鉆爆法隧道項(xiàng)目成本管理的核心與實(shí)踐

李仲峰

摘 要：通過某鐵路隧道工程采用鉆爆法施工的隧道超挖及欠挖對成本管理的影響分析及采取的管理措施，闡明了鉆爆法隧道工程施工中成本管理的核心是嚴(yán)格控制隧道的超挖和欠挖，采取光面爆破開挖控制技術(shù)，隧道斷面開挖輪廓成型良好，超挖及欠挖得到有效控制，達(dá)到了有效控制工程成本的目的。

關(guān)鍵詞：隧道；成本；核心；實(shí)踐

引言

成本管理是施工企業(yè)管理的一個重要組成部分，關(guān)系到企業(yè)的生存和發(fā)展。強(qiáng)化企業(yè)成本管理，是企業(yè)降低消耗，增加利潤，提高經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展戰(zhàn)略。成本管理是項(xiàng)目管理的核心內(nèi)容之一，其好壞直接關(guān)系項(xiàng)目的成敗。本文結(jié)合某鐵路鉆爆法隧道項(xiàng)目施工成本管理內(nèi)容，通過對隧道超欠挖過程控制管理，達(dá)到減支增效，節(jié)約成本，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 工程項(xiàng)目成本管理方法

1.1 成本管理目標(biāo)與機(jī)制

⑴制定項(xiàng)目成本控制目標(biāo)，在目標(biāo)框架下編制成本控制計(jì)劃，并分解到各單位及分項(xiàng)工程，對投入的人工費(fèi)、使用的材料費(fèi)及機(jī)械使設(shè)備和臨時工程設(shè)施等費(fèi)用進(jìn)行分解及預(yù)測，形成成本控制目標(biāo)計(jì)劃。

⑵制定施工現(xiàn)場“責(zé)任成本”管理激勵機(jī)制，以充分調(diào)動現(xiàn)場各級管理人員和作業(yè)人員在成本管理中的積極性。

1.2 成本管理要素與實(shí)施控制措施

1.2.1成本管理要素

⑴審查設(shè)計(jì)，結(jié)合現(xiàn)場施工調(diào)查邊界條件，尋找降低成本的技術(shù)方案。

⑵結(jié)合項(xiàng)目工程特點(diǎn)，優(yōu)先采用“新材料、新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)”，以達(dá)到增效降耗。

⑶強(qiáng)化材料采購及使用過程控制，降低材料使用費(fèi)用。材料費(fèi)用占整個項(xiàng)目費(fèi)用的比重大，控制材料成本是現(xiàn)場成本控制的重要內(nèi)容，從材料招標(biāo)采購、計(jì)量驗(yàn)收、限額領(lǐng)料及使用、余料回收利用、減少損耗等落實(shí)材料節(jié)超管理措施。同時加強(qiáng)施工過程各環(huán)節(jié)和管理控制，限額和定量供應(yīng)使用材料。

⑷合理配置機(jī)械設(shè)備，降低機(jī)械使用費(fèi)用。施工機(jī)械配置按“滿足施工生產(chǎn)需、性能安全可靠、易維修保養(yǎng)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用及適應(yīng)能力強(qiáng)”的原則綜合考慮，從機(jī)械配套的整體能力入手，實(shí)現(xiàn)各單機(jī)的機(jī)械性能與整體生產(chǎn)能力相匹配，達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又合理的最佳組合，優(yōu)先選用經(jīng)濟(jì)合理的節(jié)能型設(shè)備。

⑸強(qiáng)化組織管理，合理勞動力投入，降低人工成本。實(shí)行目標(biāo)管理，提高管理人員的管理素質(zhì)，選好、用好外部勞務(wù)隊(duì)伍，制定有效的獎罰制度，充分調(diào)動管理人員及作業(yè)人員的積極性與能動性。

⑹提高產(chǎn)品安全與質(zhì)量，降低工程成本。安全生產(chǎn)是企業(yè)永恒的主題，質(zhì)量是企業(yè)的生命，成本管理與安全和質(zhì)量息息相關(guān)，沒有安全和質(zhì)量就談不上成本。

1.2.2落實(shí)成本管理措施

⑴落實(shí)成本管理責(zé)任制。

⑵增強(qiáng)成本管理理念，全員參與成本管理。

⑶強(qiáng)化成本過程管控與核算。

⑷落實(shí)成本管理考核制度。

2 鉆爆法隧道施工中影響成本的因素

鉆爆法隧道施工超挖或欠挖是不可避免的。但在實(shí)際實(shí)施過程中，部分管理及作業(yè)人員對隧道的超、欠挖的認(rèn)識不夠，現(xiàn)場疏于管理，以致隧道開挖成型質(zhì)量較差，超挖或欠挖嚴(yán)重，不利于隧道結(jié)構(gòu)安全，同時投入不必要的人力、物力和機(jī)械設(shè)備，額外增加了工程成本。

隧道超挖除增加設(shè)計(jì)輪廓外的石渣運(yùn)，同時超挖部分需采用支護(hù)和噴混凝土回填，勢必造成人工、材料的浪費(fèi)，欠挖則要進(jìn)行二次處理，對因欠挖處理更加容易造成更大的超挖，對隧道工程的成本造成關(guān)鍵性影響，同時超挖或欠挖給后續(xù)施工工序作業(yè)帶來相互干擾和影響文明施工形象。

根據(jù)研究和調(diào)查的結(jié)果表明，在鉆爆法隧道施工中，影響超挖及欠挖的因素主要有以下方面：測量放線的準(zhǔn)確性、鉆孔的精度、爆破技術(shù)、地質(zhì)條件等。

2.1 測量放樣的影響

隧道開挖輪廓線的準(zhǔn)確與否，直接影響作業(yè)人員司鉆的定位。中線和高程的偏差，造成斷面輪廓偏差，會造成斷面開孔輪廓不圓順，成型效果差。斷面輪廓測量放樣的的準(zhǔn)確首先保證中線和標(biāo)高的準(zhǔn)確，并通過科學(xué)先進(jìn)的方法來保證輪廓線位置的準(zhǔn)確，減少對超欠挖的影響，結(jié)合技術(shù)的發(fā)展，優(yōu)先采用斷面測量儀器對現(xiàn)場開挖輪廓進(jìn)行放樣，盡可能減少人為因素對斷面輪廓線放樣的影響。

2.2周邊眼鉆孔精度的影響

周邊眼鉆孔的偏差是產(chǎn)生超欠挖的主要原因，鉆孔的偏差有：開眼偏差<即開眼中心與設(shè)計(jì)孔位中心之間的偏差>、方向偏差<即開眼方向與隧道設(shè)計(jì)軸向輪廓線之間的偏差>、巖石內(nèi)的附加偏差<即由于巖層產(chǎn)狀或巖石節(jié)理原因造成鉆孔后的偏差加大量>。

開眼偏差多半是引起欠挖的主要因素；方向偏差多半是引起超挖的主要因素。在方向偏差中，又包含有因使用鑿巖機(jī)而產(chǎn)生的不可避免的偏差，這種偏差隨鉆孔深度增加而增加，如下圖1人工手持鑿巖鉆機(jī)機(jī)體引起的周邊眼偏差示意圖。

引起鉆孔偏差的原因，除不可避免的方向偏差（如鑿巖機(jī)引起的）外，主要是受操作工人的操作水平與工作責(zé)任心有關(guān)。

2.3 爆破技術(shù)的影響

爆破產(chǎn)生的超欠挖主要是爆破參數(shù)不合理所致，其中包括：

⑴未使用光面爆破控制技術(shù)；

⑵周邊孔裝藥量過大，爆破時產(chǎn)生圍巖大塊坍落，引起超挖；

⑶周邊孔炮孔間距不合理，產(chǎn)生超挖或欠挖，如下圖2周邊眼間距對隧道超欠挖的影響示意圖。

在爆破作業(yè)中，爆破產(chǎn)生的超挖量要大于鉆孔產(chǎn)生的超挖量，但兩者都是產(chǎn)生超挖的主要原因。而在光面爆破中，則鉆孔產(chǎn)生的超挖量遠(yuǎn)大于爆破產(chǎn)生的超挖量。按“新奧法”原則施工，實(shí)行光面爆破或預(yù)裂爆破等控制爆破措施是控制超欠挖的有效方法。

2.4地質(zhì)條件的影響

地質(zhì)條件是客觀存在的，它是確定爆破參數(shù)的基本依據(jù)。地質(zhì)條件是隨著不同的開挖進(jìn)展而不盡相同。在現(xiàn)場施工中，應(yīng)根據(jù)上循環(huán)及當(dāng)前地質(zhì)爆破效果調(diào)整爆破參數(shù)，如鉆孔方位和角度，或適當(dāng)調(diào)整周邊孔的參數(shù)。爆破作業(yè)后由于圍巖應(yīng)力的釋放，造成巖石節(jié)理張開，隧道圍巖的穩(wěn)定性破壞，石塊脫離巖層，在清幫找頂時，形成一定范圍的坍塌和剝落，從而造成超挖。此超挖量隨著支護(hù)封閉圍巖時間推遲而增加。在“新奧法”中的及早封閉圍巖的施工原則，開挖后及時進(jìn)行初噴，在早期束縛隧道圍巖的應(yīng)力釋放，將圍巖與支護(hù)封閉層形成共同承載圈，從而保證隧道圍巖的穩(wěn)定性。

2.5欠挖對隧道成本的影響

超挖對隧道成本的影響遠(yuǎn)大于欠挖。但不能說欠挖可以忽視，在一定條件下，如果沒有其它輔助設(shè)施消除欠挖，而是用鉆孔補(bǔ)炮的方法來消除欠挖，則欠挖預(yù)示著更大的超挖，因?yàn)殂@孔對欠挖進(jìn)行處理往往爆破下比欠挖量多倍的巖石，如圖3欠挖處理造成的超挖示意圖。并且處理欠挖就是一個鉆爆循環(huán)，從而造成人工、材料的超額消耗。

從以上影響因素中，在相同地質(zhì)條件下，鉆孔精度和爆破技術(shù)對超欠挖的影響最大，控制超欠挖的重點(diǎn)是加強(qiáng)施工管理，控制鉆孔精度和爆破技術(shù)。

3 工程實(shí)踐

3.1工程簡況

某高速鐵路隧道工程于低山丘陵區(qū)，地勢起伏較大，自然坡度一般為30～40°，局部溝谷坡度可達(dá)45°。隧道洞身穿越的巖層主要為羅系梨山組砂礫、泥質(zhì)砂巖、石質(zhì)砂巖、夾含礫砂巖，局部含炭質(zhì)、夾煤線、灰黃、青灰色，巖體較完整，局部節(jié)理發(fā)育。隧道全長5096m，洞口段處于Ⅳ、Ⅴ級圍巖，其余為以Ⅱ、Ⅲ級圍巖為主，Ⅱ、Ⅲ級圍巖占隧道全長的75%。

采用鉆爆法分別由進(jìn)出口施工，洞口Ⅳ、Ⅴ級圍巖段采用臺階法施工，Ⅱ、Ⅲ級圍巖采用全斷面法施工。

3.2光面爆破實(shí)施

3.2.1光面爆破前隧道斷面超欠挖情況

Ⅱ、Ⅲ級圍巖光面爆破實(shí)施前隧道超挖情況如下圖4隧道開挖斷面測量示意圖：

從檢查的開挖斷面輪廓及數(shù)據(jù)反映，隧道普遍存在超挖，最大超挖達(dá)44cm，平均線性超挖在20cm左右，根據(jù)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)斷面測算，每延米超挖量達(dá)5.3～6.2m3。

3.2.2光面爆破后隧道斷面超欠挖情況

Ⅱ、Ⅲ級圍巖光面爆破實(shí)施前隧道超挖如下圖5隧道光面爆破效果圖、圖6光面爆破后隧道開挖斷面檢查示意圖：

實(shí)施光面爆破后，隧道輪廓最大超挖達(dá)15cm，平均線性超挖在9cm左右，平均每延米超挖量在2.52m3。

3.3 Ⅱ、Ⅲ級圍巖光面爆破實(shí)施前后濟(jì)效益對比

3.3.1 光面爆破前后超挖量對比

通過對光面爆破前后斷面測量分析，采用光面爆破后每延米隧道開挖超挖量下降50%以上效果明顯。

3.3.2工序作業(yè)時間對比

隧道開挖采用的爆破方式施工工序作業(yè)時間詳見下表1隧道開挖施工作業(yè)時間對比表所示。

通過基本相同的邊界條件下對光面爆破前后工序作業(yè)時間統(tǒng)計(jì)對比分析，從上表作業(yè)時間可看出，工序時間相差較大的主要是出碴及初期支護(hù)時間，綜合每循環(huán)綜合作業(yè)時間相差約2小時（光面爆破比普通爆破作業(yè)時間間縮短2小時）。

3.3.3常規(guī)爆破與光面爆破火工品（爆炸物品）消耗及費(fèi)用對比

根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)總結(jié)及分析，掏槽眼、輔助眼、底板眼等設(shè)計(jì)基本相同，僅對外圈眼（周邊眼藥量進(jìn)行對比），詳見下表2外圈眼（周邊眼）爆破鉆孔及火工品消耗對比表所示。

通過上表統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)施光面爆破的周邊眼火工品總費(fèi)用較常規(guī)爆破施工少260元，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，按平均進(jìn)尺3.1m計(jì)，每1000m隧道采用光面爆破節(jié)省費(fèi)用1000/3.1*260=83871元，但火工品的費(fèi)用在不同地區(qū)其價格相差較大。

3.3.4錨噴支護(hù)量

根據(jù)現(xiàn)場對光面爆破前后噴混凝土量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對比數(shù)據(jù)如下表3光面爆破前后初期支護(hù)混凝土對比表所示。

使用光面爆破后實(shí)際噴混凝土消耗量降低：9.7-6.8=2.9m3，按每立方投入500元計(jì)，每延米投入費(fèi)用1450元，每1000米隧道增加投入多達(dá)145萬元。

綜上所述，鉆爆法隧道成本管理的核心體現(xiàn)的對隧道超挖的管理，其直接影響項(xiàng)目的成本投入而導(dǎo)致項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益不理想。

4 鉆爆法隧道成本控制措施

鉆爆法隧道要完全避免超挖是不可能實(shí)現(xiàn)的，但可以通過施工工藝技術(shù)和管理措施等手段最大限度減少超挖和欠挖，達(dá)到降低工程成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

4.1 提高認(rèn)識，強(qiáng)化現(xiàn)場施工過程控制管理

從思想上提高認(rèn)識，做好隧道超欠挖是項(xiàng)目成本管理的前提條件之一。在隧道開挖施工中，首先建立完善的管理制度，實(shí)施過程依從制度管理，層層落實(shí)現(xiàn)場施工組織安排、施工過程跟蹤優(yōu)化等措施，應(yīng)從以下方面考慮：

⑴有一個科學(xué)合理的施工方案，實(shí)施前做好管理及作業(yè)人員的思想意識教育、業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，使全員有成本管理意識，以確保制定的方案在現(xiàn)場得到有效實(shí)施；

⑵優(yōu)先考慮采用便于操作且精度高、有良好性能的鉆孔機(jī)械及測量儀器，并嚴(yán)格控制斷面的測量放線精度，特別是避免隨意放大或縮小斷面的現(xiàn)象，以確保測量及鉆孔就位準(zhǔn)確；

⑶嚴(yán)格控制鉆孔精度，重點(diǎn)是控制周邊孔的外插角、開孔偏差以及炮眼在斷面分布的均勻性，認(rèn)真落實(shí)各層級各崗位的崗位職責(zé)；

⑷必須采用控制爆破（光面爆破、預(yù)裂爆破等），通過工程類比和現(xiàn)場試驗(yàn)，對爆破效果進(jìn)行動態(tài)管理，根據(jù)每循環(huán)爆破效果對爆破參數(shù)進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化；

⑸強(qiáng)化現(xiàn)場施工組織管理，推行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，責(zé)任層層落實(shí)到各級管理及作業(yè)人員。

4.2 充分利用隧道“新奧法”原理，采取有效施工工藝技術(shù)，減少超挖和欠挖

“新奧法”施工的基本原則 “控制爆破、及時支護(hù)、監(jiān)控量測”與隧道超挖和欠挖有著直接的關(guān)系，其中的“控制爆破”更是隧道超挖和欠挖控制的重點(diǎn)。“控制爆破”不但需鉆孔質(zhì)量準(zhǔn)確，炮孔誤差在可控范圍內(nèi)，同時確保隧道開挖輪廓成型質(zhì)量良好，減少爆破對周邊圍巖的擾動影響?！凹皶r支護(hù)”是指及早封閉圍巖，避免圍巖的應(yīng)力過度釋放，以減少因變形造成的超挖量。

4.3 改變“寧超不欠”的思想

在隧道開挖超挖施工技術(shù)研究中，對 “寧超不欠”觀點(diǎn)，應(yīng)理解為超挖是不應(yīng)超出項(xiàng)目管理制定的目標(biāo)范圍，且其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)高于國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合單位的施工水平及能力，隧道超挖及欠挖應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。

在現(xiàn)場實(shí)施中，應(yīng)在“少超不欠”的施工原則。采用先進(jìn)及優(yōu)化的施工工藝技術(shù)降低因人為因素造成的偏差對超欠挖的影響降低。

4.4強(qiáng)化過程及目標(biāo)考核

鉆爆法隧道因超欠挖引起主要的成本投入是因隧道開挖成型不理想、超挖量大、后續(xù)工序?qū)嵤┕ばУ?、軟巖段受力結(jié)構(gòu)不好等造成極大的噴混凝土支護(hù)量大，噴混凝土回彈量大、額外增加了二次混凝土回填等費(fèi)用，且隧道鉆爆法開挖受人為因素影響較大，除通過加強(qiáng)過程控制管理外，應(yīng)結(jié)合成本管理目標(biāo)內(nèi)容，明確目標(biāo)考核（獎罰）內(nèi)容，增強(qiáng)各層級管理及作業(yè)人員的責(zé)任心和工作積極性，以達(dá)到降低消耗，增加項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益的目的。

5 結(jié)束語

項(xiàng)目成本管理的內(nèi)容涉及到多個方面，其貫穿于項(xiàng)目管理活動的全過程，從項(xiàng)目施工準(zhǔn)備、施工階段、竣工驗(yàn)收階段，每個環(huán)節(jié)都離不開成本管理工作。本文就鉆爆法隧道施工隧道超挖及欠挖控制的好壞對項(xiàng)目成本的影響及采取的措施進(jìn)行闡述，闡明鉆爆法成本管理的核心是嚴(yán)格控制隧道的超挖和欠挖，通過有效實(shí)施光面爆破技術(shù)，有效地控制了隧道的超挖和欠挖，從而降低消耗，減少不必要的成本投入，提高項(xiàng)目的效益。對隧道超挖和欠挖雖不能做到不超也不欠，從現(xiàn)場施工管理、工藝技術(shù)、設(shè)備等采取有效的措施，可以控制在一定范圍之內(nèi)，達(dá)到降低項(xiàng)目成本的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]《中國隧道及地下工程修建技術(shù)》王夢恕等著 人民交通出版社 2010.5

[2]《工程項(xiàng)目管理》陳勇，曲賾勝、劉坤、熊輝著 清華大學(xué)出版社2016.5

（作者單位：中鐵十局集團(tuán)有限公司）