新版鐵路工程隧道定額工區(qū)模式概算編制研究

代中軍

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

引言

隨著我國綜合國力的不斷增強(qiáng)，鐵路基本建設(shè)長大隧道的設(shè)計(jì)施工項(xiàng)目日益增多。長大隧道成為許多鐵路建設(shè)項(xiàng)目的重點(diǎn)控制工程。為縮短建設(shè)工期、同時(shí)滿足其他主體工程的均衡施工，鉆爆法施工長隧短打工法受到青睞。鐵路工程隧道定額以往引入“換算隧長[1]”，開啟了隧道定額編制精細(xì)化的新路子；而新版隧道定額引入“工區(qū)長度”，則進(jìn)一步深化了精細(xì)化定額編制理念、貼近施工現(xiàn)場實(shí)際，可操作性更強(qiáng)。

隧道作為地下工程，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，有軟弱土層[2]、松散破碎圍巖[3]、高壓富水?dāng)鄬覽4]、瓦斯[5]等；經(jīng)過長期科研和施工實(shí)踐，形成了一整套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的施工技術(shù)，如超前小導(dǎo)管支護(hù)[6]、地質(zhì)災(zāi)害防治[7]、監(jiān)控量測[8]等，為造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了基礎(chǔ)資料。

國家鐵路局以“國鐵科法[2017]33號文”發(fā)布14項(xiàng)鐵路工程造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，其中《鐵路工程預(yù)算定額 第三冊 隧道工程》[9](以下簡稱“新版隧道工程預(yù)算定額”)引入工區(qū)模型，較好地適應(yīng)了隧道工程概(預(yù))算編制需求。新版隧道工程預(yù)算定額發(fā)布實(shí)施后，國家鐵路局組織了新造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的使用宣貫[10]，文獻(xiàn)[11]就鐵路隧道定額與概算編制做了進(jìn)一步解釋。但業(yè)內(nèi)人士對工區(qū)長度、運(yùn)距等概念的理解仍持有歧義或爭議。因此，有必要進(jìn)行深入研究，以期還原本輪隧道工程預(yù)算定額的本來面目，達(dá)到正確使用的目的。

1 幾個(gè)重要概念、輔助坑道施工正洞4種工區(qū)模型

1.1 幾個(gè)重要概念的理解

1.1.1 工區(qū)長度

工區(qū)以施工組織設(shè)計(jì)安排為首要條件，工區(qū)長度以工區(qū)分界點(diǎn)至洞口(或輔助坑道口)且應(yīng)取最遠(yuǎn)掘進(jìn)面(即掌子面)的距離計(jì)算，工區(qū)的類型分為正洞本身完成施工和通過輔助坑道完成正洞施工兩種基本形式。

(1)正洞進(jìn)出口工區(qū)

對于未進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)的中短隧道(一般為隧長3 000 m以內(nèi)隧道)，隧長1 000 m以內(nèi)可按1個(gè)獨(dú)立工區(qū)編制，隧長>1 000 m的可按進(jìn)口、出口2個(gè)獨(dú)立工區(qū)各負(fù)擔(dān)隧長50%編制；進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)的長大隧道，正洞工區(qū)由正洞進(jìn)出口和通過平行導(dǎo)坑交替施工時(shí)，其工區(qū)長度應(yīng)按兩者最遠(yuǎn)的掘進(jìn)面至洞口計(jì)算。

當(dāng)正洞進(jìn)出口和通過平行導(dǎo)坑交替施工正洞時(shí)，最遠(yuǎn)施工段落不論是正洞進(jìn)出口完成施工還是通過平行導(dǎo)坑完成施工，正洞進(jìn)出口獨(dú)立工區(qū)和通過平行導(dǎo)坑施工正洞獨(dú)立工區(qū)的長度，按照施工組織安排劃定的分界點(diǎn)(即最遠(yuǎn)掘進(jìn)面)計(jì)算各自的獨(dú)立工區(qū)長度。正洞進(jìn)出口獨(dú)立工區(qū)長度等于正洞獨(dú)立工區(qū)內(nèi)正洞全長，通過平行導(dǎo)坑施工正洞獨(dú)立工區(qū)的長度，等于獨(dú)立工區(qū)內(nèi)正洞全長另加1個(gè)橫通道長度，兩者獨(dú)立工區(qū)長度相差1個(gè)橫通道長度。

(2)過輔助坑道施工正洞工區(qū)

當(dāng)通過斜井、豎井、橫洞施工正洞時(shí)，均應(yīng)視為1個(gè)獨(dú)立工區(qū)，按斜井、豎井、橫洞自身長度加正洞最大獨(dú)頭距離計(jì)算獨(dú)立工區(qū)長度；當(dāng)施工組織設(shè)計(jì)要求必須通過斜井、豎井、橫洞施工同時(shí)向兩個(gè)方向施工正洞時(shí)，可視為兩個(gè)獨(dú)立工區(qū)，工區(qū)長度應(yīng)根據(jù)不同施工方向分別計(jì)算。

本文以斜井為代表來闡明斜井、豎井、橫洞施工正洞獨(dú)立工區(qū)長度。通過斜井施工正洞有3種形式：單向施工正洞，雙向不同時(shí)施工正洞，雙向同時(shí)施工正洞。工區(qū)長度：單向施工正洞按斜井本身長度加正洞長度；雙向不同時(shí)施工正洞按斜井本身長度加其中單向最長正洞的長度；雙向同時(shí)施工正洞分別按斜井本身長度加正洞進(jìn)口或正洞出口方向正洞的長度，以2個(gè)獨(dú)立工區(qū)計(jì)算各自工區(qū)長度。

總之，正洞的開挖按工區(qū)長度計(jì)算費(fèi)用，與每個(gè)基本單元(不足500 m按1個(gè)基本單元計(jì))的實(shí)際位置無關(guān)。

1.1.2 運(yùn)距

運(yùn)距系指本定額出砟、混凝土、材料運(yùn)輸所通過的洞內(nèi)各工區(qū)不同運(yùn)輸條件的段落長度，分為正洞內(nèi)運(yùn)距、正洞通過輔助坑道運(yùn)距、洞外運(yùn)距。本輪隧道定額對正洞運(yùn)輸，正洞通過輔助坑道轉(zhuǎn)、增運(yùn)及洞外增運(yùn)部分均分別編制了定額子目，運(yùn)距按不同運(yùn)輸條件分別套用定額，疊加計(jì)算。

這里，需要對“不同運(yùn)輸條件”“洞內(nèi)工區(qū)段落長度”“輔助坑道轉(zhuǎn)、增運(yùn)”“分別套用定額”“疊加”等用詞進(jìn)行解釋。

(1)不同運(yùn)輸條件：指軌道運(yùn)輸、汽車運(yùn)輸、礦用提升機(jī)運(yùn)輸?shù)取?/p>

(2)洞內(nèi)工區(qū)段落長度：指正洞+輔助坑道形成的工區(qū)運(yùn)輸通道的長度，實(shí)際就是獨(dú)立工區(qū)長度。

(3)輔助坑道轉(zhuǎn)、增運(yùn)：指正洞內(nèi)與輔助坑道段運(yùn)輸方式發(fā)生改變引起工序及工效的改變。即無軌與有軌運(yùn)輸方式改變后，正洞出砟增加的一次裝砟、卸砟和引起運(yùn)輸工效降低的彌補(bǔ)。

(4)分別套用定額：指正洞內(nèi)、通過輔助坑道、洞外等3個(gè)層面分別套用定額。

這里特別需要引起注意：有一種錯(cuò)誤理解，認(rèn)為是“按正洞內(nèi)、通過輔助坑道段、洞外等3個(gè)獨(dú)立段落內(nèi)各自套用定額”。

正確的理解是：獨(dú)立工區(qū)，正洞內(nèi)的出砟運(yùn)距=正洞通過輔助坑道的出砟運(yùn)距=獨(dú)立工區(qū)長度，各自套用洞內(nèi)出砟運(yùn)輸、通過輔助坑道運(yùn)砟運(yùn)輸定額。

通過輔助坑道施工正洞段落，輔助坑道需和施工的正洞一并按獨(dú)立工區(qū)長度考慮，開挖時(shí)輔助坑道長度加大了正洞施工的難度，正洞獨(dú)立工區(qū)長度內(nèi)的所有數(shù)量，分別套用工區(qū)長度≤500 m、工區(qū)長度每增≤500 m定額子目。

洞內(nèi)出砟，應(yīng)注意運(yùn)輸施工組織即運(yùn)輸條件：①當(dāng)通過正洞和輔助坑道全部采用汽車運(yùn)輸時(shí)，輔助坑道是正洞運(yùn)砟通道的一部分，正洞出砟運(yùn)距計(jì)算同正洞開挖，通過輔助坑段落不能只計(jì)其本身長度的增運(yùn)；②當(dāng)正洞出砟采用汽車運(yùn)輸，通過平行導(dǎo)坑改為軌道運(yùn)輸時(shí)，正洞出砟運(yùn)距計(jì)算同正洞開挖，通過平行導(dǎo)坑由汽車運(yùn)輸改為軌道運(yùn)輸段落也不能只計(jì)平行導(dǎo)坑本身長度的增運(yùn)；③當(dāng)正洞出砟采用汽車運(yùn)輸，通過斜井由汽車運(yùn)輸改為軌道運(yùn)輸時(shí)，正洞出砟運(yùn)距計(jì)算同正洞開挖，通過斜井改為軌道運(yùn)輸段落不應(yīng)只按斜井長度套用定額；④豎井、橫通道施工正洞獨(dú)立工區(qū)，同斜井。

疊加：基于獨(dú)立工區(qū)模型有3種情形：一是長度，分基本長度(運(yùn)距)、每增基本長度(運(yùn)距)；二是出砟運(yùn)輸通道的工序和工效引起增加，分洞內(nèi)出砟運(yùn)輸、通過輔助坑道出砟運(yùn)輸?shù)?個(gè)層面；三是運(yùn)輸方式發(fā)生改變需套用相應(yīng)的運(yùn)輸定額。每個(gè)獨(dú)立工區(qū)計(jì)算開挖、出砟、通過輔助坑道轉(zhuǎn)增運(yùn)，均按總數(shù)量套用相關(guān)定額子目。

1.1.3 工區(qū)長度(獨(dú)頭通風(fēng)、管線敷設(shè)距離)

由于通風(fēng)和管線路是按每個(gè)掌子面單獨(dú)設(shè)置配備的，獨(dú)頭通風(fēng)、管線敷設(shè)距離[12]按獨(dú)立工區(qū)洞口至施工最遠(yuǎn)掌子面的長度計(jì)算。

1.2 輔助坑道施工正洞4種工區(qū)模型

1.2.1 通過正洞進(jìn)(出)口和平行導(dǎo)坑交替施工正洞

如圖1所示，正洞承擔(dān)施工段落①、③，通過平行導(dǎo)坑承擔(dān)施工段落②、④。這種通過正洞進(jìn)(出)口和平行導(dǎo)坑交替施工正洞工區(qū)模型，分為2個(gè)獨(dú)立施工工區(qū)：

一是正洞本身負(fù)責(zé)施工，正洞開挖段落①+段落③的數(shù)量=V1+V3，獨(dú)立工區(qū)長度=L1+L2+L3+L4；

二是通過平行導(dǎo)坑施工正洞，正洞開挖段落②+段落④的數(shù)量=V2+V4，獨(dú)立工區(qū)長度=L1+L2+L3+L4+Ln(1個(gè)橫通道長度)。

圖1 通過正洞進(jìn)(出)口和平行導(dǎo)坑施工正洞工區(qū)

1.2.2 通過斜井單向施工正洞

如圖2所示，通過斜井承擔(dān)施工正洞段落⑤，由斜井和正洞段落⑤組成一個(gè)獨(dú)立工區(qū)。獨(dú)立工區(qū)長度=L5+Lx。

圖2 通過斜井單向施工正洞工區(qū)

1.2.3 通過斜井雙向不同時(shí)施工正洞

如圖3所示，通過斜井承擔(dān)施工正洞段落⑥、⑦，由斜井和正洞段落⑥、⑦組成一個(gè)獨(dú)立工區(qū)。由于正洞段落⑦長度大于段落⑥長度，正洞最大獨(dú)頭距離取L7，則獨(dú)立工區(qū)長度=L7+Lx。

圖3 通過斜井雙向不同時(shí)施工正洞工區(qū)

需要注意的是，隧道施工是前進(jìn)方向，在目前大型機(jī)械施工方案采用反向施工是不可取的。

1.2.4 通過斜井雙向同時(shí)施工正洞

如圖4所示，通過斜井同時(shí)承擔(dān)施工正洞段落⑥、⑦，由斜井和正洞段落⑥、斜井和正洞段落⑦分別組成2個(gè)獨(dú)立工區(qū)，有2個(gè)工作面(掌子面)。

圖4 通過斜井雙向同時(shí)施工正洞工區(qū)

同樣需要注意的是，隧道施工采用雙向同時(shí)施工方案存在至少三大缺點(diǎn)：一是投入機(jī)械設(shè)備等多了1套，成本增加；二是采用雙向施工，無論是同時(shí)爆破還是間隔爆破，都存在安全隱患、掌子面相互影響施工導(dǎo)致工效降低和造成施工環(huán)境更差等問題；三是施工進(jìn)度并沒有明顯加快。

1.3 非獨(dú)立明洞+正洞工區(qū)模型

圖5 非獨(dú)立明洞+正洞組成施工工區(qū)

如圖5所示，施工組織設(shè)計(jì)安排由明挖明洞施工段落⑧、正洞施工段落⑨共同組成獨(dú)立工區(qū)。明洞開挖及洞門土石方挖運(yùn)，采用《鐵路工程預(yù)算定額 第一冊 路基工程》[13](TZJ2001—2017)相關(guān)子目，在此不再贅述。獨(dú)立工區(qū)長度=L8+L9。

1.4 工程數(shù)量格式

(1)隧道工程施工組織設(shè)計(jì)工區(qū)劃分(圖6)

(2)隧道工程數(shù)量表格式

為了使工程數(shù)量計(jì)算如實(shí)反映工區(qū)分布情況，與定額編制施工模型一致，涉及工區(qū)長度的工程數(shù)量宜按表1參考格式匯總。

圖6 隧道工程施工組織設(shè)計(jì)工區(qū)劃分

表1 隧道工程數(shù)量表(參考格式)

2 涉及工區(qū)模式的概(預(yù))算編制要點(diǎn)

2.1 涉及工區(qū)的定額子目

新版隧道工程預(yù)算定額與工區(qū)模式關(guān)聯(lián)的定額子目有：洞身開挖，出砟運(yùn)輸，正洞通過輔助坑道出砟運(yùn)輸，混凝土運(yùn)輸(正洞、通過輔助坑道)，材料運(yùn)輸(正洞、通過輔助坑道)等。

2.2 概(預(yù))算編制要點(diǎn)

(1)施工組織設(shè)計(jì)

新版隧道工程預(yù)算定額的編制，引入工區(qū)模型，也就是說，在編制隧道概(預(yù))算前應(yīng)完成隧道施工組織設(shè)計(jì)，根據(jù)工期要求，合理劃分施工工區(qū)。

(2)獨(dú)立工區(qū)長度與洞內(nèi)運(yùn)輸運(yùn)距的關(guān)系

新版隧道工程預(yù)算定額，獨(dú)立工區(qū)長度與洞內(nèi)運(yùn)輸運(yùn)距是相等的關(guān)系。

(3)通過輔助坑道施工正洞，涉及工區(qū)模式洞內(nèi)出砟運(yùn)輸?shù)母?預(yù))算編制應(yīng)按疊加計(jì)算費(fèi)用。

新版隧道工程預(yù)算定額，不再按正洞內(nèi)(取最大獨(dú)頭距離)、輔助坑道內(nèi)取各自長度作為運(yùn)距，以及各自獨(dú)立編制正洞內(nèi)、輔助坑道內(nèi)的運(yùn)輸費(fèi)用，而是納入獨(dú)立工區(qū)精細(xì)化綜合考慮，這是本輪隧道預(yù)算定額的一個(gè)創(chuàng)新。正洞開挖、洞內(nèi)出砟運(yùn)輸、通過輔助坑道出砟運(yùn)輸，其長度或運(yùn)距均按獨(dú)立工區(qū)長度取值并套用定額。

(4)鐵路工程定額與概預(yù)算編制辦法、費(fèi)用定額、材料價(jià)格是鐵路造價(jià)體系的重要組成內(nèi)容。

新版隧道工程預(yù)算定額，同《鐵路基本建設(shè)工程設(shè)計(jì)概(預(yù))算編制辦法(TZJ1001—2017)》(國鐵科法[2017]30號)[14]、《鐵路基本建設(shè)工程設(shè)計(jì)概(預(yù))算費(fèi)用定額(TZJ3001—2017)》(國鐵科法[2017]31號)[15]、《鐵路工程基期材料價(jià)格(TZJ3003—2017)》(國鐵科法[2017]31號)[16]配套使用。

3 概算編制示例

某客運(yùn)專線鐵路隧道工程，隧道斷面有效面積為100 m2，采用鉆爆法施工，洞內(nèi)外采用汽車運(yùn)輸方式。施工組織部分工區(qū)劃分見圖6，正洞進(jìn)口與平行導(dǎo)坑交替施工①～④段落為1個(gè)工區(qū)、斜井和⑤段落為1個(gè)工區(qū)。試編制正洞開挖工程概算，工程數(shù)量見表1。

概算編制示例見表2。

表2 概算編制示例

續(xù)表2單價(jià)編號工作項(xiàng)目或費(fèi)用名稱單位數(shù)量(4)Ⅳ級圍巖延長米1000①開挖m3116000A.開挖m3116000SY-79開挖臺架斷面有效面積>85m2延長米1000SY-83簡易仰拱棧橋斷面有效面積>85m2延長米1000SY-43隧道洞身開挖有效斷面>85m2工區(qū)長度≤500m兩臺階法Ⅳ級圍巖10m311600SY-47×2隧道洞身開挖有效斷面>85m2工區(qū)長度每增500m兩臺階法Ⅳ級圍巖10m311600SY-59正洞汽車出砟隧道斷面有效面積>85m2運(yùn)距≤500m10m311600SY-60×2正洞汽車出砟隧道斷面有效面積>85m2每增500m10m311600SY-66×3正洞通過無軌斜井出砟運(yùn)距每增500m雙車道10m311600SY-326監(jiān)控量測地表下沉與底板沉降個(gè)測點(diǎn)190SY-327監(jiān)控量測拱頂下沉個(gè)測點(diǎn)60B.洞外棄砟增運(yùn)m3116000SY-74×4出砟洞外汽車倒運(yùn)、增運(yùn)洞外運(yùn)距每增500m10m311600

4 結(jié)語

工程定額是工程內(nèi)容完備性和施工組織標(biāo)準(zhǔn)性的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。只有充分把握施工組織設(shè)計(jì)在定額制定和概(預(yù))算編制中的綱領(lǐng)性作用，才能正確理解、準(zhǔn)確使用定額，做好工程概(預(yù))算編制和投資控制工作。

新版隧道定額引入工區(qū)模式，將正洞開挖出砟按500 m長度作為施工組織基本單元進(jìn)行研究，將繁瑣的定額測定數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)化模型進(jìn)行分析提煉，將隧道開挖、出砟、混凝土運(yùn)輸、材料運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)集成為工區(qū)長度模式，將通風(fēng)及管線路按洞口至實(shí)際施工掌子面最遠(yuǎn)長度計(jì)量。充分考慮了施工難度在概(預(yù))算編制和投資控制中的合理因素，體現(xiàn)了定額編制工作精細(xì)化理念，使新版定額更加科學(xué)、簡明、適用。

鐵路工程造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)政策性強(qiáng)(如“營改增”[17])、自身體系[18]及其發(fā)展戰(zhàn)略[19]既要適應(yīng)成熟的施工技術(shù)，又需開展前瞻性研究；中國鐵路總公司作為企業(yè)及時(shí)發(fā)布補(bǔ)充定額[20]，滿足了行業(yè)需求。

定額作為造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)性組成內(nèi)容之一，其中的概念只能有一種科學(xué)合理的解釋。