引水工程初步设计阶段 石方开挖项投资敏感性分析

樊国刚

(辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110006)

近年来，为了改善我国水资源不均衡分布[1]，批准立项了一大批引调水工程[2- 4]，这些工程在解决水资源供需矛盾的同时，还能给流经的区域带来一定生态效益[5]，但其规模和投资往往都很巨大，因此，需要对其实施科学和主动的造价控制。但与一些发达国家相比，工程造价行业在我国的研究有待加强，工程建设过程中常因滞后的工、料、机价格导致“三超”现象的出现(概算金额超越了估算金额、预算金额超越了概算金额、决算金额超越了预算金额)[6]，阻碍了工程造价作为工程建设领域重要学科的可持续发展。

石方开挖项是引水工程中常见的施工项，因其巨大的工程量和居高不下的单价，常常使此项投资在工程总投资中占有较大比例。在工程初步设计阶段，石方开挖项的单价采用定额法计价方式，即石方开挖单价中工、料、机消耗量采用《水利建筑工程概算定额》(水总[2002]116号)，工、料、机价格采用考虑运输距离的造价信息管理机构发布的指导价。

本文从实例工程出发，结合引水工程石方开挖单价的构成要素，提出影响石方开挖项投资的不确定性因素，引用工程经济学敏感性分析原理[7]中的单因素分析方法，计算不确定性因素的变化对石方开挖项投资的敏感度系数，据此制订针对性的管理措施，强化重要因素的控制，以求达到降低工程风险度和提高工程可靠性的目的。敏感性分析原理已经应用到工程造价领域的各行各业，如工路工程[8- 10]、铁路工程[11]、建筑工程[12]和水利工程[13- 16]都在广泛使用，属于相对成熟的工程造价分析手段。

1 敏感性分析原理

敏感性分析是指当不确定性因素发生增加或减少时，通过分析对财务评价指标或经济评价指标的影响来计算敏感度系数和识别敏感性。如果不确定性因素在合理的波动范围内以较小的变化幅度却能引起评价指标的显著性变化，那么这个不确定性因素属于敏感因素，否则属于不敏感因素，数学模型如下：

y=f(x1，x2，…，xn)

(1)

式中，y—评价指标；xi—不确定性因素(i=1，2，…，n)。

敏感性分析有单因素敏感性分析和多因素敏感性分析两种形式。单因素敏感性分析是分析单个不确定性因素变化(其他因素不变)对经济评价指标的影响程度；多因素敏感性分析是分析两个或多个独立的不确定性因素同时存在且变化对经济评价指标的影响程度；通常只进行单因素敏感性分析(敏感性分析的基本方法)。单因素敏感性分析的计算方法如下：

(2)

式中，SAF—敏感度系数；ΔF/F—不确定性因素F的变化率，%；ΔA/A—不确定性因素F发生ΔF变化时评价指标A的相应变化率，%。

将按照上式计算得到的不确定性因素的敏感度系数按照绝对值大小进行排序，据此可以找出敏感性因素。例如，如果某项不确定性因素的敏感度系数绝对值越大，就意味着此项不确定性因素对于评价指标而言越敏感。在实际执行过程中，决策者可对敏感性因素进行监控而达到降低工程风险度和提高工程可靠性的目的。

2 工程实例

2.1 工程概述

托里县那仁苏供水工程的任务是通过取水头部加压(修建拦河闸)、结合管道重力输水(球墨铸铁管)的方式，将那仁苏河地表水引至托里县城，以解决托里县城、县城周边15个村屯的生活用水及托里县1125亩规划建设林地的绿化用水。工程水源为那仁苏河河水，取水头部拦河闸处的多年平均径流量为1607×104m3，95%频率径流量为856×104m3，工程的设计流量和年供水量分别为0.30m3/s、397.93×104m3。

工程取水头部修建闸堰结合型式的拦河闸，拦河闸上游左岸布置井室扬水泵站，通过拦河闸溢流堰挡水来满足泵站最低运行水位的需求。泵站后接总长43.86km的球墨铸铁供水管线，其中包括1.46km隧洞穿管和42.40km明挖埋管，管材口径为DN700。

供水工程中石方开挖项的费用占建安工程费用的30.00%以上，石方开挖项投资的构成明细见表1，表1中列出的8项石方开挖工程量即本文进行敏感性分析的样本(输水管线部分和隧洞部分)，其费用合计占石方开挖项投资的92.36%。

2.2 基础价格

(1)人工预算单价：托里县那仁苏供水工程位于新疆塔城市托里县境内，依据《水利工程设计概(估)算编制规定》(水总[2014]429号)，本工程人工预单价采用四类地区引水工程的标准，工长、高级工、中级工和初级工每工时的工资分别为10.24、9.54、7.59和5.61元。

(2)主要材料价格：外购材料价格以新疆工程造价信息网发布的托里县建设工程价格信息作为依据，其他材料价格可在工程建设地周边询价。其中，材料采购及保管费依据《水利工程营业税改征增值税计价依据调整办法》(办水总[2016]132号)计取；材料运杂费依据办水总[2016]132号文和《新疆维吾尔自治区公路工程基本建设项目概算预算编制办法补充规定》(新交造价[2008]2号)计取。本文所需的石方开挖项投资敏感性分析材料价格见表2，其中柴油和炸药的价格按照材料补差的形式参与计算。

表1 石方开挖项投资的构成及主要工程量

表2 主要材料价格

表3 石方开挖项投资额 单位：万元

(3)施工机械使用费：施工机械使用费依据《水利工程施工机械台时费定额》(水总[2002]116号)和《水利部办公厅关于调整水利工程计价依据增值税计算标准的通知》(办财务函[2019]448号)计取。

(4)取费标准：依据水总[2014]429号文和办水总[2016]132号文计取，其他直接费费率、石方工程间接费费率、利润率和税金率分别为8.50%、11.50%、7.0%和9.0%。

2.3 敏感性分析

(1)选择敏感性分析要素

敏感度分析中不确定性因素的选择应避免太笼统或太繁琐。本文在既定的施工组织设计方案前提下，将占有石方开挖项总费用92.36%的输水管线和隧洞的8个石方开挖施工项作为敏感性分析样本(7个沟槽开挖项和1个平洞开挖项)。在不考虑工程量变化的情况下(既定的设计方案)，石方开挖单价则成为石方开挖项投资敏感性分析的对象。

石方开挖单价按照费用构成要素可划分为直接费用(工、料、机费用和其他直接费用)、间接费用、利润及税金，这些要素都属于石方开挖单价的不确定性因素，但除去政策性文件限制的不确定性因素和完全由其他不确定性因素决定的不确定性因素之后(如机械费，由水利工程施工机械台时费定额、人工费用和材料费用共同决定的，机械使用费不属于自由变量)，只有材料费属于自由变量，因此本文仅将材料费作为敏感性分析的不确定性因素。

(2)石方开挖项投资的敏感性测算

选取材料费中的柴油、炸药、电、合金钻头、电雷管、导电线作为不确定性因素(其中，水和风不属于自由变量)，不确定性因素的价格按照市场价的±10%、±20%进行幅动，计算相应的石方开挖项投资额，结果见表3。

由表3可知，当不确定性因素在相同的价格波动幅度下变化时，柴油、炸药、电雷管、合金钻头、导电线和电的价格平均每增加1.00%，石方开挖项投资额将分别增加0.28%、0.11%、0.06%、0.05%、0.03%、0.01%。因此，石方开挖项投资不确定性因素的敏感性排序为：柴油单价、炸药单价、电雷管单价和合金钻头单价，敏感度系数如图1所示。

图1 石方开挖项投资敏感性分析图

(3)输水管线和隧洞石方开挖项投资的敏感性测算

同样，分别对输水管线石方开挖项投资和隧洞石方开挖项投资进行敏感性测算，图2为输水管线部分的敏感性分析测算结果，图3为隧洞部分的敏感性分析测算结果。

图2 输水管线石方开挖项投资的敏感性分析图

图3 隧洞石方开挖项投资的敏感性分析图

由图1—3可知，输水管线石方开挖项投资前三位的不确定性因素敏感性排序为柴油单价、炸药单价和电雷管单价；隧洞石方开挖项投资前三位的不确定性因素敏感性排序为柴油单价、电价和炸药单价。可见，即便是同一工程的相同施工项，在面临相同变化的不确定性因素时，其所表现的敏感性却不尽相同。

3 结论

(1)对于工程设计单位和工程造价管理部门而言，可以通过分析市场材料价格的波动，采用工程投资敏感性分析来判断工程成本的走势，从而对工程造价活动进行主动地、有针对性地预测并加以控制。例如，在工程立项计算投资时，对敏感性较高的不确定性因素进行充分的市场调研和方案论证，以求最大限度地减少因风险措施不足或设计概算包不住施工费用等原因造成工程资金不足、工程材料不能按时交付、完工日期一拖再拖的工程乱象。

(2)对于工程建设单位和施工企业而言，通过对重要施工项投资进行敏感性测算(必要时，不同施工地点的相同施工项也应分开测算)，找出敏感度系数大的不确定性因素、分析其风险度，为投标时编制合适的投标报价提供依据(总承包工程尤为重要)；为施工时制定针对性的措施来监控和管理这些不确定性因素、避免其产生剧烈波动提供依据。同时，进行工程投资的敏感性测算有利于工程建设单位和施工企业工程造价管理水平的提高，也有利于工程造价行业向着更主动、更科学、更有效的方向发展。

(3)需要强调的是，虽然本文所采用的石方开挖项投资的敏感性分析方法简便且实用，但是敏感性分析的计算过程是在既定的施工组织设计方案、不确定性因素限定在相同且有限的幅度内发生变化的假定下完成的，而这种假定往往很难实现。另外，在进行敏感性测算时，还应考虑不确定性因素自身变化幅度的差异性和发生概率的差异性，这些差异性与工程投资的高低、项目风险的大小都密切相关。

综上，本文以塔城市托里县那仁苏供水工程的石方开挖项作为分析样本，编制初步设计概算，对工程中影响石方开挖项投资的不确定性因素进行敏感性测算，逐项分析不确定性因素的敏感度系数并排序定量描述了各不确定性因素对石方开挖项投资的影响大小，帮助识别敏感的不确定性因素、排除不敏感的不确定性因素，以便决策者将那些敏感的不确定性因素作为研究分析的对象，制订更具针对性的管理措施，以求达到降低工程风险度和提高工程可靠性的目的，还可为类似工程进行投资的敏感性分析提供借鉴意义。