ГЭСН 03-02-021-05: Разрыхление скальных грунтов взрывом

Введение

Норма ГЭСН 03-02-021-05 является одним из фундаментальных элементов в системе государственных элементных сметных норм, регулирующих буровзрывные работы в строительстве. Она специально разработана для определения затрат на разрыхление скальных грунтов в выемках скважинными зарядами при наличии одной обнаженной поверхности. Эта норма применяется к грунтам 9-й группы, которые представляют собой наиболее прочные и трудноразрабатываемые скальные породы, требующие применения мощных взрывных методов для их эффективного разрушения.

Основное назначение данной нормы — обеспечить точное и обоснованное сметное нормирование всех видов ресурсов: трудовых, материальных и машинных, которые необходимы для безопасного и экономически целесообразного выполнения буровзрывных работ. Применение ГЭСН 03-02-021-05 позволяет сметчикам корректно формировать начальную (максимальную) цену контракта, контролировать расходы на всех этапах реализации проекта и обеспечивать прозрачность ценообразования в строительстве. Единицей измерения для данной нормы служит 100 м3 разрыхленного грунта, что является стандартным подходом для объемных земляных работ.

Эта норма особенно актуальна при строительстве крупных инфраструктурных объектов, таких как железные и автомобильные дороги, гидротехнические сооружения, промышленные площадки, где часто приходится сталкиваться с необходимостью разработки значительных объемов скальных пород. Использование скважинных зарядов при одной обнаженной поверхности является специфическим технологическим решением, оптимизированным для определенных условий выемки, что требует глубокого понимания как самой нормы, так и технологии производства работ.

Техническая информация

Состав работ по норме ГЭСН 03-02-021-05

Норма ГЭСН 03-02-021-05 детально регламентирует последовательность и содержание операций, необходимых для разрыхления скальных грунтов скважинными зарядами. Каждая из шести основных операций является критически важной для успешного и безопасного выполнения буровзрывных работ:

1. Бурение скважин. Этот начальный и один из наиболее трудоемких этапов включает в себя:

• Подготовку буровой площадки: Разметка мест бурения скважин в соответствии с проектом массового взрыва, очистка поверхности от посторонних предметов.
• Установку и наладку бурового оборудования: Размещение машин шарошечного бурения на базе трактора и передвижных компрессорных установок, подключение коммуникаций.
• Непосредственно бурение скважин: Проходка вертикальных или наклонных скважин заданного диаметра (до 200 мм) и глубины (до 32 м) в скальном массиве. Для грунтов 9-й группы, отличающихся высокой прочностью, требуется применение мощных буровых установок и износостойкого бурового инструмента. Контроль за соблюдением проектных параметров скважин (глубина, угол наклона, расстояние между скважинами) является ключевым для обеспечения эффективности последующего взрыва.

2. Подготовка взрывчатых веществ (ВВ). Этот этап включает комплекс мероприятий по обеспечению готовности ВВ к использованию:

• Доставка ВВ: Транспортировка аммонита и других компонентов ВВ на место производства работ с соблюдением всех требований безопасности.
• Хранение ВВ: Организация временных складов или мест хранения ВВ на объекте в соответствии с действующими нормами и правилами.
• Подготовка ВВ к зарядке: Распаковка, проверка целостности патронов аммонита, при необходимости — подготовка порошкообразного аммонита.

3. Зарядка и забойка. Это непосредственное размещение ВВ в пробуренных скважинах и их изоляция:

• Зарядка скважин: Аккуратное и точное размещение расчетного количества аммонита в скважинах. Количество ВВ определяется проектом массового взрыва и зависит от свойств грунта, требуемой степени разрыхления и параметров выемки.
• Забойка скважин: Заполнение верхней части скважины инертным материалом (песком, буровой мелочью, глиной) после размещения ВВ. Забойка необходима для создания сопротивления газам взрыва, что обеспечивает максимальную концентрацию энергии на разрушение породы и предотвращает преждевременный выброс газов в атмосферу. Качественная забойка значительно повышает эффективность взрыва.

4. Монтаж взрывной сети. Создание системы, обеспечивающей инициирование взрыва:

• Установка электродетонаторов: Размещение электродетонаторов короткозамедленного действия в зарядах ВВ.
• Соединение элементов: Подключение детонаторов к проводу АПРН и детонирующему шнуру, формирование единой взрывной сети согласно схеме, предусмотренной проектом. Важно обеспечить надежность всех соединений для синхронного срабатывания зарядов.

5. Взрывание. Кульминационный этап, приводящий к разрыхлению массива:

• Инициирование взрыва: Подача электрического импульса или инициирование детонирующего шнура, приводящее к детонации ВВ.
• Контроль за взрывом: Наблюдение за процессом взрыва, фиксация его параметров.

6. Зачистка откосов и дна выемки. Завершающие работы после взрыва:

• Уборка разрыхленного грунта: Перемещение разрыхленной породы с помощью землеройных машин (экскаваторов, бульдозеров).
• Формирование откосов и дна: Придание выемке проектных очертаний, удаление остатков породы и выравнивание поверхностей.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 03-02-021-05 предусмотрен следующий перечень материалов и ресурсов, необходимых для достижения заданного объема разрыхления (на 100 м3):

• Средний разряд работы 4,0: 9.11 чел.-ч. Этот показатель отражает квалификационный состав бригады, выполняющей буровзрывные работы. Высокий разряд обусловлен сложностью и ответственностью выполняемых операций, требующих специальных знаний и навыков в области взрывного дела.
• Машины шарошечного бурения на базе трактора на гусеничном ходу, мощность до 132 кВт (180 л.с.) глубина бурения до 32 м, диаметр бурения до 200 мм: 7.26 маш.-ч. Это основное технологическое оборудование, предназначенное для бурения глубоких и широких скважин в особо прочных скальных породах. Гусеничный ход обеспечивает высокую проходимость на сложных рельефах, а значительная мощность позволяет эффективно преодолевать сопротивление грунта.
• Молотки бурильные средние при работе от передвижных компрессорных установок: 4.59 маш.-ч. Используются для бурения шпуров меньшего диаметра, вспомогательных скважин, а также для добуривания или корректировки основных скважин. Их мобильность и возможность работы от передвижных компрессоров делают их незаменимыми на участках с ограниченным доступом.
• Спецавтомобили-вездеходы, грузоподъемность до 1,5 т: 0.45 маш.-ч. Применяются для оперативной доставки взрывчатых веществ, средств инициирования, бурового инструмента и персонала к месту проведения работ, особенно в условиях пересеченной местности или отсутствия дорог.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.27 маш.-ч. Используются для общих транспортных задач, таких как доставка топлива, воды, расходных материалов, а также для вывоза мелкого мусора или вспомогательного оборудования.
• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление до 1 МПа (10 атм), производительность до 10 м3/мин: 7.26 маш.-ч. Эти компрессоры обеспечивают сжатым воздухом бурильные молотки и другое пневматическое оборудование, необходимое для буровзрывных работ. Их передвижное исполнение позволяет использовать их непосредственно на рабочей площадке.
• Станки для заточки бурового инструмента: 0.21 маш.-ч. Поддержание остроты буровых долот и коронок критически важно для производительности и качества бурения в скальных грунтах. Станки обеспечивают своевременную заточку инструмента на месте, минимизируя простои.
• Аммонит 6ЖВ в патронированном виде, диаметр 32 мм: 0.032 т. Основное взрывчатое вещество, используемое для создания зарядов в скважинах. Патронированный вид удобен для зарядки и обеспечивает стабильность характеристик.
• Аммонит 6ЖВ в порошкообразном виде: 0.095 т. Дополнительное взрывчатое вещество, которое может использоваться для корректировки массы заряда или в специфических условиях.
• Электродетонаторы короткозамедленного действия водостойкие ЭД-КЗ: 0.03 1000 шт. Средства инициирования, обеспечивающие безопасное и точное срабатывание зарядов. Короткозамедленное действие позволяет управлять направлением и интенсивностью взрыва, а водостойкость критична при работе в условиях повышенной влажности.
• Провод АПРН для взрывных работ, марка ВП: 0.002 1000 м. Специализированный провод для монтажа взрывной сети, обладающий необходимыми изоляционными и прочностными характеристиками.
• Шнур детонирующий: 0.025 1000 м. Альтернативное или дополнительное средство инициирования, используемое для передачи детонации между зарядами или для создания линейных зарядов.
• Карборунд: 0.41 кг. Абразивный материал, вероятно, используемый для заточки бурового инструмента, что подтверждает необходимость поддержания его в рабочем состоянии.

Трудозатраты и время выполнения

Трудозатраты являются одним из ключевых показателей, определяющих стоимость работ. Для нормы ГЭСН 03-02-021-05 они распределяются следующим образом:

• Затраты труда рабочих-строителей: 9.11 чел.-ч на каждые 100 м3 разрыхленного грунта. Этот показатель включает время, затрачиваемое рабочими на все операции, от бурения до зачистки. Средний разряд работы 4.0 указывает на необходимость привлечения квалифицированных специалистов, способных выполнять сложные и ответственные задачи, связанные с буровзрывными работами.
• Затраты труда машинистов: 7.98 чел.-ч. Эти затраты являются справочными и уже учтены в стоимости эксплуатации машин и механизмов. Они отражают время работы машинистов буровых установок, компрессоров и транспортных средств.

Эти показатели являются основой для расчета фонда оплаты труда рабочих и машинистов, а также для планирования продолжительности выполнения работ.

Требования к квалификации

Производство буровзрывных работ относится к категории особо опасных и требует строгого соблюдения правил безопасности и высокой квалификации персонала. Согласно действующим нормативным документам и правилам безопасности, к выполнению взрывных работ допускаются только лица, прошедшие специальное обучение, аттестацию и имеющие соответствующие разрешения (Единая книжка взрывника). Руководство взрывными работами осуществляется инженерно-техническими работниками (ИТР), которые также должны иметь соответствующую квалификацию и право на руководство взрывными работами. Это включает знание технологии взрывных работ, правил безопасности, умение разрабатывать проекты массовых взрывов и контролировать их выполнение. Несоблюдение квалификационных требований может привести к серьезным авариям, травматизму и значительным материальным потерям.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Корректное применение нормы ГЭСН 03-02-021-05 требует последовательного выполнения следующих шагов при составлении сметной документации:

1. Определение объема разрыхляемого грунта:

• На основе проектной документации (рабочих чертежей, геологических изысканий) точно определяется объем скального грунта, подлежащего разрыхлению, в его естественном залегании.
• Важно четко разделить объемы по группам грунтов и по способам производства работ, так как для каждой группы и метода существуют свои нормы. Для ГЭСН 03-02-021-05 это скальные грунты 9-й группы.

2. Применение базовой нормы:

• Полученный объем грунта (в м3) делится на 100, чтобы получить количество единиц измерения нормы (100 м3).
• К этому количеству применяются ресурсные показатели, указанные в ГЭСН 03-02-021-05 (трудозатраты, машино-часы, расход материалов).

3. Учет сопутствующих и дополнительных работ:

• Дробление негабаритов: После взрыва скальных грунтов часто образуются негабаритные куски породы, которые требуют дополнительного дробления. Затраты на эти работы определяются по отдельной норме ГЭСН 03-04-012. Объем негабаритов, требующих дробления, может быть определен проектно или по фактическим данным, обычно он составляет определенный процент от общего объема разрыхленного грунта.
• Уборка разрыхленного грунта: Норма ГЭСН 03-02-021-05 учитывает разрыхление полного профильного объема с одновременным выбросом (сбросом) 80% (или 60% для других таблиц) проектного объема. Затраты на уборку оставшегося разрыхленного грунта (20% или 40% соответственно, которые не были выброшены/сброшены) определяются дополнительно по соответствующим нормам на механизированную разработку и перемещение грунта (например, из сборника ГЭСН 01 "Земляные работы").
• Защитные мероприятия: Затраты на устройство укрытий (настилов, щитов) для защиты близлежащих зданий, оборудования, коммуникаций, лесонасаждений и сельскохозяйственных угодий от повреждений, вызванных взрывом, подлежат включению в сметы как основные работы. Это могут быть временные сооружения, которые возводятся и демонтируются. Затраты на укрытия, сооружаемые для защиты персонала, непосредственно участвующего во взрывах, относятся к накладным расходам.

4. Применение поправочных коэффициентов:

• В зависимости от конкретных условий производства работ (например, стесненность строительной площадки, работа в зимнее время, на большой высоте, вблизи действующих коммуникаций) к сметным нормам могут применяться повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями и приложениями к сборнику ГЭСН 3. Важно обосновать применение каждого коэффициента ссылками на проект или фактические условия.

Примеры использования

Применение нормы ГЭСН 03-02-021-05 наиболее характерно для следующих видов строительных проектов:

• Строительство и реконструкция железных и автомобильных дорог: В горной или скалистой местности часто возникает необходимость устройства глубоких выемок и полувыемок. Данная норма применяется для разрыхления скального массива, чтобы затем его можно было разрабатывать землеройными машинами.
• Разработка карьеров: При добыче строительных материалов (щебня, гранита, известняка) на открытых разработках, где требуется массовое разрыхление скальной породы для последующей погрузки и транспортировки.
• Устройство котлованов и траншей: Для фундаментов крупных сооружений, прокладки магистральных трубопроводов или кабельных линий в скальных грунтах, когда механические методы не справляются с прочностью породы.
• Создание гидротехнических сооружений: При строительстве плотин, каналов, водосбросов в скальных основаниях, где требуется формирование профильных выемок.

Особенности и ограничения

Понимание особенностей и ограничений нормы ГЭСН 03-02-021-05 критически важно для ее правильного применения:

• Группа грунтов 9: Норма строго привязана к скальным грунтам 9-й группы. Это означает, что она не может быть применена к грунтам других групп без соответствующих обоснований или корректирующих коэффициентов. Скальные грунты 9-й группы характеризуются очень высокой прочностью на одноосное сжатие (Rc > 5 МПа) и жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными). К ним относятся такие породы, как граниты, гнейсы, плотные известняки, песчаники, кварциты, базальты и другие аналогичные породы. Определение группы грунта должно основываться на данных инженерно-геологических изысканий.
• Одна обнаженная поверхность: Это условие указывает на специфику взрывных работ. Наличие одной свободной поверхности (например, откоса выемки или забоя) позволяет использовать направленное действие взрыва для эффективного откола и разрыхления массива. Если условия отличаются (например, две или более обнаженных поверхности, или взрыв в замкнутом объеме), должны применяться другие нормы или корректирующие коэффициенты.
• Метод скважинных зарядов: Норма четко указывает на применение метода скважинных зарядов. Это отличает ее от норм, предусматривающих использование шпуровых зарядов (меньший диаметр и глубина) или камерных зарядов (крупные сосредоточенные заряды в подземных выработках). Выбор метода зависит от объема разрыхляемого массива, требуемой степени дробления и условий безопасности.
• Проект производства работ (ППР): Для всех буровзрывных работ, особенно при значительных объемах и в сложных условиях (например, вблизи жилых застроек, действующих коммуникаций, на крутых косогорах), обязательна разработка Проекта производства работ (ППР) или Проекта буровзрывных работ (ПБВР). Этот документ является основным руководством для выполнения работ, содержит все необходимые расчеты (включая расчеты зарядов, схемы бурения и взрывания), мероприятия по безопасности, схемы укрытий и другие технологические решения. Отсутствие или некачественный ППР является грубым нарушением и может привести к серьезным последствиям.
• Ограничения по фракции: Норма предусматривает разрыхление грунта. Если требуется получение разрыхленного грунта с фракциями размером не более 0,5 м, затраты на дополнительное дробление негабаритов определяются по ГЭСН табл. 03-04-012. Это важно учитывать при планировании дальнейших работ с разрыхленным грунтом.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Сметчики, работающие с буровзрывными нормами, часто сталкиваются с рядом типичных ошибок, которые могут привести к искажению сметной стоимости и проблемам на этапе реализации проекта. Понимание этих ошибок и знание способов их предотвращения является залогом успешной работы:

1. Неправильное определение группы грунта: Это, пожалуй, самая распространенная и критичная ошибка. Отнесение скального грунта к 9-й группе должно быть строго обосновано данными инженерно-геологических изысканий. Ошибочное завышение или занижение группы грунта приведет к некорректному расчету затрат. Например, применение нормы для 9-й группы к менее прочным грунтам приведет к завышению сметы, а к более прочным — к ее занижению и, как следствие, к дефициту ресурсов на объекте.

• Как избежать: Всегда требуйте и внимательно изучайте отчеты по инженерно-геологическим изысканиям. При наличии сомнений или противоречивых данных, настаивайте на проведении дополнительных исследований или консультаций с геологами и технологами.

2. Игнорирование затрат на дробление негабаритов: После массового взрыва скальных грунтов практически всегда образуются негабаритные куски породы, которые невозможно перемещать стандартной техникой без дополнительного дробления. Забывая включить в смету работы по дроблению негабаритов, сметчик создает скрытый дефицит средств.

• Как избежать: Всегда предусматривайте в смете норму ГЭСН 03-04-012 для дробления негабаритов. Процент негабаритов может быть определен на основе опыта аналогичных проектов или уточнен у технологов.

3. Неверный учет сопутствующих работ и защитных мероприятий: Сметчики иногда упускают из виду или неправильно распределяют затраты на обязательные сопутствующие работы, такие как уборка оставшегося разрыхленного грунта (который не был выброшен/сброшен взрывом) и устройство защитных укрытий.

• Как избежать: Тщательно изучите общие положения сборника ГЭСН 3, особенно пункты, касающиеся учета объемов грунта после взрыва и включения затрат на защитные мероприятия. Помните, что укрытия для защиты сооружений относятся к основным работам, а для защиты персонала — к накладным расходам.

4. Отсутствие или некорректный Проект производства работ (ППР): Буровзрывные работы не могут выполняться без утвержденного ППР. Отсутствие этого документа или его некачественная разработка является серьезным нарушением и может привести к неправильным расчетам объемов ВВ, неверным схемам бурения, что чревато авариями и перерасходом ресурсов.

• Как избежать: Всегда убеждайтесь в наличии и корректности ППР, разработанного специализированной проектной организацией или квалифицированными специалистами исполнителя работ. ППР должен быть согласован и утвержден в установленном порядке.

Практические советы

Для эффективной работы с нормой ГЭСН 03-02-021-05 и минимизации рисков сметных ошибок, рекомендуется следовать следующим практическим советам:

• Глубокое погружение в проект: Не ограничивайтесь только сметной документацией. Изучите рабочие чертежи, пояснительные записки, данные инженерных изысканий. Понимание технологических решений, принятых в проекте, поможет избежать многих ошибок.
• Взаимодействие с техническими специалистами: Регулярно консультируйтесь с инженерами-проектировщиками, геологами, технологами и производителями работ. Их практический опыт и знания могут прояснить многие нюансы, которые не всегда очевидны из нормативных документов.
• Мониторинг изменений в нормативах: Система сметного нормирования постоянно развивается. Подписывайтесь на рассылки официальных органов, используйте актуальные информационно-справочные системы, чтобы быть в курсе всех изменений и дополнений к ГЭСН.
• Детальный анализ условий производства работ: Каждый объект уникален. Учитывайте все факторы, влияющие на трудоемкость и ресурсные затраты: стесненность площадки, наличие действующих коммуникаций, климатические условия (например, работа в зимнее время требует применения повышающих коэффициентов).
• Использование программного обеспечения: Современные сметные программы значительно упрощают расчеты и помогают избежать ошибок. Однако важно понимать логику заложенных в них норм и уметь проверять результаты.

Связанные нормы

Применение ГЭСН 03-02-021-05 часто сопряжено с использованием других норм из сборника ГЭСН 03 "Буровзрывные работы" и других сборников. Вот наиболее важные из них:

• ГЭСН 03-04-012 Дробление негабаритов: Эта норма является обязательной для учета затрат на дополнительное дробление крупных кусков скального грунта, которые образуются после взрыва и не могут быть перемещены без предварительного измельчения. Применяется в случаях, когда требуется получение разрыхленного грунта с фракциями размером не более 0,5 м.
• Нормы таблицы 03-02-021 для других групп грунтов:
• ГЭСН 03-02-021-01 (группа грунтов 4-5)
• ГЭСН 03-02-021-02 (группа грунтов 6-7)
• ГЭСН 03-02-021-03 (группа грунтов 8)
• ГЭСН 03-02-021-04 (группа грунтов 8)
• ГЭСН 03-02-021-06 (группа грунтов 10)
• ГЭСН 03-02-021-07 (группа грунтов 11) Эти нормы регулируют аналогичные работы по разрыхлению скальных грунтов скважинными зарядами при одной обнаженной поверхности, но для грунтов других групп. Выбор конкретной нормы напрямую зависит от категории грунта, определенной по результатам инженерно-геологических изысканий.
• Нормы на механизированную разработку грунтов (ГЭСН 01 "Земляные работы"): После разрыхления скального грунта взрывом, его необходимо вынуть и переместить. Для этих целей применяются нормы из сборника ГЭСН 01, которые учитывают работу экскаваторов, бульдозеров, самосвалов и другого землеройного и транспортного оборудования.
• Нормы на крепление горных выработок: Если в процессе буровзрывных работ требуется крепление шурфов, штолен, камер, эти затраты также учитываются по соответствующим нормам сборника ГЭСН 03.

Контрольные моменты

Для обеспечения качества, безопасности и экономической эффективности буровзрывных работ, а также для корректного сметного учета, необходимо уделять внимание следующим контрольным моментам:

• Качество бурения: Точность соблюдения проектных параметров бурения (диаметр, глубина, угол наклона, шаг и расстояние между скважинами) напрямую влияет на эффективность взрыва, степень дробления породы и безопасность работ. Отклонения от проекта могут привести к образованию негабаритов, недорыхлению массива или, наоборот, к чрезмерному разбросу породы.
• Безопасность взрывных работ: Это первостепенный аспект. Все этапы, от транспортировки и хранения ВВ до инициирования взрыва, должны строго соответствовать действующим правилам безопасности. Необходимо наличие всех разрешительных документов, квалифицированного персонала, а также четкое выполнение всех мероприятий по обеспечению безопасности (оцепление опасной зоны, подача предупредительных сигналов, укрытия).
• Экологические аспекты: Буровзрывные работы могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду. Важно минимизировать сейсмические колебания, разлет осколков, пылеобразование и шумовое воздействие. Проект должен предусматривать соответствующие мероприятия, а их выполнение должно контролироваться.
• Документация: Ведение всей необходимой исполнительной документации является обязательным. Это включает:
• Технический расчет и корректировочный расчет: Документы, определяющие параметры взрыва.
• Распорядок проведения массового взрыва: Детальный план действий.
• Акты скрытых работ: Фиксация выполненных работ, которые будут скрыты последующими операциями (например, зарядка и забойка скважин).
• Приказ на производство массового взрыва: Официальный документ, разрешающий проведение взрыва. Наличие и правильность оформления этих документов подтверждает соответствие выполненных работ проекту и нормативным требованиям.