ГЭСН 04-01-025-06: Ударно-канатное бурение скважин

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 04-01-025-06 является одним из ключевых документов для сметчиков, специализирующихся на буровых работах. Данная норма регламентирует затраты на ударно-канатное бурение скважин станками типа УГБ-3УК и УГБ-4УК на глубину до 500 метров в грунтах 7-й группы. Понимание и правильное применение этой нормы критически важны для точного формирования сметной стоимости проектов, связанных с водоснабжением, инженерно-геологическими изысканиями, а также устройством свайных фундаментов в сложных геологических условиях.

Ударно-канатное бурение – это проверенный временем метод, корни которого уходят в глубокую древность, в частности, в древний Китай. Его принцип основан на дроблении породы многократными ударами тяжелого бурового снаряда (долота или желонки), подвешенного на канате. Разрушенные частицы породы затем извлекаются из скважины. Этот метод отличается высокой надежностью и позволяет получать скважины высокого качества за счет уплотнения стенок грунта при ударах. Несмотря на относительно низкую скорость проходки по сравнению с роторным бурением, ударно-канатный способ незаменим в определенных условиях, особенно при работе с неустойчивыми и сложными грунтами.

Единицей измерения для данной нормы является 100 метров бурения, что позволяет легко масштабировать расчеты в зависимости от проектной глубины скважин.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 04-01-025-06 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для выполнения ударно-канатного бурения скважин. Согласно официальному описанию, состав работ включает:

1. Спуск и подъем бурового снаряда (или желонки) на канате. Эта операция является основой ударно-канатного бурения. Буровой снаряд (долото для разрушения породы или желонка для извлечения шлама) многократно сбрасывается в скважину с определенной высоты, а затем поднимается для очистки или смены.
2. Бурение и чистка скважины с замером глубины забоя, подливом воды и другими операциями, способствующими проходке. Процесс бурения включает разрушение породы на забое скважины. Чистка скважины от разрушенной породы (шлама) производится с помощью желонки, при этом на один рейс долота может потребоваться от двух до четырех рейсов желонки. Подлив воды необходим для облегчения проходки и выноса шлама. К "другим операциям, способствующим проходке", относятся также мероприятия по предупреждению искривления скважины и поддержанию ее стабильности.
3. Очистка рабочей площадки. Данная операция предусматривает поддержание порядка на месте проведения буровых работ, уборку шлама и других отходов, что обеспечивает безопасность и эффективность процесса.
4. Обслуживание бурового оборудования. Включает в себя ежедневное техническое обслуживание, мелкий ремонт, заправку и контроль за состоянием буровых станков и сопутствующего оборудования для обеспечения их бесперебойной работы.

Важно отметить, что нормы сборника ГЭСН 04 не учитывают затраты на отбор проб воды и проведение химических и бактериологических анализов, а также на геофизические работы в скважинах. Эти работы должны определяться дополнительным расчетом или по проекту. Также не учтены затраты на расчистку и планировку строительной площадки, устройство дорог, ограждений, технологических водоводов, якорей для крепления мачты, подвод сетей электро- и теплоснабжения, устройство защитного заземления.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 04-01-025-06 предусмотрен следующий состав материалов и ресурсов на 100 метров бурения:

• Средний разряд работы 3,8: 1962.15 чел.-ч. Это основные трудозатраты рабочих-строителей, обеспечивающих выполнение всех операций по бурению и обслуживанию.
• Бульдозеры, мощность 79 кВт (108 л.с.): 0.91 маш.-ч. Используются для планировки площадки, перемещения грунта и вспомогательных работ.
• Установки и станки ударно-канатного бурения прицепные, глубина бурения до 200 м, грузоподъемность 3,2 т: 1059.87 маш.-ч. Несмотря на то, что норма предусматривает бурение до 500 м, а данная позиция указывает "до 200 м", это может быть обобщенная позиция для машин данного типа. Фактически для глубокого бурения используются станки УГБ-3УК (до 300 м) и УГБ-4УК (до 500 м), которые учтены в наименовании нормы.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.57 маш.-ч. Применяются для монтажа/демонтажа оборудования, подъема и перемещения тяжелых элементов.
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 0.86 маш.-ч. Используются для транспортировки материалов, оборудования и персонала.
• Цистерны прицепные, емкость 5 м3: 0.98 маш.-ч. Необходимы для подвоза и хранения воды, которая активно используется в процессе бурения.
• Аппараты для газовой сварки и резки: 19.9 маш.-ч. Могут применяться для ремонта оборудования, подготовки обсадных труб или других металлических конструкций.
• Вода: 1987.26 м3. Ударно-канатное бурение, особенно с промывкой, требует значительного объема воды.
• Долота округляющие: (количество не указано в часах, но в ФЕР 04-01-025-06 указано 0.68 шт. на 100 м). Это породоразрушающий инструмент, который изнашивается в процессе бурения.
• Желонки с плоским клапаном: (количество не указано в часах, но являются инструментом для очистки скважины).

Трудозатраты и квалификация

Основной показатель трудозатрат по норме 04-01-025-06 составляет 1962.15 человеко-часов на каждые 100 метров бурения. Средний разряд рабочих, выполняющих данные работы, определен как 3,8. Это указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала, способного управлять сложным буровым оборудованием, выполнять точные операции по спуску/подъему снаряда, контролировать процесс бурения и обеспечивать техническое обслуживание машин.

Оборудование: Станки УГБ-3УК и УГБ-4УК

Норма прямо указывает на использование станков типа УГБ-3УК и УГБ-4УК. Это прицепные ударно-канатные буровые установки, специально разработанные для бурения скважин на воду, инженерно-геологических скважин и скважин под сваи.

• УГБ-3УК: Максимальная глубина бурения до 300 м, начальный диаметр до 600 мм, масса ударного снаряда до 1500 кг, мощность электродвигателя 20 кВт (27.2 л.с.). Установка смонтирована на пневматическом колесном ходу и может перевозиться трактором или другим автотранспортом.
• УГБ-4УК: Является усовершенствованной моделью УГБ-3УК. Ее максимальная глубина бурения достигает 500 м, начальный диаметр до 900 мм, масса ударного снаряда до 2500 кг, мощность электродвигателя 40 кВт (54.4 л.с.). Отличается более высокой мачтой, что позволяет устанавливать более длинные обсадные трубы и бурить более глубокие скважины.

Обе установки используют принцип ударного действия, при котором буровой снаряд сбрасывается с высоты, разрушая породу на забое. Они эффективны для проходки скважин в различных типах грунтов, включая скальные и неустойчивые, при условии своевременного крепления стенок обсадными трубами.

Грунты группы 7

Группа грунтов является критическим фактором, определяющим трудоемкость и выбор метода бурения. Классификация грунтов по группам буримости приведена в технических частях сборников ГЭСН, в частности, в ГЭСН-2001-04 "Скважины" (приложения 4.1 и 4.2).

Грунты 7-й группы характеризуются повышенной трудностью для бурения ударно-канатным способом. К ним относятся:

• Аргиллиты окремненные.
• Галечник изверженных и метаморфических пород (речник).
• Щебень мелкий без валунов.
• Конгломераты с галькой (до 50%) изверженных пород на песчано-глинистом цементе.
• Песчаники полевошпатовые, кварцево-известняковые.
• Алевролиты с включением кварца.
• Известняки плотные, доломитизированные, скарнированные.
• Доломиты плотные.
• Опоки.
• Сланцы глинистые, кварцево-серицитовые, кварцево-слюдяные, кварцево-хлоритовые, кварцево-хлоритосерицитовые, кровельные.

Бурение в таких грунтах требует более мощного оборудования, большего количества ударов, частой смены инструмента и тщательного контроля за процессом, что отражается в повышенных нормах расхода ресурсов и трудозатрат.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для правильного применения нормы ГЭСН 04-01-025-06 в сметной документации сметчику следует придерживаться следующего алгоритма:

1. Определение объема работ. Первым шагом является точное определение общей протяженности скважин, подлежащих бурению, в метрах. Затем этот объем переводится в единицы измерения нормы (100 м). Например, если требуется пробурить скважину глубиной 350 м, объем работ составит 3,5 единицы измерения (350 м / 100 м).
2. Подтверждение условий применения нормы. Убедитесь, что проектные данные соответствуют условиям применения ГЭСН 04-01-025-06: глубина бурения не превышает 500 м, а грунты относятся к 7-й группе по буримости. Если условия отличаются, необходимо выбрать другую, более подходящую норму (например, для других групп грунтов или методов бурения, таких как роторное бурение или колонковое бурение).
3. Расчет прямых затрат. Умножьте количество единиц измерения (100 м) на нормативные показатели расхода ресурсов, указанные в ГЭСН 04-01-025-06. Это позволит получить общие затраты на трудовые ресурсы (чел.-ч), эксплуатацию машин и механизмов (маш.-ч), а также расход основных материалов (вода, долота и т.д.).
4. Применение поправочных коэффициентов. В зависимости от конкретных условий производства работ (например, стесненность, работа в зимнее время, наличие осложняющих факторов), к прямым затратам могут применяться повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные общими положениями сборника ГЭСН 04 или другими нормативными документами. Например, при бурении скважин глубиной свыше 200 м при ударно-канатном бурении может применяться коэффициент 20% к затратам труда рабочих.
5. Учет неучтенных нормой затрат. Как упоминалось ранее, некоторые виды работ и ресурсы не учтены данной нормой и требуют отдельного расчета. К ним относятся: геофизические исследования, отбор и анализ проб воды, расчистка и планировка строительной площадки, устройство временных дорог, ограждений, технологических водоводов, якорей для крепления мачты, подвод сетей электро- и теплоснабжения, устройство защитного заземления. Эти затраты должны быть включены в смету отдельными позициями на основании проектных данных или соответствующих норм.

Примеры использования

Норма ГЭСН 04-01-025-06 находит широкое применение в различных строительных и инженерных проектах:

• Бурение водозаборных скважин: Особенно актуально для глубоких скважин в сложных геологических условиях, где требуется стабильный дебит и высокое качество воды. Ударно-канатный метод позволяет получать больший объем воды из водоносного слоя, так как проходка таких скважин осуществляется без применения растворов, укрепляющих стенки.
• Инженерно-геологические изыскания: Для получения образцов грунта и изучения геологического разреза на больших глубинах, особенно в условиях, где другие методы бурения менее эффективны или невозможны.
• Устройство свайных фундаментов: При возведении зданий и сооружений на слабых или водонасыщенных грунтах, а также при строительстве мостов, где требуются глубокие скважины под заливку буронабивных свай. В этом случае могут быть применимы также нормы из сборника ГЭСН 05 "Свайные работы", например, ГЭСН 05-01-028-03.

Особенности и ограничения

Применение ГЭСН 04-01-025-06 имеет свои особенности и ограничения, которые необходимо учитывать:

• Скорость бурения: Ударно-канатное бурение является относительно медленным процессом по сравнению с роторным. Это может влиять на общие сроки выполнения работ и требовать более тщательного планирования графика.
• Водопотребление: Метод требует значительного расхода воды (до 1987.26 м3 на 100 м), что необходимо учитывать при планировании логистики и обеспечении объекта.
• Устойчивость грунтов: В неустойчивых и сыпучих грунтах, а также в плывунах, требуется обязательное крепление стенок скважины обсадными трубами одновременно с бурением для предотвращения обрушений. Это увеличивает материалоемкость и трудозатраты.
• Глубина и диаметр: Норма рассчитана на глубину до 500 м. При бурении скважин станками грузоподъемностью на крюке свыше 32 т, или глубине скважины свыше 600 м, или начальном диаметре бурения более 500 мм и глубине более 250 м, затраты на бурение следует определять по сборнику ГЭСН-2001-49 "Скважины на нефть и газ".

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

Сметчики часто сталкиваются с рядом типичных ошибок при работе с нормами на бурение, которые могут привести к искажению сметной стоимости и финансовым потерям.

1. Неправильное определение группы грунта. Это одна из самых распространенных ошибок. Ошибочное отнесение грунта к более легкой группе, чем 7-я, приведет к занижению затрат.

• Как избежать: Всегда основывайтесь на данных инженерно-геологических изысканий. При отсутствии точных данных, используйте классификацию грунтов по буримости, приведенную в технических частях сборников ГЭСН (например, в ГЭСН-2001-04).

2. Игнорирование геологических особенностей и гидрогеологических условий. Бурение без учета специфики грунта (наличие плывунов, валунов, водоносных горизонтов) может привести к обрушениям, заиливанию и необходимости дополнительных работ.

• Как избежать: Проводите полноценные гидрогеологические изыскания до начала работ. Выбирайте обсадные трубы, соответствующие характеристикам почвы, и предусматривайте методы укрепления стенок скважины при необходимости.

3. Неучет дополнительных затрат. Норма 04-01-025-06 не включает все сопутствующие работы. Забытые в смете затраты на геофизику, отбор проб воды, подготовку площадки, устройство коммуникаций могут существенно увеличить фактическую стоимость проекта.

• Как избежать: Внимательно изучайте состав работ по норме и общие положения сборника. Составляйте полную смету, включая все необходимые дополнительные работы и ресурсы, даже если они не входят напрямую в данную ГЭСН.

4. Неправильный выбор оборудования или его недооценка. Хотя норма указывает конкретные станки, важно понимать их реальные возможности и ограничения. Использование менее мощного оборудования или его неверная эксплуатация может привести к увеличению сроков и затрат.

• Как избежать: Убедитесь, что выбранное оборудование соответствует проектным требованиям по глубине и типу грунта. Учитывайте технические характеристики станков УГБ-3УК и УГБ-4УК.

5. Неверное применение коэффициентов. Неправильное применение или игнорирование поправочных коэффициентов, учитывающих усложняющие факторы, может привести к некорректным расчетам.

• Как избежать: Всегда сверяйтесь с технической частью сборника ГЭСН и приложениями к нему, где указаны условия применения коэффициентов.

Практические советы

• Детальное планирование: До начала буровых работ проведите тщательное планирование, включающее не только расчеты по ГЭСН, но и логистику доставки воды, утилизации шлама, а также обеспечение электроэнергией.
• Взаимодействие с геологами: Тесное сотрудничество с инженерами-геологами поможет получить наиболее точные данные о грунтах и избежать непредвиденных ситуаций в процессе бурения.
• Контроль качества: Регулярно контролируйте процесс бурения, включая замер глубины, очистку скважины и состояние бурового инструмента. Это позволит своевременно выявлять и устранять отклонения.
• Актуализация данных: Всегда используйте актуальные версии ГЭСН и следите за выходом новых редакций или разъяснений от регулирующих органов.
• Документирование: Ведите подробную документацию по всем этапам работ, включая акты скрытых работ, журналы бурения, данные о расходе материалов. Это поможет в случае возникновения спорных вопросов и для дальнейшего анализа эффективности.

Связанные нормы

При работе с буровыми работами сметчикам часто приходится обращаться к другим нормам сборника ГЭСН 04 "Скважины" и смежных сборников:

• ГЭСН 04-01-001: Роторное бурение скважин с прямой промывкой. Применяется для бурения в более легких грунтах и на меньшие глубины.
• ГЭСН 04-01-030-01: Колонковое бурение скважин. Используется для получения керна (образцов породы) и бурения в различных грунтах.
• ГЭСН 05-01-028-03: Устройство буронабивных свай. Актуально, если бурение скважин производится под свайные фундаменты.
• ГЭСН 04-01-079-02: Монтаж установки горизонтально направленного бурения. Относится к другому методу бурения, но может быть полезен для понимания затрат на мобилизацию сложного оборудования.
• ГЭСН 46-03-005-01: Бурение скважин в железобетонных конструкциях установками алмазного бурения. Применяется для специфических задач, не связанных напрямую с грунтами.
• ГЭСН 03-04-007: Разрыхление мерзлых грунтов при бурении станками вращательного бурения. Может быть актуален при работе в условиях вечной мерзлоты.

Контрольные моменты

Для обеспечения точности сметных расчетов и успешного выполнения работ по ГЭСН 04-01-025-06, сметчикам и руководителям проектов следует уделять внимание следующим контрольным моментам:

• Соответствие проектной документации: Убедитесь, что выбранная норма полностью соответствует проектным решениям по глубине, диаметру скважин, типу грунтов и используемому оборудованию.
• Проверка исходных данных: Тщательно проверяйте все исходные данные, полученные от геологов и проектировщиков, так как ошибки на этом этапе могут привести к значительным отклонениям в смете.
• Контроль расхода воды: Учитывая большой объем воды, предусмотренный нормой, необходимо контролировать ее фактический расход на объекте, чтобы избежать перерасхода и дополнительных затрат.
• Мониторинг состояния оборудования: Регулярное обслуживание и своевременный ремонт буровых станков УГБ-3УК и УГБ-4УК, а также бурового инструмента (долот, желонок), помогут избежать простоев и незапланированных расходов.
• Оформление актов выполненных работ: Корректное оформление актов выполненных работ с указанием фактических объемов бурения и использованных ресурсов является основой для взаиморасчетов и контроля за бюджетом проекта.