淺析小斷面隧洞開挖單價的編制要點

萬佳俊

(中國三峽建設(shè)管理有限公司，四川 成都 610000)

烏東德水電站是金沙江下游4個水電梯級中的最上游梯級，電站以發(fā)電為主，兼顧防洪，總裝機(jī)容量10 200 MW。工程為Ⅰ等大((1))型工程，樞紐工程主體建筑物由擋水建筑物、泄水建筑物、引水發(fā)電建筑物等組成，其中大壩為混凝土雙曲拱壩。大壩工程在招標(biāo)階段共布置4條洞徑為9 m×7 m和1條洞徑為4.5 m×5.2 m的施工支洞。施工過程中，隨著勘察手段不斷完善及設(shè)計認(rèn)識的深入，在充分考慮現(xiàn)場施工條件的情況下，參建各方對施工通道進(jìn)行了重新規(guī)劃，共增加了10條洞徑為4.5 m×5.2 m和1條洞徑為7 m×6 m的施工支洞。10條洞徑為4.5 m×5.2 m的施工支洞長度在160～320 m，點多面小量也小，單位開挖成本增大，承發(fā)包雙方均認(rèn)為同型隧洞洞挖投標(biāo)價不適用于新增的同型施工支洞，而洞挖新單價編制過程中各項參數(shù)的選取和計算成為了雙方爭議的焦點。

查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)針對隧洞石方開挖施工技術(shù)的研究較多，但對隧洞石方開挖單價編制的研究較少。王例珊[1]對概(估)算編制階段水利工程隧洞石方開挖單價中存在的漏攤超挖量、施工附加量及“第三方爆破服務(wù)費”不規(guī)范等問題進(jìn)行了分析研究，并提出了解決建議；孟江紅、陳端[2]等以某水利工程發(fā)電引水隧洞為例分析了平洞石方開挖概算單價的編制要點；易德軍[3]對中小斷面長隧洞造價預(yù)算編制提出了應(yīng)注意出渣工序及一次支護(hù)二次襯砌作業(yè)中通風(fēng)排煙費用的攤銷、隧洞回車道開挖費用的攤銷等問題；《水電工程造價指南(第三版)-專業(yè)卷》(簡稱《指南》)中對影響隧洞石方開挖單價的各項因素的定義、單價編制步驟及應(yīng)注意的問題有比較詳細(xì)的敘述，并給出了概算單價編制算例[4]。此類研究多偏向于理論和概(估)算，對預(yù)算單價的編制有一定的指導(dǎo)，但工程造價最終要落地到預(yù)(結(jié))算單價上，在投標(biāo)和工程施工階段，如何考慮這些影響因素并將其數(shù)值化后計入單價，才是基層造價人員應(yīng)考慮的首要問題。

洞挖費用在隧洞工程總費用中占比可達(dá)30%～70%，在很大程度上影響著隧洞工程項目的經(jīng)濟(jì)效益，這在以洞挖為主的小斷面隧洞工程項目上尤為之甚。因此，洞挖項目的準(zhǔn)確定價至關(guān)重要，造價人員在編制隧洞洞挖單價時除應(yīng)仔細(xì)研究施工方案外，還應(yīng)充分考慮影響單價的各項主要因素。這里以烏東德大壩工程新增右岸L2號施工支洞(簡稱L2號支洞)為例，分析不同階段影響隧洞洞挖單價的主要因素及其對應(yīng)的計價參數(shù)的選取和計算。

1 工程案例

L2號支洞設(shè)置于白溝上游側(cè)邊坡，為右岸進(jìn)水口側(cè)邊坡頂部及高位邊坡施工通道，斷面為城門洞型，設(shè)計凈斷面尺寸為4.5 m×5.2 m(寬×高)，軸線長319.29 m，底板縱坡為15.18%，支護(hù)方式為掛網(wǎng)噴混凝土、錨桿、鋼拱架，不進(jìn)行二襯。為滿足后續(xù)運行中錯車需求，全洞共設(shè)置2個錯車道耳洞。

設(shè)計開挖工程量為7 434.44 m3，洞段開挖及支護(hù)類型有Ⅲ類及Ⅳ類兩種，全洞全斷面獨頭爆破開挖，周邊輪廓采用光面爆破，不另設(shè)開挖支洞。主要采用YT-28氣腿鉆造孔，配ZL30裝載機(jī)裝和15 t柴油型自卸汽車出渣。在隧道口布置2臺FBD-No6./2×18.5軸流風(fēng)機(jī)，接Φ0.6 m風(fēng)筒進(jìn)行壓入式正壓通風(fēng)。

2 單價編制要點

巖石級別、開挖斷面面積、通風(fēng)機(jī)定額調(diào)整系數(shù)及棄渣綜合運距[2]對洞室石方開挖單價的影響在其他文章中已有結(jié)論，在此不再贅述。除此之外，開挖類別、超挖量及施工附加量也是洞挖單價編制時應(yīng)予以充分考慮的重要因素。本文在應(yīng)用已有成果的同時，討論這些影響因素對應(yīng)的計價參數(shù)的選取和計算過程。

2.1 巖石級別

巖石級別在施工資源投入量上反映了巖石破碎的難易程度，其每提高一檔，單價提高14%～18%[2]，是影響石方開挖單價的主要因素之一。水電工程項目中，巖石級別一般依據(jù)《指南》中巖石分級表所列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)予以判定，主要取決于巖石類別、天然濕度時的平均容重、鑿巖機(jī)或人工單人打眼凈鉆時間及巖石強度系數(shù)四方面因素。在投標(biāo)報價階段，巖石類別、巖石天然濕度時的平均容重可根據(jù)招標(biāo)文件中的主要巖體(石)物理力學(xué)參數(shù)建議值表直接取得，而巖石強度系數(shù)亦可根據(jù)該表中所列巖石強度值換算得出，此三值即可滿足該階段確定洞挖巖石級別的需要。

烏東德水電站壩區(qū)洞室開挖巖石主要為石灰?guī)r、白云巖及大理巖，天然濕度時的平均容重為26.8～27.4 kN/m3，YT-28氣腿鉆配30 mm合金鉆頭打眼凈鉆時間為10.37 m/min，巖石強度系數(shù)約為10～14.28，在巖石分級表中屬Ⅹ類。

2.2 開挖類別

開挖類別即石方開挖項目劃分，用于定額章節(jié)的選取。L2號支洞底板縱坡為15.18%，洞軸線與水平夾角約為9°，根據(jù)《水電建筑工程預(yù)算定額》(2004年版)(以下簡稱《04水電預(yù)算定額》)的石方工程項目劃分標(biāo)準(zhǔn)，屬斜洞石方開挖。

2.3 開挖斷面

小斷面隧洞主要用作輔助交通、灌排廊道、通風(fēng)散煙通道等，設(shè)計上一般不要求進(jìn)行二襯，隧洞開挖斷面面積考慮設(shè)計凈斷面加上不同圍巖類別邊頂拱噴混凝土所占面積即可。在投標(biāo)報價階段，開挖斷面尺寸可根據(jù)招標(biāo)圖冊所示典型斷面確定，而圍巖類別及相應(yīng)洞段長度可查閱招標(biāo)文件中的“圍巖分類表”，若無該表，則需通過招標(biāo)文件中的工程地質(zhì)資料進(jìn)行推定。在施工階段，上述斷面尺寸、圍巖類別及相應(yīng)洞段長度等數(shù)據(jù)資料更為準(zhǔn)確，也更易獲得，單價編制時按實測資料進(jìn)行開挖斷面的計算為宜。

應(yīng)用《04水電預(yù)算定額》編制洞挖單價時，Ⅳ～Ⅴ類圍巖洞段的人、材、機(jī)定額需按“圍巖類別開挖定額調(diào)整系數(shù)表”的系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，組價按“先分后合”的方式進(jìn)行，即先按不同圍巖類別計算出各自單價，再以不同類別圍巖所占隧洞長度(或設(shè)計開挖量)比例為權(quán)重計算出綜合單價[5]。

L2號支洞洞型為城門洞型，設(shè)計成洞斷面尺寸為4.5 m×5.2 m(寬×高)，成洞斷面面積為22.79 m2。根據(jù)施工圖示，L2號支洞0+15～0+54樁號部分按Ⅳ類圍巖開挖，噴10 cm厚混凝土，開挖斷面尺寸為4.7 m×5.55 m，開挖斷面面積為24.19 m2，其余按Ⅲ類圍巖開挖，噴混凝土厚度為5 cm，開挖斷面尺寸為4.6 m×5.5 m，開挖斷面面積為23.49 m2?？紤]到Ⅳ類洞段占比較小，經(jīng)承發(fā)包雙方造價人員協(xié)商后，為簡便計算，本例不考慮“圍巖類別開挖定額調(diào)整系數(shù)”對單價和總價的影響，組價采用了“先合后總”的方式，即先以不同類別圍巖所占隧洞長度比例為權(quán)重，計算出綜合開挖斷面面積，再在相應(yīng)定額中用插入法計算出該綜合斷面面積所對應(yīng)人、材、機(jī)耗量，進(jìn)而計算出項目綜合單價。L2號支洞的綜合開挖斷面為23.58 m2。

經(jīng)核算，本例按前述“先分后合”和“先合后總”兩種方式計算出的綜合單價相差約0.5%，對洞挖總價影響甚微。

2.4 超挖量

石方開挖因施工工藝的局限、火攻產(chǎn)品特性及巖石性狀差異使其具有一定的不規(guī)則性，隧洞開挖施工中即使采用光面爆破或預(yù)裂爆破等先進(jìn)技術(shù)，實際成型斷面也不可能與設(shè)計斷面完全一致，而國內(nèi)諸多現(xiàn)行施工規(guī)范為保證設(shè)計開挖斷面，均按不同開挖類別規(guī)定了一定范圍的允許超挖量，同時又均不允許欠挖，比如《水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》(DL/T5099-2011)之6.1.4條規(guī)定：地下建筑物開挖不宜欠挖，平均徑向超挖值，平洞應(yīng)不大于20 cm，緩斜井、斜井、豎井應(yīng)不大于25 cm。在招標(biāo)階段，若招標(biāo)文件沒有明確徑向允許超挖值，造價人員可根據(jù)類似工程數(shù)據(jù)分析確定，而在施工階段進(jìn)行工程變更需要組價時，可根據(jù)實測數(shù)據(jù)確定。

大壩標(biāo)招標(biāo)文件及后續(xù)的詳細(xì)設(shè)計文件均未對洞挖的允許超挖值有所限定，L2號支洞施工過程中亦未對超挖量進(jìn)行測定，考慮到此類小斷面隧洞開挖難度較大，成本較高，在單價編制時其允許超挖值取規(guī)范允許的最大值20 cm。0+15～0+54樁號部分按Ⅳ類圍巖開挖，每延米允許超挖量為2.87 m3，其余按Ⅲ類圍巖開挖，每延米允許超挖量為2.84 m3，綜合計算得L2號支洞的允許超挖量為907.95 m3，超挖百分率(允許超挖量與設(shè)計開挖工程量的比值)為12.21%。

超挖不可避免，且產(chǎn)生超挖的原因是多方面的，但無論什么原因，其都是在施工過程中按設(shè)計開挖斷面進(jìn)行開挖時產(chǎn)生的多余工程量，計入渣料清運工程量是肯定的，但超挖量是否應(yīng)計入開挖工程量中需視單價編制所處階段或采取的投標(biāo)報價策略而定，如若在投標(biāo)報價階段，投標(biāo)人可根據(jù)采取的投標(biāo)報價策略及對總價的影響均衡考慮是否將超挖量計入開挖工程量；若是在施工過程中進(jìn)行的工程項目變更，承包人為爭取最大利益，報價時會將超挖量計入開挖工程量，但發(fā)包人在審核過程中，會認(rèn)為超挖與承包人的技術(shù)及管理能力相關(guān)，有全部或部分否定承包人將超挖量計入開挖工程量的可能。L2號支洞屬于工程變更項目，發(fā)包人在考慮超挖量時就采取了“計運不計挖”的處理方式。

2.5 施工附加量

L2號洞洞挖工程的施工附加量主要是為滿足后期運行需要而設(shè)置的2個錯車道耳洞的開挖量，每個錯車道均采用單邊部分?jǐn)U大斷面尺寸的方式設(shè)置，有效長度為20 m，兩端過渡段長3.5 m，擴(kuò)挖后有效長度段設(shè)計斷面尺寸為8.0 m×6.5 m，頂拱及邊墻噴混凝土厚度均為16 cm。施工方案中，錯車道段開挖斷面尺寸為8.32 m×6.68 m，開挖斷面面積為49.45 m2。錯車道兩端過渡段頂拱為不規(guī)則扭面，施工附加量以擴(kuò)挖后斷面計算的開挖工程量減去錯車道長度范圍內(nèi)4.5 m×5.2 m斷面的開挖工程量，再扣除過渡段范圍內(nèi)底部三菱柱及上部扭面體體積，計算結(jié)果為1 241.44 m3，施工附加量調(diào)整系數(shù)(施工附加量與設(shè)計開挖工程量的比值)為1.17。

超挖量和施工附加量因隧洞類別及形式而異，小斷面隧洞超挖量和施工附加量占比大，在編制單價時應(yīng)給予足夠重視，而大斷面隧洞的超挖量和施工附加量相對較小，是否需要考慮施工附加量尤其是超挖量對單價的影響應(yīng)視投標(biāo)報價策略或?qū)嶋H施工情況而定。

2.6 通風(fēng)散煙

L2號支洞全洞獨頭開挖，因其斷面小，鉆爆等作業(yè)產(chǎn)生的大量有害氣體和粉塵因隧洞內(nèi)空氣流通不暢難以通過自然通風(fēng)散逸，需機(jī)械通風(fēng)散煙。同時，為達(dá)到施工現(xiàn)場環(huán)境保護(hù)及職業(yè)健康安全要求，通風(fēng)機(jī)械需保證一定的開啟頻率和運行時長，以保持空氣流通。因此，通風(fēng)運行費用是洞挖單價中不可或缺的組成部分。

由于L2號支洞施工組織設(shè)計中對通風(fēng)散煙方案描述過于簡單，無法根據(jù)施工組織設(shè)計計算通風(fēng)散煙費用，且整個隧洞施工過程中沒有進(jìn)行相關(guān)定額測定，承包人報價也沒有使用或提供相應(yīng)的施工定額，該費用亦無法通過定額法計算。因此，L2號支洞通風(fēng)散煙費用主要通過定額系數(shù)調(diào)整法和類似工程估算法兩種方法計算出近似結(jié)果并進(jìn)行相互印證后商定。

2.6.1 定額系數(shù)調(diào)整法[6-8]

使用《04水電預(yù)算定額》無法測算通風(fēng)散煙運行費用，這里“定額”指的是水利部水總[2002]116號文發(fā)布的《水利建筑工程預(yù)算定額》(以下簡稱《02水利預(yù)算定額》)。在該定額中，洞挖石方定額中的通風(fēng)機(jī)臺時量系按一個工作面長度400 m擬定，超過400 m，則根據(jù)《02水利預(yù)算定額》中的《通風(fēng)系數(shù)表》用插入法進(jìn)行計算。L2號支洞通風(fēng)機(jī)械臺時定額首先通過《02水利預(yù)算定額》中相應(yīng)定額子目中的設(shè)備選型及耗量內(nèi)插計算得出，再乘以相應(yīng)斜井石方開挖調(diào)整系數(shù)0.9和通風(fēng)系數(shù)1.00，計算得通風(fēng)運行費用為1 014.37元/100 m3，占直接工程費的6.43%，見表1。

表1 L2號支洞洞挖直接費

2.6.2 類似工程估算法

該法是類似工程預(yù)算法的延伸應(yīng)用，旨在利用技術(shù)條件與對象工程相類似的已完工程或在建工程的工程造價資料確定通風(fēng)機(jī)械臺時定額量或通風(fēng)散煙費用占比。調(diào)整系數(shù)可根據(jù)洞徑大小、通風(fēng)機(jī)械功率、工作面長度等條件因素之間的差異綜合計算。

經(jīng)統(tǒng)計，烏東德水電站各工程標(biāo)段中與L2號支洞開挖斷面、通風(fēng)機(jī)械功率相同且長度相當(dāng)?shù)乃矶垂灿?條，洞挖單價中的通風(fēng)費用占直接工程費的占比為6%～10%。其中，與L2號支洞長度最為接近的地廠右灌漿洞1號支洞(洞長336 m)開挖單價中的通風(fēng)費用占直接費的比率為6.44%。

兩種方法得出的結(jié)果相差無幾，在沒有更好的計算方法的情況下，這是讓承發(fā)包雙方都能接受的結(jié)果。從結(jié)果看，也許兩種方法實為一種，因為不排除地廠右灌漿洞1號支洞開挖單價中的通風(fēng)費用也是使用定額系數(shù)調(diào)整法計算的。

2.7 棄渣綜合運距

一個隧洞工程項目可能有多個開挖斷面或多個棄渣場，或兼而有之，但無論有多少開挖斷面和棄渣場，棄渣綜合運距的確定最終都要歸集到棄渣洞內(nèi)、外運距上。計算洞挖棄渣綜合運距方法已很成熟，一般流程為先計算各開挖段洞內(nèi)、外運距，然后計算各開挖段工程量比例，最后分別將洞內(nèi)、外運距乘以對應(yīng)的各開挖段工程量比例后再加總，即可得出所需的洞內(nèi)、洞外棄渣綜合運距，相關(guān)算例可參考《水電工程造價指南(第二版)-專業(yè)卷》石方開挖相應(yīng)內(nèi)容。

在投標(biāo)報價階段，投標(biāo)人應(yīng)注意將招標(biāo)文件中有關(guān)洞外運輸路線、路況、運距等相關(guān)內(nèi)容與現(xiàn)場踏勘情況進(jìn)行對照分析，以便造價編制人員準(zhǔn)確計算洞內(nèi)、洞外棄渣綜合運距及路況調(diào)整系數(shù)。

L2號支洞長度較短，開挖斷面積較小，均為全洞獨頭開挖，不另設(shè)開挖支洞，棄渣也均運至鲹魚河渣場，洞內(nèi)、外棄渣綜合運距計算較為簡單：

洞內(nèi)綜合運距：319.29/2=159.64 m，取160 m；

洞外綜合運距：11 km。

《04水電預(yù)算定額》中的汽車運輸定額，不適用于大于10 km的運輸，但考慮到總開挖量較小，且洞內(nèi)、外棄渣綜合運距超出定額運距造成的差價對單價及總價影響不大，L2號支洞洞挖單價編制時仍采用該定額。路況調(diào)整系數(shù)參照《04水電預(yù)算定額》中的算例計算得1.00。

3 L2號支洞洞挖單價的編制

L2號支洞為大壩標(biāo)變更新增項目，單價編制除通風(fēng)機(jī)械臺時定額選用《02水利預(yù)算定額》相應(yīng)子目計算得出外，其余均選用《04水電預(yù)算定額》中“斜洞石方開挖(風(fēng)鉆鉆孔)”章節(jié)，并根據(jù)開挖斷面面積23.58 m2在對應(yīng)的定額子目20 835和20 846中內(nèi)插計算所需人、材、機(jī)定額，采用投標(biāo)基礎(chǔ)價格，在確定前述要點的結(jié)果或數(shù)值條件下進(jìn)行L2號支洞洞挖單價的編制，這里僅以單價中的直接費示意計算過程及結(jié)果，見表1。

4 結(jié) 語

1)在投標(biāo)報價階段，造價人員應(yīng)首先估算小斷面隧洞在整個招標(biāo)項目中的費用占比，若對整體報價不具有實質(zhì)性影響，則應(yīng)考慮到小斷面隧洞以洞挖為主要施工項目，洞挖費用在其整洞的施工費用中占比較大，洞挖單價應(yīng)以報合理高價為投標(biāo)報價策略。前述各項價格影響因素對洞挖單價及總價都有較為明顯的影響，洞挖單價計算時各參數(shù)的選取和計算須考慮得更為全面一些，尤其不能遺漏超挖量、施工附加量和通風(fēng)散煙費用等。而大斷面隧洞工程以洞挖、支護(hù)及襯砌為主要施工項目，洞挖費用占比相對較小，在計算洞挖單價時可根據(jù)投標(biāo)策略或經(jīng)驗對部分影響洞挖單價的主要因素及其對應(yīng)的計價參數(shù)的選取和計算進(jìn)行簡化、取舍。

2)洞挖單價計算若處在施工過程中或施工完成后的變更處理階段，發(fā)承包雙方造價人員則應(yīng)盡量以揭露的地層地質(zhì)條件和工程施工中得到的數(shù)據(jù)為計算基礎(chǔ)，并充分進(jìn)行溝通和協(xié)商。

3)因L2號支洞施工組織設(shè)計中對通風(fēng)散煙方案描述過于簡單，只能在洞挖單價中以估算的軸流通風(fēng)機(jī)37 kW的運行費用囊括L2號施工支洞整個施工期的全部通風(fēng)費用。雖明顯不合理，但別無他法，這就要求施工方案編制時應(yīng)進(jìn)行通風(fēng)散煙的專項設(shè)計，至少應(yīng)說明通風(fēng)機(jī)運行方式和運行時長。再者，通風(fēng)貫穿于整個隧洞施工期，不宜將通風(fēng)費用全部攤到洞挖單價中，建議將通風(fēng)費用單獨計列為一項措施費用計算。

5 應(yīng)注意的問題

1)經(jīng)審批的施工方案中的開挖斷面(4.7 m×5.55 m)比理論開挖斷面(4.7 m×5.3 m)更大，而洞挖單價的計算斷面以實際開挖斷面(4.7 m×5.55 m)為準(zhǔn)，因此，實際單價較理論值是有所降低的。設(shè)計開挖工程量并沒有調(diào)整，僅計算的允許超挖量有所增大，在一定程度上推高了超挖百分率，也提高了其挖運成本，但經(jīng)復(fù)核發(fā)現(xiàn)超挖百分率的增大對單價的影響有限，對沖抵增加的挖運成本意義不大，這從另一側(cè)面反映出承包人需更嚴(yán)格的控制超挖。

2)案例中未考慮錯車道段擴(kuò)挖部分的超挖量差額，是因為錯車道段開挖斷面面積更大，單價應(yīng)更低，但實際并未單獨考慮該段單價，因此以錯車道段擴(kuò)挖部分超挖量差額沖抵該段價差。

3)通風(fēng)機(jī)械臺時定額直接參考《02水利預(yù)算定額》，與《04水電預(yù)算定額》是否匹配，是否需要進(jìn)行換算有待商榷。

4)案例變更所處階段為施工完成后，發(fā)承包雙方在前述計價參數(shù)的選取和計算上有著各自的主動權(quán)，部分參數(shù)的選取和計算是雙方造價人員協(xié)商和博弈的結(jié)果，如前述“先分后總”計算方式的確定。