于建
中鐵隧道股份有限公司 河南 鄭州 450000
項目位于山西省,隧道全長為6760m,設兩座斜井,其中1#斜井長917.03m,2#斜井長530.44m,最大坡度12%。隧道正洞內輪廓采用三心圓曲墻斷面,其寬9.22m,高8.152m,斜井內輪廓采用直曲墻斷面,其寬7.40m,高7.30m。
隧道圍巖類別,Ⅲ級圍巖3150m,占比47%,Ⅳ級圍巖1900m,占比28%,Ⅴ級圍巖1620m,占比24%。
地質情況:巖溶、其他地段也有存在溶洞、揭煤、巖爆、斷層、采空區等地質。隧道圍不良地質主要為巖溶和可能存在的溶洞以及由于巖溶溶洞造成的涌突水,溶洞處治10處;隧道K18+250~K18+850段穿越煤層,揭煤處治2處。其中K18+300~K18+350、K18+750~K18+800 段采空區位于隧道頂部0~10m,K18+350~K18+750 采空區位于隧道主體設計標高之下0~30m;隧道在K16+300處最大埋深277m,可能存在高地應力引起的巖爆。
項目位于云南省,隧洞全長4292.6m,隧洞底坡均為1‰。主洞凈空斷面尺寸為4.582m×4.582m,開挖為城門洞型;隧洞支洞長622.174m,坡度為9.22%,支洞凈空斷面尺寸為4.5m×4.5m,城門洞型。
隧道圍巖類別,Ⅲ級圍巖502.52m,占比12%,Ⅳ級圍巖1365.19m,占比32%,Ⅴ級圍巖2424.89m,占比56%。
地質情況:白云巖強烈砂化、斷層破碎帶、巖溶涌水突泥、軟巖變形、煤系地層有毒有害氣體及淺埋圍巖等問題,隧洞還存在下穿巖溶暗河管道涌水突泥、巖溶地質災害、局部承壓涌水、軟巖和斷裂破碎帶輕微擠壓變形、淺埋隧洞圍巖穩定、沿背斜核部巖體風化強烈等地質。里程檢0+532.8處,掌子面拱部左存在較大涌水;里程YX06+789處,隧洞位于斷層上盤,圍巖構造為Zbd厚層白云巖,中硬巖,強烈砂化-弱砂化;掌子面左下角位于斷層帶,寬1.5m,劇烈砂化;裂隙發育,地下水活動強烈;主洞圍巖構造為Zbd厚層白云巖,軟弱巖,強烈砂化-劇烈砂化;裂隙發育,地下水活動強烈[1]。
結合項目一、項目二施工情況,從分包組織管理模式、資源投入、成本、收入等方面進行工況對比分析。

表1 分包組織管理模式、資源配置對比

表2 施工進度對比

表3 產值、成本對比

圖1 產值、成本各因素、利潤率分布柱狀圖分析
項目一施工地質情況常規,圍巖施工工況良好,III級圍巖占比47%,受不良地質及地下水影響較小,施工進度完成計劃進度的136%,達到預期。
采用帶機械設備模式分包,這種模式減少了現場施工隊伍數量,避免單工序分包模式下各隊伍施工的相互干擾,提高了工作效率,盈余率4.7%,達到了分包單位資金效益預期回收,現場積極性及主動性大大提高,安全質量有效可控,降低了項目部協調管理難度及分包工程后期的隱性成本,減少了管服人員數量、層級和管理費用支出,有效節約項目施工成本[2]。
項目二受白云巖強烈砂化、斷層破碎帶、軟巖變形等不良地質影響,圍巖變化快,動態設計,施工工況極差,III級圍巖占比12%,加之巖溶涌水突泥、涌水量大等影響,施工進度僅完成計劃進度的75%,遠遠達不到預期,施工進度無法保證,造成分包方施工降效嚴重,施工難度大,輔助材料成本增加,虧損率21.50%。
采用多工序帶機械設備模式分包,名義上通過合同約定涵蓋所有施工內容,風險均全部轉移給分包方,實際施工履約過程中,施工產值低,受地質、涌水等非正常作業環境條件影響,進度較慢,施工降效,分包人員不能靈活調劑,現場人員、設備利用率低。在資源配置基本相同的情況下,雖然招標階段已充分考慮施工環境及施工內容因素,分包單價遠高于項目一,但受作業環境及進度影響,分包單位投入大、資金占壓嚴重、回報率遠低于預期,產出比嚴重失衡,收益明顯低于項目一。分包單位現場人員積極性及主動性大大降低,超挖、超耗情況嚴重,分包單位其他費用投入占比達到29%,項目部協調管理難度增加,施工質量無法控制,分包工程后期的隱性成本增加,項目管服人員數量、層級和管理費用支出,均未達到項目部預期管理目標,給項目現場施工及成本管理造成不利影響。產生的降效成本,最終無疑還是轉移給項目部,采用此分包模式組織施工不適用于項目施工,大大增加了項目的施工成本。
通過上述研究分析,隧洞開挖施工選擇適合的組織模式至關重要,直接決定項目成本成敗。
通過研究分析,隧洞工程施工應結合項目環境,區分為非正常作業環境和正常作業環境。在不同的環境下,進行適合性選擇。
1)采用帶機械設備組織模式,施工設備可利用投標單位資金,通過融資方式購置,過程中由項目部使用并管理,資金占用通過利息的形式在每期驗工計價中返給分包單位,適用于正常作業環境工程。
2)采用班組模式或分包加部分保底模式,適用于地層條件復雜,圍巖地質條件較差、變化較快,洞內間斷或全程施工超前大管棚、超前帷幕注漿施工的工作面,存在溶洞、涌水量大等施工降效因素影響的非正常作業環境工程。
3)采用多元化組合組織模式,針對于一個項目有多工點施工,可以根據工點的施工特點及難易程度,采用組合模式進行施工,將非正常作業環境的施工,選取典型工點,由項目自行組織班組施工,其他采用多工序分包。一方面班組施工成本便于核算,另一方面施工進度、現場管理便于對比監管,現場出現問題后可控,分包單位施工出現問題后便于對比分析。
項目應破除“以包代管”瓶頸,對分包單位履約過程中存在影響施工的問題及時解決,同時對分包單位的成本狀況及時掌握,進行有效的預控管理,出現偏差及時采取有效措施糾偏,避免停、窩工、補償等合同糾紛風險。
1)嚴格超欠挖控制管理:超欠挖控制是鉆爆施工成本控制的重點和核心,要從以下幾個方面提高超欠挖控制水平:①通過培訓提升現場技術、管理人員對光面爆破技術的掌握水平,使之有能力在現場指導勞務人員根據圍巖類型不同不斷調整、優化爆破設計,做到“巖變我變”;②重視預留變形量管理,施工過程中每循環結合3D掃描儀器分析超耗砼與應耗混凝土的比值,及時調整預留變形量;③在合同中增加對分包單位超欠挖的考核條款,重獎輕罰,根據每循環的超欠挖情況,獎罰到個人,并及時兌現。每月對超欠挖情況進行總結,表彰先進,處罰落后,激勵司鉆人員不斷提高司鉆水平;④項目結合圍巖及開挖方式的特點將設計中的預留變形量及初噴4cm全部收縮,測量放樣時僅以拱架外緣進行放樣,每延米節約噴漿料約0.96m3。結合地質情況,嚴控周邊眼間距,竹片與導爆索結合,對周邊眼間隔裝藥。結合圍巖情況,前方預留2m暫不立拱,控制周邊眼外插角。
2)施工進度管理:樹立施工進度是效率的管理理念,現場以保證施工進度為工作重心。工序寫實及考核是提高隧道施工進度的重要措施,通過工序寫實分析影響工效的因素,制定針對性管理措施,調整并探索最優工序,達到零耽誤、零準備、零銜接的效果。通過工序考核設置激勵措施提高作業人員積極性,提升施工效率加快施工進度。
3)內部承包班組應用:項目部要在滿足施工需要的前提下合理優化人員數量,對人員配置進行調整,根據現場施工進度安排,梳理各班組、部室富余人員,合理壓縮后勤部門人員,人員盡量往一線靠攏,通過內部承包等模式達到減員增效的目的。如原來施工作業面為9個作業面,最少需要配置測量人員16名,每月工費達15萬元以上,經過承包后配置9人,工費降至10萬元/月。
4)現場設備配置優化:①空壓機安裝遠程監控系統,避免空壓機空載;②空壓機安裝熱能轉換控制系統,利用空壓機余熱加熱拌合水;③使用空壓機節能群運行系統,實現節能效果;④通風機等大功率用電設備采取變頻技術控制類型,配套的風管選用質量較好的產品,降低電力消耗;⑤發電機配置,采取大+小的配置方式,如空壓機采用大功率發電機,電焊現場作業則用小發電機;⑥對所有的內燃設備安裝機械指揮官,隨時對設備進行監控,實行單機考核;⑦鋼拱架加工使用智能設備加工工藝,替代傳統的人工加工制作方法[3]。
隨著施工行業競爭形式日趨激烈,作為項目管理重要的構成部分,分包組織模式、分包成本管理控制顯得尤為重要。根據工程本身的施工環境,選擇相適宜的分包組織模式無疑是重中之重,輔以現場協調預控管理,結合項目行之有效的成本管理措施,項目成本管理控制必將取得事半功倍的效果,從而實現合作共贏的管理目標。