某圆形特小断面特长引水隧洞的工程造价问题

杨 成 林

(中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350)

某圆形特小断面特长引水隧洞的工程造价问题

杨 成 林

(中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350)

结合某圆形特小断面特长引水隧洞工程实例，对工程造价中存在的定额子目与现场不匹配、工效低、施工组织困难、排风排烟难度大、费用相差大等问题进行了分析，以提出合理的解决措施，从而根据实际情况调整工程造价。

圆形特小断面，隧洞，造价，定额

1 工程概况

某引水工程主体工程为隧洞工程和管道建安工程，线路全长14.676 km，其中隧洞工程全长14.582 km，为圆形断面有压隧洞，成洞洞径2.0 m。隧洞穿越地段为较完整的花岗质岩类，围岩类别主要为Ⅱ类～Ⅲ类，采用钻爆法开挖。开挖后Ⅱ类围岩局部喷混凝土支护，Ⅲ类围岩局部锚杆、全断面喷混凝土支护。隧洞整体进行全断面衬砌，衬砌厚度25 cm，局部地段设有钢衬。受地形条件限制，单工作面控制长度最大为1 930 m，最小为1 400 m。本标段共布置4条施工支洞，支洞全长2.189 km，坡度12.27%～20.61%。

本工程具有线路长、圆形断面小、施工条件差、机械化组织难、工机效率低、施工附加量大、大坡度出渣、成本超常等特点。受小断面实际造价控制等因素的制约，进场施工后发现价格缺口较大，清单单价多数不足以支付现场直接施工成本。特小圆形断面从开挖爆破、出渣到初期支护，人材机消耗都较正常成倍增加；小断面对爆破钳制作用导致超挖比例大，后续衬砌回填量大；圆形断面隧底扩挖、避车洞等施工附加量随着进度增加也逐步加大。最终导致施工中实际成本远远大于预算成本，施工方亏损严重，影响到工程的顺利进行。当前国内还没有类似特长、特小圆形断面、有压衬砌水利隧洞的先例可借鉴，现行水利定额很难反映如此特殊工程实际施工情况，工程造价更是难以预测。下面从以下几方面进行论述。

2 存在的问题

2.1 定额子目与现场不匹配

由于目前国内还没有圆形特小断面特长隧洞实例，在规范中也很少有对这种隧洞的详细描述，各承包商对此类工程难度普遍认识与估计不足。现行部颁定额《水利水电建筑工程预算定额》(2002-116#)是按照岩石级别和开挖断面划分定额子目的，最小一级定额子目适用于开挖断面10 m2以下，而对于10 m2以下则未作进一步划分。本工程断面为仅5 m2左右的全圆形断面(Ⅲ类围岩5.56 m2，Ⅱ类围岩4.91 m2)。在实际施工中，表现出断面越小施工条件越差，施工难度和施工附加工作量越大，现行定额很难反映出圆形特小断面的实际施工情况；定额装渣和运渣设备最小为1 m3，但由于本项目断面过小，即使定额最小的出渣设备也无法用于本工程施工，本项目出渣只能采用定制专用设备。因此套用该定额明显与现场不匹配，势必会造成施工成本远高于概算，无法以成本进行核算的问题。

2.2 工效低、施工组织困难

该项目为线形工程，由于受线长、施工断面小、坡度大等因素制约，大型机械设备及劳务作业人员均无法大批量投入，施工效率极低。比如：开挖中单个工作面只能2台钻机同时钻孔，共需钻孔38个～40个，单孔长度2.1 m～2.5 m，单孔钻进时间13 min左右，实际每循环钻孔耗费时间约4.5 h；出渣只能采用扒渣机配合定制的矿山三轮出渣车，出渣车每次运渣方量平均0.74 m3，每循环进尺2 m，实际共需出渣约18车～20车，3台出渣车出渣约需时间4 h。仅开挖和出渣每循环就需要时间8 h，再加上测量放线时间、连线爆破时间、通风排烟时间、排险时间，实际每天最多只能完成两个循环，共开挖方量22.24 m3。此方量按照清单计价，其费用根本不足以支付现场每天人材机的消耗。可见隧洞的断面过小、线路过长，对施工效率以及施工组织的影响是很大的。

2.3 炸药单耗高

圆形小断面对爆破的钳制作用很大，与大断面相比开挖爆破空孔数量多，炮眼利用率低，严重影响进尺，影响工效，并且超挖比例明显加大。实际施工中，从炮眼的布置、每循环进尺量、所造成的超挖量等，几者之间反复试验调整炸药用量，尽量达到一个最经济最合理的用量。不过最终炸药的单耗依然远超定额炸药的单耗。如何缩减对爆破的钳制影响，还需要进一步研究优化爆破参数，尽可能降低炸药单耗。

2.4 超挖量大

按照水工规范(SL 378—2007)要求，水工隧洞允许超挖值为径向超挖不得大于20 cm。但由于洞径较小，先进机械无法投入，爆破钳制作用大，炮眼利用率低，实际超挖工作量相对较大(洞径越大超挖量所占比例越小，洞径越小超挖量所占比例越大)。按平均10 cm超挖值计超挖量为0.87 m3/延米，按平均20 cm超挖值计超挖量为1.8 m3/延米，而隧洞衬砌设计量为1.77 m3/延米。也就是说，按照规范允许的20 cm超挖量来计算，衬砌混凝土用量将是原设计量的2倍以上。可见超挖造成的不仅是开挖量的增加，更导致了回填量的大幅增加。

2.5 通风排烟难度大、费用相差较大

由于本项目为圆形特小断面、特长隧道，采用自然通风方式显然无法满足通风要求，因此必须采用机械通风。而现行部颁定额《水利水电建筑工程预算定额》(2002-116#)，只在爆破开挖定额中有通风机的台班用量，而在出渣、材料输送、支护衬砌定额中都没有通风机械的体现。但显然从事这些施工过程都是需要通风的，只按照开挖定额中的投入量计算总通风费用的话，就与实际费用相差较大。

由于隧洞断面过小、距离又过长，受空间限制，现场施工中通风只能采用直径50 cm的风筒。而随着开挖的不断推进，超过一定距离之后，通风越来越困难，常规通风方式已经很难给工作面提供新鲜空气，必须研究长距离通风方式才能保证工程的顺利进行。

2.6 施工附加量大、对成本影响巨大

1)隧底扩挖。主洞开挖支护后断面为圆形(R=1.25 m)，风、水、电等管线路布置后，即使定制的小型矿山出渣车也无法正常行驶，故将主洞开挖断面由圆形变更为圆拱斜墙型，将隧洞底端两侧进行扩挖，每延米增加开挖量约0.48 m3。变更后增加石方洞挖6 432 m3，占主洞开挖总量75 446 m3的8.5%，后续施工需要衬砌混凝土同步回填，增加直接成本费用投入大。

2)集水坑、避车洞。为满足项目施工，在主、支洞交叉口处设置集水坑，增加石方洞挖145 m3；主洞每隔150 m增设避车洞，全线共需增设避车洞97处，增加石方洞挖7 760 m3。集水坑、避车洞共计增加开挖量7 905 m3，占主洞开挖总量75 446 m3的10.5%，后续施工需要衬砌混凝土同步回填，增加直接成本费用投入大。

3)转渣场。由于主洞断面尺寸较小，主洞出渣时只能采用定制的矿山三轮出渣车出渣。支洞线路较长，而且坡度较大，采用矿山三轮出渣车通过支洞存在较大的安全隐患，由于出渣车每次运渣方量平均约0.74 m3，且行驶速度慢，对主洞开挖进度影响较大。为提高施工安全系数及加快施工进度，在主、支洞交叉口处增设转渣场。增加部分开挖量，且后续施工也需要衬砌混凝土同步回填，增加直接成本投入费用较大。

4)高压进洞费。主洞共设6个控制段，控制段单侧最长1 930 m、最短1 400 m，均需要采用高压进洞的施工措施确保机械设备有足够的动力运行。本标段洞内共需要安装10套高压变电设备，地方电力部门每套设备安装费用30万元，安装费用合计300万元；另外，每套高压变电设备，每月除实际用电费用外，还需要交纳基本电费1万元，开挖衬砌工期34个月，10套设备基本电费合计340万元。高压进洞共需增加成本投入640万元。

2.7 受工期制约、冬季施工费用高

本地区地处东北吉林省，冬季从11月到次年4月，持续时间长，为了确保工期，衬砌冬季必须安排施工。混凝土冬季施工需要增加拌和站保温棚、混凝土运输车保暖、锅炉房、地热管、散热管、防滑链等措施及运行费用，冬季施工费用高。

3 结语

本项目设计采用的是圆形特小断面、特长隧洞，需要考虑施工期间机械设备作业、风水管路安装等必要的空间，不借助机械作业，全凭人力施工，工效势必降低，工期根本无法保证。而且施工中的通风排烟等安全问题，也是工程施工中的焦点问题，要保证工程的顺利进行，在此方面投入必然多于大断面隧洞的投入。因此在进行工程造价时，必须根据工程实际情况进行适当的调整。

1)合理优化设计断面。通过分析可知，断面过小并不经济，因此必须适当优化设计断面，为机械化施工组织提供必要空间，以降低施工难度提高工作效率。

2)定额也是以某些具体的工程模型为基础分析、归纳、编制的，针对本项目尚无先例的实际情况，设计和定额不相匹配时，必须对定额进行调整，包括人材机的消耗量以及相关价格的调整。

3)特小断面隧洞的超挖比例相对较高，超挖值需要根据工程实际地质情况合理确定。

4)隧洞的施工附加量——隧底扩挖、避车洞、集水坑、转渣场、高压进洞费等，在特小断面隧道总工程量或总成本中所占比例较高，因此必须合理的计入隧洞施工总成本。

5)隧洞的通风排烟费用，必须根据施工组织设计，按投入的通风机等机械设备数量以及各设备的运行时间来综合计算。并且还要研究长距离通风方式，以提高施工安全，确保工程的顺利进行。

[1] 邱明路.从阿拉山口供水工程看小断面长隧洞的工程造价问题[J].新疆水利,2005(5):11-13.

On engineering cost at some circularsuper-small section super-large water diversion tunnel

Yang Chenglin

(No.4EngineeringCo.,Ltd,ChinaRailway18thBureauGroup,Tianjin300350,China)

Combining with the example of some circular super-small section super-large water diversion tunnel, the paper analyzes some problems in the engineering cost, including inconsistent quota and site, low construction efficiency, difficulties in construction organization, ventilation and smoke discharge, and big differences in cost, so as to point out reasonable measures and adjust the engineering cost according to the fact.

circular super-small section, tunnel, cost, quota

2015-02-07

杨成林(1986- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)11-0228-03

TU723.3

A