ГЭСН 03-04-009-04: Разрыхление мерзлых грунтов взрывом

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 03-04-009-04 является важным инструментом для сметчиков, занимающихся расчетом стоимости буровзрывных работ. Эта норма регламентирует процесс разрыхления особо прочных мерзлых грунтов взрывным способом, что является неотъемлемой частью земляных работ в условиях вечной мерзлоты или глубокого промерзания.

Назначение и область применения нормы:

ГЭСН 03-04-009-04 предназначена для определения прямых затрат (труда рабочих, времени работы машин и расхода материалов) при выполнении работ по разрыхлению мерзлых моренных, аллювиальных, делювиальных и пролювиальных грунтов. Применение данной нормы актуально на объектах, где механическое рыхление неэффективно или невозможно из-за высокой прочности грунта.

Основные характеристики нормы:

• Код: 03-04-009-04
• Полное наименование: Разрыхление мерзлых моренных, аллювиальных, делювиальных и пролювиальных грунтов буровыми машинами шарошечного бурения с диаметром долота 150 мм на базе трактора 118 кВт при высоте уступа более 3 до 6 м, группа грунтов: → 8.
• Единица измерения: 100 м3 разрыхленного грунта в естественном залегании.
• Тип работ: ГЭСН (Государственные элементные сметные нормы).
• Категория: 03-04-009 (Сборник 03 "Буровзрывные работы", раздел "Прочие работы", подраздел "Разрыхление мерзлых грунтов").
• Группа грунтов: 8. Это указывает на особо высокую трудность разработки грунта, характерную для сильномерзлых, плотных моренных, аллювиальных, делювиальных и пролювиальных отложений.
• Технологические параметры: Используются буровые машины шарошечного бурения с диаметром долота 150 мм на базе трактора мощностью 118 кВт (160 л.с.). Работы проводятся при высоте уступа от 3 до 6 метров.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 03-04-009-04 охватывает полный комплекс операций, необходимых для разрыхления мерзлых грунтов взрывным способом. Состав работ включает следующие технологические этапы:

1. Бурение скважин. Этот этап включает подготовку буровой площадки, установку и позиционирование буровой машины, а также непосредственно бурение скважин заданного диаметра (150 мм) и глубины в мерзлом грунте. Шарошечное бурение эффективно разрушает твердые и мерзлые породы за счет дробяще-скалывающего действия вращающихся зубьев долота.
2. Подготовка взрывчатых веществ. Включает в себя доставку, распаковку и, при необходимости, подготовку взрывчатых веществ (ВВ) и средств инициирования к зарядке. Это может быть подготовка патронированного или порошкообразного аммонита, проверка электродетонаторов и детонирующего шнура.
3. Зарядка и забойка. На этом этапе ВВ помещаются в пробуренные скважины. Зарядка производится с соблюдением проектных параметров и мер безопасности. Забойка – это заполнение верхней части скважины инертным материалом (песком, буровой мелочью) для обеспечения максимальной эффективности взрыва и предотвращения выброса продуктов взрыва.
4. Монтаж взрывной сети. Включает соединение зарядов между собой с помощью детонирующего шнура и электродетонаторов в соответствии с разработанной схемой взрывания. Это обеспечивает последовательное или одновременное инициирование зарядов.
5. Взрывание. Непосредственное инициирование взрывной сети, приводящее к разрыхлению мерзлого грунта. После взрыва производится осмотр территории для выявления возможных отказов и обеспечения безопасности.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме 03-04-009-04 предусмотрен следующий перечень основных материалов и ресурсов:

• 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: 4.25 маш.-ч на 100 м3. Это основное оборудование для создания скважин в мерзлых грунтах.
• Спецавтомобили-вездеходы, грузоподъемность до 1,5 т: 0.3 маш.-ч на 100 м3. Используются для транспортировки персонала, оборудования и взрывчатых материалов по труднопроходимой местности.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.36 маш.-ч на 100 м3. Применяются для доставки материалов и оборудования на объект.
• Компрессоры винтовые передвижные с двигателем внутреннего сгорания, давление до 1 МПа (10 атм), производительность до 10 м3/мин: 4.25 маш.-ч на 100 м3. Необходимы для продувки скважин от шлама и обеспечения работы пневматического инструмента, если это предусмотрено технологией бурения.
• Аммонит 6ЖВ в патронированном виде, диаметр 32 мм: 0.023 т на 100 м3. Основное взрывчатое вещество, используемое для разрыхления грунта.
• Аммонит 6ЖВ в порошкообразном виде: 0.067 т на 100 м3. Альтернативная форма аммонита, применяемая в зависимости от условий зарядки.
• Электродетонаторы короткозамедленного действия водостойкие ЭД-КЗ: 0.004 1000 шт на 100 м3. Средства инициирования, обеспечивающие безопасное и контролируемое взрывание.
• Провод АПРН для взрывных работ, марка ВП: 0.002 1000 м на 100 м3. Используется для монтажа электрической взрывной сети.
• Шнур детонирующий: 0.03 1000 м на 100 м3. Применяется для передачи детонации между зарядами в взрывной сети.

Примечание: Долота трехшарошечные и штанги буровые, указанные во входных данных с нулевыми трудозатратами, являются расходными материалами или оснасткой, их стоимость учитывается в составе эксплуатации машин или в составе прочих затрат, не напрямую в данной норме.

Трудозатраты и время выполнения

Норма 03-04-009-04 предусматривает следующие трудозатраты:

• Затраты труда рабочих-строителей: 2.43 чел.-ч на 100 м3 разрыхленного грунта.
• Средний разряд работы: 3.7. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированных специалистов для выполнения буровзрывных работ.

Требования к квалификации

Буровзрывные работы относятся к категории особо опасных, требующих строгого соблюдения правил безопасности и высокой квалификации персонала. К выполнению таких работ допускаются только лица, имеющие соответствующее образование, стаж работы и прошедшие специальную подготовку.

• Взрывники (мастера-взрывники): Должны иметь "Единую книжку взрывника" с записью на право осуществления соответствующих работ с взрывчатыми материалами. Требуется стаж работы не менее одного года по специальности, соответствующей профилю работ организации.
• Обучение и аттестация: Персонал, связанный с обращением с взрывчатыми материалами, обязан проходить обучение по утвержденным программам и сдавать экзамены квалификационной комиссии под председательством представителя территориального органа Ростехнадзора.
• Соблюдение правил безопасности: Все работы должны проводиться в строгом соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности "Правила безопасности при производстве, хранении и применении взрывчатых материалов промышленного назначения" (Приказ Ростехнадзора от 03.12.2020 № 494).

Особенности шарошечного бурения и характеристика грунтов группы 8

Шарошечное бурение – это метод разрушения горных пород с использованием шарошечного долота, оснащенного стальными или твердосплавными зубьями. Долото вращается и прижимается к забою с большим осевым усилием, разрушая породу дробяще-скалывающим действием. Этот метод высокоэффективен для бурения в твердых, абразивных и мерзлых грунтах, обеспечивая высокую скорость проходки и возможность бурения скважин большого диаметра.

Грунты группы 8 по трудности разработки относятся к категории особо сложных. К ним могут быть отнесены сильномерзлые, плотные моренные, аллювиальные, делювиальные и пролювиальные грунты, которые характеризуются высокой прочностью и требуют применения мощного буровзрывного оборудования. Разрыхление таких грунтов механическим способом зачастую нерентабельно или невозможно, что делает взрывной метод оптимальным решением.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения ГЭСН 03-04-009-04 в сметной документации необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Объем мерзлого грунта, подлежащего разрыхлению, определяется в естественном залегании на основе проектных данных. Важно учитывать разделение по группам грунтов и способам производства работ.
2. Проверка условий применения: Убедитесь, что характеристики грунта (моренные, аллювиальные, делювиальные, пролювиальные), его группа (8), высота уступа (более 3 до 6 м) и используемое оборудование (шарошечное бурение, диаметр долота 150 мм, трактор 118 кВт) соответствуют описанию нормы 03-04-009-04.
3. Применение нормы: На основании рассчитанного объема грунта (в 100 м3) применяются ресурсные показатели нормы для определения затрат труда рабочих, времени работы машин и расхода материалов.
4. Учет дополнительных затрат:

• Дробление негабаритов: Если после взрывания образуются негабаритные куски грунта, которые не могут быть убраны экскаватором с ковшом вместимостью более 4,6 м3, затраты на их дополнительное дробление определяются по соответствующим ГЭСН (например, ГЭСН 03-04-001 – ГЭСН 03-04-003). Если требуется получение грунта с фракциями не более 0,5 м, может применяться ГЭСН 03-04-012.
• Устройство укрытий: Затраты на устройство укрытий поверхности выемок, площадок, траншей и котлованов для защиты зданий, оборудования, коммуникаций и т.д. включаются в смету как основные работы. Укрытия для защиты персонала относятся к накладным расходам.
• Ликвидация повреждений: В сводных сметах предусматриваются средства на ликвидацию возможных повреждений сооружений и расчистку территории после взрыва.

Примеры использования

Пример 1: Разработка котлована под фундамент.

Предположим, необходимо разработать котлован объемом 5000 м3 в условиях вечной мерзлоты. Геологические изыскания показали, что грунт относится к моренным отложениям группы 8, а высота уступа при разработке будет составлять 4 метра. Для разрыхления грунта выбран взрывной способ с использованием шарошечного бурения. В этом случае для расчета прямых затрат на разрыхление применяется ГЭСН 03-04-009-04. Объем работ для применения нормы составит 50 единиц (5000 м3 / 100 м3).

Пример 2: Расширение траншеи.

При расширении существующей траншеи в условиях зимнего строительства, где мерзлый аллювиальный грунт группы 8 препятствует механической разработке, может быть принято решение о применении взрывного рыхления. Если объем разрыхляемого грунта составляет 1500 м3, а высота уступа – 5 метров, то для расчета затрат будет использована ГЭСН 03-04-009-04, примененная к 15 единицам объема.

Особенности и ограничения

• Условия применения: Норма применяется для разрыхления мерзлых грунтов, когда механические методы неэффективны. Взрывной способ наиболее эффективен при значительных объемах работ.
• Безопасность: Производство взрывных работ требует разработки детального проекта (паспорта) буровзрывных работ, строгого соблюдения правил безопасности, организации запретных зон и постоянного надзора.
• Застроенные территории: Применение взрывного рыхления на застроенных участках ограничено и требует использования специальных укрытий и локализаторов взрыва (тяжелых пригрузочных плит) для минимизации воздействия.
• Контроль качества: После взрыва может потребоваться дополнительное рыхление негабаритных кусков грунта для обеспечения требуемой кусковатости, что может повлечь дополнительные затраты.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильная классификация грунта: Ошибка в определении группы грунта может привести к некорректному применению нормы, завышению или занижению сметной стоимости. Как избежать: Проводить тщательные инженерно-геологические изыскания и использовать актуальные классификации грунтов (например, по ЕНиР или ГЭСН).
2. Игнорирование требований безопасности: Несоблюдение правил безопасности при взрывных работах чревато серьезными последствиями, включая аварии и травмы. Как избежать: Строго следовать Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности, разрабатывать и утверждать паспорта буровзрывных работ, обеспечивать квалификацию персонала.
3. Неучет дополнительных затрат: Забывчивость в отношении затрат на дробление негабаритов, устройство укрытий или ликвидацию возможных повреждений может привести к существенному недофинансированию проекта. Как избежать: Внимательно изучать техническую часть сборника ГЭСН 03 и учитывать все сопутствующие работы, предусмотренные проектом.
4. Некорректное определение объема: Ошибки в расчете объема разрыхляемого грунта в естественном залегании. Как избежать: Объем должен определяться строго по проектным данным, с учетом всех геометрических параметров выемки.
5. Применение нормы к немерзлым грунтам: Данная норма предназначена исключительно для мерзлых грунтов. Применение ее к талым или скальным грунтам (даже если они твердые) является ошибкой. Как избежать: Четко понимать область применения нормы и использовать соответствующие нормы для других типов грунтов.

Практические советы

• Детальное проектирование: Для буровзрывных работ критически важен детальный проект, включающий схемы расположения скважин, расчет зарядов, схемы взрывания и меры безопасности. Это основа для точного сметного расчета.
• Оценка рисков: Всегда оценивайте риски, связанные с взрывными работами, особенно вблизи существующих сооружений или коммуникаций. Предусматривайте адекватные защитные меры и компенсации.
• Взаимодействие с надзорными органами: Заранее согласуйте все необходимые разрешения и допуски с Ростехнадзором и другими контролирующими органами.
• Оптимизация кусковатости: Стремитесь к оптимальной кусковатости разрыхленного грунта, чтобы минимизировать затраты на последующую разработку и транспортировку.
• Использование современных технологий: Рассмотрите возможность применения современных взрывчатых материалов и методов инициирования, которые могут повысить эффективность и безопасность работ.

Связанные нормы

Норма 03-04-009-04 является частью таблицы 03-04-009 сборника ГЭСН 03, которая включает нормы для разрыхления мерзлых моренных, аллювиальных, делювиальных и пролювиальных грунтов буровыми машинами шарошечного бурения при высоте уступа более 3 до 6 м для различных групп грунтов. К связанным нормам относятся:

• ГЭСН 03-04-009-01: для группы грунтов 5.
• ГЭСН 03-04-009-02: для группы грунтов 6.
• ГЭСН 03-04-009-03: для группы грунтов 7.
• ГЭСН 03-04-009-05: для группы грунтов 9.
• ГЭСН 03-04-009-06: для группы грунтов 10.
• ГЭСН 03-04-009-07: для группы грунтов 11.
• ГЭСН 03-04-009-08: для группы грунтов 12.

Также могут быть связаны нормы из других подразделов сборника ГЭСН 03, например, для дробления негабаритов (ГЭСН 03-04-001 – ГЭСН 03-04-003, ГЭСН 03-04-012) или для других методов разрыхления грунтов.

Контрольные моменты

• Проектная документация: Наличие полного и утвержденного проекта буровзрывных работ является обязательным. В нем должны быть четко определены объемы, методы, схемы и меры безопасности.
• Квалификация персонала: Регулярная проверка квалификации и допусков у взрывников и другого персонала, работающего с взрывчатыми материалами.
• Соблюдение регламентов: Строгое следование всем федеральным нормам и правилам, а также внутренним инструкциям организации по безопасности при производстве взрывных работ.
• Экологический контроль: Мониторинг воздействия взрывных работ на окружающую среду, включая уровень шума, вибрации и выбросы.
• Учет и хранение ВМ: Строгий учет, хранение и транспортировка взрывчатых материалов в соответствии с установленными правилами.

Правильное и ответственное применение ГЭСН 03-04-009-04 позволит сметчикам точно определять затраты на разрыхление мерзлых грунтов, а строительным организациям – эффективно и безопасно выполнять сложные буровзрывные работы.