不同土质和埋深工况下送电工程土石方费用研究

马东海+　王飞　刘学峰

摘要：本文以基坑埋深分段区间作为边界条件，对各种土质情况运用枚举法研究，探求不同工况下送电工程土石方费用的相互关系，最后从理论上得出其一般规律，为送电工程土石方费用合理确定给出理论的考量基础。

Abstract： The segmentation interval of depth is used as the boundary condition， and the relationships of power transmission line earthwork cost under various soil conditions are explored by using the enumeration method， finally， the general rules are obtained， which can give the theoretical basis for the reasonable determination of the cost of earthwork.

关键词：土石方费用；送电线路；土质；埋深

Key words： earthwork cost；transmission line；soil；depth

中图分类号：P642.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）23-0177-02

0 引言

送电工程的土石方费用是合理确定工程造价的难点[1]。首先不同土质施工需要不同施工组织和方案，故基坑的操作裕度与放坡系数会有所不同；其次，施工组织和方案差异也使得施工费用产生差别；最后，某一土质的基坑随着深度增加，施工难度引起费用亦会增加[2]。综上，送电工程土石方费用构成可以表述为如下多元复杂函数：

c=f（V，S，x，h，……） （1）

式中：C为送电工程土石方费用；V为基坑考虑操作裕度和放坡因素后的施工量；S为基坑的土质；x为基坑底边设计宽度；h为基坑的埋深。

考虑到工程实践，本文以基坑底面积为正方形，坑深为2m～5m的情况进行分析。据统计结果，一般∈[，1]，对于直线塔，≈1，故定义此种状态为直线极，对于耐张塔，≈，故定义此种状态为耐张极。

1 不同工况下送电工程土石方工程量V的计算

考虑操作裕度和放坡系数的影响，基坑施工量较由设计尺寸计算可得长方体x2h有所增加，定义η为放大系数。一旦设计尺寸确定，工况对基坑施工量的影响将完全作用于η[3]：

V=x2hη（其中：η=θ2x+2θx1x2+x，x1=，x2=1+）

（2）

式中：θ为放坡系数；μ为基坑单侧施工操作裕度。

由公式（2）可知，V亦为多元函数。其由设计尺寸和工况共同确定。以国家能源局《电力建设工程预算定额第四册送电线路工程（2013年版）》（下称定额）相关规定，送电工程土质和埋深构成的二元工况对于θ和μ的影响型式为分段函数，即当土质确定的情况下，μ即为定值，而θ为区别埋深的分段常函数。

2 不同工况下送电工程土石方施工单价P的计算

不同工况施工难度不同，导致施工单价P亦不同。执行国家能源局《电网工程建设预算编制与计算规定（2013年版）》以及配套定额等主要文件，本文以普通土为基础，计算其余土质控制单价与普通土的倍数关系如表1。

由表1可知，P亦为多元函数。其与土石方二元工况直接相关。函数关系也为分段常函数。即当基坑土质和埋深确定的情况下，在限定的区间内，P为定值。

3 不同工况下送电工程土石方工施工费用C的计算和分析

送电工程土石方施工费用C可分解为V和P的乘积。本文以分段区间作为边界条件，以为自变量，运用枚举法探求在土质和埋深构成的不同工况下，送电工程土石方费用的相互关系。

3.1 区间（2，3]内的经济比较

埋深为2m～3m的基础，按所处不同土质类型计算并排序土石方施工费用如图1。由图可知，各类土质施工费用在整个区间内趋势保持一致，即岩石人工>流砂>岩石爆破>泥水>水坑>松砂石>坚土>普通土。这一趋势主要反映了P的变化规律，与表1的数据关系完全一致，故在本区间内P左右了不同工况下C的相互关系，是主要因素。这主要是因为在这一区间内，各类土质的放坡系数θ均较小，V随其自变量变化在不同的工况之间差别不大，决定了其成为影响C的次要因素。

3.2 区间（3，4]内C的经济比较

埋深为3m～4m的基础，按所处不同土质类型计算并排序土石方施工费用如图2。由图可知，岩石人工>流砂>……>坚土>普通土仍适用。岩石爆破和水坑趋势、泥水和松砂石趋势有交叉点，为清晰显示并计算交叉点，计算并绘制趋势图如图3。但该集合体本身并无统一规律，以岩石爆破和水坑的趋势比较为例，当自变量达到取值区间的79.73%时，岩石爆破土石方费用与水坑土石方费用相当，在此均衡点左侧，则岩石爆破土石方费用高，反之，则水坑土石方费用高。在自变量为0处，表示耐张极即≈的点，在0至均衡点的区间内，基坑的底边宽大于基础埋深，基坑的放大系数η相对较小，土方的施工单价成为主导因素，故本区間内岩石爆破基坑的土石方是施工费用高于水坑的施工费用。在均衡点到自变量为1处（直线极）处，放大系数成为主要决定因素，使得水坑的施工费用高于岩石爆破。同理松砂石和泥水坑也存在均衡点交叉现象。

3.3 区间（4，5]内的经济比较

埋深为4m～5m的基础，按所处不同土质类型计算并排序土石方费用如图4。从图中，岩石爆破和水坑、松砂石趋势，泥水和水坑、松砂石趋势分别有交叉点，为清晰显示并计算交叉点，计算并绘制趋势图如图5。由两图可知，与埋深为3m～4m的基础结论类似，岩石人工>流砂>……>坚土>普通土仍适用。但该集合体本身并无统一规律，不同土质趋势的交叉点即为阈值，阈值两侧呈现的结论相反。

4 结论

由上分析，可知不同工况对土石方施工费用的影响复杂，但有如下规律：①C岩石人工>C流砂>……>C坚土>C普通土对于所有基础埋深情况普遍适用，省略号处表示岩石爆破、水坑、泥水坑、松砂石的集合体；②C水坑>C松砂石对于所有基础埋深情况普遍适用；③C岩石爆破>C泥水坑对于所有基础埋深情况普遍适用；④分析不同土质施工总费用的高低，主要取决于放大系数η和土石方施工单价P二者之间的相互关系。随着基坑埋深的逐渐增加，η将增大，将会更多地成为主要决定因素影响到施工总费用，反之，P为主要决定土石方总费用。

5 建议

本文分区间详细计算比较了各种土质下土石方施工费用的高低，给出施工结算甲乙双方共同考量土石方费用的基础，解决了以往工程土石方费用结算单纯靠经验判断不同土石方费用产生的误差，有利于工程各参建方对工程费用的精细化管理。

参考文献：

[1]洪秋云.浅析工程造价中的土石方计量[J].城市道桥与防洪，2007（8）：189-191.DOI：10.3969/j.issn.1009-7716.2007.08.064.

[2]王暹伟，杨钢.土石方计算对线路工程投资的影响[J].内蒙古科技与经济，2008（17）：87，89.DOI：10.3969/j.issn.1007-6921.2008.17.042.

[3]金德喜.浅谈线路工程设计土方量计算方法[J].露天采矿技术，2008（5）：89-91.DOI：10.3969/j.issn.1671-9816.2008.05.037.endprint