Особенностью изыскательских работ для проектирования трубопроводного транспорта является значительная его протяженность, в связи с чем инженерно-геодезические работы приходится проводить на больших территориях с разнообразными физико-географическими, геологическими и гидрометеорологическими условиями. Часто инженерно-геодезические работы для трассирования производятся одновременно на ряде участков с последующей их стыковкой вдоль проектируемого направления трубопровода.
Трассирование - это выбор оптимальной трассы между опорными точками на участках местности. Под трассой понимается пространственное, положение взаимосвязанной с рельефом местности продольной оси проектируемого трубопровода. Положение трассы линейной и сосредоточенной части трубопроводного транспорта должно удовлетворять техническим требованиям, обеспечивающим его необходимую производительность и условия безопасной эксплуатации. Эти требования приводятся в официальных нормативных документах, например, в Строительных нормах и правилах (СНиП), в Сводах правил (СП) в Ведомственных строительных нормах (ВСН) и др.
Геодезические работы по трассе состоят из следующих основных видов работ:
Проложение вблизи трассы магистрального теодолитно-нивелирного хода с привязкой его к пунктам государственной геодезической сети. Проложение магистрального хода целесообразно выполнять при использовании для измерения длин линий светодальномеров. При этом не только повышается производительность труда дальномерной бригады, но и результаты линейных измерений, которые освобождаются от накопления систематических ошибок, вызываемых ошибками компарирования мерного прибора и ошибками, связанными с внешними условиями измерений (особенно в таежной, болотистой и горной местности).
Привязка магистрального хода к пунктам государственной геодезической сети в некоторой степени повышает точность значений углов поворота и расстояний между точками, устраняя при этом в значительной степени влияние систематических ошибок на точность определения координат точек геодезического хода. Поэтому крайне важно возможно чаще привязывать ход к пунктам триангуляции.
Закрепление точек хода постоянными знаками. При разработке проекта производства топографических работ на изысканиях должны быть указаны части магистрального хода, которые обеспечивают вынос проекта трассы на местность по координатам ее точек и изучение состояния грунта и рельефа местности вдоль трассы. Обычно это части магистрального хода, обеспечивающие строительство трубопровода на крутых склонах, болотах и марях, распространенных на значительном протяжении, а также при возведении высоких насыпей и разработке глубоких выемок. Точки магистрального хода на таких участках трассы должны быть закреплены знаками, рассчитанными на долговременную их сохранность.
Вынос проекта трассы с плана на местность и проложение планово-высотного нивелирно-теодолитного хода по трассе с замыканием на магистральный ход. Эта работа выполняется после проложения и закрепления на местности магистрального хода.
В некоторых случаях при трассировании линии значительного протяжения в горном или залесенном районе может оказаться рациональным выполнять проложение магистрального хода вблизи трассы соответствующим аэрогеодезическим предприятиям. Это повысит качество всего комплекса изыскательских работ, включая и вынос проекта трассы на местность.
Повышения уровня строительства трубопроводного транспорта сдерживается некоторыми недостатками в проектно-изыскательском деле. Длительные сроки, не всегда высокое качество изысканий и проектирования, недостаточное использование новейших достижений науки и техники приводят к завышению сметной стоимости, осложнения в выполнении строительных операций и срыву сроков ввода объектов в эксплуатацию.
Для получения данных об условиях местности при выполнении проектно-изыскательских работ на каждой стадии проектирования, определения их объема и точности необходимо рассмотреть во взаимной связи и сопоставить множество различных факторов природной среды, технических показателей объекта, условий строительства, определяющих оптимальную трассу трубопровода.
Проектно-изыскательские работы существенно влияют на строительно-эксплуата-ционные затраты проектируемого трубопровода, имеют значительный удельный вес, трудоемки, поэтому вопросы разработки принципов оптимизация и автоматизации проектно-изыскательских работ важно рассматривать как комплексную проблему, охватывающую все функции объекта строительства с учетом разнообразных факторов внешней среды.
Системный подход позволит решить проблему, с точки зрения тесной взаимосвязи элементов создаваемых объектов трубопроводного транспорта, с учётом возможности их оптимизации и применения математических моделей. Прежде всего, следует определить: отвечает ли наш процесс требованиям, предъявляемым к методологии системного подхода. Для этого следует проверить целостность процесса. Все части рассматриваемого процесса должны быть направлены на решение одной общей цели - создание единого инженерного сооружения. Поэтому отдельные части системы должны управляться из единого центра для оптимизации проектно-изыскательских работ, методов строительства и обеспечения необходимых условий будущей эксплуатации трубопровода и его инфраструктуры.
Основные требования к инженерным изысканиям - это необходимая точность определения информации для целей проектирования трассы, надёжность выноса координат на местность для строительства объектов трубопроводного транспорта с нормированной погрешностью; повышение надёжности определения стоимости строительства, оптимальное количество информации для наглядности удобства проектирования, включая разработку временных и вдольтрассовых дорог.
В систему инженерных изысканий структурно входят подсистемы "проектирование" и "внешняя среда". Исследование подсистемы "проектирование" имеет цель определить необходимую точность, состав и объем информации о внешней среде для проектирования на основе анализа технических показателей оптимальной трассы. Исходя из класса сооружения, его капитальности и категорийности определяются погрешности определения объемов и стоимости проектно-изыскательских и строительных работ, выбираются критерии оценки точности. Одним из основных критериев оценки точности инженерных изысканий принято правильное определение стоимости строительства, исходя из чего, предлагаются разные объемы и точность выполнения проектно-изыскательских работ на каждой стадии проектирования. Исследование подсистемы "внешняя среда" имеет цель предметно моделировать и получать информацию о местности.
Местность содержит неисчерпаемый источник информации и характеризуется бесконечным разнообразием объектов. В инженерной деятельности мы судим о местности с позиций целесообразности ее фактического использования для прокладки трассы трубопровода. Процесс моделирования местности сводится к уменьшению бесконечности разнообразия объектов и выбору характерных признаков, поэтому модель должна содержать лишь некоторое ограниченное количество информации о местности. Для этого необходимо изучить местность и отобрать те характерные показатели, которые будут необходимы для проектирования.
Следует различать первичные материалы - образованные в виде карт, стереомоделей, которые можно определить как инженерно-экономические модели местности.
Однако внедрение ЭВМ, а также автоматизированных систем проектирования требует необходимости представления информации о местности в удобном для этого виде. Поэтому по имеющейся инженерно-экономической модели местности мы должны получить новую информацию для создания вторичной модели, основанной на информации, заключенной в первоначальной модели.
Исследование и познание природных условий выполняется в результате наблюдений с помощью разных методов в период полевых изысканий. Однако параметры, характеризующие структуру и состояние изучаемых природных объектов и процессов обычно недоступны для непосредственного измерения. Их оценка может производиться косвенными методами, через наблюдения других величин и физическую интерпретацию результатов этих наблюдений. Задача сводится к распознаванию по ним образа изучаемого объекта.
Параметры, описывающие форму и размеры участков земной поверхности (топографическую поверхность), инженерную и контурную нагрузку, параметры деформаций и физико-геологических процессов на земной поверхности, экономические характеристики невозможно измерить непосредственно в полевых условиях.
По результатам измерений направлений углов, длин линий и т.д. определяются различными методами интересующие нас параметры, и выполняется интерпретация результатов измерений, поскольку природные условия района трассирования – это сложный комплексный объект с отдельными длительно протекающими и изменяющимися во времени процессами.
Анализ существующих подходов к изучению сложных объектов, принятых в различных областях науки и техники, показал, что успех исследовании в значительной степени определяется методологией изучения и умением исследователя видеть решаемую проблему в целом.
Рассмотрение предмета изучения как системы даёт возможность познать его как целое, а не как изолированные, оторванные друг от друга компоненты.
Для полного исследования природного процесса или объекта недостаточно описания только различных его сторон, свойств, еще необходимо изучение взаимосвязей, взаимоотношений между ними, развитие их во времени.
Такое изучение природных условий как единого целого во взаимосвязи с постройкой трубопроводных транспортных комплексов возможно на основе системного подхода. Рассматриваемую систему "природные условия" можно определить как набор или множество объектов, которые связаны и взаимодействуют между собой и которые можно рассматривать как единое целое. Сложный - означает поддающийся расчленению на части или детали, однако все эти части в предмете не случайное скопление, а конструкция, нечто целостное. В проектируемой системе возможно учесть все слагаемые факторы, установить между ними связь, оценить их в целом, а затем найти среди них существенные.
Каждый из элементов этой системы: инженерные изыскания, проектирование, строительство и эксплуатация со своими элементами, связями, соподчиненностью может рассматриваться как самостоятельная система.
Основой проектирования трубопроводов являются инженерно-экономические изыскания, которые предназначены для выбора оптимального варианта трассы и составления проекта трубопровода с сопутствующей ему инфраструктурой, установления стоимости и условии её строительства. Выбор варианта должен осуществляться на основе комплексного изучения природных условий района трассирования в виде сбора топографо-геодезической, инженерно-геологической, гидрометеорологической и экономической информации, а также составления прогноза изменения окружающей природной среды под воздействием строительства и эксплуатации трубопровода.
Решение задачи инженерно-геодезических изысканий или инженерно-экономического моделирования местности в методологическом отношении можно выполнить, опираясь на положения системного анализа и функционального подхода, при этом используется определенный математический аппарат. Процессы геодезических наблюдений и их обработка рассматриваются как сложная единая динамическая система. Системный анализ обусловливает структурное представление указанной динамической системы и необходимость изучать систему в целом; зависимость членения системы на подсистемы и решений от поставленной цели; включение в структуру системы не только пространственных, но и временных отношений ее элементов путем построения динамических моделей объекта и алгоритмов обработки, включающих координату времени.
Функциональный подход (метод "черного ящика") даёт возможность моделировать изучаемый объект без знания механизма процесса, ограничиваясь лишь связями объекта с окружающей средой и закономерностями его поведения, отражающимися в результатах геодезических измерений. Описывая динамическую модель тем или иным линейным уравнением можно построить математическую модель объекта и получать с нее необходимую вторичную информацию для проектирования.
Решение о разработке ТЭО (проекта) строительства принимается заказчиком после проведения экспертизы, согласования и утверждения "Обоснования инвестиций". Такому решению заказчика часто предшествует включение предполагаемого объекта в соответствующие инвестиционные программы.
Инструкцией о порядке разработки, согласования утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений (СНиП 11-01—95) технико-экономическое обоснование строительства определено в качестве основного проектного документа на строительство объекта. Одновременно этим документом в отечественной практике понятия ТЭО и "проект" приравнены между собой, т.е. введено двойное обозначение стадии, единой по составу и содержанию (таким образом, по мнению разработчиков СНиП становится возможным добиться преемственности действующей законодательной и нормативной баз и совместимости с терминологией, применяемой за рубежом).
Разработка ТЭО выполняется по заданию заказчика проектной организацией, имеющей соответствующую лицензию и достаточный опыт работы. Для выбора оптимального предложения со стороны проектировщика заказчику рекомендуется провести конкурс (тендер) на разработку ТЭО строительства конкретного объекта.
Основным документом, регламентирующим взаимоотношения между заказчиком и исполнителем-проектировщиком, а также правовые и финансовые отношения, взаимные обязательства и ответственность сторон, является договор на разработку ТЭО. К договору прилагается задание на проектирование, в котором указываются исходные данные, устанавливаются технико-экономические, экологические, социальные и другие требования, которые по мнению заказчика обязательно должны быть соблюдены при разработке ТЭО.
В задании на проектирование должны быть оговорены состав ТЭО и основное содержание его разделов.
Рекомендуемый состав технико-экономических обоснований строительства (ТЭО, проект) следующий:
Общая пояснительная записка.
Генеральный план и транспорт.
Технологические решения.
Архитектурно-строительные решения.
Инженерное оборудование, сети и системы.
Организация строительства.
Охрана окружающей среды.
Охрана труда и техника безопасности.
9. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны. Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций.
Сметная документация.
Оценка эффективность инвестиций.
В соответствующих разделах ТЭО следует приводить:
- спецификации оборудования, составляемые применительно к форме, утвержденной государственными стандартами;
- исходные требования к разработке конструкторской документации на оборудование индивидуального изготовления, что оговаривается в договоре.
В целях подготовки более полных технико-экономических обоснований строительства состав и содержание ТЭО, предусмотренные в СНиП 11-01-95 можно дополнять следующими разделами (материалами):
- рыночные исследования и анализ сбыта (с использованием материалов "Обоснования инвестиций" и "Бизнес-плана");
- маркетинговая стратегия (с использованием материалов "Обоснования инвестиций" и "Бизнес-плана");
- организация транспортировки крупногабаритных и тяжеловесных материалов и оборудования (при необходимости);
- оценка риска инвестиций, мероприятия по его профилактике и минимизации возможных потерь (с использованием материалов "Обоснования инвестиций" и "Бизнес-плана");
- обоснование разработки специальных технических условий на строительство (для особо сложных и уникальных объектов или условий их освоения (разработки) и строительства);
- выводы и предложения.
В составе ТЭО раздел "Эффективность инвестиций" должен выполняться в соответствии с "Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования", утвержденными Госстроем России, Минэкономики России, Минфином России, Госкомпромом России, и дополнительно отражать вопросы состояния и путей погашения задолжностей перед федеральным бюджетом и бюджетами других уровней, а также возврата кредитов.
Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны и мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций должны проектироваться комплексно и дополнять друг друга. Этот раздел должен включать комплекс мер и технических решений (планировочных, объемно-планировочных, конструктивных), направленных на предупреждение, предотвращение или максимально возможное снижение интенсивности негативного воздействия процессов, возникающих при чрезвычайных ситуациях, в том числе при эксплуатационно-технологических отказах, и обеспечивающих защиту производственных фондов и персонала, а также близлежащих территорий и проживающего на них населения. В то же время оценка возможности возникновения ситуаций и решения по их предотвращению рекомендуется рассматривать в разделе "Технологические решения".
Разрабатываемые в разделе "Охрана окружающей среды" для конкретного объекта "Оценка воздействия объекта на окружающую среду" (ОВОС) в полном объеме должны содержать описание возможных негативных последствий на окружающую среду, а также все сведения, позволяющие оценить, как и насколько выполняются санитарные правила, имеют ли место превышения допустимых норм по радиационному, химическому и другим видам воздействий на окружающую среду и население, и какие предусмотрены компенсирующие меры.
Решение о разработке рабочей документации принимается заказчиком после проведения экспертизы, согласования и утверждения ТЭО.
Разработка рабочей документации выполняется по заданию заказчика проектной организацией, имеющей соответствующую лицензию и достаточный опыт работы.
Выбор проектной организации может быть проведен по результатам конкурса на выполнение проектных (проектно-изыскательских) работ. Преимущества в получении заказа на научно-исследовательские работы (НИР) должны иметь проектные инвесторы, имеющие сертификат на систему обеспечения качеством продукции в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 40.001-95.
В случае привлечения проектной организации, не являющейся разработчиком ТЭО (проекта), для разработки рабочего проекта (утверждаемой части), или в случае отступления от решений, принятых в них, выдается задание на разработку рабочей документации. В этом случае неотъемлемой частью договора является задание, которое составляется исходя из конкретных условий по произвольной форме. Задание составляется с привлечением проектной организации. При составлении задания оговаривается перечень необходимых исходных данных.
Рекомендуемый состав задания на проектирование объектов производственного назначения приведен в СНиП 11-01-95.
Заказчик выдает проектировщику следующие исходные материалы:
- обоснование инвестиций данного объекта с заключением экспертизы;
- решение местного органа исполнительной власти о согласовании места размещения объекта;
- архитектурно-планировочное задание;
- акт выбора земельного участка (трассы) для строительства и прилагаемые к нему материалы;
- материалы инженерно-геологических и гидрологических изысканий;
- технические условия на присоединение к внешним инженерным сетям и коммуникациям;
- оценочные акты и решения органов местной администрации о сносе и характере компенсации за сносимые здания и сооружения;
- сведения о фондовом состоянии окружающей природной среды;
- другие материалы.