鐵路隧道標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)研究

郭劍勇

（鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 城交分院，天津 300251）

鐵路隧道標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)研究

郭劍勇

（鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 城交分院，天津 300251）

本文提出通過分類編碼的數(shù)據(jù)管理模式實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)的思路，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)程序架構(gòu)，研究鐵路隧道結(jié)構(gòu)分類編碼，建立隧道工程數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，規(guī)范隧道設(shè)計(jì)中工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)環(huán)節(jié)的工作流程，增強(qiáng)隧道結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互性和共享性，提高鐵路隧道工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度以及快捷性和準(zhǔn)確性。

隧道；標(biāo)準(zhǔn)化；工程數(shù)量；分類編碼

工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)是鐵路隧道設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是目前設(shè)計(jì)工作中標(biāo)準(zhǔn)化程度較低的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)者需要投入大量時(shí)間對(duì)工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)中繁雜的工項(xiàng)進(jìn)行分類、計(jì)算、校核和匯總，期間任何一個(gè)微小的紕漏都可能引起較大誤差，從而造成大面積復(fù)核返工，嚴(yán)重影響工作效率。因此，開展鐵路隧道工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化研究，對(duì)于提高隧道專業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量水平、工作效率有著重要的意義。

國(guó)內(nèi)很多同行業(yè)者在相關(guān)問題上做了很多有益的研究：劉日成、張芹、王育奎研究了基于隧道運(yùn)營(yíng)管理的需求隧道土建結(jié)構(gòu)的分類編碼[1]；楊毅秋，曾國(guó)保通過數(shù)據(jù)庫(kù)管理探索了軌道交通標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的方法[2]；方昱，劉開云采用分類編碼的方式開發(fā)了隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析與管理系統(tǒng)[3]；毛寧運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)原理研究了鐵路站場(chǎng)工程數(shù)量自動(dòng)化計(jì)算的方法[4]；胡發(fā)宗初步探討了關(guān)于勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化工程數(shù)量的編碼庫(kù)規(guī)則[5]。上述研究結(jié)果表明，通過數(shù)據(jù)管理模式實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)的思路是可行的。

1 需求分析

工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)是工程計(jì)價(jià)的基本依據(jù)，也是鐵路隧道設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，工程數(shù)量計(jì)算的準(zhǔn)確與否，直接影響工程造價(jià)的準(zhǔn)確性，以及工程建設(shè)的投資控制。目前，對(duì)于大多數(shù)設(shè)計(jì)者而言，工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)主要依靠手工計(jì)算結(jié)合辦公計(jì)算軟件Excel進(jìn)行完成。

標(biāo)準(zhǔn)化需求。鐵路隧道設(shè)計(jì)工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)中涉及的工項(xiàng)繁多，計(jì)算過程復(fù)雜，有必要采用一些標(biāo)準(zhǔn)化的方法進(jìn)行規(guī)范和簡(jiǎn)化。例如對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)、通用圖設(shè)計(jì)等具有重復(fù)性特征的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)成套存儲(chǔ)、讀取、使用，可以大大減少設(shè)計(jì)者的工作量。此外，對(duì)工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)過程中的工項(xiàng)名稱、計(jì)算方法、模板格式、約定細(xì)則等內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，可以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)效率，方便開展后續(xù)工作。

準(zhǔn)確性和快捷性需求。在隧道設(shè)計(jì)中，就單個(gè)隧道而言，需要統(tǒng)計(jì)的工項(xiàng)數(shù)量少則數(shù)百項(xiàng)，多則上千項(xiàng)，設(shè)計(jì)者必須依據(jù)計(jì)算過程的內(nèi)在聯(lián)系，分清主次關(guān)系，統(tǒng)籌安排計(jì)算程序，完成整個(gè)過程耗時(shí)又耗力。在計(jì)算工程量時(shí)，不僅要求設(shè)計(jì)者熟悉施工圖紙及工程量計(jì)算規(guī)則，還要掌握工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)表格中每個(gè)分項(xiàng)工程的工作內(nèi)容和范圍，以避免重復(fù)列項(xiàng)及漏項(xiàng)。要想準(zhǔn)確而快捷的完成數(shù)量統(tǒng)計(jì)，就需要借助程序和數(shù)據(jù)庫(kù)來替代一部分手工計(jì)算的工作。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鐵路隧道標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)計(jì)算匯總3個(gè)模塊，如圖1所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入模塊。該模塊主要功能是將隧道設(shè)計(jì)的詳細(xì)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)。所有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)歸納為暗洞數(shù)據(jù)、明洞數(shù)據(jù)、洞門及附屬數(shù)據(jù)、輔助坑道數(shù)據(jù)4大類，另外設(shè)置數(shù)據(jù)接口用以導(dǎo)入和隧道襯砌類型劃分緊密相關(guān)的地質(zhì)圍巖數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)隧道地質(zhì)數(shù)據(jù)交換功能。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊。該模塊負(fù)責(zé)讀取、編輯、存儲(chǔ)具有標(biāo)準(zhǔn)性特征的模板和數(shù)據(jù)，包括標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)模板、各工項(xiàng)每延米的單量、工項(xiàng)編碼等。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)模板由若干工項(xiàng)組成，每一個(gè)工項(xiàng)對(duì)應(yīng)工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)中隧道結(jié)構(gòu)的一個(gè)基本實(shí)體單元，每一個(gè)工項(xiàng)都有唯一的工項(xiàng)編碼作為數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。此外，在數(shù)據(jù)庫(kù)中可以對(duì)工項(xiàng)和工項(xiàng)編碼進(jìn)行擴(kuò)展、刪除、編輯。

數(shù)據(jù)計(jì)算匯總模塊。該模塊先對(duì)單個(gè)隧道所有工項(xiàng)進(jìn)行數(shù)量匯總，然后對(duì)符合條件的多個(gè)隧道的所有工項(xiàng)進(jìn)行累加匯總。例如，可以將某隧道群中長(zhǎng)度介于1 km～2 km之間的所有隧道工程數(shù)量匯總，或者將該隧道群位于某省界內(nèi)的所有隧道工程數(shù)量匯總，隧道長(zhǎng)度和省界均可作為匯總設(shè)定條件。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 分類原則

鐵路隧道結(jié)構(gòu)分類與編碼可以提高隧道工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)中數(shù)據(jù)生成、組織、交互與存儲(chǔ)的效率，是實(shí)施隧道標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

穩(wěn)定性原則。隧道結(jié)構(gòu)分類應(yīng)當(dāng)以目前各類隧道設(shè)計(jì)施工中具有共性的隧道基本結(jié)構(gòu)和施工基本流程作為信息分類的基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)，分類體系應(yīng)建立在基本結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變的基礎(chǔ)上。

兼容性原則。隧道結(jié)構(gòu)分類必須考慮到工程項(xiàng)目各參與方所應(yīng)用的已有的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)編碼體系實(shí)際情況，分類體系應(yīng)能滿足不同參與方能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換的需求。

邏輯性原則。隧道結(jié)構(gòu)分類體系中子類的設(shè)置有著極強(qiáng)的邏輯性，即要求同一層面上各個(gè)子類必須得互相排斥或者互不干涉。

實(shí)用性原則。隧道結(jié)構(gòu)分類應(yīng)從隧道設(shè)計(jì)施工系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，結(jié)合具體的工程環(huán)境中進(jìn)行全局考慮。這體現(xiàn)在隧道結(jié)構(gòu)的分類標(biāo)準(zhǔn)和方法的選取上，應(yīng)綜合考慮鐵路隧道標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)便捷的實(shí)用性原則。

可擴(kuò)展性分類原則。目前，隨著鐵路建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，鐵路隧道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)也在發(fā)生日新月異的變化，施工工序、施工工藝、工程材料必然會(huì)有增加更新的需求，因此，隧道結(jié)構(gòu)分類應(yīng)當(dāng)具備可擴(kuò)展性特點(diǎn)，以滿足隨時(shí)可能產(chǎn)生的新的隧道結(jié)構(gòu)分類單元和分類規(guī)則。

3.2 編碼方法與編碼管理

基于工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)便捷性的前提，以隧道結(jié)構(gòu)組成為基本分類單元，以鐵路隧道的施工流程特點(diǎn)和規(guī)律為依據(jù)，首先對(duì)基本結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行系統(tǒng)性排序，然后按照以下原則和方法分類。

一致性編碼原則。為了便于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，在工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)表中，任何一行數(shù)據(jù)只有唯一的工項(xiàng)編碼與之對(duì)應(yīng)，與此同時(shí)一個(gè)工項(xiàng)編碼只能對(duì)應(yīng)工程數(shù)量表中唯一的一行數(shù)據(jù)[6]。

按照隧道結(jié)構(gòu)的功能特點(diǎn)分類。鐵路隧道的不同結(jié)構(gòu)具有不同的功能和特點(diǎn)，而在工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)中，具有功能差異性的不同結(jié)構(gòu)往往需要分類統(tǒng)計(jì)。例如，隧道含正洞和輔助坑道兩大類，正洞可分為洞門和洞身兩類。正洞和輔助坑道、洞門和洞身的功能性不同，在實(shí)際數(shù)量統(tǒng)計(jì)中均會(huì)采用分開統(tǒng)計(jì)的方法。

按照隧道結(jié)構(gòu)的工序組成分類。鐵路隧道按照結(jié)構(gòu)組成和施工工序特點(diǎn)可以分解為若干基本結(jié)構(gòu)單元，這些基本結(jié)構(gòu)單元的劃分是工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)。例如，隧道暗洞根據(jù)其構(gòu)成可分為初期支護(hù)類、二次襯砌類、仰拱填充類等。

按照實(shí)體單元工藝和規(guī)格分類。鐵路隧道結(jié)構(gòu)由一系列基本的工程材料實(shí)體單元構(gòu)成，這些實(shí)體單元是工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)的基本單元。例如：鋼管可劃分為140 mm×5 mm熱軋無縫鋼管、114 mm×6 mm熱軋無縫鋼管、108 mm×6 mm熱軋無縫鋼管等。

隧道結(jié)構(gòu)編碼如圖2所示。

圖2 隧道結(jié)構(gòu)編碼

3.3 工程實(shí)例

基于工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)的便捷性，采用層次分類法，將隧道結(jié)構(gòu)分成8級(jí)，逐級(jí)遞進(jìn)細(xì)化，以京沈高速鐵路隧道施工圖工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)表（部分）為例予以說明，見表1。

表1 京沈高速鐵路工程數(shù)量編碼表（部分）

4 結(jié)束語

本文提出了通過分類編碼的數(shù)據(jù)管理模式實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)的思路。對(duì)隧道結(jié)構(gòu)工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)工項(xiàng)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化分類編碼，建立了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以在不同建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的隧道設(shè)計(jì)工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)環(huán)節(jié)中使用，增強(qiáng)了隧道結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的交互和共享。隧道標(biāo)準(zhǔn)化工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量統(tǒng)計(jì)模板、計(jì)算方法、輸入輸出格式，最大程度的規(guī)范了工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)的操作細(xì)節(jié)，在實(shí)際應(yīng)用中可以提高數(shù)量統(tǒng)計(jì)的快捷性與準(zhǔn)確性，從而提高工作效率。

[1] 劉日成，張 芹，王育奎.隧道土建結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分類與編碼研究[J].隧道建設(shè)，2011，31（2）：71-75.

[2]楊毅秋，曾國(guó)保，李 說.軌道交通標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)及研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2013，175（6）：88-91.

[3]方 昱，劉開云.隧道監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].隧道建設(shè)，2010，30（3）：231-234.

[4]毛 寧.鐵路站場(chǎng)工程數(shù)量自動(dòng)化計(jì)算的研究[J].鐵路運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2005，27（10）：85-88.

[5]胡發(fā)宗.勘測(cè)設(shè)計(jì)一體化工程數(shù)量編碼庫(kù)規(guī)則的探討[J].鐵路工程造價(jià)管理，2005（1）：20-22.

[6]中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部.數(shù)據(jù)分類與編碼基本原則與方法[S].北京：中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部，2005.

責(zé)任編輯 陳 蓉

Standardized Engineering Quantity Statistics System for railway tunnel

GUO Jianyong
( Urban Rail Transit System Design and Research Sub-institute, Group Corporation, Tianjin 300251, China )

This paper presented ideas of achieving standardized engineering quantity statistics by classifying and coding data management model, designed a procedural framework of standardized engineering quantity statistics, studied the classif i cation and coding for railway tunnel structure, established a standard database of engineering quantity, standardized work processes of engineering quantity statistics link in tunnel designing, enhanced interactivity and sharing of standard data for tunnel structure, improved the degree of standardization, accuracy and fast of engineering quantity statistics for railway tunnel.

tunnel; standardized; engineering quantity; classif i cation coding

U25∶TP39

A

1005-8451（2014）12-0030-03

2014-06-11

郭劍勇，工程師。