

3.11 Временная канализация

К канализационным сетям на стройплощадке подключают столовые, буфеты, умывальные и душевые. Для очистки сточных вод используют мобильные станции. При небольших сроках строительства сточные воды с объекта по канализационным каналам отводят к локальным выгребным ямам.

Строительный генеральный план представлен в Приложении Г.

4. Экономическая часть

Для определения затрат на прокладку трубопровода наружной канализации была составлена локальная смета. В качестве расчетного участка был принят участок трубопровода от метантенков до цеха механического обезвоживания, который рассматривался в разделе «Технология строительного производства».

Локальная смета является первичным сметным документом и составляется на отдельные виды работ и затрат по зданиям и сооружениям или общеплощадочным работам на основе объемов определившихся при разработке рабочей документации и действующих сметных нормативов.

Стоимость определяемая локальной сметой включает в себя прямые затраты, накладные расходы и сметную прибыль.

Прямые затраты учитывают стоимость всех ресурсов необходимых для выполнения работ: материальных, технических и трудовых.

Накладные расходы учитывают затраты строительно-монтажных организаций, связанные с обслуживанием, организацией и управлением строительным производством.

Сметная прибыль - это прибыль заложенная в смете, которая является нормативной частью строительной продукции.

При составлении локальной сметы применяются следующие методы: ресурсный; ресурсно-индексный; базисно-индексный; на основе укрупненных сметных нормативов.

1. Ресурсный метод - калькулирование ведется в текущих ценах и тарифах ресурсов необходимых для реализации проектного решения. Ресурсный метод основывается на выборке ресурсов и расчета их стоимости в текущих ценах.

2. Ресурсно-индексный метод предусматривает сочетание ресурсного метода с системой индексов на ресурсы используемые в строительстве.

3. Базисно-индексный метод определения стоимости строительства основан на использовании системы текущих и прогнозных индексов по отношению к стоимости определенной в базисном уровне цен. Для пересчета базисной стоимости в текущие цены мгут применятся индексы: к статьям прямых затрат, и итогам прямых затрат или полной сметной стоимости. В настоящее время за базисный уровень цен принимается цены 2000 года.

4. Метод банка данных. При этом методе используют стоимостные данные по ранее построенным или запроектированным зданиям и сооружениям.

В данном дипломном проекте стоимость строительства участка сети была определена базисно-индексным методом, основанным на использовании системы текущих индексов по отношению к стоимости определенной в базисном уровне.

Локальная смета на прокладку канализационного трубопровода (стальные трубы) очистных сооружений г.Новотроицка представлена в таблице 4.1(Приложение Д).

5. Автоматизация канализационной сети

Автоматизация является высшей формой организации производственного процесса в целом, при этом совокупность технических средств, используемых для автоматизации процесса, совместно с объектом управления. Система управления включает в себя приборы контроля, задачей которых является получение информации об изменении параметров производственного процесса, т.е. об изменении состояния объекта управления.

Задачи автоматизации процессов очистки сточных вод в основном состоят в создании нормальных сооружений, интенсификации всего процесса очистки, улучшении технологического контроля за работой отдельных очистных сооружений и ходом процесса очистки в целом, улучшении условий труда обслуживающего персонала сооружений, уменьшении стоимости очистки сточных вод.

Современные системы канализации городов и промышленных предприятий состоят из ряда сооружений. В этих объектах происходят различные механические, гидравлические, физико-химические и микробиологичекие процессы.

По мере внедрения автоматики в производстве наблюдается переход от частичной автоматизации отдельных процессов к комплексной автоматизации всех производственных процессов и далее к полной автоматизации производства, протекающего без непосредственного участия обслуживающего персонала.

Знание основ автоматизации и ее современного уровня на канализационных сооружениях способствует рациональному их проектированию, строительству в оптимальные сроки и эффективной эксплуатации действующих сооружений.

Автоматизация очистных сооружений обеспечивает автоматическое выполнение ряда разнообразных операций, подачу и дозирование реагентов, вращение лопастных мешалок, регулирование работы фильтров, движение скребковых механизмов в отстойниках, обеззараживание воды хлором и т.д.

На канализационных очистных сооружениях автоматически поддерживается заданная температура осадка в метантенках, автоматически контролируется уровень осадка в отстойниках и его удаление. С помощью самопишущих приборов измеряются и регистрируются приток сточных вод к сооружениям, расход воздуха, наличие в очищенной жидкости растворенного кислорода.

К числу общих основных систем водоснабжения и канализации как объектов автоматизации относятся:

- высокая степень ответственности работ сооружений, требующая обеспечения их надежной бесперебойной работы;

- зависимость режима работы сооружений от изменения качества исходной воды;

- работа сооружений в условиях постоянного меняющейся нагрузки и отсутствия складов готовой продукции;

- сложность технологического процесса и необходимость высокого качества обработки воды;

- необходимость постоянного повышения производительности систем в следствии роста городов связанного с этим увеличения водопотребления и водоотведения;

- необходимость обеспечения наиболее экономичной работы насосных и агрегатов, являющиеся крупными потребителями электроэнергии, что требует быстрого изменения как числа работающих агрегатов, так и их сочетания в зависимости от режима водопотребления;

- необходимость сохранения работоспособности при авариях на отдельных участках системы.

Многообразные динамические воздействия на процессы, протекающие в автоматизируемых канализационных объектах, вызываются сравнительно небольшим числом факторов. К ним относятся изменения давления, расхода, уровня, количества теплоты и концентрации вещества.

Централизация управления сооружениями достигается устройством пультов управления (ПУ). Для сооружений небольшой производительности, расположенных на сравнительно небольшой территории, возможно устройство одного диспетчерского пункта с пультом управления всей станцией.

Организация таких пультов управления, находящихся недалеко от очистных сооружений, делает возможность обеспечить автоматическую работу сооружений, телеуправление и контроль при минимальных затратах на устройство каналов связи.

Ниже рассмотрен процесс автоматизации аэротенков.

Аэротенки

Ввиду сложности процессов, протекающих в сооружениях биохимической очистки сточных вод, их автоматизация представляет трудную задачу.

Для автоматизации аэротенков разрабатываются схемы автоматического поддержания в оптимальных пределах соотношения между количеством поступающих в аэротенки сточных вод, концентраций загрязнений в них и количеством вводимого в аэротенки воздуха и активного ила. Поддержание этого соотношения в оптимальных пределах является основным условием высокоэффективной работы аэротенков в санитарном и технико-экономическом отношениях. Для решения этого основного вопроса автоматические устройства могут быть использованы: для равномерного распределения сточных вод между отдельными аэротенками; для строгого поддержания по заданной программе количеств вводимого воздуха и активного ила в разных точках каждого аэротенка; для наиболее экономичного регулирования трубовоздуходувных установок при их совместной работе с воздухопроводами; для надежного непрерывного контроля качественных и количественных показателей аэротенков.

На большинстве станций аэрации введен автоматический контроль воздуха в аэротенки и его распределения.

Сложность технологического процесса в аэротенки вызывается необходимостью соблюдения определенного соотношения между количеством поступающих в аэротенк загрязнений и количеством вводимых в аэротенк воздуха и активного ила. Соблюдение этого отношения является непременным условием эффективной работы аэротенка. Строгая регулировка подачи воздуха необходима и по экономическим соображениям, так как стоимость подачи воздуха доходит до 60% стоимости всей очистки сточных вод в аэротенках.

Подача воздуха в аэротенк может производиться путем вдувания (аэрации). Недостатком этого способа являются колебания в подаче воздуха, вызываемые утечками из воздухопровода, прорывом воздуха около фильтросных пластинок, неравномерным распределением воздуха по ответвлениям воздухопровода к секциям аэротенков.

Для успешной работы аэротенков необходимо регулирование подачи воздуха по длине аэротенков в соответствии со степенью очистки жидкости.

Возможно также регулирование подачи воздуха в аэротенки в зависимости от количества растворенного в сточной жидкости кислорода. В простейшем случае следует предусматривать установку измерительных приборов для контроля за распределением и расходом воздуха в аэротенках.

Решающим фактором в работе очистных сооружений является контроль концентрации растворенного кислорода в аэротенках. Нормированное значение концентрации кислорода составляет 2мг/л в любой точке аэротенка. Для объективного анализа процесса насыщения кислородом необходимо учитывать конструкцию системы аэрации и процессы массопереноса в сечении аэротенка и по его длине. Насыщение кислородом происходит во время подъема пузырьков воздуха к поверхности и возникающим газлифтовым эффектом, создающим восходящий поток жидкости, который создает циркуляцию жидкости по сечению аэротенка. В связи с неравномерностью аэрации возникает задача создания и исследования модели аэротенка для установления законов распределения кислорода в пространственных координатах. Исследование модели необходимо для определения эффективных мест расположения датчиков концентрации растворенного кислорода.

Аэротенк, по существу, представляет собой реактор для проведения биохимического процесса окисления загрязнений. Для расчета реактора необходимо, с одной стороны, иметь данные о кинетике элементарного акта процесса биоокисления, а с другой -- знать характер движения жидкости в реакторе. Для моделирования большинства конструкций эксплуатируемых сооружений подходит проточный реактор идеального вытеснения-- в нем отсутствует перемешивание (диффузия) вдоль оси потока и жидкость проходит через аппарат компактной массой. Время пребывания в реакторе одинаково для всех ее компонентов. В реакторе состав жидкости изменяется длине реактора, поэтому материальный баланс по реагирующему веществу необходимо составлять для элементарного объема.

После этапа определения точек установления датчиков концентрации растворенного кислорода необходима электронная система сбора информации и её анализа. Электронная система должна выполнять следующие функции:

-- питание аппаратуры и устройств системы;

-- сбор показаний датчиков концентрации кислорода;

-- передачу данных в лабораторию и диспетчерскую компрессорной станцией;

-- хранение, архивирование полученных данных;

-- ведение отчетной документации;

-- анализ данных и подведение статистики работы аэротенков.

Для рассмотрения предлагается система автоматизации аэротенков, представленная на рисунке 5.1



Рисунок 5.1 -- Структурная схема электронной системы

Условные обозначения:

Д -- датчик концентрации растворенного кислорода;

КСД -- контроллер сбора данных;

ПИ -- преобразователь интерфейсов;

РШ -- радио-шлюз;

ПК -- персональный компьютер;