測控一體化閘門安裝預算定額研究

孫 楠，朱品光

(1.寧夏水利工程定額和質量安全中心，寧夏 銀川 750002；2.中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津 300222)

寧夏回族自治區大型灌區眾多、渠系系統復雜、灌溉面積及需水量大，在有限引用、限量分配黃河水的情況下，受自然經濟等因素影響，灌區水資源管理難度大，用水結構不盡合理，用水效率效益難以提高[1]，而且傳統粗放型灌區水管理模式存在水量測量精度差、人力投入大、水情測控不及時等問題[2]。近年來，寧夏地區加快推進農業水價綜合改革，加大灌區工程中量測水設施及相關配套建設，其中已建或在建的灌區工程中采用測控一體化閘門的工程案例眾多，測控一體化閘門也憑借著其精準測量水量、實時控制閘門狀態、運行維護成本方便等優勢在寧夏灌區工程中廣泛應用，積累了較為豐富的經驗。

但是，測控一體化閘門在全國應用仍處于起步階段，屬于新興的智能化水利設備，對于灌溉工程建設投資分析與控制沒有安裝定額可參考，且測控一體化閘門設備安裝預算定額編制的基礎數據資料、定額研究文獻、安裝規范與操作規程相對較少。基于上述問題，定額編制組結合工程定額原理等基礎理論，以馬蓮渠、西干渠等渠道更新改造工程為例，開展測控一體化閘門安裝調研，并現場測定安裝過程中的人、材、機資源消耗情況，通過統計、分析、計算定額消耗量，編制形成測控一體化閘門安裝預算定額，并進行定額單價水平的測算。

1 基本情況

測控一體化閘門是集成流量計量、閘門控制、太陽能或交流電供電和無線通信等功能與一體的高度集合式輕型閘門[3]。它依據水力學原理設計，集成測量流速流量與控制開度功能，以太陽能或交流電為動力，通過內部集成的無線通信系統，控制中心和用水戶通過配套軟件系統進行實時動態聯系，為用水戶提供及時而穩定的供水服務[4- 5]。

1.1 測控一體化閘門分類

根據外形特點及測流原理的不同，《測控一體化閘門技術規程》將其分為堰槽、箱涵、管涵式3種。

堰槽式測控一體化閘門的堰頂高度可以自動調節，通過抬升或下臥閘板控制過流量；箱涵式測控一體化閘門是通過前后貫通的長方體測流設備與孔口式閘板融合而成；管涵式測控一體化閘門則通過前后貫通的圓柱體測流設備與孔口式閘板融合而成。因此，堰槽式測控一體化閘門啟閉時旋轉堰槽，箱涵式測控一體化閘門和管涵式測控一體化閘門啟閉時豎直升降閘板。

堰槽式測控一體化閘門本質上是量水堰槽，其工作原理是在自由出流或淹沒出流條件下，通過自身的傳感器獲取的上、下游水位和閘門開度等信息，利用堰流公式計算出過堰流量；箱涵式測控一體化閘門按照所設定的閘位或按灌溉需求，通過改變閘門開度來自動控制流量，用測流箱上的超聲波探頭分層計算測箱內流體的流速、流量；管涵式測控一體化閘門的測流原理與箱涵式測控一體化閘門相同，亦采用超聲波時差法測定斷面平均流速，采用流速面積法計算流量。

1.2 測控一體化閘門主要參數

堰槽式測控一體化閘門的主要參數有：閘門全開高度、閘門全關高度(上游最大擋水高度)、土建結構尺寸、閘板半徑及設備自重等；箱涵式測控一體化閘門的主要參數有：閘板寬度、最大擋水高度、框架整體高度、設備自重等；管涵式測控一體化閘門的主要參數有：管涵直徑、最大擋水高度、框架整體高度、設備自重等。

2 設備安裝工序流程

2.1 安裝準備

在設備安裝前，安裝人員做好自身安全防護，準備安裝工具及安裝主要、輔助材料。設備安裝前，全面檢查安裝部位的情況、設備構件以及零部件的完整性及完好性，若無產品質量問題，對重要構件及部件應進行預拼裝。最后測控一體化閘門部件搬移運輸至安裝工作面附近，等待工人安裝。

2.2 土建尺寸驗收及閘門外框安裝

在吊裝閘門及計量組件之前，先驗收土建結構的強度及尺寸是否滿足安裝要求，達標后進行閘門外框的安裝。外框安裝時應首先調整外框水平與垂直度并用錨栓固定，然后用密封膠等材料將外框與土建結構之間的縫隙填充嚴密，確保密封不漏水。

2.3 閘門主體及計量組件安裝

將閘門外框的毛刺等尖銳突出物磨平處理后，清理外框上的浮土雜物等，確保工作面有足夠的寬度及高度后，緩慢起吊閘門主體及計量組件，將閘門對準，緩慢滑入，保證對閘門主體的水平與垂直度要求。

2.4 控制臺及太陽能板安裝

安裝閘門主體及計量組件之后，對閘門的供電、控制機構進行安裝。將控制臺安放到預定的地腳螺栓埋件上，調平控制臺后進行固定，并將太陽能板與控制臺連接并固定。安放好控制臺與太陽能板后，將閘門與控制臺、控制臺與太陽能板進行連線，保證閘門、控制臺與供電系統的上電運行。

2.5 設備單體調試

安裝控制臺與太陽能板后，對閘門進行調試和校準。接通電源檢測閘門設備的電氣部件是否正常工作；檢測通信信號，確保閘門正常通信；標定閘門位置，檢測電機驅動及閘門位置接口的運作情況；檢測閘門位置精確度，采用千分尺進行精度驗證。

測控一體化閘門安裝工序流程及資源配置情況見表1。

3 預算定額子目的擬定

設備安裝定額的編制應遵循水平合理、基本準確、簡明實用的基本原則[6- 7]。通過對馬蓮渠、西干渠等安裝現場的實地調研與觀測，以及對設備廠商產品冊等資料分析，綜合擬定定額子目的設置及適用范圍、定額單位及子目選用原則、定額子目主要工作內容、子目上下限選取及步距設置。

3.1 定額子目設置及適用范圍

通過對設備工作原理分析及實地調研，箱涵式、管涵式測控一體化閘門與堰槽式測控一體化閘門的主要特征參數、測流原理及裝配方式等方面存在著較大差異，因而將定額子目劃分為“測控一體化閘門(箱涵式、管涵式)”、“測控一體化閘門(堰槽式)”兩類。

表1 測控一體化閘門安裝工序流程及資源配置情況

定額子目的適用范圍與定額子目的劃分形式保持一致。

3.2 定額單位及子目選用

測控一體化閘門的定額計量單位為“臺”。箱涵式閘門按照閘板寬度和最大擋水高度范圍選用子目；堰槽式閘門按照土建結構寬度和閘門全關高度范圍選用子目；管涵式閘門套用箱涵式測控一體化閘門定額，按照管涵直徑和最大擋水高度選取。

3.3 定額子目主要工作內容

定額子目主要工作內容為：設備場內運輸、開箱檢查、部件組裝，測量放線、閘門外框安裝，閘板及計量裝置的吊裝與安放，控制臺及太陽能板安裝，閘門單體調試(啟閉試驗及通訊試驗)。

其中，測控一體化閘門的設備供電方式按照蓄電池供電擬定，不包括設備接入交流電的外部供電線路布設等內容；定額僅包含場內運輸運距

3.4 定額子目上下限選取及步距設置

通過對潞碧墾與科鼎云聯等公司的測控一體化閘門標準型號產品的調研分析，箱涵式測控一體化閘門標準閘門寬度范圍400～1200mm，最大擋水高度為1200～3000mm，實測西干渠上閘門采用的閘前最大擋水高度為5.2m；堰槽式測控一體化閘門標準結構寬度范圍為0.6～2.4m，閘門全關高度為600～2912mm，實測西干渠上堰槽式測控一體化閘門采用的土建結構尺寸為1.9m，閘門全關高度為1535mm。因此，對于箱涵式測控一體化閘門，閘板尺寸范圍為450～1200mm，最大擋水高度范圍為1200～5200mm；對于堰槽式測控一體化閘門，土建尺寸范圍為0.8～2.4m，閘門全關高度范圍為615～2912mm。步距設置與測控一體化閘門標準型號產品步距保持一致。

4 預算定額消耗量分析

以閘板寬度450mm、閘門最大擋水高度1200mm的箱涵式測控一體化閘門作為定額消耗量分析的典型型號。

4.1 人工消耗量的取定方法

勞動定額工作時間包括有效工作時間、必須的休息時間和不可避免的中斷時間[7]。其中，人工勞動定額時間由工序作業時間(基本工作時間、輔助工作時間)和規范時間(準備與結束工作時間、不可避免的中斷時間和休息時間)組成[8]。

根據現場調研與測定過程，采用逐工序觀測基本工作時間的方式進行人工消耗量取定。通過現場實測，得到外部框架安裝、閘板吊裝、控制臺及太陽能板安裝、設備調試等工序的觀測耗時，通過工序耗時的單位指標化處理，然后采用統計方法分析并計算了85%保證率下的工序的單位指標耗時。

4.1.1安裝準備

根據現場調研情況及設備重量信息，結合《全國統一安裝工程基礎定額》關于設備裝運卸子目消耗量，擬定了各種測控一體化閘門尺寸下的安裝準備工序耗時表。根據安裝工序中各操作環節拆解分析，典型型號閘門安裝準備工序耗時2.44h；工種配置情況為：3名技工，1名普工。該工序實測消耗9.77工時。

4.1.2固定外框安裝

該工序主要為涂抹聚氨酯密封膠和鉆孔安裝錨栓耗時，因此選取閘門寬度和閘門最大擋水高度作為指標長度。根據計算，該工序單位指標耗時為0.241h/m，按照指標長度計算規則，典型型號的指標長度為3.3m，因此該工序耗時為0.79h；工種配置情況為：3名技工，1名普工。該工序實測消耗3.18工時。

4.1.3閘板及測流箱吊裝

該工序主要為汽車起重機吊裝閘板及測流箱，與閘門最大擋水高度直接相關，因此選取閘門最大擋水高度作為指標長度。根據計算，該工序的單位指標耗時為0.227h/m，按照指標長度計算規則，典型型號的指標長度為1.2m，因此該工序耗時為0.27h；工種配置情況為：3名技工，1名普工。該工序實測消耗1.09工時。

4.1.4控制臺及太陽能板安裝

該工序將每組設備安裝耗時作為該工序單位指標耗時。根據計算，該工序的單位指標耗時為0.851h/臺，按照指標計算規則，典型型號的指標為1臺，因此該工序耗時為0.851h；工種配置情況為：4名技工，1名普工。該工序實測消耗4.25工時。

4.1.5設備調試

該工序主要工作為升降閘門標定開度，因此將閘門寬度作為指標長度。根據計算，設備調試工序的單位指標耗時為0.947h/m，按照指標長度計算規則，典型型號的指標長度為0.45m，因此該工序耗時為0.43h；工種配置情況為：3名技工，1名普工。該工序實測消耗1.71工時。

各工序實測耗時之和為19.99工時。考慮到工序作業時間應包括實測的基本工作時間及輔助工作時間，從實測各工序凈耗時轉為工序作業時間應乘1.25調整系數，見表2。

表2 典型型號箱涵式閘門人工消耗量 單位：工時

4.2 材料消耗量的取定方法

通過現場測定，得到聚氨酯密封膠、雙組分錨固粘接劑等主要材料的凈耗用量，并進行材料凈消耗量的單位指標化處理，然后采用統計方法分析并計算出85%保證率下的單位指標材料消耗量。另外，通過現場調研與測定統計的方法確定了各型號閘門使用錨栓、化學錨栓等的凈耗用量。

4.2.1聚氨酯密封膠

聚氨酯密封膠的單位指標消耗量為2.208kg/m，該典型型號的指標長度為3.3m，因此材料凈消耗量為7.29kg。

4.2.2雙組分錨固粘接劑

雙組分錨固粘接劑的單位指標消耗量為0.032kg/個，該典型型號的指標為15個孔，因此材料凈消耗量為0.481kg。

4.2.3M10錨栓及化學錨栓

測控一體化閘門安裝時，M10錨栓及化學錨栓消耗量按照閘門最大擋水高度選用。通過查表可知，該典型型號的測控一體化閘門兩種材料的凈消耗量均為15個。組分錨固粘接劑的單位指標消耗量為0.032kg/個，該典型型號測控一體化閘門的凈消耗量為15個。

4.3 機械消耗量的取定方法

與人工消耗量的取定方法相似，根據現場調研與測定過程，采用逐工序觀測的方式進行機械消耗量取定。

安裝準備工序中，汽車起重機耗用臺時為0.44；載重汽車耗用臺時為0.25；固定外框安裝工序中，主要使用的機械為角向磨光機、電錘及吹風機。根據調研數據的整理與分析，該工序角向磨光機、電錘及吹風機耗用臺時分別為0.09、0.19、0.17；閘板及測流箱吊裝工序中，汽車起重機的單位指標耗用時間為0.188h/m，指標長度為0.975m，因此汽車起重機的耗用臺時為0.18；控制臺及太陽能板安裝工序中，主要使用的機械為電錘，耗用臺時為0.08。與人工工時消耗計算原則類似，各種機械的實測基本工作時間轉為工序作業時間應乘1.25系數，見表3。

表3 典型型號箱涵式閘門施工機械消耗量 單位：臺時

4.4 預算定額編制

4.4.1人工消耗量定額

按照安裝工序計算人工消耗量時，應考慮基本工作、輔助工作、規范時間(準備與結束時間、不可避免中斷時間、休息時間)等全部工作時間在內。根據工程定額原理，工序作業時間水平過渡到勞動定額水平，應考慮規范時間，人工消耗量考慮1.1系數；勞動定額水平過渡到預算定額水平，考慮人工幅度差擴大系數1.1。

4.4.2材料消耗量定額

材料消耗量定額是指在保證節約、合理地使用材料的前提下，生產單位合格產品所必需的消耗的材料數量，即：材料消耗量=材料凈用量×(1+材料損耗率)。經計算分析，在安裝預算定額編制中，材料的平均損耗率擬定為7%。通過測算分析，將安裝過程中使用的鉆頭、砂輪片、膨脹螺栓、塑料墊片、泡沫棒、凡士林等消耗量少或費用占比少的材料劃歸為其他材料。

對于箱涵式、管涵式測控一體化閘門，其他材料費占比最大為5.19%，最小為2.13%，因此，將該類型閘門的其他材料費比例確定為6.0%。

4.4.3施工機械消耗量定額

與人工消耗量計算原則一致，工序作業時間水平過渡到勞動定額水平，應考慮機械利用情況，機械消耗量考慮1.1系數；勞動定額水平過渡到預算定額水平，考慮機械幅度差擴大系數1.1。對于箱涵式、管涵式測控一體化閘門，其他機械費占比最大為13.62%，最小為6.83%，綜合以上情況，將該類型閘門的其他機械費比例確定為15.0%。

5 預算定額成果及單價水平測算

5.1 預算定額成果

通過人工、材料、施工機械消耗量定額計算，形成典型型號的箱涵式測控一體化閘門安裝預算定額子目，見表4。

表4 典型型號箱涵式閘門安裝預算定額

5.2 預算定額單價水平測算

為從整體分析定額單價水平，人工預算單價與材料預算價格按照2021年寧夏地區價格水平計算。其中，人工預算價格按技工16.70元/工時，普工11.80元/工時擬定。

通過計算，通過管涵式、箱涵式測控一體化閘門安裝定額計算的安裝費占比最大為7.69%，最小為4.84%，平均值6.07%；堰槽式測控一體化閘門安裝定額計算的安裝費占比最大值7.85%，最小值4.26%，平均值6.94%。測控一體化閘門的綜合安裝費用占含稅設備費的5%～8%。

經分析，測控一體化閘門安裝預算定額的價格水平基本與市場實際安裝價格水平相符合。

6 結語

基于寧夏地區灌區類項目中涉及測控一體化閘門設備安裝費沒有定額可以參考，且測控一體化閘門設備安裝預算定額現階段尚無經驗可以借鑒的情況，采用現場測定人、材、機資源消耗與工程定額理論分析相結合的方式，編制形成了測控一體化閘門安裝預算定額。定額單價水平測算結果表明，定額的消耗量水平較為合理，編制的價格水平基本與市場實際安裝價格水平相符合，可為寧夏地區掌握測控一體化閘門安裝成本、投標報價等提供有價值性的參考，也可為行業定額補充修訂提供依據。