夏特水電站引水隧洞冬季施工工效及成本分析

胡 望 來， 王 敏， 周 猛

(克州新隆能源開發(fā)有限公司，新疆 克州 845450)

1 概 述

新疆喀什噶爾河流域克孜河中游河段夏特水電站工程位于新疆維吾爾自治區(qū)克孜勒蘇柯爾克孜自治州烏恰縣境內(nèi)，為克孜河中游河段規(guī)劃的2庫(kù)6級(jí)開發(fā)方案中的第三個(gè)梯級(jí)。夏特水電站裝機(jī)容量4×62 MW，屬Ⅲ等中型工程。電站為引水式電站，引水隧洞全長(zhǎng)19 281.37 m，隧洞斷面型式為圓形，內(nèi)徑7.0 m，采用鋼筋混凝土襯砌，從塔日勒嘎電站(已投產(chǎn)發(fā)電)尾水取水，經(jīng)輸水系統(tǒng)引水至廠房發(fā)電，是以發(fā)電為主的水電樞紐工程。

電站多年平均氣溫7.3 ℃，極端最高氣溫35.7 ℃，極端最低氣溫-29.2 ℃，每年11月中旬至第2年3月中旬為冬季施工時(shí)段，溫度低于5 ℃。通過現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)定，結(jié)合全程視頻錄像技術(shù)，對(duì)引水隧洞冬季施工工效和成本進(jìn)行對(duì)比分析，真實(shí)反映引水隧洞襯砌混凝土冬季施工效率，取得引水隧洞襯砌混凝土的工料機(jī)消耗量，同時(shí)在工效成果基礎(chǔ)上結(jié)合工料機(jī)單價(jià)，形成相應(yīng)的引水隧洞襯砌混凝土的成本費(fèi)用。

2 工效測(cè)定方法和內(nèi)容

2.1 測(cè)定方法

采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)為主的方式對(duì)引水隧洞襯砌混凝土冬季施工的工效進(jìn)行測(cè)定，現(xiàn)場(chǎng)采用寫實(shí)記錄法收集信息，研究混凝土拌制、運(yùn)輸、澆筑過程中工作時(shí)間消耗，確定施工過程中基本工作時(shí)間、輔助工作時(shí)間、不可避免中斷時(shí)間、準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間以及各種損耗時(shí)間的消耗量?；炷涟柚萍皾仓捎脤憣?shí)記錄法，觀察工作持續(xù)時(shí)間中各種資源的消耗時(shí)間。水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸采用連續(xù)測(cè)時(shí)法，觀測(cè)各個(gè)工序的延續(xù)時(shí)間。連續(xù)觀察1個(gè)月，收集冬季溫度及施工措施、混凝土拌制效率、混凝土水平運(yùn)輸效率、混凝土的澆筑效率。

2.2 測(cè)定內(nèi)容

混凝土襯砌施工采用標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)過程，完成每一次循環(huán)為一個(gè)樣本，通過觀測(cè)足夠的樣本來研究其施工工效。現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑拌制采用一洞一攪拌站的方式，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)以及攝像頭觀測(cè)記錄攪拌站拌和每一循環(huán)混凝土的實(shí)際工作時(shí)間。混凝土的水平運(yùn)輸為混凝土從攪拌站出口至澆筑倉(cāng)面，通過現(xiàn)場(chǎng)跟車記錄每輛混凝土罐車水平運(yùn)輸混凝土至澆筑點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間。現(xiàn)場(chǎng)施工采用針梁臺(tái)車及混凝土泵泵送澆筑，按實(shí)際施工順序記錄每倉(cāng)所有的工序，并將每一工序持續(xù)時(shí)間的人工、機(jī)械消耗量如實(shí)記錄整理。

根據(jù)針梁臺(tái)車全斷面混凝土襯砌施工工藝流程，清晰地觀測(cè)到各工種工人的有效勞動(dòng)時(shí)間和整個(gè)施工過程消耗時(shí)間，將針梁臺(tái)車全斷面混凝土襯砌施工的動(dòng)作分解為：鋼筋綁扎→臺(tái)車就位(測(cè)量放線)→堵頭模止水安裝→混凝土泵管道安裝→混凝土澆筑→振搗→倉(cāng)面清理→拆除模板→移至下一澆筑位置→鋼筋綁扎[1]，針梁臺(tái)車混凝土襯砌施工工藝圖見圖1。

2.3 冬季施工保溫措施

由于洞內(nèi)混凝土襯砌全年施工，低溫季節(jié)施工采取以下保溫措施[2]。

(1)拌和用水。蓄水池采用暖棚保溫，管線采用保溫材料包裹，部分埋至地下并填土覆蓋。抽完水后將水管內(nèi)的水放空，避免因氣溫過低凍管。

(2)拌和系統(tǒng)和骨料倉(cāng)保溫。拌和系統(tǒng)和骨料倉(cāng)采用保溫棚進(jìn)行保溫，棚內(nèi)采用暖風(fēng)機(jī)等設(shè)備保溫，料倉(cāng)口懸掛棉簾保溫。

(3)混凝土拌和。拌和混凝土前，用熱水沖洗攪拌機(jī)并將積水排除，使拌和機(jī)處于正溫狀態(tài)，混凝土拌和時(shí)間由非冬季攪拌60 s增加至90 s。用熱水拌和以提高混凝土的出機(jī)溫度，當(dāng)拌和用水加熱溫度高于60℃時(shí)，拌和混凝土改變拌和加料順序，先將骨料與水拌和，然后加入水泥，以免水泥假凝。

(4)施工機(jī)械和車輛。在不影響施工的情況將施工車輛放置洞內(nèi)避車道處，混凝土攪拌罐增加棉被保暖，冬季加強(qiáng)機(jī)械保養(yǎng)，對(duì)水箱、油路管道等潤(rùn)滑部件勤檢查，勤更換，防止設(shè)備凍壞。

2.4 測(cè)定時(shí)間統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤實(shí)測(cè)引水隧洞(5號(hào)洞)混凝土澆筑記錄，以澆筑一倉(cāng)混凝土的循環(huán)過程為一個(gè)樣本，統(tǒng)計(jì)10個(gè)樣本各工序時(shí)間消耗的分析表，引水隧洞(5號(hào)洞)冬季襯砌混凝土澆筑有效工作時(shí)間計(jì)算表見表1。

表1 引水隧洞(5號(hào)洞)冬季襯砌混凝土澆筑有效工作時(shí)間計(jì)算表

根據(jù)各工序時(shí)間表分析計(jì)算出襯砌混凝土澆筑人工有效工作時(shí)間消耗，有效工作時(shí)間=延續(xù)時(shí)間-損失時(shí)間。其中延續(xù)時(shí)間為倉(cāng)面清理開始至完成混凝土泵送的總時(shí)間，損失時(shí)間為混凝土班組操作不當(dāng)而導(dǎo)致的停工時(shí)間和混凝土攪拌車運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)造成的等待時(shí)間。分別統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度、測(cè)量班組、鋼筋班組、模板班組和混凝土班組平均工作時(shí)間，計(jì)算統(tǒng)計(jì)襯砌澆筑人工有效時(shí)間，引水隧洞(5號(hào)洞)襯砌澆筑人工有效時(shí)間匯總表見表2。

表2 引水隧洞(5號(hào)洞)襯砌澆筑人工有效時(shí)間匯總表

統(tǒng)計(jì)澆筑過程中機(jī)械時(shí)間消耗，人與機(jī)械同步工作，機(jī)械的延續(xù)時(shí)間就等于人工的時(shí)間，為澆筑的一個(gè)循環(huán)時(shí)間，有效工作時(shí)間為機(jī)械工作產(chǎn)生產(chǎn)量的時(shí)間消耗，引水隧洞(5號(hào)洞)襯砌澆筑機(jī)械有效時(shí)間匯總表見表3。

表3 引水隧洞(5號(hào)洞)襯砌澆筑機(jī)械有效時(shí)間匯總表

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，冬季保溫設(shè)備和工器具主要有暖風(fēng)機(jī)、電熱棒、電鍋爐、電熱帶、電暖器和碘鎢燈等，統(tǒng)計(jì)每個(gè)循環(huán)工作時(shí)間，計(jì)算平均工作時(shí)間和總工作時(shí)間，5號(hào)攪拌站冬季施工保溫措施總工作時(shí)間消耗量計(jì)算表見表4。

表4 5號(hào)攪拌站冬季施工保溫措施總工作時(shí)間消耗量計(jì)算表

3 工效單價(jià)計(jì)算及分析

該工程處于2 000～2 500 m海拔的地區(qū)，依據(jù)《水電建筑工程預(yù)算定額(2004年版)》，選用2004年水電預(yù)算定額40040、40336、40404，其中人工費(fèi)參考《水電工程費(fèi)用構(gòu)成及概(估)算費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)(2013年版)》[3]，機(jī)械臺(tái)時(shí)費(fèi)按《水電工程施工機(jī)械臺(tái)時(shí)費(fèi)定額》(2004年版)[4]以及投標(biāo)人基礎(chǔ)價(jià)格資料計(jì)算，對(duì)定額中選取的數(shù)值取人工調(diào)整系數(shù)1.1，機(jī)械調(diào)整系數(shù)1.25。以5號(hào)洞測(cè)定數(shù)據(jù)為分析樣本，實(shí)際混凝土襯砌施工工效與定額對(duì)比分析，將實(shí)測(cè)水平與定額水平進(jìn)行比較，比值=(實(shí)測(cè)水平-定額水平)/定額水平，值為負(fù)則表示實(shí)測(cè)水平高于定額水平，反之則低于定額水平。

3.1 襯砌混凝土澆筑定額與實(shí)測(cè)(5號(hào)洞)人工、機(jī)械消耗水平比較

(1)人工消耗。冬季混凝土拌制由原來的60 s增加至90 s，造成拌制時(shí)間增加，拌制效率降低，人工消耗增加。運(yùn)輸人工消耗與定額水平基本接近。混凝土澆筑的人工消耗現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與定額比較，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)人工消耗遠(yuǎn)低于定額中的人工消耗，實(shí)測(cè)人工數(shù)量?jī)H占定額數(shù)量12.7%，主要因?yàn)楣と思寄苋?，承?dān)多種任務(wù)，勞動(dòng)效率較高也減少了人工消耗。

(2)機(jī)械消耗。冬季混凝土拌制由原來的60 s增加至90 s，造成拌制時(shí)間增加，拌制效率降低，機(jī)械消耗大幅度增加。運(yùn)輸人工消耗與定額水平基本接近?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)機(jī)械消耗遠(yuǎn)低于定額水平，實(shí)測(cè)機(jī)械消耗數(shù)量?jī)H占定額水平40.1%，主要因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備勞動(dòng)效率較高。主要人工、機(jī)械消耗對(duì)比分析表見表5。

表5 主要人工、機(jī)械消耗對(duì)比分析表

3.2 工效對(duì)比原因分析

相對(duì)定額的工作內(nèi)容，由于冬季施工，受到溫度影響，混凝土澆筑消耗時(shí)間與定額中測(cè)定人工澆筑時(shí)間消耗差異較大?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員技術(shù)熟練程度、資源配置、工序銜接和施工組織等因素對(duì)工效也會(huì)產(chǎn)生一定影響。

3.3 襯砌混凝土單價(jià)對(duì)比分析

通過比較，混凝土拌制直接費(fèi)、垂直運(yùn)輸直接費(fèi)均高于定額水平，但水平運(yùn)輸直接費(fèi)、澆筑直接費(fèi)均低于定額水平?；炷涟柚迫斯べM(fèi)、垂直運(yùn)輸人工費(fèi)、澆筑人工費(fèi)均低于定額水平，但水平運(yùn)輸機(jī)械使用費(fèi)高于定額水平。垂直運(yùn)輸機(jī)械使用費(fèi)、澆筑機(jī)械使用費(fèi)均高于定額水平，實(shí)測(cè)澆筑直接費(fèi)均高于定額水平。

經(jīng)計(jì)算，拌制單價(jià)為34.80元/m3，水平運(yùn)輸單價(jià)為62.52元/m3，垂直運(yùn)輸單價(jià)為5.11元/m3，澆筑混凝土單價(jià)為630.63元/m3，襯砌混凝土綜合單價(jià)為791.57元/m3，實(shí)測(cè)混凝土襯砌的綜合單價(jià)高于定額單價(jià)92.07元 /m3。實(shí)測(cè)混凝土損耗與附加量[5]與預(yù)算定額水平接近，而實(shí)測(cè)混凝土量比投標(biāo)報(bào)價(jià)的損耗與附加量高13.30%，混凝土拌制、水平運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸?shù)膿p耗與附加量比投標(biāo)報(bào)價(jià)高12.77%。

3.4 冬季保溫措施費(fèi)計(jì)算

襯砌混凝土冬季施工保溫措施總費(fèi)用包括固定費(fèi)用和變動(dòng)費(fèi)用，固定費(fèi)用有保溫棚費(fèi)用和保溫設(shè)備采購(gòu)費(fèi)；變動(dòng)費(fèi)用有保溫設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用及冬季混凝土材料費(fèi)用變化。

固定費(fèi)用指冬季施工一次性投入，是不會(huì)隨著混凝土澆筑方量的變化而變化的費(fèi)用；變動(dòng)費(fèi)用主要指隨著混凝土澆筑方量的變化而變化的費(fèi)用。施工混凝土變化費(fèi)用、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用是隨澆筑量的變化而變化的費(fèi)用，屬于變動(dòng)費(fèi)用。冬季施工措施費(fèi)用匯總：冬季保溫措施=保溫設(shè)施費(fèi)+混凝土材料變化費(fèi)用+設(shè)備費(fèi)用。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算統(tǒng)計(jì)，固定費(fèi)用保溫棚和保溫設(shè)備費(fèi)用共計(jì)473 557元，冬季施工每方混凝土增加的材料成本19.31元。冬季保溫措施費(fèi)=473 557+19.31 a (元)，其中a代表冬季施工混凝土總量，引水隧洞冬季施工總量為4 497.6 m3，實(shí)測(cè)情況下變動(dòng)費(fèi)用為86 837.41元，隧洞襯砌混凝土冬季施工措施費(fèi)為560 394.4元，每方混凝土冬季施工措施費(fèi)124.60元/m3。引水隧洞(5號(hào)洞)冬季保溫措施費(fèi)計(jì)算表見表6。

表6 引水隧洞(5號(hào)洞)冬季保溫措施費(fèi)計(jì)算表

3.5 引水隧洞冬季襯砌工程施工成本對(duì)比分析

受冬季低溫影響，混凝土拌制、運(yùn)輸和澆筑效率大幅度降低，以現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)算的施工單價(jià)為基數(shù)，冬季施工混凝土綜合單價(jià)較定額水平上漲約13.2%，冬季保溫措施費(fèi)增加施工成本約17.8%，同口徑比較綜合施工成本增加約31%。冬季混凝土施工成本較常溫下施工成本增幅較大，并且冬季施工質(zhì)量控制難度大，建議結(jié)合實(shí)際收集更多樣本信息，不斷補(bǔ)充完善不同邊界條件下隧洞混凝土施工定額。

4 結(jié) 語

針對(duì)引水隧洞混凝土襯砌工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工效率實(shí)測(cè)，在獲取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，通過對(duì)大量資料的統(tǒng)計(jì)、整理、處理和應(yīng)用，測(cè)算出襯砌混凝土工程從拌制、運(yùn)輸、澆筑過程中的效率水平，形成完整分析材料，真實(shí)地反映了施工現(xiàn)場(chǎng)的效率水平。為業(yè)主在嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工的前期投資決策、施工合同價(jià)的確定、施工過程中的投資控制等提供參考。同時(shí)也為行業(yè)主管部門在嚴(yán)寒地區(qū)冬季施工積累工程造價(jià)信息資料，但不能完全代表地區(qū)和不同類型水電項(xiàng)目，可為實(shí)際工作提供一定參考。