ГЭСН 04-01-084-01: Устройство закрытого подземного перехода методом ГНБ для стальных труб

Введение

Государственная элементная сметная норма (ГЭСН) 04-01-084-01 является одним из важнейших нормативов в строительной отрасли, регулирующим процесс устройства закрытых подземных переходов с использованием технологии горизонтально-направленного бурения (ГНБ). Эта норма предназначена для сметчиков, инженеров и специалистов, занимающихся проектированием и строительством подземных коммуникаций, и позволяет корректно определять объемы ресурсов и трудозатрат для данного вида работ.

Назначение и область применения нормы

ГЭСН 04-01-084-01 применяется для расчета затрат на устройство закрытых подземных переходов методом ГНБ с поэтапным расширением скважины. Основное назначение нормы – прокладка стальных труб диаметром Dу=400 мм на длину до 1700 метров. Работы выполняются в грунтах I-III группы с использованием буровых установок, обладающих тяговым усилием 250 тс (2500 кН).

Метод ГНБ является бестраншейной технологией, что позволяет прокладывать коммуникации под естественными и искусственными преградами (реки, дороги, железные дороги, здания) без нарушения поверхностного ландшафта и инфраструктуры.

Основные характеристики

• Код нормы: 04-01-084-01
• Наименование: Устройство закрытого подземного перехода методом ГНБ с поэтапным расширением скважины для стальных труб в грунтах I-III группы установками с тяговым усилием 250 тс (2500 кН): для труб Dу=400 мм длиной до 1700 м.
• Единица измерения: 1 метр проложенного трубопровода.
• Грунты: I-III группы. К ним относятся торф, растительный слой без корней, рыхлые пески, супеси, суглинки, ил, плотные пески, глины средней плотности, лед, дресва, галечник, а также некоторые виды выветрелых скальных пород.
• Оборудование: Установки ГНБ с тяговым усилием 250 тс (2500 кН).
• Тип труб: Стальные, диаметром Dу=400 мм.
• Максимальная длина перехода: До 1700 метров.

Техническая информация

Состав работ по норме

Норма ГЭСН 04-01-084-01 включает полный комплекс операций, необходимых для выполнения закрытого подземного перехода методом ГНБ. Последовательность работ строго регламентирована и включает следующие этапы:

1. Сборка буровой головки: Подготовка и монтаж буровой головки, которая будет осуществлять пилотное бурение.
2. Проверка систем буровой установки перед пилотным бурением: Комплексная проверка работоспособности всех узлов и систем установки ГНБ, включая гидравлику, электронику и локационную систему.
3. Пилотное бурение скважины гидробуром с постоянной подачей бурового раствора и непрерывным контролем траектории бурения с использованием локационной системы: Создание начальной скважины малого диаметра по заданной траектории. Буровой раствор подается для разрушения грунта, выноса шлама, стабилизации стенок скважины и охлаждения инструмента. Локационная система обеспечивает точное следование проекту.
4. Разборка и промывка буровой головки: Демонтаж и очистка буровой головки после завершения пилотного бурения.
5. Установка расширителя на крайнюю штангу в точке выхода: Монтаж первого расширителя (риммера) на буровую колонну для увеличения диаметра скважины.
6. Проверка систем буровой установки перед первым расширением: Повторная проверка оборудования перед началом этапа расширения.
7. Первое расширение скважины на себя с постоянной подачей бурового раствора и наращивания буровых штанг в точке выхода: Расширение пилотной скважины до промежуточного диаметра. Процесс происходит в обратном направлении (к буровой установке), с наращиванием штанг.
8. Снятие, очистка и промывка расширителя: Демонтаж и очистка первого расширителя.
9. Установка расширителя на крайнюю штангу в точке выхода: Монтаж второго расширителя.
10. Проверка систем буровой установки перед вторым расширением: Проверка оборудования перед вторым этапом расширения.
11. Второе расширение скважины на себя с постоянной подачей бурового раствора и наращивания буровых штанг в точке выхода: Увеличение диаметра скважины до следующего промежуточного размера.
12. Снятие, очистка и промывка расширителя: Демонтаж и очистка второго расширителя.
13. Установка расширителя на крайнюю штангу в точке выхода: Монтаж третьего расширителя.
14. Проверка систем буровой установки перед третьим расширением: Проверка оборудования перед третьим этапом расширения.
15. Третье расширение скважины на себя с постоянной подачей бурового раствора и наращивания буровых штанг в точке выхода: Доведение диаметра скважины до необходимого размера, достаточного для протягивания трубопровода (обычно на 30-50% больше диаметра трубы).
16. Снятие, очистка и промывка расширителя: Демонтаж и очистка третьего расширителя.
17. Установка расширителя на крайнюю штангу в точке выхода: Монтаж расширителя для калибровки.
18. Проверка систем буровой установки перед калибровкой: Проверка оборудования перед калибровкой.
19. Калибровка скважины на себя с постоянной подачей бурового раствора и наращивания буровых штанг в точке выхода: Окончательное формирование и очистка скважины, придание ей необходимой формы и стабильности.
20. Снятие, очистка и промывка расширителя: Демонтаж и очистка калибровочного расширителя.
21. Установка расширителя на крайнюю штангу в точке выхода: Монтаж расширителя для сцепки с трубопроводом.
22. Сцепка расширителя с оголовком трубопровода через вертлюг: Соединение буровой колонны с подготовленным участком стального трубопровода через вертлюг, предотвращающий передачу вращения на трубу.
23. Протаскивание трубопровода на себя с постоянной подачей бурового раствора: Затягивание стальной трубы в подготовленную скважину. Буровой раствор продолжает подаваться для снижения трения и облегчения процесса.
24. Отсоединение вертлюга от расширителя и трубопровода: Разъединение оборудования после успешной протяжки трубы.
25. Снятие, очистка и промывка расширителя: Окончательная очистка расширителя.
26. Откачка отработанной буровой смеси: Сбор и удаление отработанного бурового раствора и шлама с рабочей площадки.

Материалы и ресурсы

Для выполнения работ по ГЭСН 04-01-084-01 требуются следующие основные материалы и ресурсы:

• Трудозатраты рабочих: 1.93 чел.-ч на 1 метр проложенного трубопровода при среднем разряде работы 4,2.
• Машины и механизмы:
• Установки направленного бурения для бестраншейной прокладки, тяговое усилие 2500 кН: 0.67 маш.-ч/м.
• Краны на автомобильном ходу, грузоподъемность 16 т: 0.79 маш.-ч/м.
• Комплексы бентонито-смесительные на базе автомобиля, объем бункера 14,5 м3: 1.32 маш.-ч/м. (Необходимы для приготовления бурового раствора).
• Трубоукладчики, номинальная грузоподъемность 6,3 т: 0.66 маш.-ч/м.
• Автоцистерны, объем 8 м3: 0.09 маш.-ч/м. (Для подвоза воды и вывоза отработанного раствора).
• Машины илососные, объем цистерны для ила до 7 м3: 0.14 маш.-ч/м. (Для откачки отработанной буровой смеси).
• Мотопомпы бензиновые, производительность 54 м3/ч, высота подъема 26 м, глубина всасывания 8 м: 0.09 маш.-ч/м.
• Материалы:
• Смазка медно-графитовая: 0.023 кг/м. (Используется для защиты и герметизации резьбовых соединений буровых штанг).
• Сода кальцинированная (натрий углекислый) техническая: 0.004 т/м. (Применяется для регулирования pH бурового раствора и снижения жесткости воды).
• Вода: 3.63 м3/м. (Основной компонент бурового раствора).
• Порошки бентонитовые: 200.3 кг/м. (Ключевой компонент бурового раствора, обеспечивающий его вязкость, стабилизацию стенок скважины и вынос шлама).
• Материалы для стабилизации буровых скважин (полимеры): 0.01 т/м. (Дополнительные присадки для улучшения свойств бурового раствора в зависимости от типа грунта).

Требования к квалификации

Выполнение работ по ГНБ требует высокой квалификации персонала. Средний разряд рабочих, учтенный в норме, составляет 4,2, что указывает на необходимость наличия опытных специалистов. Операторы буровых установок должны обладать глубокими знаниями технологии ГНБ, уметь работать с локационными системами, контролировать параметры бурового раствора и принимать оперативные решения в сложных геологических условиях.

Практическое применение

Пошаговый алгоритм расчета

Для корректного применения ГЭСН 04-01-084-01 в сметном расчете необходимо следовать следующему алгоритму:

1. Определение объема работ: Измерьте фактическую или проектную длину закрытого подземного перехода для стальных труб Dу=400 мм. Единица измерения нормы – 1 метр. Если длина перехода составляет, например, 500 метров, то объем работ по данной норме будет равен 500.
2. Проверка соответствия условиям: Убедитесь, что объект соответствует условиям применения нормы: стальные трубы Dу=400 мм, длина до 1700 м, грунты I-III группы, тяговое усилие установки 250 тс (2500 кН).
3. Применение нормы: Умножьте нормативные показатели расхода ресурсов (трудозатраты, машино-часы, расход материалов) на определенный объем работ (длину перехода в метрах). Например, для 500 метров перехода потребуется 1.93 чел.-ч/м * 500 м = 965 чел.-ч трудозатрат рабочих.
4. Учет неучтенных ресурсов: Проверьте, есть ли в проекте дополнительные материалы или работы, которые не учтены данной комплексной нормой. Например, стоимость самих стальных труб, их сварка, изоляция, монтаж оголовков, обустройство стартового и приемного котлованов, а также утилизация отработанного бурового шлама, если это не входит в состав работ по норме или требует отдельного учета.
5. Применение индексов пересчета: Пересчитайте полученные затраты в текущие цены с использованием соответствующих индексов пересчета, утвержденных для данного региона и периода.
6. Учет накладных расходов и сметной прибыли: Начислите накладные расходы (НР) и сметную прибыль (СП) в соответствии с действующими методическими указаниями и нормативами.

Примеры использования

ГЭСН 04-01-084-01 является типовой нормой для прокладки стальных трубопроводов диаметром 400 мм методом ГНБ. Она применяется в следующих случаях:

• Пересечение автомобильных и железных дорог: Прокладка водопроводов, газопроводов, кабельных линий под существующими транспортными магистралями без нарушения движения.
• Переходы под водными преградами: Устройство трубопроводов под реками, озерами, каналами, где открытый способ прокладки невозможен или экономически нецелесообразен.
• Прокладка в условиях плотной городской застройки: Минимизация земляных работ и сохранение существующей инфраструктуры (зданий, коммуникаций, зеленых насаждений).
• Прокладка в природоохранных зонах: Снижение воздействия на окружающую среду.

Особенности и ограничения

• Грунты I-III группы: Норма применима только для грунтов I-III группы по буримости. Для более сложных грунтов (IV группы и выше, например, скальных или особо прочных) потребуется применение других норм или разработка индивидуальных расчетов с учетом повышающих коэффициентов, если это предусмотрено методическими указаниями.
• Диаметр и материал труб: Норма строго привязана к стальным трубам диаметром Dу=400 мм. Для других диаметров или материалов (например, полиэтиленовых труб) следует использовать соответствующие нормы из того же сборника.
• Тяговое усилие установки: Указанное тяговое усилие 250 тс (2500 кН) является важным параметром, определяющим тип используемого оборудования. Использование установок с иным тяговым усилием может потребовать применения других норм (например, ГЭСН 04-01-083-01 для 100 тс или ГЭСН 04-01-082-01 для 50 тс).
• Длина перехода: Норма рассчитана на длину до 1700 м. Для переходов большей длины может потребоваться дополнительное обоснование или применение других нормативов.
• Проектная документация: Применение нормы должно быть обосновано технико-экономическими расчетами и подтверждено проектной документацией, включающей результаты инженерных изысканий.

Полезная информация

Типичные ошибки и как их избежать

1. Неправильный выбор нормы: Одна из наиболее частых ошибок – применение ГЭСН 04-01-084-01 для труб другого диаметра, материала (например, полиэтиленовых) или при использовании установок с иным тяговым усилием.

• Как избежать: Всегда сверяйтесь с названием и описанием нормы, а также с соответствующими таблицами сборника ГЭСН. Для полиэтиленовых труб используйте нормы из таблицы ГЭСН 04-01-085 (например, ГЭСН 04-01-085-01).

2. Неучет группы грунтов: Игнорирование или неправильное определение группы грунтов может привести к некорректному расчету. Норма 04-01-084-01 предназначена для грунтов I-III группы.

• Как избежать: Проводите тщательные инженерно-геологические изыскания на этапе проектирования. Результаты изысканий должны четко определять категорию грунтов по буримости.

3. Недооценка роли бурового раствора: Неправильный расчет или приготовление бурового раствора (бентонитовой смеси) может привести к осложнениям в процессе бурения, таким как обрушение скважины, заклинивание инструмента или повышенное трение.

• Как избежать: Включайте в проект детальный расчет состава бурового раствора с учетом типа грунта и гидрогеологических условий. Контролируйте качество воды и добавляемых компонентов (бентонит, сода, полимеры).

4. Игнорирование подготовительных и завершающих работ: Норма охватывает основные технологические операции ГНБ, но некоторые сопутствующие работы (например, обустройство стартового и приемного котлованов, утилизация шлама, сварочные работы по трубам) могут требовать отдельного учета.

• Как избежать: Внимательно изучайте состав работ, указанный в норме, и сопоставляйте его с полным перечнем работ по проекту. При необходимости добавляйте соответствующие нормы из других сборников (например, для земляных работ или сварки труб).

5. Неправильное обоснование применения ГНБ: Метод ГНБ должен быть обоснован технико-экономическим сравнением с альтернативными методами прокладки.

• Как избежать: Включайте в проектную документацию сравнительный анализ вариантов прокладки, демонстрирующий преимущества ГНБ в конкретных условиях (например, снижение затрат, сокращение сроков, минимизация воздействия на окружающую среду).

Практические советы

• Детальное проектирование: Успех проекта ГНБ во многом зависит от качества проектной документации. Убедитесь, что проект содержит точную траекторию бурения, расчеты диаметров расширения, состав бурового раствора и план утилизации отходов.
• Контроль качества бурового раствора: Регулярно проверяйте параметры бурового раствора (вязкость, плотность, pH, содержание песка) на всех этапах работ. Это критически важно для стабильности скважины и эффективности бурения.
• Мониторинг траектории: Используйте современное локационное оборудование и постоянно контролируйте положение буровой головки, чтобы избежать отклонений от проектной траектории и возможных повреждений существующих коммуникаций.
• Обучение персонала: Учитывая сложность технологии, инвестируйте в обучение и повышение квалификации операторов ГНБ и вспомогательного персонала.
• Взаимодействие с заказчиком и экспертизой: Четко обосновывайте выбор и применение нормы ГЭСН 04-01-084-01 в сметной документации, предоставляя все необходимые проектные данные и расчеты.

Связанные нормы

Для комплексного сметного расчета работ по ГНБ могут потребоваться другие нормы, в зависимости от специфики проекта:

• ГЭСН 04-01-084-02: Устройство закрытого подземного перехода методом ГНБ для стальных труб Dу=500 мм длиной до 1500 м с тяговым усилием 250 тс (2500 кН).
• ГЭСН 04-01-085-01: Устройство закрытого подземного перехода методом ГНБ с поэтапным расширением скважины для полиэтиленовых труб в грунтах I-III группы установками с тяговым усилием 20 тс (200 кН): для труб Dу=110 мм длиной до 400 м.
• ГЭСН 04-01-083-01: Устройство закрытого подземного перехода методом ГНБ для стальных труб Dу=400 мм длиной до 1000 м с тяговым усилием 100 тс (1000 кН).
• ГЭСН 04-01-082-01: Устройство закрытого подземного перехода методом ГНБ для стальных труб Dу=400 мм длиной до 800 м с тяговым усилием 50 тс (500 кН).
• ГЭСН на земляные работы (например, для обустройства котлованов).
• ГЭСН на сварочные работы (для соединения стальных труб).

Контрольные моменты

• Соответствие проекту: Все этапы работ должны строго соответствовать утвержденной проектной документации и технологическим картам.
• Параметры бурового раствора: Постоянный контроль за качеством и параметрами бурового раствора (вязкость, плотность, pH, содержание песка) на всех этапах бурения и протяжки.
• Точность траектории: Непрерывный контроль за траекторией бурения с использованием локационной системы для предотвращения отклонений и возможных аварий.
• Состояние оборудования: Регулярное техническое обслуживание и проверка буровой установки, расширителей, штанг и другого оборудования для обеспечения бесперебойной работы.
• Утилизация отходов: Надлежащая утилизация отработанного бурового шлама и раствора в соответствии с экологическими нормами.

Правильное применение ГЭСН 04-01-084-01, основанное на глубоком понимании технологии ГНБ и внимательном отношении к деталям, позволит сметчикам формировать точные и обоснованные сметы, способствуя успешной реализации проектов по прокладке подземных коммуникаций.