新花水庫工程砂石料來源比選

程歡歡

（廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司,廣東 廣州 510635）

砂石料作為水利工程建設中的主要材料,對工程造價有顯著的影響,因此在工程項目概（估）算編制工作中,通常會在地質調查成果的基礎上對砂石料來源進行更詳細的技術經濟比選,如果是線型工程或者工程點分散,則需要分別考慮各施工區域的砂石料來源和運輸距離。大中型水利工程往往建設工期較長,砂石料用量比較大,采用自采加工的方式會更經濟,也有利于控制生產強度和生產成本。而中小型水利工程砂石料用量相對較少,施工單位自行開采加工存在程序復雜、性價比低等問題,在工程所在地附近購買成品可能存在運輸距離遠、供應量和供應價格無法控制等問題。因此,應根據工程實際情況進行對比,綜合考慮各項技術經濟因素后確定[1]。本文通過對新花水庫工程砂石料來源比選,探討中小型水利工程砂石料來源比選的方法。

1 工程概況

新花水庫地處貴州省冊亨縣,位于南盤江左岸一級支流乃言河上游,是一座綜合利用水利工程,工程的主要任務是向下游沿河兩岸的村鎮及周邊農村供水和農業灌溉。工程內容包括水源工程和供水灌溉工程。工程等別屬Ⅳ等,工程規模為小（1）型工程,主要建筑物大壩為堆石混凝土重力壩。

2 石料需求量計算

本工程石料主要包括混凝土粗細骨料、壩體填筑毛石料及級配砂碎石墊層料。根據土石方平衡,共計（含混凝土粗細骨料）需砂5.82 萬m3（成品方）,碎石6.32萬m3（成品方）,毛石10.37萬m3（成品方）,若自石料場開采加工取得,則自石料場開采石料約16.28萬m3。

3 自采料場和外購料場簡述

自采石料場位于丫他鎮板街村,距離壩址約25 km,料場面積廣,巖性為灰巖,有用層厚而穩定。巖層產狀近水平,石料場擬開采面積約為2萬m2。采用平行斷面法計算、平均厚度法復核,無用層體積5萬m3,有用層儲量約50 萬m3,滿足勘察儲量要求。料場的開采運輸條件較好,但運距較遠,綜合條件一般。

外購石料場位于冊亨縣城西北方向約4 km,距本工程壩址68 km,巖性為灰巖,質量及儲量滿足工程砼骨料需求[2]。

4 料場技術經濟比選

大中型水利工程通常執行水利部《水利工程設計概（估）算編制規定》（水總[2014]429號文）及其配套的《水利建筑工程概算定額》（水總[2002]116號文）進行計算,本工程位于貴州省,且屬于小型工程,因此可采用黔水建〔2012〕6號文《貴州省小型水利水電工程設計概（估）算編制規定（試行）》及其配套的《貴州省水利水電建筑工程概算定額（試行）》進行計算。貴州省水利定額相對于水利部頒定額,在砂石料加工工藝定額數量和程序上均較簡化,比如水利部頒定額制砂及制碎石定額有六-14～六-16共42條定額,而貴州省定額為八-24～八-27 共14 條定額,水利部頒定額砂石料加工定額單位為100 t成品,在使用時需要進行單位換算,而貴州省定額定額單位為100 m3成品堆方,在與運輸等其他定額一起使用時不需進行單位換算,更為簡便[3]。

4.1 自采砂石料工藝流程

根據施工組織設計方案,布置一個砂石加工系統承擔水源工程和供水灌溉工程混凝土骨料和級配砂碎石料的加工,該系統位于壩址附近,至大壩施工區平均距離約0.1 km,至灌溉工程施工區平均距離約15 km。考慮到供水灌溉屬于線型工程,且砂石料用量較少,計算運輸費用時應將水源工程和供水灌溉工程分開考慮。

砂石加工系統依次布置粗碎、半成品料倉、預篩分、中碎、細碎制砂、篩分、石粉回收、2 個轉料倉、制砂和成品料倉。粗碎系統采用1 臺PE500×700 顎式破碎機,單機生產能力為44 t/h～80 t/h。中碎系統為1臺Φ600 圓錐式破碎機,單機生產能力為20 t/h～50 t/h。制砂采用1臺MBZ1224 棒磨機,生產能力為4.9 t/h～12.1 t/h。另配備各型給料機、除鐵器、振動篩、脫水篩、洗砂機及膠帶機輔助加工生產[4]。

砂石料開采加工流程見圖1。

圖1 砂石料加工工藝流程圖

4.2 自采砂石料工序單價

采用工序法計算自采砂石料單價,根據骨料加工工藝流程,分解成若干個工序,根據黔水建〔2012〕6號文《貴州省小型水利水電工程設計概（估）算編制規定（試行）》,工序單價的計算采用其配套的概算定額,僅計入直接費和材料價差。

（1）覆蓋層清除

根據地質資料計算,石料場覆蓋層約6.51萬m3,采用74 kW推土機清除、集渣,2.0 m3挖掘機開挖,15 t自卸汽車運輸0.2 km。套相應定額計算可得,該工序單價9.55元/m3。

（2）原料開采、運輸

根據施工組織設計方案,75 mm潛孔鉆鉆孔深孔爆破,2 m3挖機裝配15 t自卸汽車運輸25 km至砂石料加工場破碎篩分。套相應定額計算可得,該工序單價40.96 元/m3成品碼方。

其中,毛石料開采完成后可直接運輸上壩,運輸距離25 km。

（3）簡易系統制砂、制碎石

根據工程施工組織設計,本工程采用同一套破碎系統同時生產砂和碎石,根據其生產能力,選用簡易系統制碎石和砂定額。經計算,制碎石單價為77.79 元/m3成品堆方,制砂單價為104.22元/m3成品堆方。

（4）成品料運輸

砂石料篩分完成后運輸至混凝土拌合系統,根據施工組織設計方案,樞紐工程混凝土拌和采用一臺型號2XJ3-1.00的拌和樓,灌區工程采用2臺0.4 m3移動式混凝土攪拌機,砂石料加工系統至樞紐工程拌和樓運輸距離0.1 km,至灌區工程平均運輸距離為15 km。經計算,樞紐工程骨料運輸單價為1.37元/m3成品堆方,灌區工程骨料運輸單價為20.97 元/m3成品堆方。

（5）單價匯總

各工序單價列表匯總見表1。

表1 砂石料工序單價匯總表

4.3 自采砂石料單價計算

4.3.1 覆蓋層清除率

根據石料場開采計劃,覆蓋層清除量4.56萬m3,設計開采粗砂5.83萬m3,碎石6.32萬m3,塊石10.37萬m3,覆蓋層清除率=覆蓋層清除量/設計開采方量=4.56/（5.83+6.32+10.37）=20%。

4.3.2 毛石單價計算

根據施工工藝流程,毛石開采不需二次加工,根據表1,其單價計算步驟為：

（1）×20%+（6）+（7）=9.55×20%+32.68+32.96=67.55元/m3

4.3.3 粗骨料單價計算

樞紐區碎石單價計算公式為：

（1）×20%+（3）+（4）=9.55×20%+77.79+1.37=81.07元/m3

灌區碎石單價計算公式為：

（1）×20%+（3）+（5）=9.55×20%+77.79+20.97=100.67元/m3

4.3.4 細骨料單價計算

樞紐區粗砂單價計算公式為：

（1）×20%+（2）+（4）=9.55×20%+104.22+1.37=107.5元/m3

灌區粗砂單價計算公式為：

（1）×20%+（2）+（5）=9.55×20%+104.22+20.97=127.1元/m3

4.4 外購砂石料單價計算

外購石料場至樞紐工程平均運輸距離約為68 km,至灌區工程平均運輸距離約為58 km。經詢價,該料場砂石料采購原價（除稅價）為砂68 元/m3,碎石65元/m3,塊石55元/m3,考慮運雜費為0.8 元/（t·km）,采購及保管費率為2%,砂石料綜合單價計算見表2。

表2 外購砂石料綜合單價計算表 單位：m3

4.5 料場比選

按照編制規定,套用上文計算出的自采砂石料單價計算工程造價,工程部分靜態總投資為17685.80萬元,套用上文計算出的外購砂石料單價計算工程造價,工程部分靜態總投資為18806.91萬元,比自采砂石料增加1121.11萬元。考慮到外購砂石料不需考慮石料場和砂石料加工廠的臨時征地、水土保持、環境保護,計算專項部分投資共減少195.03 萬元。因此,對于本工程來說,自采砂石料在經濟性上具備優勢。

經實地調查,并與建設單位溝通,石料場擬開采范圍內不存在征地制約因素。另外,雖然外購石料場目前儲量及生產強度能夠滿足本工程要求,但是外業調查證實附近多個項目均在近期有開工計劃,外購砂石料原價容易受市場供求影響而波動,在本項目開工時石料供應及價格存在一定風險。因此,本工程砂石料擬自采加工獲取[5]。

本工程目前已開工建設,石料場自采加工也已有序進行,為工程進度和工程投資的控制提供了較好的保障。

5 結語

水利工程的砂石料來源選擇是一項復雜的工程,需要地質、施工、征地、水保、環保、概算等多個專業的配合,根據施工現場情況及進度要求綜合考慮后選擇適宜的方式獲取,以更好地控制工程造價。