鐵路隧道機械化施工企業定額測定及分析

鄭文黨

(中鐵十九局集團有限公司 北京 100176)

1 引言

我國鐵路隧道施工的機械化配套技術水平、施工裝備進入隧道施工機械化初期，發展速度較慢[1]，施工成本管理滯后。本文以躍龍門隧道3號斜井機械化配套施工企業定額測定數據為例，結合現行鐵路預算定額，進行主要參數比較分析，為隧道機械化施工成本核算等業務提供參考依據。

2 工程概況

2.1 線路概況

躍龍門隧道前接高川車站，后接羊記溝大橋，采用雙線分修，最大線間距60 m，最小間距30 m。3號斜井工區施工本隧道正線部分(左線D2K95+679～D2K103+689段、右線YD2K97+700～YD2K102+155段)及本隧道輔助坑道3號斜井全段、平行導坑(PDK97+745.967～PDK103+481段)施工任務，其中斜井2 025 m，平行導坑5 735.033 m。

2.2 地質情況

躍龍門隧道3號斜井測段內多被第四系全新統滑坡堆積層、崩坡積層、陡坡積層覆蓋，下伏基巖零星出露，局部陡峭地段出露較好。測段內第四系全新統滑坡堆積層、崩坡積層、粗角礫土，厚0～2 m，下伏地層為震旦系下統邱家河組(Zbq)硅質巖、碳質頁巖夾灰巖、白云巖，侵入巖脈輝綠巖等，洞口出漏巖層為強風化軟弱圍巖，且存在仰坡順層，頂部土方有危巖落石。具有“四極三高”的顯著特點：地形切割極為強烈、構造條件極為復雜活躍、巖石條件極為軟弱破碎、汶川地震效應極為顯著；高地應力、高地震烈度、高地質風險。

3 施工工藝

隧道按新奧法原理[2]進行施工，隧道開挖、噴錨支護等主要工序施工方案如下：

3.1 開挖方案

(1)施工中堅持監控量測，開挖采用光面爆破技術，隧道Ⅲ、Ⅳ級圍巖采用全斷面開挖法[3]；Ⅴ級圍巖采用臺階法，設臨時仰拱、橫向支撐開挖。

(2)隧道鉆孔、裝藥等工序采用三臂鑿巖臺車。

(3)圍巖較好地段采用非電毫秒雷管起爆、光面爆破技術，嚴格控制超欠挖；斷層破碎帶地段采用微震光面爆破技術或非爆破開挖，以減輕對圍巖的擾動和破壞。

3.2 噴錨支護方案

初期支護在開挖完成后及時施工，緊跟開挖面。拱部及邊墻采用φ22 mm砂漿錨桿。噴射混凝土(素噴混凝土、網噴混凝土)為C25混凝土(Ⅴ級圍巖為C30)，采取濕噴工藝施工，Ⅳ、Ⅴ級圍巖拱、墻噴射混凝土中摻入合成纖維。圍巖較差地段采用格柵鋼架或工字鋼架加強支護。

4 測定的依據與方法

4.1 測定依據

測定的依據主要有[4]：

(1)《國家鐵路局2017年鐵路工程造價標準編制計劃》(國鐵科法函〔2017〕193號)。

(2)《鐵路工程施工組織設計指南》(鐵建設[2009]226號)。

(3)《關于新建成都至蘭州鐵路初步設計的批復》(鐵鑒函[2010]1622號文)。

4.2 測定方法

以采集現場實測數據為主，采用寫實記錄法[5]，同時收集以往施工階段各工序相應的綜合進度指標，通過統計分析對比的方式，進行測定。

5 人工、機械配置及進度指標

5.1 開挖人工和機械配置

根據作業流程、成蘭鐵路實施性施工組織設計要求，三臂鑿巖臺車隧道開挖每個作業組配備作業人員15人，見表1；每個作業班配備一臺三臂鑿巖臺車、一臺挖掘機(≤1.0 m3)、一臺載重汽車(6 t)。

表1 鑿巖臺車開挖勞動組織

5.2 噴射混凝土人工和機械配置

根據作業流程和現場實際情況，混凝土噴射每個作業組配備作業人員6人，其中放料、接管2人，電工1人，輔助3人；配備一臺混凝土噴射機械手(≤20 m3/h)，3臺混凝土攪拌輸送車(≤6 m3)。

5.3 進度指標

Ⅲ級圍巖采用全段面法開挖，每開挖進尺為3 m，開挖支護作業單循環時間為11 h，月工作日按28 d計算，每日24 h，每月施工進度為[6]：3×28×24/11＝183(m)。

Ⅳ級圍巖采用全段面法開挖，每開挖進尺為2.4 m，開挖支護作業單循環時間為12 h，月工作日按28 d計算，每日24 h，每月施工進度為：2.4×28×24/12＝134(m)。

Ⅴ級圍巖采用臺階法開挖，每開挖進尺為1 m，開挖支護作業單循環時間為11.5 h，月工作日按28 d計算，每日24 h，每月施工進度為：1×28×24/11.5＝58(m)。

6 寫實記錄法測定工機消耗量

6.1 Ⅲ級圍巖

(1)開挖人工消耗量[7]：施工準備29.8 min，測量放線45.2 min，臺車鉆孔、清孔165.6 min，裝藥79.2 min，臺車移位36.2 min，爆破18.6 min，通風、灑水降塵31.4 min，共計用時406 min，小計0.221工日/10 m3，底部開挖、清理等用工0.197工日/10 m3，合計0.418工日/10 m3。

(2)開挖機械消耗量：三臂鑿巖臺車鉆孔、裝藥、底部開挖清理加權時間為381 min，則消耗量為381/60/7/220.41×10＝0.041(臺班/10 m3)；載重汽車6 t用時299.6 min，消耗量為0.035臺班/10 m3；挖掘機≤1.0 m3用時29.8 min，消耗量為0.004臺班/10 m3。

6.2 Ⅳ級圍巖

(1)開挖人工消耗量：施工準備32.6 min，上下臺階測量放線51.4 min，上下臺階鉆孔、清孔126.6 min，裝藥107 min，臺車移位39.6 min，爆破23.4 min，通風、灑水降塵13.2 min，共計用時394 min，小計0.285工日/10 m3，其他用工0.293工日/10 m3，合計0.578工日/10 m3。

(2)開挖機械消耗量：三臂鑿巖臺車鉆孔、裝藥、底部開挖清理加權時間為403.4 min，則消耗量為：403.4/60/7/150.4×10＝0.064(臺班/10 m3)；載重汽車6 t用時296.8 min，消耗量為0.047臺班/10 m3；挖掘機≤1.0 m3用時162.5 min，消耗量為0.026臺班/10 m3。

6.3 Ⅴ級圍巖

(1)開挖人工消耗量：施工準備44.8 min，測量放線49.2 min，臺車鉆孔、清孔93.2 min，裝藥92 min，臺車移位39.6 min，爆破27.4 min，通風、灑水降塵13 min，共計用時359.2 min，小計0.436工日/10 m3，底部開挖、清理等用工0.552工日/10 m3，合計0.988工日/10 m3。

(2)開挖機械消耗量：三臂鑿巖臺車鉆孔、裝藥、底部開挖清理加權時間為394.8 min，則消耗量為：394.8/60/7/90.126×10＝0.104(臺班/10 m3)；載重汽車6 t用時252.5 min，消耗為0.067臺班/10 m3；挖掘機≤1.0 m3用時214.8 min，消耗量為0.057臺班/10 m3。

6.4 噴射混凝土

噴射混凝土人工消耗量：施工準備28 min，噴漿作業11 min，綜合檢查、場地清理23 min，共計用時62 min，小計1.262工日/10 m3，其他用工0.509工日/10 m3，總計1.771工日/10 m3。

機械消耗量：混凝土噴射機械手≤20 m3/h準備、噴射、清理時間為38 min，消耗量為0.282臺班/10 m3，混凝土攪拌輸送車≤6 m3等待裝料、調頭、卸料、清理消耗量同噴射機械手消耗量；攪拌站、輪胎式裝載機消耗量為0.114臺班/10 m3。

7 單價分析比較

7.1 單價編制依據

(1)《鐵路基本建設工程設計概(預)算編制辦法》(國鐵科法[2017]30號)。

(2)《鐵路基本建設工程設計概(預)算費用定額》(國鐵科法[2017]31號)。

(3)《鐵路工程補充預算定額(第二冊)》(鐵總建設〔2019〕26號)。

(4)除三臂鑿巖臺車、混凝土噴射機械手人工單價為350元/工日，其他均為200元/工日；燃油采用2019年一季度四川價格，柴油單價為6.688元/kg，汽油單價為7.593元/kg，電單價為1元/kWh。

(5)施工機械臺班單價根據編制辦法，結合企業關于機械的折舊規定測算。

7.2 現行定額與企業定額單價對比

(1)開挖(見表2、表3、表4)[8-10]

工作內容：施工準備，測量劃線，臺車就位、鉆眼，裝藥、爆破，找頂，防塵。

表2 Ⅲ級圍巖全斷面開挖 10 m3

表3 Ⅳ級圍巖臺階開挖 10 m3

表4 Ⅴ級圍巖臺階開挖 10 m3

(2)噴射混凝土(見表5)

工作內容：機械手移動，就位，檢查，清洗機械；混凝土集中拌制，噴射及養護，回彈料處理；混凝土攪拌輸送車配合投料。

表5 噴射混凝土 10 m3

7.3 企業定額

企業定額測定的數據可為洽談勞務分包合同價格或架子隊核算[11]提供依據。

(1)在正常施工組織下，Ⅲ級圍巖全斷面開挖(月進尺183 m)，工機費為427元/10 m3，其中人工費84元/10 m3，機械費343元/10 m3；Ⅳ級圍巖臺階開挖(月進尺134 m)，工機費為645元/10 m3，其中人工費116元/10 m3，機械費530元/10 m3；Ⅴ級圍巖臺階開挖(月進尺58 m)，工機費為1 084元/10 m3，其中人工費198元/10 m3，機械費886元/10 m3。

(2)在正常施工組織下，混凝土噴射機械手20 m3/h工機費為3 019元/10 m3，其中人工費354元/10 m3，機械費2 665元/10 m3。

8 結束語

鑿巖臺車開挖及噴射機械手噴射混凝土子目，企業定額單價均高于鐵路現行定額單價，主要原因是：

(1)市場工費單價遠高于定額編制期價格(Ⅶ類工82元/工日)。

(2)鑿巖臺車、噴射機械手的臺班單價高于定額臺班價。原因，首先是企業設備的折舊費用高于費用定額，即市場采購價高；其次是電價格等，企業定額采用市場價格。

大型機械設備配套施工大幅度提高工程進度[12]，臺車鉆爆比風動鑿巖機鉆爆提高功效達50%以上；同時，機械設備配套施工也給企業的成本管理帶來挑戰，首先是設備的選型。選型一是考慮選擇進口設備還是國產設備，進口設備機械具有機型成熟、配件齊全，產品壽命期長，維修保養簡易等特點；國產機械則具有采購成本低、適應性強，機動性好，維修成本高的特點。選型二是要考慮各銜接工序設備的匹配性，忌諱出現大馬拉小車的情況。其次要充分提高設備的使用效率，其關鍵因素是培養高素質的操作手，提高工作效率。第三要培養保養、維修的專業人才，降低維修成本。

企業定額測定數據是在正常施工組織條件下測算的，重點考慮合理的施工進度、合理的人員及機具等資源配置，可為勞務成本的目標制定、架子隊成本核算提供依據。