автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Разработка укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции линий электропередачи

На правах рукописи

ВОТЯКОВА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА УКРУПНЕННЫХ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Специальность 05.23.08 - Технология и организация строительства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

9 СЕН 2015

Москва 2015

005562133

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Олейник Павел Павлович

Красновский Борис Михайлович, доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», заместитель директора Центра строительного производства и комплексной безопасности объектов строительства

Кабанов Александр Васильевич, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», доцент кафедры «Строительство дорог транспортного комплекса»

ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Защита состоится «28» сентября 2015 г. в 16:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.04, созданного на базе ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, зал Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» и на сайте http://www.mgsu.ru.

Автореферат разослан « ¿6 » а¿¿ЬСГи-О. 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ~~ Каган Павел Борисович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Электроэнергетика является базовой отраслью российской экономики, обеспечивающей электрической и тепловой энергией внутренние потребности страны, а также осуществляющей экспорт электроэнергии в страны СНГ и дальнего зарубежья. Устойчивое развитие и надежное функционирование отрасли во многом определяют энергетическую безопасность страны и являются важными факторами ее успешного экономического развития.

При этом надежное функционирование отрасли может быть осуществлено только при развитии науки и техники, совершенствовании системы нормативной документации, в том числе организационно-технологического моделирования.

В настоящее время разработана «Стратегия развития электросетевого комплекса Российской Федерации на период до 2030 года во исполнение Указа Президента Российской Федерации от 22 ноября 2012 г. №1567». Генеральной целью данной программы развития является достижение надежного, качественного и доступного электроснабжения потребителей путем организации эффективной сетевой инфраструктуры (линии и трансформаторные подстанции), позволяющей обеспечить максимальную выдачу мощности станций и передачу электрической энергии в распределительные сети с минимальными потерями.

Для реализации генеральной цели развития электроэнергетики предусматривается: модернизация, применение инновационных технологий при реконструкции, техническом перевооружении и строительстве сетей; создание системы управления техническим состоянием электрических сетей; совершенствование нормативно-технической базы и методического обеспечения; определение основных направлений для развития и планирования деятельности; повышение результативности и снижение удельной стоимости инвестиций за счет оптимизации проектных решений, повышения качества управления проектами.

Важнейшей составляющей в развитии современной российской энергетики является реконструкция и модернизация линий электропередачи. Отсутствие инвестиций в электросетевой комплекс за последние 20 лет привело к значительному физическому износу существующих сетей. В результате доля распределительных электрических сетей, выработавших нормативный срок, составила 50 %, а износ магистральных электрических сетей, которые эксплуатирует, например, ОАО «Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы», превышает более их половины. В тоже время в зарубежных странах показатели износа электрических сетей колеблются от 27 до 44 %.

За последние годы в электросетевом комплексе происходят существенные изменения: внедряются новые несущие конструкции, прогрессивные технологии производства работ и современные средства механизации. При этом значительное влияние на эффективность строительного производства оказывают природно-климатические факторы, такие как: горные условия (Кавказ,

-з-

Алтайский край, Камчатка, Урал), болотистая местность (Ленинградская область, Кировская область и другие), просадочные грунты (Ростовская область), вечномерзлые грунты (Сибирь, районы Крайнего Севера).

Необходимость учета всего комплекса организационно-управленческих, технических, технологических и природно-климатических факторов при выборе решений на этапах прогнозирования, планирования и управления строительным производством требует переоценки существующих подходов при строительстве и переустройстве линий электропередачи в современных условиях. В этой связи разработка укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции таких линий является важным звеном, обеспечивающим увязку, достоверность и преемственность предпроектных, проектных и производственных решений.

Степень разработанности темы. Существенный вклад в организационно-технологическое моделирование процессов строительства и реконструкции объектов был внесен такими широко известными учеными, как: Л.П. Аблязов, В.А. Афанасьев, A.A. Афанасьев, В.И. Бродский, A.A. Гусаков, М.Н. Ишин, Л.Г. Дикман, В.Г. Киевский, Л.В. Киевский, A.A. Лапидус, Б.В. Жадановский, П.П. Олейник, И.В. Степанов, С.А. Синенко, В.И. Теличенко, В.А. Харитонов, В.В. Шахпаронов, А.К. Шрейбер, К.А Шрейбер и др.

Разработкой рациональных решений, развитием нормативной базы строительства в области организации строительного производства по объектам различного назначения занимались научно-исследовательские организации, такие как: ЦНИИОМТП, НИИЭС, ЦНИИпроект и т.д.

В электроэнергетике ведущим научно-исследовательским институтом является «Оргэнергострой». За годы его работы была накоплена огромная база по технологии и механизации строительно-монтажных работ в области сооружения энергетических объектов различного назначения.

Но вместе с тем, за последнее десятилетие изменились технические требования по строительству и реконструкции сетей, появились новые конструкции опор, современная техника и эффективные технологии производства работ. Инвестиционные программы крупных энергетических компаний направлены преимущественно на реконструкцию существующих объектов. При этом важным является исследование влияния различных природно-климатических и технических факторов на трудоемкость и продолжительность производства работ по реконструкции линий электропередачи.

Таким образом, проблема учета влияния различных групп факторов, оценки продолжительности проведения работ, а также современных требований к реконструкции сетей в недостаточной степени исследовалась научным сообществом.

Недостаточная теоретическая обоснованность направлений с учетом возрастающей роли научной проблемы разработки укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции линий электропередачи, отвечающих современным требованиям, предопределили выбор темы диссертационного исследования и соответственно его цель и задачи.

-4-

Цели и задачи.

Цель диссертационной работы - научное обоснование положений по построению организационно-технологических моделей реконструкции линий электропередачи на основе выявления, оценки и комплексного учета влияющих факторов и определения устойчивых параметров производства работ. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• анализ организационно-технологических решений реконструкции объектов электроэнергетики;

• выбор и исследование объектов - представителей;

• выявление и оценка влияющих на производство работ факторов;

• формирование концепции моделирования реконструкции участков линий электропередачи;

• разработка методики построения организационно-технологических моделей реконструкции участков линий электропередачи.

Объектом исследования являются объекты реконструкции линий электропередачи.

Предметом исследования является разработка и обоснование укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции линий электропередачи.

Научная новизна исследования состоит в обосновании положений и разработке организационно-технологических моделей реконструкции линий электропередачи, позволяющих на ранних этапах планирования и стадиях проектирования определять рациональные решения по подготовке и производству работ и их технико-экономические показатели.

В рамках диссертационного исследования лично автором получены следующие научные результаты:

• обоснована зависимость показателя продолжительности реконструкции от трудоемкости производства работ с учетом влияния природно-климатических факторов;

• определены устойчивые значения продолжительности работ для различных регионов страны;

• установлена совокупность коэффициентов рационального совмещения работ по реконструкции линий электропередачи;

• выработаны на основе обобщения наиболее характерные варианты производства работ;

• разработана система укрупненных моделей производства работ по реконструкции линий электропередачи.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическая значимость:

• разработан новый подход к оценке продолжительности реконструкции линий электропередачи, в частности на основе математического анализа построены модели с учетом влияния природно-климатических факторов в Московском и Сочинском регионах;

• предложена методика разработки укрупненных организационно-технологических моделей с учетом современных требований к реконструкции линий электропередачи.

Практическая значимость:

• методика оптимизации календарных планов при реконструкции линий 110 кВ по объектам: «Реконструкция ВЛ 110 кВ «Красногорск -Нахабино 1,2», «Реконструкция ЛЭП 110 кВ Очаково - Немчиновка 1,2 с увеличением пропускной способности для нужд Центральных электрических сетей - филиал ОАО «МОЭСК», «Воздушные линии (110 кВ) от подстанции «Псоу» до подстанции «Адлер», от подстанции «Адлер» до подстанции «Кудепста», от подстанции «Кудепста» до подстанции «Хоста», «Воздушные линии (110 кВ) для выдачи мощности от Сочинской ТЭС до подстанции «Сочи», от подстанции «Сочи» до подстанции «Пасечная», от подстанции «Пасечная» до подстанции «Дагомыс» позволила определить рациональную продолжительность реконструкции с учетом местных условий и на этой основе подготовить объективную тендерную документацию;

• при составлении календарных планов производства работ по объекту: «Воздушные линии (110 кВ) для вьщачи мощности от Сочинской ТЭС до подстанции «Сочи», от подстанции «Сочи» до подстанции «Пасечная», от подстанции «Пасечная» до подстанции «Дагомыс» внедрение методики оптимизации календарного планирования позволило сократить продолжительность реконструкции;

• результаты диссертационного исследования включены в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет». Методология и методы исследования.

Методологической основой исследования послужили работы отечественных и зарубежных ученых и специалистов в области организации строительства, организационно-технологического моделирования, федеральные и региональные программы развития электросетевого комплекса.

Методы исследования основываются на теории и практике построения укрупненных организационно-технологических моделей, теории принятия решений, на методах сравнения и абстрагирования, на теории математического моделирования, теории вероятности и математической статистике. Положения, выносимые на защиту:

• результаты проведения анализа существующих моделей и оценка организационно-технологических решений по возведению и реконструкции объектов электроэнергетики с выявлением недостатков;

• закономерности влияния природно-климатических факторов и конструктивных решений на показатели производства работ;

• организационно-технологические модели реконструкции линий электропередачи с обоснованием коэффициентов совмещения работ и устойчивых значений их продолжительности;

• методика построения укрупненных организационно-технологических моделей

и результаты ее внедрения в практику реконструкции объектов

электроэнергетики.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность результатов обусловлена применением аргументированных теоретических методов, обобщением организационно-технологической документации по объектам реконструкции линий электропередачи, использованием нормативно-технической базы в области технологии и организации строительного производства, а также документами, подтверждающими внедрение результатов исследования.

Апробация результатов. Основные положения диссертации доложены на международных конференциях: VI Международная научная конференция «НАУКА В ЦЕНТРАЛЬНОЙ РОССИИ» (г. Липецк, апрель 2014); VII Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире» (г. Санкт-Петербург, сентябрь 2014); XXXIX Международной научно-практической конференции «Технические науки от теории к практике» (г. Новосибирск, октябрь 2014); Международной научной конференции «ИНТЕГРАЦИЯ, ПАРТНЁРСТВО И ИННОВАЦИИ В СТРОИТЕЛЬНОЙ НАУКЕ И ОБРАЗОВАНИИ» (г. Москва, МГСУ, ноябрь 2014), XLI Международной научно-практической конференции «Инновации в науке» (г. Новосибирск, январь 2015).

Результаты диссертации опубликованы в 10 научных работах, в том числе в 5 работах в научных изданиях, входящих в действующий перечень, утвержденный ВАК Минобрнауки России.

Состав и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 186 страниц печатного текста, в том числе 27 рисунков, 38 таблиц и 12 приложений, список литературы включает 100 наименований.

Содержание диссертации соответствует п. п. 4, 8, 9 Паспорта специальности научных работников 05.23.08 - Технология и организация строительства.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлено обоснование актуальности темы диссертационной работы, направленной на разработку укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции линий электропередачи, определены цель и задачи исследования, сформулирована научная новизна и практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу моделей и организационно-технологических решений возведения и реконструкции линий электропередачи, который включает в себя: особенности проектирования и реконструкции линий электропередачи с периода становления электросетевого комплекса до наших дней; экспертную

оценку вариантов строительства воздушных линий (ВЛ) с использованием различных типов опор; основные организационно-технологические решения по реконструкции и строительству линий электропередачи, способы монтажа основных несущих элементов; основные подходы к оценке продолжительности проведения работ при строительстве и реконструкций линий электропередачи; основные направления технической политики крупных сетевых компаний.

На современном этапе все больше инвестиционных программ направлено на реконструкцию существующих сетей. Это связано с тем, что значительная часть сетей характеризуется большим физическим износом основных конструктивных элементов.

При этом основными направлениями технической политики при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации воздушных линий являются: снижение стоимости строительства, реконструкции и эксплуатации; снижение экологической нагрузки при строительстве и эксплуатации ВЛ за счет минимизации лесных просек (внедрение опор с вертикальной подвеской проводов и уменьшение базы опоры); применение надёжных и эффективных конструкций, сохраняющих параметры в течение всего срока службы; применение антивандальных конструкций и материалов; сокращение площади землеотвода на период эксплуатации объекта за счет применения стальных многогранных, узкобазых решетчатых, железобетонных секционированных или композитных опор ВЛ; использование передовых методов возведения, эксплуатации и реконструкции сетей; сокращение продолжительности реконструкции энергетических объектов.

В тоже время технология производства строительно-монтажных работ в процессе строительства и реконструкции ВЛ базируется: на индустриальных методах строительства; применении конструкций опор заводской готовности с целью оптимизации времени производства строительно-монтажных работ на участке трассы; выборе оптимальной конструкции фундаментов, обеспечивающей не только надежность, но и сокращение затрат времени на монтаж и сведение к минимуму объема земляных работ за счет применения свай-оболочек и винтовых свай; применении в горных условиях и другой труднодоступной местности вертолета при монтаже конструкций опоры; использовании метода наращивания краном при монтаже конструкции опор в стесненных условиях; монтаже проводов и грозозащитных тросов под тяжением без опускания на землю (широкое распространение получил при монтаже кабеля связи (ОК), где раскатка по земле запрещена); использование временных схем; применение быстромонтируемой арматуры.

Анализ экспертных оценок строительства ВЛ с использованием различных типов опор выявил наибольшую эффективность использования многогранных опор (СМО) по 12 видам критериев: надежность, капитальные затраты, продолжительность строительства, долговечность, эксплуатационные затраты, землеотвод, транспортабельность, адаптивность, качество, вандалоустойчивость, эстетичность, экологичность. Только по одному критерию, не входящему в данный перечень, стоимости опор - СМО имеют наибольшую стоимость. При

этом экспертами отмечается, что ведется работа по уменьшению стоимости опор, так как для многих это результирующий критерий оценки.

На этапе планирования инвестиционного процесса важным является оценка технико-экономических параметров. В современной практике при оценке срока продолжительности строительства воздушных линий (BJ1) в разделе Проект организации строительства (ПОС) специалисты придерживаются 5-ти подходов определения продолжительности строительства.

• Первый подход заключается в определении нормативного срока с таблицами бывшего СНиП 1.04.03-85* часть 1 (раздел «Энергетика»). При этом продолжительность строительства линий электропередачи с учетом местных условий, уточняется с помощью коэффициентов, учитывающих прохождение трассы по болотам, горной, лесистой и сильно пересеченной местности, в городах и на территории промышленной застройки (стесненные условия), вблизи объектов находящихся под напряжением.

• Второй подход используется при определении расчетным методом продолжительности строительства объектов. Этот метод основан на функциональной зависимости ее от стоимости строительно-монтажных работ.

• Третий подход опирается на отраслевые нормы специализированных организаций. Например, стандарт СТО 56947007-29.240.121-2012 крупной сетевой компании ОАО «ФСК ЕЭС». Данный документ определяет сроки работ по проектированию, строительству и реконструкции подстанций и линий электропередачи 35-1150 кВ.

• Четвертый подход - определение продолжительности проведения работ путем построения и оптимизации календарных планов строительства. Данный подход дает самую объективную оценку срока строительства (реконструкции), но при этом является наиболее трудоемким.

• Сущность пятого подхода вытекает из расчета показателей на основе статистической оценки продолжительности работ по реконструкции участков сетей.

Ряд экспертов также выделяют комбинированный подход оценки нормативной продолжительности реконструкции сети. Он объединяет в себе 1-ый и 4-тый подход. При совпадении результатов выбор расчетных показателей продолжительности реконструкции объектов имеет высокий уровень обоснованности.

По оценке экспертов эффективность инвестиционного процесса напрямую зависит от сокращения продолжительности строительства и реконструкции на каждом этапе этих процессов.

Анализ показывает, что нормы продолжительности строительства объектов энергетики не включают в себя нормирование продолжительности реконструкции BJI, а разработаны только на возведение воздушных линий с использованием решетчатых и железобетонных опор. Отсутствуют нормы реконструкции сетей с учетом внедрения многогранных опор, а также региональных особенностей реконструкции сетей.

Во второй главе диссертации представлена основная исследовательская часть работы. В качестве объектов - представителей выбраны 26 участков, входящих в состав пяти переустраиваемых линий электропередачи 110 кВ, в Московском и Сочинском регионах.

Анализ условий проведения работ на данных объектах позволил выявить природно-климатические, территориальные и конструктивные особенности.

Следующим этапом в диссертационном исследовании предусмотрен расчет нормативной трудоемкости по участкам объектов с учетом поправочных коэффициентов от влияния природно-климатических и технологических условий проведения работ.

С научной точки зрения важным является комплексная оценка степени влияния факторов. В данном диссертационном исследовании рассмотрен многофакторный анализ степени влияния трудоемкости по видам работ на продолжительность реконструкции.

При этом основной задачей многофакторного анализа является отбор факторов в модель. Отбор осуществлен на основе содержательного анализа, позволяющего установить, что на результирующий показатель у могут влиять конкретные факторы х,,х2,х3,...^8.

где у - продолжительность реконструкции участка сети (дни);х,- трудоемкость демонтажа существующего провода (человеко-часы); х2 -трудоемкость демонтажа существующих опор (человеко-часы); х3 - трудоемкость демонтажа существующих фундаментов (человеко-часы); х4 - трудоемкость производства земляных работ (человеко-часы); х5 -трудоемкость устройства фундаментов (человеко-часы); х6 -трудоемкость монтажа опор (человеко-часы); х7 -трудоемкость монтажа провода (человеко-часы); х, - трудоемкость выполнения работ по благоустройству (человеко-часы).

Для анализа коэффициентов корреляции между факторами использован инструмент пакета «Анализ данных» «КОРРЕЛЯЦИЯ» (Microsoft Excel). В результате была получена матрица данных, на основании которой сделаны выводы о наличии функциональной связи между факторами и возможности рассмотрения того или иного фактора в комбинации с другими.

С учетом выше перечисленного в исследовании были рассмотрены различные комбинации и дана оценка качеству полученных моделей с помощью трех формальных критериев: коэффициента детерминации, критерия Фишера и критерия Стьюдента. В Microsoft Excel данные коэффициенты вычисляются с помощью встроенной функции «ЛИНЕИН».

Для Московского региона уравнения можно представить в следующем виде: - линейное: у' = 15,812+115-КГ3-х, + 1Ы0~3*х3 + 6-КГ3-х4+7-10~3*х7, (1)

-ю-

-степенное: у' = е'15-х!,мо~: -х*10"2 -х™"2 -х^

(2)

На основании полученных уравнений в Московском регионе значимыми факторами выступили: х2, х3, х4,х7.

Значимость этих факторов указывает на совокупное воздействие природно-климатических и территориальных условий площадки реконструкции.

Увеличение трудоемкости производства работ по демонтажу опор и фундаментов, земляных работ происходит за счет наличия на площадке стесненных условий и работ в охранной зоне действующей воздушной линии электропередачи.

Монтаж провода в Московском регионе осуществляется с учетом переходов через автомобильные и железные дороги, существующие линии связи и линии электропередачи различного назначения. Таким образом, значимость фактора х7 в данном регионе обоснована.

При этом матрица данных показала, что фактор х5 имеет также тесную корреляционная связь с у и с х4, но в общем многофакторном анализе комбинация х4 с другими факторами наиболее сильная. Данное обстоятельство связано с тем, что в Московском регионе значимость трудоемкости устройства фундаментов ниже трудоемкости производства земляных работ.

Для Сочинского региона уравнения можно представить в следующем виде: -линейное: у' = 17.845+24-КГ3-х4 +22-10"3-х5 + 17-10"3-х7, (3)

- степенное: у' = е'66 • х^"г2 • х^'""2 • х*10""2. (4)

В Сочинском регионе значимыми факторами выступили х4, х5, х6 и х7.

Полученные результаты значимости факторов, как и в Московском регионе, можно обосновать совокупным воздействием природно-климатических и территориальных условий площадки реконструкции.

Увеличение трудоемкости производства земляных работ обосновывается наличием стесненных, горных условий на площадке реконструкции. Наличие сейсмики (9 баллов), зон оползней обосновывает трудоемкость устройства сложной конструкции фундаментов, способной воспринимать не только статические, но и динамические нагрузки.

В Сочинском регионе, в отличие от Московского региона в результате анализа выявлена значимость фактора х6. Такая особенность связана с тем, что в Сочинском регионе к установке принято большее количество решетчатых опор, для которых показатель трудоемкости сборки и установки превышает показатели многогранных опор в 7 раз. Значимость фактора х7 можно обосновать наличием горных условий, переходов через овраги и реки, что в свою очередь увеличивают трудоемкость производства работ по монтажу провода.

В результате оценки полученных данных были выбраны варианты с наиболее качественной моделью (выражения (2) и (4)).

С целью выявления рационального временного интервала производства работ по реконструкции захватки протяженностью 1 км в диссертационном исследовании подробно рассмотрен каждый участок с построением линейной модели, учитывающей последовательность, совмещение основных процессов реконструкции линии.

При этом обобщенная модель расчета общей продолжительности реконструкции может быть представлена следующей формулой:

где Т - общая продолжительность реконструкции, дни; -

продолжительность работ соответственно: по демонтажу существующего провода, опор, фундаментов, а также работ по монтажу проектируемых фундаментов, установке опор, подвеске провода, благоустройству, дни;Г)- коэффициент совмещения во времени работ по демонтажу провода и существующих опор;Р- коэффициент совмещения во времени работ по демонтажу существующих опор и фундаментов; у - коэффициент совмещения во времени работ по устройству проектируемых фундаментов и демонтажу существующих; Х- коэффициент совмещения во времени работ по установке опор и устройству фундаментов; Ш - коэффициент совмещения во времени работ по установке опор и подвеске провода; коэффициент совмещения во времени работ по подвеске провода и работам по благоустройству.

Значения коэффициентов совмещения вычисляются как:

(6)

где: продолжительность предыдущей работы (дни); начало последующей работы (дни); I, - окончание последующей работы (дни).

В ходе оптимизации организационно-технологических решений были получены значения коэффициентов совмещения работ и расчетные значения продолжительности реконструкции. И на основе этих данных построены характерные зависимости распределения продолжительности реконструкции участков в Московском и Сочинском регионах и осуществлена проверка закона нормального распределения.

Так для Московского региона в результате исследования продолжительности реконструкции на 15 участках была получена зависимость (рисунок 1) и проведена проверка на соответствие расчетного значения критерия согласия Пирсона с табличным значением.

20 30 40

п родолжител ьн ость (дн ей)

где значения 2,3,6 -абсолютные частоты.

Рисунок 1- Распределение продолжительности реконструкции участков

Наиболее характерным для реконструкции сети протяженностью в 1 км является интервал в 30-35 дней. При этом анализ показывает, что отклонение от этого интервала возникает в результате использования различных наборов опор. На тех участках, где преимущественно были использованы многогранные опоры, продолжительность реконструкции составляет от 20 до 30 дней. В интервал свыше 35 и 45 включительно попали те участки, где 2/3 составляют решетчатые опоры.

В результате исследования продолжительности реконструкции на 11 участках в Сочинском регионе была получена зависимость (рисунок 2). В соответствии с которой, наиболее характерным интервалом для реконструкции сети протяженностью в 1 км является интервал в 40-50 дней.

0.70 г-

10 20 30 40 50

л родолжител ьноетьоан ей >

где значения 1,7 -абсолютные частоты.

Рисунок 2- Распределение продолжительности реконструкции участков

Третья глава посвящена разработке методики построения укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции линий электропередачи. Графически данную методику можно представить в виде «Блок схемы» в соответствии с рисунком 3.

ОБРАБОТКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ . ПОСТРОЕНИЕ П ОПТИМИЗАЦИЯ УКРУПНЕННЫХ

_ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РЕКОНСТРУКЦИИ_

_Разбивка трассы на технологические участки_

_Изучение специфики региона_

Выбор технологии производства работ: с устройством временной схемы и без устройства.

С БОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ (В соответствии с таблицей 1)

Составление перечня групп работ

Выбор методов производства работ

Расчёт калькуляций затрат с учётом специфика данного региона и площадки производства работ (стеснённые условия, вблизи действующей линии, горные условия, прохождение трассы по просекам и кустарникам)

Определение продолжительности производства основных работ

Совмещение работ

Построение модели

Линейный график | | Сетевой график !

Сравнение расчётной продолжительности Трас с нормативной (или директивной)Тн

| При Тр<Тн | | При Тр>Тн

ВЫБОР ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Построение зависимости с учётом данных по исследуемым участкам Оценка расчётного срока реконструкции сети в том или ином регионе

Рисунок 3- Блок схема «Алгоритм разработки укрупненных организационно-технологических

моделей»

Исходными данными для разработки укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции объектов энергетики на проектной и рабочей стадии служит документация в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1-Сбор исходных данных

Проектная стадия (ПОС) Рабочая стадия (ППР)

Инженерно-геологические, гидрометеорологические и экологические изыскания (сведения о климате, геологическом строении грунтов оснований, наличии заболоченных участков, сведений о грунтовых водах). Рабочая документация

Дендрологическое обследование охранной зоны ВЛ, проект освоения лесов на территории особо охраняемых территорий (ООПТ). Проект организации строительства (ПОС)

Археологические изыскания, при необходимости (увеличение продолжительности проведения работ на период исследований памятников, представляющих культурное наследие). Проект производства работ (техническая часть)

Проект полосы отвода с обоснованием необходимости размещения объекта и его инфраструктуры на землях сельскохозяйственного назначения, лесного, водного фондов, землях ООПТ; план и продольный профиль трассы с инженерно-геологическим разрезом. Технологические карты

Технологические и конструктивные решения линейного объекта, содержащие сведения об особых природно-климатических условиях земельного участка (сейсмичность, мерзлые грунты, опасные геологические процессы); ведомости пересечений по пикетам трассы, ведомости опор и фундаментов, спецификации, конструкции опор и фундаментов. Ресурсные ведомости, ведомости объемов работ (на основе рабочей документации)

Технический отчет обследования линии электропередачи Паспорт существующей линии электропередачи

Основные решения по организации и технологии проведения работ (техническая часть ПОС)

Проект организации работ по сносу (демонтажу) линейного объекта

Сметная документация (локальные сметы и сводный сметный расчет) Сметная документация (локальные сметы и сводный сметный расчет)

• Нормативная продолжительность производства работ в соответствии с действующими нормами и стандартами по строительству и реконструкции сетей различного напряжения. • Директивный срок реконструкции объекта. • Статистические данные.

Второй блок включает в себя обработку исходных данных, построение и оптимизация укрупненных организационно-технологических моделей реконструкции.

Расчетный срок реконструкции устанавливается в результате рациональной увязки сроков выполнения отдельных видов работ, учета состава и количества основных ресурсов, а также специфический условий района производства работ.

В методике отражены особенности поточного метода ведения работ по реконструкции объектов и на примере линейного моделирования предложены три модели, отражающие типовые схемы организации производственного процесса по переустройству линий электропередачи. Данные модели учитывают технологические особенности участков реконструкции и являются частными случаями выражения (5), за исключением варианта модели реконструкции с использованием временной схемы. Данная схема позволяет проводить переустройство существующих линий электропередачи без длительных отключений и обеспечивать аварийную готовность линий по требованиям эксплуатирующих организаций.

Блок выбора организационно-технологических параметров предусматривает построение зависимости с учетом данных по исследуемым участкам и оценке расчетного срока реконструкции сети в том или ином регионе.

Следующим пунктом методики является оценка расчетного срока переустройства участка сети. Важным при этом является проверка гипотезы о нормальном распределении характерной зависимости и вычисление критериев согласия для оценки достоверности полученных результатов. В результате полученное значение продолжительности реконструкции может быть использовано при разработке проектов организации строительства и технико-экономических обоснований инвестиций в различных регионах нашей страны.

В четвертой главе описаны результаты внедрения организационно-технологических моделей в практику реконструкции линий электропередачи на примере объекта: «Воздушные линии (110 кВ) для выдачи мощности от Сочинской ТЭС до подстанции "Сочи", от подстанции "Сочи" до подстанции "Пасечная", от подстанции "Пасечная" до подстанции "Дагомыс" (проектные и изыскательские работы, реконструкция)». Проектирование и реконструкция данного объекта проводилось в сжатых временных рамках. Учитывая выше перечисленные факторы, а также особенности площадки реконструкции, проектом производства работ было предусмотрено выполнение работ на трех технологических участках поточным методом с совмещением работ по демонтажу существующей линии и монтажу на свободных участках новых конструкций опор (Календарный график представлен на рисунке 4).

В результате продолжительность реконструкции была снижена по сравнению с директивной продолжительностью, установленной заказчиком на основе стандартных схем последовательного выполнения работ по демонтажу и монтажу строительных конструкций.

И

■ '••-■ - • У•• -

/•«»ото« №1 (ПС "Дмоиы;" до про»«т. Оп Ч214»|

Дш»1» суи.*стг/»и^*го Д»ис~1*к с»илст»у®щда опер (>м 1)

Пи 16.01 12 Пи 20.08 12

Дсмкмгая суи,ес;»>*м,л- фу,нй»м*ч<л-.Г4.2)

П. 20 06 12 Пи 30 Ов-12 С» 206.12

П» 17 08 12 П». 2008 12 п» мп«» П« 20 08 12 т;«а? •: Пт 3' М 12 ЧтЭООв.12

Землями* ¡.гйсты ¡^.21

» Ю 12

Устммстю фочдлм^птм с-ср 2.

а опар, обери (ум. 2)

Пт 05.10:12 Ср 10 10.12

21 Уч»сто« ЮЗ

.-'-..

УС<рОЙС'»Э опер <уО)

Vлсослш! опер. сФсеицч }< Ио-Т*. прооаи • Явоо*т.

»3)

КАмъ. В* 30 10.12 Л>м гпов 11 12 Се 1112 12 'дм С« 18 'г 12

Рисунок 4 -Календарный график реконструкции ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.В ходе анализа выявлено, что существующие линии электропередачи, как правило, реконструируются с использованием многогранных опор во всем мире. Данное обстоятельство связано с тем, что в сложившихся стесненных условиях городов установка такого типа опор является наиболее рациональным решением. При этом не требуется длительной сборки опоры и устройства полигонов и кроме того уменьшается землеотвод как на период строительства, так и на период эксплуатации, что в свою очередь приводит к сокращению продолжительности реконструкции и воздействия на природную среду.

2. В исследовании раскрыты основные подходы к оценке нормативной продолжительности строительства объектов электроэнергетики. При этом возникает необходимость определения нормативного срока проведения работ по реконструкции с использованием современных конструкций, таких как многогранные опоры. Важным при этом является оценка продолжительности реконструкции в различных регионах нашей страны. Природные явления, такие как сейсмичность, наличие оползневых участков требуют разработки особой конструкции фундаментов, что в свою очередь увеличивает трудоемкость производства работ.

3. Изучение специфических особенностей реконструкции линий электропередачи в различных природно-климатических областях было построено на объектах-представителях в Московском и Сочинском регионах. При этом рассмотрено 5

объектов реконструкции воздушных линий электропередачи 110 кВ, общей сложностью 26 участков протяженностью порядка 1 км.

4. В результате обработки исходных данных получены значения трудоемкости по основным видам работ с учетом влияния природно-климатических факторов (горные условия, сейсмичность, пересечение препятствий) и условия площадок реконструкции (стесненные условия, наличие участков вблизи действующих линий электропередачи).

5. Для выявления основных влияющих факторов на общую продолжительность производства работ в диссертационном исследовании проведен многофакторный анализ, на основании которого были рассмотрены комбинации значимых факторов и построены наиболее качественные уравнения для Московского и Сочинского регионов.

6. На основании полученных уравнений в Московском регионе значимыми факторами выступили: трудоемкость демонтажа существующих опор, трудоемкость демонтажа существующих фундаментов, трудоемкость производства земляных работ, трудоемкость работ по монтажу провода. Значимость данных факторов обусловлена наличием стесненных условий площадок реконструкции, пересечением препятствий (дороги, линии связи и электропередачи), производством работ в охранной зоне существующих линий.

7. В Сочинском регионе значимыми факторами выступили: трудоемкость производства земляных работ, трудоемкость устройства фундаментов опор, трудоемкость установки опор и трудоемкость работ по монтажу провода. Полученные результаты значимости факторов в Сочинском регионе, обусловлены воздействием природно-климатических и территориальных условий площадки реконструкции (стесненные и горные условия, зоны оползней, сейсмика 9 баллов).

8. Разработана концепция оптимизации организационно-технологических решений с построением календарного графика реконструкции участка. При этом были получены коэффициенты совмещения работ и расчетная продолжительность реконструкции. Основой блока оптимизации послужила идея совмещения работ по демонтажу и монтажу элементов на участке трассы.

9. На основе расчетных данных по участкам, для двух регионов были построены характерные зависимости с определением параметров эмпирического распределения (частота, математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение), проведена проверка закона нормального распределения.

10. Анализ группы участков послужил основой для разработки методики построения укрупненных организационно-технологических моделей. В ходе исследования были выявлены наиболее характерные схемы производства работ по переустройству (реконструкции) линий электропередачи. В том числе была предложена модель с использованием временной схемы.

Таким образом, в процессе исследования были разработаны укрупненные

организационно-технологические модели реконструкции линий электропередачи

и предложена методика моделирования для ПОС (стадии проектной документации) и ППР (после разработки рабочей документации).

В заключении следует отметить, что идея моделирования основных процессов работ по реконструкции линий электропередачи может быть реализована в других регионах. В этом случае полученные результаты позволят создать комплексную систему, учитывающую технологические и региональные особенности объектов, а также позволяющую на всех стадиях жизненного цикла проекта давать объективную оценку продолжительности проведения работ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ АВТОРОМ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. *Вотякова О.Н. Анализ влияния факторов на организационно-технологические параметры производства работ при реконструкции линий электропередач // Научное обозрение.-2014,- №11-1.-С.112-116.

2. Вотякова О.Н. Анализ расчётных показателей продолжительности строительства (реконструкции) линий электропередач// Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире.-2014,- Т. 1.-№7.-с.95-98.

3. Вотякова О.Н. Оптимизация организационно-технологических решений при реконструкции линий электропередач с использованием временной схемы // Технические науки от теории к практике.-2014.- №39. - С. 93-97.

4. Вотякова О.Н., Григорьев В.А. Основные направления оптимизации календарных планов //Потенциал современной науки.-2014.-№2.-с.20-23.

5. *Олейник П.П., Вотякова О.Н. Особенности календарного планирования при реконструкции линий электропередач // Научное обозрение.-2014,- №11-1.-С.339 - 341.

6. *Вотякова О.Н. Оценка продолжительности реконструкции участка ЛЭП в условиях Московского региона // Технология и организация строительного производства.-2014. -№4.-С. 30-33.

7. *Олейник П.П., Вотякова О.Н. Оценка влияния факторов на строительно-монтажные работы объектов энергетики//Технология и организация строительного производства.-2013. -№3(4).-С. 45-46.

8. Вотякова О.Н. Рациональные организационно-технологические решения строительства и реконструкции линий электропередач // Интеграция, партнёрство и инновации в строительной науке и образовании: сборник материалов Международной научной конференции (12-13 ноября 2014 г., Москва) М-во образования и науки Рос. Федерации, Моск. гос. строит.ун-т.-2015.-С. 134-137.

9. Вотякова О.Н. Сетевые методы управления на примере строительства линий электропередач// Инновации в науке.-2015.-№41.-С.22-26.

10. *Вотякова О.Н. Оптимизация организационно-технологических решений реконструкции линий электропередачи // Промышленное и гражданское строительство. -2015.-№2.- С. 43-45.

*-5 работ опубликованы в научных изданиях, входящих в действующий перечень, утвержденный ВАК Минобрнауки России.

Подписано в печать: 01 Заказ № 7865 Тираж: 100 экз. Типография «ОПБ-Принт» ИНН 7715893757 107078, г. Москва, Мясницкий пр-д, д. 2/1 (495) 777 33 14 www.opb-print.ru