ГЭСН 04-01-011-06: Роторное бурение скважин с обратной промывкой

Введение

Государственные элементные сметные нормы (ГЭСН) являются основой для определения потребности в ресурсах при выполнении строительных работ и составления сметных расчетов. Норма ГЭСН 04-01-011-06 занимает важное место в Сборнике №4 "Скважины" и регламентирует специфический, но высокоэффективный метод бурения – роторное бурение скважин с обратной промывкой и применением эрлифта.

Данная норма предназначена для определения ресурсных затрат при бурении скважин глубиной до 100 метров в грунтах 6 группы. Ее правильное применение критически важно для точного планирования бюджета и контроля за расходом ресурсов на объектах, связанных с водоснабжением, гидрогеологическими изысканиями и другими техническими целями, где требуется сооружение скважин большого диаметра.

Технология роторного бурения с обратной промывкой, усиленная эрлифтом, позволяет значительно увеличить скорость проходки и эффективность выноса шлама, особенно в мягких и рыхлых породах. Это делает ее предпочтительным выбором для определенных геологических условий и проектных задач.

В настоящей статье мы подробно рассмотрим все аспекты нормы ГЭСН 04-01-011-06, чтобы помочь сметчикам и специалистам строительной отрасли максимально эффективно применять ее в своей практике.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 04-01-011-06 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для выполнения роторного бурения скважин с обратной промывкой. Согласно официальным данным, в состав работ входят следующие этапы:

1. Бурение скважин с обратной промывкой, сменой долот, со сборкой, спуском и подъемом бурового инструмента. Это основной процесс, включающий непосредственное разрушение породы и формирование ствола скважины, а также все манипуляции с буровым инструментом, включая замену изношенных долот.
2. Подготовительно-заключительные работы, связанные с подъемом и спуском бурового инструмента. Данный пункт охватывает все вспомогательные операции, обеспечивающие безопасное и эффективное перемещение бурового оборудования и инструмента в процессе бурения и по его завершении.
3. Чистка желобов и отстойников циркуляционной системы. Поддержание чистоты циркуляционной системы критически важно для бесперебойной работы и эффективного выноса шлама. Эта операция включает удаление осадка и загрязнений из желобов и отстойников.
4. Оформление документации, отбор шлама и другие работы, способствующие нормальному бурению скважин. Включает ведение бурового журнала, фиксацию параметров бурения, отбор проб разбуренной породы (шлама) для геологического контроля, а также прочие организационные и технические мероприятия, обеспечивающие соблюдение технологии.
5. Обслуживание бурового оборудования. Регулярное техническое обслуживание буровых установок и сопутствующего оборудования для поддержания их работоспособности и предотвращения поломок.
6. Обслуживание внутрипостроечного транспорта. Включает обеспечение работы и перемещения транспортных средств, задействованных непосредственно на буровой площадке для подвоза материалов, вывоза шлама и других нужд.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 04-01-011-06 предусмотрен определенный набор материальных и технических ресурсов. Важно отметить, что ГЭСН определяет нормы расхода ресурсов, а не их стоимость.

Трудозатраты рабочих:

• Средний разряд работы 4,0: 727.2 чел.-ч

Машины и механизмы (маш.-ч):

• Бульдозеры, мощность 79 кВт (108 л.с.): 2.4
• Экскаваторы одноковшовые дизельные на пневмоколесном ходу, объем ковша 0,25 м3: 3.23
• Установки буровые на автомобильном ходу для роторного бурения скважин, глубина бурения до 500 м, грузоподъемность лебедки до 12,5 т: 220.4
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 1.99
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 2.99
• Компрессоры прицепные с двигателем внутреннего сгорания при обратной промывке скважин, давление 680 кПа (6,8 ат), производительность 9,5 м3/мин: 220.4

Материалы:

• Вода: 175 м3
• Трубы бурильные из стали группы Д с высаженными внутрь концами и муфты к ним, наружный диаметр 168 мм, толщина стенки 9 мм: 2.35 м
• Долота: П (по проекту). Это означает, что расход долот определяется проектной документацией, исходя из конкретных геологических условий и типа грунтов.

Трудозатраты и время выполнения

Общие трудозатраты по норме ГЭСН 04-01-011-06 рассчитываются исходя из затрат труда рабочих и машинистов. Для 100 метров бурения скважин в грунтах 6 группы предусмотрены следующие показатели:

• Затраты труда рабочих (средний разряд 4,0): 727.2 чел.-ч
• Затраты труда машинистов: 451.41 чел.-ч

Суммарные трудозатраты на 100 м бурения составляют 1178.61 чел.-ч.

Время выполнения работ напрямую зависит от производительности буровой установки, квалификации персонала и сложности геологических условий. Однако, сама норма ГЭСН не устанавливает конкретное время выполнения, а лишь нормирует затраты ресурсов на единицу измерения (100 м).

Требования к квалификации

Для выполнения работ, предусмотренных нормой ГЭСН 04-01-011-06, требуется персонал со средним разрядом работы 4,0. Это указывает на необходимость наличия квалифицированных бурильщиков, помощников бурильщиков и других рабочих, способных выполнять сложные технологические операции, обслуживать буровое оборудование и работать с буровым инструментом.

Особенности технологии роторного бурения с обратной промывкой и эрлифтом

Роторное бурение с обратной промывкой – это высокопроизводительный метод, особенно эффективный для сооружения скважин большого диаметра в мягких и рыхлых породах.

Принцип работы: В отличие от традиционного роторного бурения с прямой промывкой, где промывочная жидкость подается по бурильным трубам и поднимается по затрубному пространству, при обратной промывке процесс происходит наоборот. Промывочная жидкость (обычно вода) подается самотеком в скважину по кольцевому затрубному пространству (между стенками скважины и бурильными трубами) и поднимается вместе с разбуренной породой (пульпой) по внутренней полости бурильных труб.

Применение эрлифта: Эрлифт – это метод подъема жидкости (пульпы) из скважины за счет подачи сжатого воздуха. Компрессор подает сжатый воздух в бурильные трубы, где он смешивается с водой и частицами породы. Образовавшаяся аэрированная пульпа становится менее плотной и под действием гидростатического давления столба жидкости в затрубном пространстве поднимается на поверхность, попадая в отстойник для очистки от шлама.

Преимущества технологии:

• Высокая скорость бурения: Значительно превосходит скорость бурения с прямой промывкой, особенно в мягких грунтах.
• Возможность бурения больших диаметров: Позволяет сооружать скважины диаметром до 1500 мм и более.
• Отсутствие необходимости в глинистом растворе: В качестве промывочной жидкости используется вода, что исключает глинизацию водоносных горизонтов и сокращает расход обсадных труб.
• Надежный отбор проб: Восходящий поток выносит крупные частицы шлама (до 150 мм), что обеспечивает более точное геологическое опробование.
• Увеличение дебита и долговечности скважины: Предотвращение кольматации водоносных горизонтов способствует повышению производительности и срока службы скважины.

Недостатки и особенности:

• Большой расход воды: Для бесперебойного бурения требуется значительное количество воды.
• Трудности бурения крепких прослоек: Метод более эффективен в мягких и рыхлых породах; бурение крепких включений может быть затруднено.
• Поддержание гидростатического давления: Устойчивость стенок скважины обеспечивается избыточным гидростатическим давлением столба жидкости, которое должно превышать пластовое не менее чем на 0,03 МПа.

Характеристика грунтов группы 6

Норма ГЭСН 04-01-011-06 применяется для бурения в грунтах 6 группы. Классификация грунтов по группам буримости приведена в приложениях к сборникам ГЭСН, например, в ГЭСН 81-02-Пр-2001.

К грунтам 6 группы для роторного бурения относятся:

• Крупный галечник с небольшим количеством мелких валунов.
• Окварцованные сланцы, известняки и песчаники.
• Крупнозернистые изверженные породы: граниты, диориты, сиениты, габбро, гнейсы.
• Порфиры и пегматиты.
• Конгломераты осадочных пород на кремнистом цементе.
• Алевролит с включением кварца.
• Ангидрит средней прочности.
• Аргиллит слабокремненный средней прочности.
• Бокситы.

Эта группа характеризуется повышенной твердостью и абразивностью по сравнению с более низкими группами, что требует соответствующего оборудования и технологии бурения.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Применение нормы ГЭСН 04-01-011-06 в сметной документации включает следующие шаги:

1. Определение объема работ: Единицей измерения нормы является 100 метров бурения. Необходимо определить общую длину скважин, подлежащих бурению, и разделить ее на 100 для получения количества единиц измерения нормы.
2. Проверка соответствия условиям: Убедитесь, что проектные данные (глубина бурения до 100 м, группа грунтов 6, использование роторного бурения с обратной промывкой и эрлифтом) соответствуют условиям применения нормы.
3. Расчет ресурсных показателей: Умножьте нормативные показатели затрат труда рабочих, машино-часов и расхода материалов (кроме "П") на количество единиц измерения. Например, если требуется пробурить 250 метров скважин, то количество единиц измерения составит 2.5. Соответственно, затраты труда рабочих будут 727.2 чел.-ч * 2.5 = 1818 чел.-ч.
4. Учет неучтенных нормой ресурсов: Для ресурсов, обозначенных как "П" (по проекту), таких как долота, а также для химических реагентов, гравия или песка для засыпки фильтра, их расход следует принимать согласно проектной документации.
5. Применение поправочных коэффициентов: В общих положениях Сборника 4 ГЭСН 81-02-04-2022 предусмотрены различные поправочные коэффициенты, которые могут применяться в зависимости от конкретных условий производства работ (например, при бурении в осложненных геологических условиях, при иных диаметрах долот, чем предусмотрено в общих положениях для обратной промывки – 800 мм). Всегда сверяйтесь с актуальными техническими частями и приложениями к сборникам ГЭСН.
6. Переход к стоимостным показателям: Полученные ресурсные показатели (чел.-ч, маш.-ч, м3, м и т.д.) переводятся в стоимостные с использованием текущих цен на ресурсы и соответствующих индексов пересчета, а также с учетом накладных расходов и сметной прибыли. ГЭСН не содержат стоимостных показателей, только нормы расхода.

Примеры использования

Норма ГЭСН 04-01-011-06 наиболее часто применяется при составлении смет на следующие виды работ:

• Бурение водозаборных скважин большого диаметра для систем водоснабжения промышленных предприятий, населенных пунктов или крупных сельскохозяйственных объектов, особенно в условиях мягких и рыхлых грунтов, где требуется высокая производительность и минимизация использования глинистых растворов.
• Сооружение гидрогеологических скважин для проведения исследований, мониторинга уровня грунтовых вод или оценки запасов подземных вод, где важен качественный отбор проб и сохранение естественной структуры водоносных горизонтов.
• Бурение технических скважин для различных инженерных целей, таких как водопонижение на строительных площадках или устройство дренажных систем, где требуется эффективный вынос большого объема шлама.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 04-01-011-06 имеет ряд важных особенностей и ограничений, которые необходимо учитывать сметчикам:

• Глубина бурения: Норма рассчитана на глубину бурения до 100 метров. Для скважин большей глубины необходимо применять другие нормы или использовать поправочные коэффициенты, если это предусмотрено технической частью сборника.
• Группа грунтов: Строгое применение нормы возможно только для грунтов 6 группы. Если бурение ведется в грунтах другой группы, следует использовать соответствующие нормы или применять коэффициенты, если это допускается общими положениями.
• Тип бурения: Норма охватывает только роторное бурение с обратной промывкой и применением эрлифта. Для других методов бурения (например, с прямой промывкой, ударно-канатного) существуют отдельные нормы.
• Неучтенные работы и ресурсы: Сборник ГЭСН 81-02-04 "Скважины" указывает, что некоторые работы и ресурсы не учтены в нормах и должны определяться дополнительно по проекту. К ним относятся:
• Затраты на расчистку и планировку строительной площадки.
• Устройство дорог и ограждений.
• Устройство технологических водоводов для подачи воды и сброса пульпы.
• Устройство якорей для крепления растяжек мачты бурового станка.
• Подвод сетей электро- и теплоснабжения, устройство защитного заземления.
• Затраты на геофизические работы в скважинах.
• Расход химических реагентов, гравия или песка для засыпки фильтра (определяется по проекту).
• Затраты, связанные с ликвидацией осложнений геологического характера (например, поглощения промывочной жидкости), определяются по данным технической документации.
• Перемещение оборудования: В норме учтено перемещение оборудования, деталей и вспомогательных материалов в рабочей зоне в радиусе до 10 м.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Применение ГЭСН 04-01-011-06, как и любых других сметных норм, требует внимательности и глубокого понимания технологии. Вот наиболее распространенные ошибки и рекомендации по их предотвращению:

1. Неправильное определение группы грунтов:

• Ошибка: Применение нормы для грунтов, не соответствующих 6 группе, или игнорирование включений, которые могут изменить группу буримости. Это приводит к некорректному расчету трудозатрат и машино-часов.
• Как избежать: Всегда основывайтесь на актуальных данных инженерно-геологических изысканий. При наличии мерзлых или моренных грунтов, а также грунтов с цементирующими добавками, их следует относить на одну группу выше, если это предусмотрено общими положениями ГЭСН.

2. Игнорирование неучтенных нормой ресурсов и работ:

• Ошибка: Не включение в смету затрат на долота, химические реагенты, гравий для обсыпки фильтра, а также сопутствующих работ (подготовка площадки, водоводы, геофизика), которые должны определяться по проекту.
• Как избежать: Внимательно изучайте техническую часть Сборника 4 ГЭСН и проектную документацию. Составляйте отдельные расчеты или калькуляции на все работы и материалы, обозначенные как "П" или требующие дополнительного определения.

3. Неправильный расчет объема работ:

• Ошибка: Округление объема бурения не в пользу нормы или некорректное применение единицы измерения (100 м).
• Как избежать: Точно определяйте общую длину скважин по проекту. Помните, что норма применяется на каждые 100 метров, и расчет должен быть пропорциональным.

4. Неучет осложнений геологического характера:

• Ошибка: Предполагается, что бурение всегда проходит в нормальных условиях, без поглощений промывочной жидкости, обвалов или других проблем.
• Как избежать: В случае возникновения осложнений, предусмотренных проектом или фактическими условиями, затраты на их ликвидацию (дополнительные материалы, машино-часы, трудозатраты) должны определяться по данным технической документации или актам на скрытые работы.

5. Неправильный подбор оборудования или технологии:

• Ошибка: Применение нормы 04-01-011-06 для бурения скважин, которые по своим параметрам (диаметр, глубина, тип грунта) или требуемой технологии не соответствуют данной норме.
• Как избежать: Убедитесь, что выбранная норма соответствует проектным решениям и фактическим условиям бурения. Например, для бурения с прямой промывкой используется ГЭСН 04-01-001.

Практические советы

• Детальное изучение проекта: Перед началом составления сметы тщательно изучите проектную документацию, включая разделы инженерно-геологических изысканий, проект производства работ (ППР) и технологические карты. Это поможет точно определить группу грунтов, глубину, диаметр скважин и необходимость дополнительных работ.
• Взаимодействие с техническими специалистами: Регулярно консультируйтесь с буровыми мастерами, гидрогеологами и инженерами-технологами. Их опыт и знания помогут учесть все нюансы технологии и потенциальные сложности, которые могут повлиять на смету.
• Актуализация нормативной базы: Всегда используйте актуальные редакции ГЭСН и приложений к ним. Нормативы могут изменяться, и применение устаревших данных приведет к ошибкам в расчетах.
• Документирование неучтенных затрат: Для всех ресурсов и работ, которые не учтены нормой и определяются по проекту, обеспечьте наличие соответствующей проектной документации или обоснований. Это важно для защиты сметы при проверках.
• Учет специфики объекта: Каждый объект уникален. Учитывайте особенности логистики, удаленности, наличия инфраструктуры (дороги, источники воды, электроэнергия), так как это может повлиять на дополнительные затраты, не учтенные в прямых нормах.

Связанные нормы

Для полного понимания контекста и выбора наиболее подходящей нормы, сметчикам полезно знать о связанных ГЭСН из Сборника №4 "Скважины" и других сборников:

• ГЭСН 04-01-001 и далее по таблице 04-01-001: Роторное бурение скважин с прямой промывкой станками с дизельным двигателем. Эти нормы применяются, когда технология обратной промывки не требуется или нецелесообразна.
• ГЭСН 04-01-012 и ГЭСН 04-01-013: Роторное бурение скважин с обратной промывкой в грунтах групп 7 и 8 соответственно. Применяются для более крепких грунтов, чем группа 6.
• ГЭСН 05-01-052: Бурение скважин вращательным (роторным) способом различных диаметров в грунтах разных групп. Может использоваться для бурения скважин под сваи или других целей, где требуется роторное бурение, но с другими параметрами.
• ГЭСН 81-02-04 "Скважины" (Общие положения): Этот сборник содержит общие указания по применению норм на бурение скважин, включая классификацию грунтов, правила определения объемов работ, а также перечень работ и ресурсов, которые не учтены в нормах и должны определяться дополнительно.
• ГЭСН 81-02-Пр-2001 "Приложения": Содержит различные таблицы и коэффициенты, которые могут быть применимы к нормам Сборника 4, например, распределение грунтов на группы.

Контрольные моменты

Для обеспечения точности и обоснованности сметы, сметчику необходимо уделить особое внимание следующим контрольным моментам:

• Подтверждение группы грунтов: Убедитесь, что группа грунтов (в данном случае 6) подтверждена официальными инженерно-геологическими изысканиями. Не допускайте произвольного назначения группы.
• Соответствие глубины: Проверьте, что проектная глубина скважин не превышает 100 метров. Если превышает, необходимо использовать другие нормы или обосновывать применение коэффициентов.
• Наличие проекта на неучтенные ресурсы: Для долот, химреагентов, гравийной обсыпки и других материалов, обозначенных как "П", убедитесь в наличии проектных данных, определяющих их расход.
• Учет сопутствующих работ: Проверьте, учтены ли в смете или в других разделах проекта все сопутствующие работы, которые не входят в состав нормы 04-01-011-06, но необходимы для выполнения бурения (например, подготовка площадки, водоснабжение).
• Применение актуальных индексов: Помните, что ГЭСН содержит только ресурсные показатели. Для получения текущей стоимости необходимо применять актуальные индексы пересчета, утверждаемые Минстроем России или региональными органами ценообразования.
• Обоснование коэффициентов: Если применяются какие-либо поправочные коэффициенты, убедитесь, что их применение обосновано соответствующими пунктами технических частей сборников ГЭСН или проектной документацией.

Соблюдение этих рекомендаций позволит сметчикам составлять точные и обоснованные сметы, минимизируя риски возникновения разногласий и перерасхода средств на этапе реализации проекта.