• нормативные документы
  • Нормы и расценки на новые технологии
    в строительстве справочник инженера-сметчика
    Москва 2004г.
    
  • Информационное сообщение № 522
    О применении метода горизонтально направленного бурения (ГНБ)
    для прокладки электрических кабелей.
    Составитель Пельцер В.Б., утверждено главным инженером МСК
    филиала ОАО "Мосэнерго" Тодырко С.Н.
    31 марта 2004г.

Бестраншейные технологии, Бестраншейная прокладка

Горизонтальное направленное бурение для бестраншейной прокладки трубопроводов

Нормы и расценки на новые технологии в строительстве.
Справочник инженера-сметчика Москва 2004г.

1. ВВЕДЕНИЕ

С начала 2001 года в России большое распространение получила технология бестраншейной прокладки трубопроводов методом горизонтального направленного бурения (ГНБ).
Сущность метода ГНБ заключается в бурении пилотной скважины по трассе прокладываемого трубопровода с последующим обратным прохождением расширителя для увеличения диаметра скважины. Трубопровод прикрепляется к расширителю и протаскивается к начальной точке бурения.
Бурение скважины производится установками ГНБ, формирующими криволинейную скважину любой заданной конфигурации в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Управление буровым инструментом и определение его местонахождения осуществляется электронной системой локации (трассоискателем) или управляющим компьютером с пульта управления установки.
Перед началом бурения производится измерение длины буровой трассы, протяженность скважины и её максимальная глубина от поверхности земли для правильного выбора марки установки ГНБ и режимов производства работ.
Установка ГНБ позволяет решить следующие основные задачи:
- бстраншейная прокладка трубопроводов в стесненных условиях, где нет возможности применять землеройную технику;
- прокладка трубопроводов под автомобильными дорогами и железнодорожными путями без разрушения дорожного полотна и насыпи;
- прокладка трубопроводов под или над другими подземными коммуникациями;
- прокладка трубопроводов под зданиями и сооружениями ниже их фундаментов;
- прокладка трубопроводов под дном небольших водных преград без разработки траншей на дне водоема
Основными факторами, ограничивающими возможности применения способа горизонтального направленного бурения, являются: крупноообломочные грунты; грунты с включением валунов и гальки; грунты песчаные, глинистые и гравелистые (с содержанием гравия более 30%).
Невозможна прокладка трубопроводов в плывунах (при коэффициенте текучести грута IL>1) из-за невозможности создания стабильного бурового канала).
Затруднена прокладка трубопроводов в рыхлых песках ()при коэффициенте пористости e>0,7) из-за сложности создания прочных стенок бурового канала.
Основными производителями установок ГНБ являются следующие компании Vermeer, Ditch Witch, Robbins Tracto-Technik, Straightline, American Augers, Case и др.
Классификация установок ГНБ по тяговым усилиям и основным техническим характеристикам типовых представителей установок различных компаний-производителей приведены в табл.1.

Таблица 1

Между тяговым усилием установок ГНБ, длиной буровой скважины и диаметром прокладываемого в буровой канал трубопровода имеется жесткая взаимосвязь, графически изображенной на рис.1.

Рис.1. Графическая связь между тяговым усилием установки ГНБ,
длиной буровой скважины и диаметром протаскиваемого трубопровода

Пользуясь данными графика (рис.1.) и табл.1 можно быстро и точно определить тип (модель) требуемой установки ГНБ.

2. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

После перевозки установки ГНБ и сопутствующего технологческого обороудования с базы механизации на объект производства работ, для выполнения буровых работ подготавливается площадка для размещения:
- буровой установки;
- генератора;
- контейнера для хранения строительных материалов;
- служебных помещений для персонала;
- приводного блока;
- подставки для хранения буровых штанг и т.д.
Производится рытье ямы для бурового входа и ямы для временного хранения использованной буровой смеси.
Принципиальная схема размещения установки ГНБ на площадке приведена на рис.2

Рис.2 Схема размещения установки ГНБ на строительной площадке

1. Буровая установка ГНБ
2. Пульт управления (приводной блок)
3. Склад буровых штанг
4. Водяной насос
5. Промывочный блок
6. Резервуар для приготовления буровой смеси
7. Промывочный блок
8. Генераторы
10. Контейнеры для материала
11, 12. Служебные и бытовые помещения
13. Буровой вход
14. Буровая промываочная яма (для временного хранения использованной промывки)

Установка ГНБ устанавливается в точке бурения и закрепляется анкерными стойками и фиксируется упорными устройствами рассчитанные на двойное тяговое усилие, которое может развить установка.
Место производства буровых работ следует огородить. Ширина ограждения должна составлять не менее 1,5 м.
Работы по бурению и протаскиванию трубопровода в буровой канал выполняются в следующей последовательности:
- пилотное бурение;
- выход бура на поверхность в заданной точке;
- замена бурового инструмента расширяющим;
- закрепление за расширяющим инструментом протаскиваемого трубопровода или штанг;
- протаскивание трубы в буровой канал.
В протаскиваемую трубу вставляется распорный ниппель или надевается защитный оголовок. Соединение с расширительной насадкой осуществляется при помощи вертлюга. Для этого тяговая насадка вертлюга вставляется в вилочную головку расширителя так, чтобы отверстия совпадали. Задняя тяговая насадка вертлюга соединяется с вилочной головкой тяговой насадки – штекера, после чего крепится к вилочной головке распорного ниппеля.
Для зациты вертлюга от попадания грязи и предотврацения тормозного эффекта рекомендуется при протаскивании трубопровода использовать отрезок полиэтиленовой трубы.
При благоприятных грунтовых условиях и относительно небольших расстояниях бурения расширенные скважины возможно производить с одновременным затягивание трубы по схеме приведенной на рис.3.

Рис.3 Схема протаскивания трубопровода в буровой канал с расширителем.

Диаметр бурового канала для протаскивания трубопровода определяется проектом и зависит от возможностей бурильной установки, применяемого оборудования, длины и диаметра прокладываемого трубопровода, но должен быть не менее, чем на 40% больше наружного диаметра протаскиваемой трубы.
При протаскивании трубопровода в буровой канал, с цельу уменьшения силы трения рекомендуется использовать роликовые подставки. Схема протаскивания трубопровода в буровой канал без расширителя, приведен на рис.4.

Рис.4 Схема протаскивания трубопровода в буровой канал без расширителя

1. Промывочная яма (для временного хранения использованной промывки)
2. Яма на выходе
3. Роликовая подставка
4. Трубопровод
5. Экскаватор
6. Сквад буровых штанг
7. Генератор
8. Транспорт для подготовки

Для оптимизации процесса бурения (управляемости буровой головки и условий протаскивания труб) определяются составы грунтов по трассе прокладываемого трубопровода, а затем назначаются необходимые режимы производства работ.
Рекомендуемые режимы производства буровых работ в зависимости от составов грунов на трассе приведены в табл.2

Таблица 2

3. НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ БУРОВОЙ СМЕСИ

Обязательным условием бурения является применение бурового раствора в течение всего процесса бурения.
Назначение буровой смеси:
- создание прочных конструкций стенок бурового канала;
- охлаждение и смазка режущего инструмента и штанг;
- удаление грунта из буровой скважины;
- формирование прочих стенок пилотной скважины (бурового канала), предотвращаютщая их обвал от давления окружающего грунта;
- создание избыточного давления внутри пилотной скважины (бурового канала) и тем самым предотвращение просачивания грунтовых вод в буровой раствор;
- снижение усилий протягивания трубопровода.
Приготовление смеси производится как в навесных ёмкостях, крепящися непосредственно на установку горизонтального направленного бурения, так и отдельно стоящих резервуарах с использованием воды, бентонита и различных добавок.
Состав и концентрация бентонита в буровой смеси в зависимости от состава грунта приведены в табл.3

Приготовление буровой смеси осуществляется медленным добавлением бентонита или бентонитового загустителя на струйную мешалку.
Размешивание продолжается до получения однородной смеси. При приготовлении смеси необходимо контролировать показатели плотности и содержания хлорида, при этом показатель pH не должен превышать 10, а содержание хлорида должно быть не больше, чем 1000 мг/л.

4. СКОРОСТЬ ПРОХОДКИ В ГРУНТАХ I-II КАТЕГОРИИ БУРИМОСТИ

Данные фирмы VERMEER о скорости проходки в грунтах I-II категории буримости установки марки NAVIGATOR D 50 x 100 приведены в табл.4

Примечания:
1. При протаскивании трубопровода к скорости последнего расширения применяется коэффициент 0,8;
2. Скорость бурения меняется в зависимости от категорий грунтов, материала и массы прокладываемого трубопровода;
3. Данные пролучены при бурени в грунтах I-II категории буримости и провкладки полиэтиенового трубопровода длиной до 100 м.
4. При изменении условий пекомендуется применять следующие коэффициенты:
* для стальных трубопроводов – 0,60;
* для водных преград – 0,80;
* для городских условий – 0,90;
* для особо стесненных условий – 0,85;
* для грунта III категории – 0,20
5. Очистка скважины может производиться неоднократно, в зависимости от параметров (доли примеси в грунтах) бурового раствора на выходе.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.11. Нормы табл. 01-065, 01-066, 01-069 разработаны на бестраншейную прокладку трубопроводов методом горизонтального направленного бурения (ГНБ) установками типа “Navigator”.
1.12. Нормы табл. 01-065, 01-066, 01-069 разработаны на выполнение полного набора основных и подготовительных работ по бестраншейной прокладке трубопроводов методом ГНБ, который включает в себя:
* подготовительные работы (ограждение места производства работ; продготовка площадки для размещения установк, технологического оборудования и складирования буровых штанг; установка анкерных и упорных устройств для обеспечения устойчивого положения установки ГНБ в процессе бурения скважины; заземление установки ГНБ; размещение по трассе бурения роликовых подставок для протаскивания труб в скважину; рытье ям для временного хранения использованной бентонитоваой смеси; проверка и отладка систем приготовления и подачи бентонитовой смеси);
* демонтаж комплекса установки ГНБ после прокладки трубопроводов (снятие ограждений; демонтаж штырей заземления; демонтаж анкерных и упорных устройств, разборка штанг и расширителей, роликовых подставок, промывка и укладка труб; откачка из ямы использованной (излишней) бентонитовой смеси илососной машиной; засыпка ямы с разравниванием грунта; подготовка к погрузке установки ГНБ на платформу);
* бестраншейная прокладка трубопровода методом горизонтального направленного бурения (пилотное бурение скважины; поэтапное расширение скважины до проектных размеров и протаскивание трубы)
Диаметр бурового канала для протаскивания трубопровода определяется проектом и зависит от возможностей бурильной установки, применяемого оборудования, длины и диаметра прокладываемого трубопровода, но должен быть не менее, чем на 40% наружного диаметра протаскиваемой трубы.
1.13. Затраты на сварку и гидравлические испытания труб следует определять по нормам соответствующих сборников ГЭСН-2001 в зависимости от назначения и материалов трубопроводов.
1.14. В нормах табл. 01-065, 01-066, 01-069 затраты на перебазировку установки ГНБ с одной строительной площадки (базы механизации) на другую строительную площадку (базы механизации) не учтены и подлежат включению в смету отдельной строкой в соответствии с фактическими условиями выполения соответствующих работ, связанных с перебазировкой (п.п.4.8.6. МДС81-3.99)
1.15. Количество добавок для улучшения качества буровой смеси и её рабочих параметров в зависимости от составов грунтов приведены в табл.2

Таблица 2

1.16. В табл. 01-069 расход протаскиваемых в скважину трубопроводов на измеритель норм принимается: для стальных труб 1%; для полиэтиленовых труб 2,5%.

2 ПРАВИЛА ИСЧИСЛЕНИЯ ОБЪЕМОВ РАБОТ

2.7 Обязательным условием бурения является применение бурового раствора в течение всего процесса бурения. Буровая смесь заполнят пространство между протаскиваемой трубой и стенками канала, снижая усилие протаскивания.
Объем чистой воды для приготовления бентонитовой смеси по данным зарубежных фирм определяется по формуле:

VB = (П x D2 x L x K)/4                   (1)

где
П = 3,14
D – диаметр скважины, м
L – длина скважины, м
K – коэффициент, учитывающий состав грунта (K = 5 – 7)

РАЗДЕЛ 01. БУРЕНИЕ СКВАЖИН

ПРОЧИЕ ВИДЫ БУРЕНИЯ

Таблица ЭСН 4-01-065    Подготовтильные работы для бестраншейной прокладки трубопровода методом горизонтального направленного бурения (ГНБ)

Состав работ:
01. Ограждение места производства работ.
02. Подготовка площадки для размещения установки ГНБ, технологического оборудования и складирования буровых штанг.
03. Установка анкерных и упорных устройств для обеспечения устойчивого положения установки ГНБ в процессе бурения скважины.
04. Заземление установки ГНБ.
05. Размещение по трассе роликовых подставок для протаскивания труб в буровой канал.
06. Рытьё ям для временного хранения использованной бентонитовой смеси.
07. Проверка и отладка систем приготовления и подачи бентонитовой смеси.
Измеритель: 1 установка ГНБ
4-01-065-3  Подготовительные работы для бестраншейной прокладки трубопровода с диаметром до 550 мм методом горизонтального направленного бурения установкой с тяговым усиливаем от 12 до 25 тс (от 118.0 до 245.0 кн)

Единичные расценки
В сметных ценах на 01.01.2000г.

Таблица ЭСН 4-01-066    Демонтаж комплекса установки ГНБ после прокладки трубопроводов

Состав работ:
01. Снятие ограждений.
02. Демонтаж системы заземления.
03. Демонтаж анкерных устройств.
04. Промывка от бентонитовой смеси буровых штанг и расширителей.
05. Откачка и вывоз отработанного бурового раствора из скважины и промывочной ямы.
06. Демонтаж штанг и буровых инструментов, промывка и складирование.
Измеритель: установка ГНБ
4-01-066-3  Демонтаж комплекса установки ГНБ после прокладки трубопроводов с тяговым усилием от 12 до 25 тс (от 118.0 до 245.0 кн)

Единичные расценки
В сметных ценах на 01.01.2000г.

Таблица ЭСН 4-01-069    Бестраншейная прокладка трубопровода с диаметром до 550 мм методом горизонтального направленного бурения установкой с тяговым усилием от 12 до 25 тс (от 118 до 245 кн)

Состав работ:
01. Изменение трассы для определения количества буровых штанг (норма 1).
02. Бурение пилотной скважины с выходом бурового инструмента на поверхность в заданной точке (норма 1).
03. Замена бурового инструмента первым расширяющим, закрепление за расширяющим инструментом буровых штанг и протасивание в обратном направлении (норма 2).
04. Последовательная замена расширяющих инструментов для поэтапного расширения скважины до заданных диаметров (нормы 2-5).
05. Протаскивание трубопровода в буровой канал (норма 6).
Измеритель: 1 м бурения
Устройство перехода в грунтах I-II группы установками ГНБ для прокладки трубопровода диаметром до 55 мм с поэтапным бурением и расширением скважины до требуемых диаметров:
4-01-069-1  114 мм (пилотная скважина)
4-01-069-2  до 250 мм (первое расширение)
4-01-069-3  до 400 мм (второе расширение)
4-01-069-4  до 550 мм (третье расширение)
4-01-069-5  до 700 мм (четвертое расширение)
4-01-069-6  протаскивание трубопровода

Единичные расценки
В сметных ценах на 01.01.2000г.

Эксплуатация строительных машин

Сметные цены на материальные ресурсы

Сметная расценка на эксплуатацию установки направленного бурения производства фирмы “VERMEER” марки “NAVIGATOR Д 24 x 40”

1. АМОРТИЗАЦИОННЫЕ ОТЧИСЛЕНИЯ НА ПОЛНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ
Нормативный показатель амортизационных отчислений (А) определяется по формуле (2) МДС 81-3.99:

А = (Вс х На) / (Т х 100)

где:
Вс – восстановительная стоимость установки направленного бурения VERMEER NAVIGATOR Д 24 x 40 с учетом таможенной пошлины, затрат на таможенное оформление и первоначальную доставку (без НДС) составляет 11883555 руб. (ст. табл. 8, п.1). Этот показатеьл не включает стоимость запасных и быстроизнашивающихся частей (расширителей и уплотнителей), предусмотренных контрактом;
На – норма амортизационных отчислений, процент/год. Норма амортизационных отчислений для установки направленного бурения составляет 20% (позиция 42700 Единых норм амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов 1991 г. - машины буровые на базе трактора);
Т – годовой режим эксплуатации буровой установки, маш.-ч/год. Нормативный показатель годового режима эксплуатации установки направленного бурения (Т) равен 2880 маш.-ч/год.
Нормативный показатель амортизационных отчислений (А) для установки направленного бурения VERMEER NAVIGATOR Д 24 x 40 составляет:

А = (11883550.0 x 20.0) / (2880 x 100) = 825.25

2. ЗАТРАТЫ НА РЕМОНТ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Нормативный показатель затрат на ремонт и техническое обслуживание (Ри) определяется по формуле:

Ри = Цк / Тк

где:
Цк – уена комплекта запасных частей с учетом таможенной пошлины и затрат на их доставку, руб. Показатель Цк равен: 32887 x 1.05 x 27.0 = 932346.45 руб. (см. данные табл. 8, п. 2);
Тк – нормативный ресурс использования комплекта запасных часте, маш.-ч. Показатель Тк в соответствии с контрактными данными принимается в размере 1000 маш.-ч (см. табл. 4, п.п. 23-25);
Нормативный показатель затрат на ремонт и техническое обслуживание установки направленного буреия (Ри) равен:

Ри = 932346.45 / 1000 = 932.35 руб./маш.-ч

3. ЗАТРАТЫ НА БЫСТРОИЗНАШИВАЮЩИЕСЯ ЧАСТИ
Нормативный показатель затрат на быстроизнашивающиеся части определяется по формуле:

Б = Цбч / Тр

где:
Цбч – цена комплекта быстроизнашивающихся частей (расширителей и уплотнителей), руб. Показатель Цбч равен: 43525 x 1.05 x 27.0 = 1233933.75 руб. (см. табл.8, п.3);
Тр – нормативный ресурс (время использования) комплекта быстроизнашивающихся частей, маш.-ч. Показатель Тр принимается в размере:

Тр = [2880 x (100 : 20)] = 14400 маш.-ч.

где:
2880 – годовой режим работы установки направленного бурения, маш.-ч/год;
(100 : 20) – срок полезного использования установки направленного бурения, год;
20 – норма амортизационных отчислений, процент/год.
Нормативный показатель затрат на быстроизнашивающиеся части (Б) равен:

Б = 1233933.75 / 14400 = 85.69 руб./маш.-ч.

4. ОПЛАТА ТРУДА РАБОЧИХ, УПРАВЛЯЮЩИХ УСТАНОВКОЙ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ
Состав звена рабочих, управляющих установкой направленного бурения:

• машинист 6 разряда – 1;
• локаторщик 6 разряда – 1;
• машинист 4 разряда, управляющий смесительной станцией (установкой для приготовления бентонитового раствора) – 1.

Часоваятарифная ставка машиниста 6 разряда в уровне по состоянию на 01.01.2000г. - 13.5 руб./чел.-ч, рабочего 4 разряда – 10.06 руб./чел.-ч.
Нормативный показатель затрат на оплату труда (Зп) по состоянию на 01.01.2000г. составляет:

Зп = 13.5 руб./чел.-ч x 2 чел.-ч/маш.-ч + 10.06 руб./маш.-ч/маш.-ч = 37.06 руб./маш.-ч.

5. ЗАТРАТЫ НА ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО
Нормативнй показатель затрат на дизельное топливо (Эд) определяется по формуле:

Эд = Нд x (Цд + Зд.д)

где:
Нд – норма расхода дизельного топлива, кг/маш.-ч. Норма расхода дизельного топлива (Нд) для установки направленного бурения VERMEER NAVIGATOR Д 24 x 40 в соответствии с фактическими данными составляет 11.5 кг/маш.-ч (см. табл.8, п.5).
(Цд + Зд.д) – сметная цена дизельного топлива руб./кг. Сметная цена дизельного топлива с учетом затрат на его доставку до заправляемой машины в уровне по состоянию на 01.01.2000г., составляет 5.0 руб./кг.
Нормативный показатель затрат на дизельное топливо (Эд) для установки направленного бурения VERMEER NAVIGATOR Д 24 x 40 равен:

Эд = 11.5 x 5.0 = 57.5 руб./маш.-ч.

6. ЗАТРАТЫ НА СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Нормативный показатель затрат на смазочные материалы (См) определяется по следующей формуле:

См = 0.063 x 11.5 x (3.5 : 0.82) x 1.05 x 27 = 87.67 руб/маш.-ч,

где
0.063 – коэффициент (см. формулу 26 МДС 81-3.99);
11.5 – норма расхода дизельного топлива, кг/маш.-ч;
(3.5 : 0.82) – сметная цена смазочных материалов, доллары США/кг (3.5 – цена смазочных материалов, доллары США/л; 0.82 – плотность смазочных материалов, кг/л);
1.05 – коэффициент, учитывающий таможенную пошлину;
27 – курс рубля к доллару США по состоянию на 01.01.2000г.

7. ЗАТРАТЫ НА ГИДРАВЛИЧЕСКУЮ ЖИДКОСТЬ
Нормативный показатель затрат на гидравлическую жидкость (Г) определяется по формуле 27 МДС 81-3.99:

Г = (100 x 1.1 x 2 x 90.45) / 2880 = 6.91 руб./маш.-ч.,

где:
100 – вместимость гидравлической системы установки направленного бурения, л;
1.1 – коэффициент на доливку гидравлической жидкости;
2 – периодичность полной замены гидравлической жидкости в течение года, раз/год;
90.45 – сметная цена гидравлической жидкости марки Mobil ATF-220 Dexron II D/208 с учетом затрат на доставку, руб./л. Сметная цена гидравлической жидкости равна: 3.35 (цена гидравлической жидкости, доллары США/л) x 27.0 (курс рубля к доллару США по состоянию на 01.01.2000г.) = 90.45 руб./л;
2880 – годовой режим работы установки направленного бурения, маш.-ч/год.
Нормативный показатель расхода гидравлической жидкости определяется по формуле:

Г = (100 x 1.1 x 2) / 2880 = 0.076 кг/маш.-ч.

8. ЗАТРАТЫ НА ПЕРЕБАЗИРОВКУ
Затраты на перебазировку установки направленного бурения учитываются в сметной документации дополнительно отдельной статьей (строкой).

9. СМЕТНАЯ РАСЦЕНКА НА ЭКСПЛУАТАЦИЮ
УСТАНОВКИ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ “VERMEER NAVIGATOR Д 24 x 40”
(в уровне сметных цен по состоянию на 01.01.2000г.)

Сметная расценка на эксплуатацию установки направленного бурения VERMEER NAVIGATOR Д 24 x 40 по состоянию на 01.01.2000г. составляет 2032.4 (с округлением) руб./маш.-ч, в том числе, заработная плата рабочих, управляющих машиной, - 37.06 руб./маш.-ч.