ГЭСН 04-01-031-07: Колонковое бурение в грунтах группы 8

Введение: Назначение и область применения ГЭСН 04-01-031-07

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 04-01-031-07 является ключевым документом для определения ресурсных затрат при выполнении работ по колонковому бурению скважин. Эта норма применяется для бурения скважин станками, оснащенными электродвигателем, на глубину до 100 метров в грунтах 8-й группы по буримости.

Колонковое бурение — это разновидность вращательного бурения, при котором разрушение породы происходит по кольцу с помощью специального инструмента – колонковой трубы. В результате внутри колонковой трубы образуется керн (столбик породы), который периодически извлекается на поверхность. Этот метод особенно ценен для геологоразведочных работ, инженерных изысканий, а также при бурении скважин на воду в скальных и полускальных породах, поскольку позволяет получить нетронутые образцы грунта для исследований.

Грунты 8-й группы по буримости характеризуются высокой прочностью и абразивностью. К ним относятся: аргиллиты кремнистые, конгломераты изверженных пород на известковистом цементе, окварцованные доломиты, окремненные известняки и доломиты, плотные пластовые фосфориты, окремненные сланцы, мелкозернистые гнейсы, затронутые выветриванием граниты, сиениты, габбро, кварцево-карбонатные и кварцево-баритовые породы, пористые бурые железняки, плотные гидрогематитовые руды, гематитовые и магнетитовые кварциты, плотный колчедан, а также диаспоровые бокситы. Бурение в таких грунтах требует применения мощного оборудования и высокопрочного породоразрушающего инструмента.

Основное назначение нормы 04-01-031-07 – корректное определение потребности в трудовых, материальных и машинных ресурсах для выполнения указанных работ, что является основой для формирования сметной стоимости строительного проекта.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 04-01-031-07 включает в себя полный комплекс операций, необходимых для выполнения колонкового бурения скважин. Детальный состав работ обеспечивает учет всех основных технологических процессов и вспомогательных операций.

Согласно норме, в состав работ входят следующие операции:

1. Приготовление глинистого раствора. Глинистый раствор является ключевым элементом технологии бурения. Он представляет собой специальную смесь на основе воды и глины (часто с добавлением полимеров и химических реагентов), которая используется для охлаждения и смазки бурового инструмента, предотвращения обрушения стенок скважины, выноса шлама на поверхность и создания тонкой, малопроницаемой корки на стенках скважины для предотвращения газовых, нефтяных и водяных фонтанов.
2. Бурение скважин с промывкой. Основной процесс бурения, сопровождающийся циркуляцией глинистого раствора для очистки забоя от выбуренной породы и стабилизации стенок скважины.
3. Наращивание бурильных труб. По мере углубления скважины происходит добавление новых секций бурильных труб для достижения проектной глубины.
4. Спуск и подъем бурового инструмента. Операции, связанные с перемещением бурового инструмента в скважине и извлечением его на поверхность для смены долота или извлечения керна.
5. Смена породоразрушающего инструмента (долота, коронки). Замена изношенных или поврежденных долот и коронок, что особенно актуально при бурении в твердых грунтах 8-й группы.
6. Подготовительно-заключительные работы, связанные с подъемом и спуском бурового снаряда. Включают все необходимые операции по подготовке оборудования к спуску/подъему и его последующей консервации или обслуживанию.
7. Чистка желобов и отстойников циркуляционной системы. Регулярная очистка системы циркуляции бурового раствора от шлама для поддержания его рабочих свойств и предотвращения засоров.
8. Контроль за параметрами глинистого раствора. Постоянный мониторинг свойств бурового раствора (плотность, вязкость, водоотдача) для обеспечения эффективности бурения и устойчивости скважины.
9. Чистка рабочей площадки (без вывоза шлама). Поддержание порядка на буровой площадке, уборка шлама без его транспортировки за пределы рабочей зоны.
10. Оформление документации. Ведение бурового журнала, составление актов, отчетов и другой необходимой технической документации.
11. Обслуживание внутрипостроечного транспорта. Поддержание в рабочем состоянии транспортных средств, используемых на буровой площадке для перемещения оборудования и материалов.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по норме ГЭСН 04-01-031-07 предусмотрен следующий перечень основных материалов и машин. Важно отметить, что нормы ГЭСН отражают расход ресурсов на 100 метров бурения скважины.

Материалы:

• Трубы бурильные стальные универсальные с приварными замками, наружный диаметр 63,5 мм, толщина стенки 6 мм: 8.6 м
• Трубы стальные бурильные утяжеленные из стали группы К, тип УБТ, наружный диаметр 89 мм, толщина стенки 19 мм: 0.22 м
• Долота трехшарошечные: 0 шт. (Примечание: В исходных данных указано "0 ч", что является ошибкой. Долота – это материальный ресурс, измеряемый в штуках. Фактический расход долот зависит от абразивности и прочности грунтов группы 8 и должен быть уточнен по проекту или на основе опыта бурения в аналогичных условиях. Например, для грунтов группы 7 расход долот может составлять 3.4 шт. на 100 м. )

Машины и оборудование:

• Средний разряд работы 4,0: 403 (чел.-ч) – это показатель трудозатрат рабочих-строителей со средним разрядом 4.0 на 100 м бурения.
• Бульдозеры, мощность 79 кВт (108 л.с.): 2.4 маш.-ч
• Экскаваторы одноковшовые дизельные на пневмоколесном ходу, объем ковша 0,25 м3: 3.23 маш.-ч
• Станки буровые вращательного бурения несамоходные, глубиной бурения до 500 м, диаметр скважин 151-42 мм: 356 маш.-ч (основное буровое оборудование)
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 5.17 маш.-ч
• Глиномешалки, емкость 4 м3: 50.27 маш.-ч
• Автомобили бортовые, грузоподъемность до 5 т: 7.76 маш.-ч

Трудозатраты и время выполнения

Основной показатель трудозатрат по норме ГЭСН 04-01-031-07 составляет 403 чел.-ч на каждые 100 метров бурения скважины. Эта величина отражает суммарные затраты труда рабочих-строителей, задействованных во всех операциях, предусмотренных составом работ. Средний разряд работы, учтенный в норме, составляет 4.0, что указывает на необходимость привлечения квалифицированного персонала для выполнения сложных буровых работ в особо прочных грунтах.

Время выполнения работ напрямую зависит от глубины скважины, характеристик грунтов (даже в пределах одной группы могут быть вариации), эффективности работы оборудования и квалификации персонала. Нормативные показатели позволяют оценить продолжительность работ и спланировать график выполнения бурения.

Требования к квалификации

Средний разряд работы 4.0, заложенный в норме, подразумевает, что исполнители должны обладать достаточными знаниями и опытом для работы со специализированным буровым оборудованием, приготовления и контроля параметров глинистого раствора, а также выполнения всех сопутствующих операций. Это включает в себя умение работать с буровыми станками, кранами, бульдозерами и другим вспомогательным оборудованием, а также знание техники безопасности при буровых работах.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения нормы ГЭСН 04-01-031-07 в сметной документации необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Установить общую длину скважин, подлежащих бурению, в метрах. Если проект предусматривает бурение нескольких скважин, их суммарная глубина будет являться объемом работ.
2. Проверка группы грунта: Убедиться, что бурение будет производиться именно в грунтах 8-й группы по буримости. Это должно быть подтверждено инженерно-геологическими изысканиями и проектной документацией.
3. Применение единицы измерения: Норма 04-01-031-07 приведена на 100 метров бурения. Поэтому фактический объем работ в метрах необходимо разделить на 100, чтобы получить количество единиц измерения нормы.

• Пример: Если требуется пробурить скважину глубиной 75 метров, то объем работ для применения нормы составит 75 м / 100 м = 0.75 единиц нормы.

4. Расчет ресурсных затрат: Умножить нормативные показатели расхода ресурсов (трудозатраты, машино-часы, расход материалов) на полученное количество единиц нормы.

• Пример: Для 75 м бурения трудозатраты составят 403 чел.-ч * 0.75 = 302.25 чел.-ч.

5. Учет неучтенных ресурсов: Проверить, есть ли в проекте дополнительные ресурсы, которые не учтены данной нормой, но необходимы для выполнения работ (например, специализированные химические реагенты для бурового раствора, обсадные трубы, затраты на вывоз шлама). Эти ресурсы должны быть добавлены в смету отдельными позициями.
6. Применение коэффициентов: При необходимости применить повышающие или понижающие коэффициенты, предусмотренные действующими методическими указаниями по применению ГЭСН (например, коэффициенты на стесненные условия, работу в зимнее время и т.д.).

Примеры использования

• Геологоразведочные работы: При поиске полезных ископаемых в районах с распространением особо прочных скальных пород (например, кварцитов, гнейсов, гранитов), где требуется получение керна для лабораторных исследований.
• Инженерные изыскания: Для изучения геологического строения участка под строительство крупных объектов (мостов, высотных зданий, гидротехнических сооружений) в условиях сложного рельефа или наличия твердых грунтов.
• Бурение артезианских скважин: В регионах, где водоносные горизонты залегают в глубоких и прочных скальных породах, и требуется бурение скважин малого диаметра для водоснабжения.

Особенности и ограничения

• Глубина бурения: Норма применяется для скважин глубиной до 100 метров. Для большей глубины могут использоваться другие нормы или применяться соответствующие коэффициенты, если это предусмотрено нормативными документами.
• Группа грунтов: Строгое соответствие грунтам 8-й группы по буримости. Определение группы грунта является критически важным этапом и должно основываться на данных инженерно-геологических изысканий. Неправильное определение группы грунта приведет к искажению сметной стоимости.
• Тип оборудования: Норма рассчитана на использование станков с электродвигателем. Применение другого типа привода (например, дизельного) может потребовать корректировки или использования других норм.
• Колонковый метод: Метод бурения предполагает получение керна. Если целью является только проходка без извлечения керна, возможно, следует рассмотреть другие нормы (например, роторное бурение).
• Промывка скважин: Норма учитывает бурение с промывкой глинистым раствором. Это обязательное условие, обеспечивающее стабильность стенок скважины и вынос шлама.
• Диаметр скважин: Колонковое бурение часто ассоциируется с меньшими диаметрами скважин (до 150 мм), что может ограничивать возможности по установке крупногабаритного водоподъемного оборудования или фильтров.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильное определение группы грунта: Это одна из наиболее частых и критичных ошибок. Использование нормы для грунтов 8-й группы, когда фактически бурение ведется в менее прочных грунтах (например, 6-й или 7-й группы), приведет к завышению сметной стоимости. И наоборот, применение нормы для более легких грунтов при бурении в группе 8 приведет к недооценке затрат. Как избежать: Всегда основывайтесь на официальных инженерно-геологических изысканиях и заключении специалистов по классификации грунтов.
2. Игнорирование глубины бурения: Норма 04-01-031-07 ограничена глубиной до 100 м. При бурении на большую глубину необходимо использовать соответствующие коэффициенты или другие нормы, если таковые предусмотрены для больших глубин.
3. Неучет расхода породоразрушающего инструмента: Хотя в предоставленных данных для долот указано "0 ч", это является ошибкой. В грунтах 8-й группы износ долот и коронок очень высок. Как избежать: Включайте в смету фактический или расчетный расход породоразрушающего инструмента (долот, коронок) в штуках, исходя из опыта бурения в аналогичных условиях или рекомендаций производителя инструмента.
4. Неправильный расчет объемов глинистого раствора: Недооценка потребности в глинистом растворе или его компонентах может привести к простоям и удорожанию работ. Как избежать: Тщательно рассчитывайте объем раствора, учитывая потери на фильтрацию и вынос шлама, а также необходимость поддержания его свойств.
5. Отсутствие учета вывоза шлама: Норма 04-01-031-07 включает только чистку рабочей площадки без вывоза шлама. Затраты на транспортировку и утилизацию выбуренной породы (шлама) должны быть учтены отдельными позициями в смете.

Практические советы

• Детальные инженерно-геологические изыскания: Перед началом проектирования и составления сметы на буровые работы в сложных грунтах обязательно проводите максимально подробные инженерно-геологические изыскания. Это позволит точно определить группу грунтов и избежать ошибок в применении норм.
• Контроль качества бурового раствора: Регулярный контроль параметров глинистого раствора (плотность, вязкость, водоотдача, содержание песка) критически важен для обеспечения стабильности скважины, эффективного выноса шлама и минимизации износа инструмента.
• Выбор породоразрушающего инструмента: Для грунтов 8-й группы необходимо использовать высокопрочные алмазные или твердосплавные коронки и долота, предназначенные для бурения в абразивных и крепких породах. Это снизит частоту смены инструмента и повысит производительность.
• Планирование логистики: Учитывайте необходимость доставки тяжелого бурового оборудования, бурильных труб, глины и воды на объект, особенно если он находится в труднодоступной местности.
• Обучение персонала: Убедитесь, что персонал, задействованный в буровых работах, имеет соответствующую квалификацию и опыт работы с данным типом оборудования и в данных геологических условиях.

Связанные нормы

Норма ГЭСН 04-01-031-07 является частью серии норм, регламентирующих колонковое бурение скважин станками с электродвигателем глубиной до 100 м в грунтах различных групп. Для бурения в менее прочных грунтах следует применять следующие нормы:

• ГЭСН 04-01-031-01 – для грунтов группы 2.
• ГЭСН 04-01-031-02 – для грунтов группы 3.
• ГЭСН 04-01-031-03 – для грунтов группы 4.
• ГЭСН 04-01-031-04 – для грунтов группы 5.
• ГЭСН 04-01-031-05 – для грунтов группы 6.
• ГЭСН 04-01-031-06 – для грунтов группы 7.

Кроме того, могут быть релевантны нормы из других таблиц Сборника 04 "Скважины", например, для установки кондуктора при колонковом бурении (ГЭСН 04-02-012) или для других видов бурения (роторного, ударно-канатного), если они применяются в рамках одного проекта.

Контрольные моменты

При работе с нормой ГЭСН 04-01-031-07 и составлении сметной документации необходимо уделять внимание следующим контрольным моментам:

• Соответствие проектной документации: Все параметры бурения (глубина, диаметр, тип грунтов) должны строго соответствовать проектным решениям и данным инженерных изысканий.
• Актуальность нормативов: Убедитесь, что используются актуальные редакции ГЭСН и методических указаний по их применению, так как нормативы регулярно обновляются.
• Полнота учета ресурсов: Проверьте, учтены ли все необходимые ресурсы, включая те, которые не входят напрямую в состав нормы, но требуются для выполнения работ (например, вывоз шлама, водоснабжение, электроэнергия для буровых станков с электродвигателем).
• Обоснование применения: Применение данной нормы должно быть обосновано техническими условиями проекта и характеристиками грунтов. Официальное обоснование нормы: НР: Пр/812-004.0, СП: Пр/774-004.0.
• Качество исходных данных: Точность сметы напрямую зависит от качества исходных данных, таких как результаты геологических изысканий и объемы работ. Любые неточности на этом этапе могут привести к значительным ошибкам в расчетах.