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

Длина скважины L (м)

Диаметр

трубопровода

до 400

до 700

до 1000

до 1500

1000

500*

500

750

500+500

1200

500

750

500+500

750+750

1400

500

750

500+500

750+750

* 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.

Группа грунтов

по буримости

Длина скважины

L (м)

до 400 м

до 700 м

до 1000 м

до 1500 м

4

0,016

0,016

0,015

0,014

3

0,033

0,031

0,030

0,028

2

0,049

0,047

0,044

0,043

1

0,066

0,062

0,060

0,057

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.

Группа грунтов по буримости

Длина скважины

L (м)

до 400 м

до 700 м

до 1000 м

до 1500 м

4

0,015

0,014

0,013

0,012

3

0,026

0,025

0,024

0,023

2

0,036

0,035

0,033

0,031

1

0,044

0,042

0,040

0,038

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)

Задать вопрос

Мы дорожим вашим мнением и учитываем все сообщения наших клиентов. После модерации обращения сотрудник компании ответит на него. Предельный срок ответа 7 календарных дней.