Шаманин, А. П. Ценообразование: техническое и сметное нормирование современных технологий бестраншейного строительства подводных переходов магистральных трубопроводов

Бестраншейное строительство подводных переходов магистральных трубопроводов.

Техническое и сметное нормирование современных технологий

А. П. Шаманин, АО «Газпром промгаз»

Д. Р. Вафин, АО «Газпром промгаз»

Д. А. Шаталов, АО «Газпром промгаз»

В ПАО «Газпром» проходит аттестацию технология строительства подводных переходов магистральных трубопроводов Direct Pipe.

Ранее АО «Газпром промгаз» разработало сметные нормативы для метода автоматизированной щитовой проходки трубопроводом и трубными секциями (далее АЩПТ (С)), введенные в действие с периодом апробации.

Термин «метод автоматизированной щитовой проходки трубопроводом» (далее АЩПТ) принят в ПАО «Газпром» при разработке сметных нормативов для бестраншейной технологии строительства подводных переходов. Метод характеризуется работой механизированного проходческого комплекса с непрерывным продавливанием трубопровода, заранее подготовленного на всю длину перехода. Он применяется, когда размеры площадки строительства позволяют выполнить необходимые сварочные и изоляционные работы по сборке трубопровода в нитку на всю длину перехода, либо при большой длине перехода трубопровод делится на несколько плетей длиной, как правило, более 300 м.

Метод АЩПТ (С) характеризуется работой механизированного проходческого комплекса с технологическими перерывами, необходимыми для последовательного наращивания трубных секций методом сварки непосредственно в стартовом котловане, контроля сварного шва и производства работ по изоляции сварного соединения. Данный метод применяется, когда размеры площадки строительства ограничены и условия производства работ не позволяют выполнить предварительную сборку трубопровода на всю длину.

Граничным условием между методами АЩПТ и АЩПТ (С) является длина плети трубопровода в 33 м. Если длина плети менее 33 м, топроизводство работ относится к методу АЩПТ (С).

В проектной и рабочей документации в настоящее время используют несколько терминов для обозначения схожих технологий:

• горизонтальное направленное бурение щитом
• Direct Pipe;
• строительство микротоннеля с технологической крепью из стальной трубы;
• микротоннелирование рабочим трубопроводом;
• метод кривых.

Основой для формирования сметных нормативов является техническая скорость проходки, зависящая от типа грунтов, породоразрушающего инструмента, режимов бурения, гидравлической программы промывки, длины и диаметра трубопровода. В соответствии с ГЭСН 81-02-29 Тоннели и метрополитены [2], грунты по буримости распределяются на 11 групп. Грунты (породы) относят к той или иной группе по величине коэффициента крепости пород по шкале
проф. М.М. Протодьяконова. Ввиду отсутствия классификации грунтов для методов АЩПТ и АЩПТ(С) предложено применить классификацию грунтов по буримости на 4 группы с учетом требуемого породоразрушающего инструмента. Для грунтов 1 группы применяется породоразрушающий инструмент для мягкого грунта, для грунтов 2 и 3 группы породоразрушающий инструмент для смешанного грунта, для грунтов 4 группы породоразрушающий инструмент для скального грунта.

В сметных нормах технические скорости проходки скважины рассчитаны при соблюдении следующих условий:

• технические характеристики установки продавливания трубопровода соответствуют максимальному ожидаемому усилию продавливания с требуемым коэффициентом запаса, принятым 1,75;
• рецептура бурового (бентонитового) раствора обеспечивает необходимую устойчивость стенок ствола скважины и требуемое снижение коэффициента трения между стенками скважины и трубопроводом;
• породоразрушающий инструмент соответствует горно-геологическим условиям проходки;
• нагрузка на породоразрушающий инструмент, крутящий момент, гидравлическая программа промывки соответствуют проектным (расчетным) данным для интервалов проходки;
• система навигации обеспечивает требуемую точность измерения координат;
• производство работ ведется в круглосуточном режиме.

Аналитические исследования и нормативные наблюдения с учетом опыта проходки скважин методом ННБ (ГНБ) показывают, что в процессе строительства перехода трубопровода существуют следующие закономерности:

• С увеличением длины скважины техническая скорость проходки уменьшается;
• С увеличением площади забоя техническая скорость проходки уменьшается;
• В порядке возрастания номеров групп грунтов по буримости (1-4) уменьшаются скорости проходки [7].

На основании данных опыта строительства, опубликованных «HERRENKNECHT AG» [1], выбраны установки проталкивания трубопровода в зависимости от длины проходки и диаметра трубопровода. Среднее усилие проталкивания составляет 0,12 т/м² поверхности трубопровода. Множество факторов, таких как геология, бентонитовая смазка, плавучесть и человеческий фактор оказывают влияние на необходимое усилие проталкивания. Рассчитать и учесть все факторы на стадии проектирования невозможно, поэтому расчет выбора установки принят по среднему усилию проталкивания с коэффициентом запаса 1,75. В большинстве стран мира принят коэффициент безопасности, применимый к усилию проталкивания 1,5. В некоторых странах он равен 2. В РФ часть нормативных документов по ННБ (ГНБ) определяют коэффициент запаса по тяговому усилию при протаскивании трубопровода в скважину равным 2, некоторые рекомендуют интервал от 1,5 до 2. Для расчетов принято среднее значение коэффициента запаса по усилию проталкивания равное 1,75. В процессе разработки проектной документации усилие проталкивания трубопровода в технической части необходимо определять расчетным путем.

Таблица 1. Выбор установки проталкивания трубопровода (тс) в зависимости от диаметра и длины перехода

^* Усилие проталкивания (тс). Принято исходя из серийного выпуска установок проталкивания трубопровода (УПТ) с усилием 500 и 750 тс.

Технические скорости проходки методом АЩПТ рассчитаны на основании обработки данных нормативных наблюдений и выявленных зависимостей от площади забоя и длин переходов. После обработки данных о средних технических скоростях проходки методом наименьших квадратов получены значения, указанные в таблице 2. Указанные значения получены путем усреднения в грунтах, объединенных в одну группу. Механические скорости проходки для каждого из грунтов одной группы могут значительно отличаться друг от друга.

Таблица 2. Техническая скорость проходки (м/мин) методом АЩПТ для трубопровода Ду 1000 при диаметре породоразрушающего инструмента 1140 мм.

Технические скорости проходки методом АЩПТ(С) рассчитаны на основании технических скоростей проходки методом АЩПТ с учетом времени на расхаживание рабочего трубопровода с вращением породоразрушающего инструмента при остановке на сварку, контроль и изоляцию сварного стыка (п. 7.2.3.5 СТО Газпром 7.4-007-2011 «Руководство по предупреждению аварий, осложнений и брака при строительстве скважин» [3]). Время на расхаживание предназначено для исключения заклинивания трубопровода в скважине при остановках на сварочно-монтажные работы.

Время на сварку стыка приняты на основании «ЕНиР на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е22. Сварочные работы. Выпуск 2» [4].

Время на антикоррозийную изоляцию сварного стыка для труб Ду 1020 принято 0,70час, для труб Ду 1220 – 0,94 час, для труб Ду 1420 - 1,24 час.

Время на наращивание коммуникаций для бурения принято по результатам нормативных наблюдений 0,33 час на один сварной стык для всех диаметров трубопровода.

Таблица 3. Техническая скорость проходки (м/мин) методом АЩПТ(С) для трубопровода Ду 1000 при диаметре породоразрушающего инструмента 1140 мм.

Расход комплектов режущего (породоразрушающего) инструмента принят по усредненным данным, полученным из фактического износа инструмента на девяти переходах.

Таблица 4. Усредненный расход комплектов режущего (породоразрушающего) инструмента

№	Наименование	Ресурс проходки (м)	Расход на 1 п.м. (шт)
1	Комплект режущего (породоразрушающего) инструмента для мягких грунтов	1847	0,000541
2	Комплект режущего (породоразрушающего) инструмента для смешанных грунтов	915	0,001093
3	Комплект режущего (породоразрушающего) инструментадля скальных грунтов	261	0,003831

Важным вопросом при формировании сметной стоимости работ является расчет стоимости машино-часа машин и механизмов. В ПАО «Газпром» расчет производится на основании [5]. Годовой режим работы проходческого комплекса, принятый в соответствии с [6], составляет 4250 маш.час/год для базового региона. По представленным «HERRENKNECHT AG» данным средняя норма эксплуатации комплекса Direct Pipe составляет 910 маш.час/год. Принятые в соответствии с [5] затраты на быстроизнашивающиеся части в размере 3,5% также различаются с данными, представленными «HERRENKNECHT AG». Ввиду вышеуказанных фактов в рамках апробации сметных нормативов на АЩПТ(С) была произведена корректировка перечня материалов и стоимости машино-часа, что позволило более точно определять начальную (максимальную) цену контракта. Уточнение годового режима эксплуатации требуется и для буровых комплексов ННБ (ГНБ) при строительстве магистральных трубопроводов с учетом их классификации по тяговому усилию.

Для широкого внедрения методов АЩПТ(С) требуется обеспечение нормативной базой для проектирования. Отсутствие норм проектирования в РФ и за рубежом делает невозможным выпуск проектной документации в полном объеме. Подрядные организации вынуждены самостоятельно производить выбор оборудования, режимов проходки и гидравлической программы промывки, а в некоторых случаях производить расчеты траектории проходки и проверочный расчет стенки трубопровода на строительные нагрузки.

Список использованных источников

[1] «HERRENKNECHT AG» «Описание метода Direct Рipe» от 12.02.2018;

[2] ГЭСН 81-02-29 Тоннели и метрополитены;

[3] СТО Газпром 7.4-007-2011 «Руководство по предупреждению аварий, осложнений и брака при строительстве скважин»;

[4] Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е22. Сварочные работы. Выпуск 2.

[5 Рекомендаций по определению стоимости эксплуатации машин и механизмов в сметах на строительство объектов ПАО «Газпром».

[6] «Методика определения сметных цен на эксплуатацию машин и механизмов», утв. Приказом Министерства строительства и ЖКХ РФ от 20.12.2016 №999 пр.

[7] О.А. Потеева, И.В. Семенов, А.П. Шаманин «Сметные нормы: Как это сделано в Газпроме». Бестраншейные технологии. №1 июль 2019.

Источник Бестраншейные технологии. – 2021. - № 2 (6)