測控一體化閘門安裝預(yù)算定額研究

孫 楠，朱品光

(1.寧夏水利工程定額和質(zhì)量安全中心，寧夏 銀川 750002；2.中水北方勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，天津 300222)

寧夏回族自治區(qū)大型灌區(qū)眾多、渠系系統(tǒng)復(fù)雜、灌溉面積及需水量大，在有限引用、限量分配黃河水的情況下，受自然經(jīng)濟(jì)等因素影響，灌區(qū)水資源管理難度大，用水結(jié)構(gòu)不盡合理，用水效率效益難以提高[1]，而且傳統(tǒng)粗放型灌區(qū)水管理模式存在水量測量精度差、人力投入大、水情測控不及時(shí)等問題[2]。近年來，寧夏地區(qū)加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革，加大灌區(qū)工程中量測水設(shè)施及相關(guān)配套建設(shè)，其中已建或在建的灌區(qū)工程中采用測控一體化閘門的工程案例眾多，測控一體化閘門也憑借著其精準(zhǔn)測量水量、實(shí)時(shí)控制閘門狀態(tài)、運(yùn)行維護(hù)成本方便等優(yōu)勢在寧夏灌區(qū)工程中廣泛應(yīng)用，積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。

但是，測控一體化閘門在全國應(yīng)用仍處于起步階段，屬于新興的智能化水利設(shè)備，對(duì)于灌溉工程建設(shè)投資分析與控制沒有安裝定額可參考，且測控一體化閘門設(shè)備安裝預(yù)算定額編制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料、定額研究文獻(xiàn)、安裝規(guī)范與操作規(guī)程相對(duì)較少?；谏鲜鰡栴}，定額編制組結(jié)合工程定額原理等基礎(chǔ)理論，以馬蓮渠、西干渠等渠道更新改造工程為例，開展測控一體化閘門安裝調(diào)研，并現(xiàn)場測定安裝過程中的人、材、機(jī)資源消耗情況，通過統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算定額消耗量，編制形成測控一體化閘門安裝預(yù)算定額，并進(jìn)行定額單價(jià)水平的測算。

1 基本情況

測控一體化閘門是集成流量計(jì)量、閘門控制、太陽能或交流電供電和無線通信等功能與一體的高度集合式輕型閘門[3]。它依據(jù)水力學(xué)原理設(shè)計(jì)，集成測量流速流量與控制開度功能，以太陽能或交流電為動(dòng)力，通過內(nèi)部集成的無線通信系統(tǒng)，控制中心和用水戶通過配套軟件系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)聯(lián)系，為用水戶提供及時(shí)而穩(wěn)定的供水服務(wù)[4- 5]。

1.1 測控一體化閘門分類

根據(jù)外形特點(diǎn)及測流原理的不同，《測控一體化閘門技術(shù)規(guī)程》將其分為堰槽、箱涵、管涵式3種。

堰槽式測控一體化閘門的堰頂高度可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，通過抬升或下臥閘板控制過流量；箱涵式測控一體化閘門是通過前后貫通的長方體測流設(shè)備與孔口式閘板融合而成；管涵式測控一體化閘門則通過前后貫通的圓柱體測流設(shè)備與孔口式閘板融合而成。因此，堰槽式測控一體化閘門啟閉時(shí)旋轉(zhuǎn)堰槽，箱涵式測控一體化閘門和管涵式測控一體化閘門啟閉時(shí)豎直升降閘板。

堰槽式測控一體化閘門本質(zhì)上是量水堰槽，其工作原理是在自由出流或淹沒出流條件下，通過自身的傳感器獲取的上、下游水位和閘門開度等信息，利用堰流公式計(jì)算出過堰流量；箱涵式測控一體化閘門按照所設(shè)定的閘位或按灌溉需求，通過改變閘門開度來自動(dòng)控制流量，用測流箱上的超聲波探頭分層計(jì)算測箱內(nèi)流體的流速、流量；管涵式測控一體化閘門的測流原理與箱涵式測控一體化閘門相同，亦采用超聲波時(shí)差法測定斷面平均流速，采用流速面積法計(jì)算流量。

1.2 測控一體化閘門主要參數(shù)

堰槽式測控一體化閘門的主要參數(shù)有：閘門全開高度、閘門全關(guān)高度(上游最大擋水高度)、土建結(jié)構(gòu)尺寸、閘板半徑及設(shè)備自重等；箱涵式測控一體化閘門的主要參數(shù)有：閘板寬度、最大擋水高度、框架整體高度、設(shè)備自重等；管涵式測控一體化閘門的主要參數(shù)有：管涵直徑、最大擋水高度、框架整體高度、設(shè)備自重等。

2 設(shè)備安裝工序流程

2.1 安裝準(zhǔn)備

在設(shè)備安裝前，安裝人員做好自身安全防護(hù)，準(zhǔn)備安裝工具及安裝主要、輔助材料。設(shè)備安裝前，全面檢查安裝部位的情況、設(shè)備構(gòu)件以及零部件的完整性及完好性，若無產(chǎn)品質(zhì)量問題，對(duì)重要構(gòu)件及部件應(yīng)進(jìn)行預(yù)拼裝。最后測控一體化閘門部件搬移運(yùn)輸至安裝工作面附近，等待工人安裝。

2.2 土建尺寸驗(yàn)收及閘門外框安裝

在吊裝閘門及計(jì)量組件之前，先驗(yàn)收土建結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及尺寸是否滿足安裝要求，達(dá)標(biāo)后進(jìn)行閘門外框的安裝。外框安裝時(shí)應(yīng)首先調(diào)整外框水平與垂直度并用錨栓固定，然后用密封膠等材料將外框與土建結(jié)構(gòu)之間的縫隙填充嚴(yán)密，確保密封不漏水。

2.3 閘門主體及計(jì)量組件安裝

將閘門外框的毛刺等尖銳突出物磨平處理后，清理外框上的浮土雜物等，確保工作面有足夠的寬度及高度后，緩慢起吊閘門主體及計(jì)量組件，將閘門對(duì)準(zhǔn)，緩慢滑入，保證對(duì)閘門主體的水平與垂直度要求。

2.4 控制臺(tái)及太陽能板安裝

安裝閘門主體及計(jì)量組件之后，對(duì)閘門的供電、控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行安裝。將控制臺(tái)安放到預(yù)定的地腳螺栓埋件上，調(diào)平控制臺(tái)后進(jìn)行固定，并將太陽能板與控制臺(tái)連接并固定。安放好控制臺(tái)與太陽能板后，將閘門與控制臺(tái)、控制臺(tái)與太陽能板進(jìn)行連線，保證閘門、控制臺(tái)與供電系統(tǒng)的上電運(yùn)行。

2.5 設(shè)備單體調(diào)試

安裝控制臺(tái)與太陽能板后，對(duì)閘門進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)。接通電源檢測閘門設(shè)備的電氣部件是否正常工作；檢測通信信號(hào)，確保閘門正常通信；標(biāo)定閘門位置，檢測電機(jī)驅(qū)動(dòng)及閘門位置接口的運(yùn)作情況；檢測閘門位置精確度，采用千分尺進(jìn)行精度驗(yàn)證。

測控一體化閘門安裝工序流程及資源配置情況見表1。

3 預(yù)算定額子目的擬定

設(shè)備安裝定額的編制應(yīng)遵循水平合理、基本準(zhǔn)確、簡明實(shí)用的基本原則[6- 7]。通過對(duì)馬蓮渠、西干渠等安裝現(xiàn)場的實(shí)地調(diào)研與觀測，以及對(duì)設(shè)備廠商產(chǎn)品冊等資料分析，綜合擬定定額子目的設(shè)置及適用范圍、定額單位及子目選用原則、定額子目主要工作內(nèi)容、子目上下限選取及步距設(shè)置。

3.1 定額子目設(shè)置及適用范圍

通過對(duì)設(shè)備工作原理分析及實(shí)地調(diào)研，箱涵式、管涵式測控一體化閘門與堰槽式測控一體化閘門的主要特征參數(shù)、測流原理及裝配方式等方面存在著較大差異，因而將定額子目劃分為“測控一體化閘門(箱涵式、管涵式)”、“測控一體化閘門(堰槽式)”兩類。

表1 測控一體化閘門安裝工序流程及資源配置情況

定額子目的適用范圍與定額子目的劃分形式保持一致。

3.2 定額單位及子目選用

測控一體化閘門的定額計(jì)量單位為“臺(tái)”。箱涵式閘門按照閘板寬度和最大擋水高度范圍選用子目；堰槽式閘門按照土建結(jié)構(gòu)寬度和閘門全關(guān)高度范圍選用子目；管涵式閘門套用箱涵式測控一體化閘門定額，按照管涵直徑和最大擋水高度選取。

3.3 定額子目主要工作內(nèi)容

定額子目主要工作內(nèi)容為：設(shè)備場內(nèi)運(yùn)輸、開箱檢查、部件組裝，測量放線、閘門外框安裝，閘板及計(jì)量裝置的吊裝與安放，控制臺(tái)及太陽能板安裝，閘門單體調(diào)試(啟閉試驗(yàn)及通訊試驗(yàn))。

其中，測控一體化閘門的設(shè)備供電方式按照蓄電池供電擬定，不包括設(shè)備接入交流電的外部供電線路布設(shè)等內(nèi)容；定額僅包含場內(nèi)運(yùn)輸運(yùn)距

3.4 定額子目上下限選取及步距設(shè)置

通過對(duì)潞碧墾與科鼎云聯(lián)等公司的測控一體化閘門標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)產(chǎn)品的調(diào)研分析，箱涵式測控一體化閘門標(biāo)準(zhǔn)閘門寬度范圍400～1200mm，最大擋水高度為1200～3000mm，實(shí)測西干渠上閘門采用的閘前最大擋水高度為5.2m；堰槽式測控一體化閘門標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)寬度范圍為0.6～2.4m，閘門全關(guān)高度為600～2912mm，實(shí)測西干渠上堰槽式測控一體化閘門采用的土建結(jié)構(gòu)尺寸為1.9m，閘門全關(guān)高度為1535mm。因此，對(duì)于箱涵式測控一體化閘門，閘板尺寸范圍為450～1200mm，最大擋水高度范圍為1200～5200mm；對(duì)于堰槽式測控一體化閘門，土建尺寸范圍為0.8～2.4m，閘門全關(guān)高度范圍為615～2912mm。步距設(shè)置與測控一體化閘門標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)產(chǎn)品步距保持一致。

4 預(yù)算定額消耗量分析

以閘板寬度450mm、閘門最大擋水高度1200mm的箱涵式測控一體化閘門作為定額消耗量分析的典型型號(hào)。

4.1 人工消耗量的取定方法

勞動(dòng)定額工作時(shí)間包括有效工作時(shí)間、必須的休息時(shí)間和不可避免的中斷時(shí)間[7]。其中，人工勞動(dòng)定額時(shí)間由工序作業(yè)時(shí)間(基本工作時(shí)間、輔助工作時(shí)間)和規(guī)范時(shí)間(準(zhǔn)備與結(jié)束工作時(shí)間、不可避免的中斷時(shí)間和休息時(shí)間)組成[8]。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研與測定過程，采用逐工序觀測基本工作時(shí)間的方式進(jìn)行人工消耗量取定。通過現(xiàn)場實(shí)測，得到外部框架安裝、閘板吊裝、控制臺(tái)及太陽能板安裝、設(shè)備調(diào)試等工序的觀測耗時(shí)，通過工序耗時(shí)的單位指標(biāo)化處理，然后采用統(tǒng)計(jì)方法分析并計(jì)算了85%保證率下的工序的單位指標(biāo)耗時(shí)。

4.1.1安裝準(zhǔn)備

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研情況及設(shè)備重量信息，結(jié)合《全國統(tǒng)一安裝工程基礎(chǔ)定額》關(guān)于設(shè)備裝運(yùn)卸子目消耗量，擬定了各種測控一體化閘門尺寸下的安裝準(zhǔn)備工序耗時(shí)表。根據(jù)安裝工序中各操作環(huán)節(jié)拆解分析，典型型號(hào)閘門安裝準(zhǔn)備工序耗時(shí)2.44h；工種配置情況為：3名技工，1名普工。該工序?qū)崪y消耗9.77工時(shí)。

4.1.2固定外框安裝

該工序主要為涂抹聚氨酯密封膠和鉆孔安裝錨栓耗時(shí)，因此選取閘門寬度和閘門最大擋水高度作為指標(biāo)長度。根據(jù)計(jì)算，該工序單位指標(biāo)耗時(shí)為0.241h/m，按照指標(biāo)長度計(jì)算規(guī)則，典型型號(hào)的指標(biāo)長度為3.3m，因此該工序耗時(shí)為0.79h；工種配置情況為：3名技工，1名普工。該工序?qū)崪y消耗3.18工時(shí)。

4.1.3閘板及測流箱吊裝

該工序主要為汽車起重機(jī)吊裝閘板及測流箱，與閘門最大擋水高度直接相關(guān)，因此選取閘門最大擋水高度作為指標(biāo)長度。根據(jù)計(jì)算，該工序的單位指標(biāo)耗時(shí)為0.227h/m，按照指標(biāo)長度計(jì)算規(guī)則，典型型號(hào)的指標(biāo)長度為1.2m，因此該工序耗時(shí)為0.27h；工種配置情況為：3名技工，1名普工。該工序?qū)崪y消耗1.09工時(shí)。

4.1.4控制臺(tái)及太陽能板安裝

該工序?qū)⒚拷M設(shè)備安裝耗時(shí)作為該工序單位指標(biāo)耗時(shí)。根據(jù)計(jì)算，該工序的單位指標(biāo)耗時(shí)為0.851h/臺(tái)，按照指標(biāo)計(jì)算規(guī)則，典型型號(hào)的指標(biāo)為1臺(tái)，因此該工序耗時(shí)為0.851h；工種配置情況為：4名技工，1名普工。該工序?qū)崪y消耗4.25工時(shí)。

4.1.5設(shè)備調(diào)試

該工序主要工作為升降閘門標(biāo)定開度，因此將閘門寬度作為指標(biāo)長度。根據(jù)計(jì)算，設(shè)備調(diào)試工序的單位指標(biāo)耗時(shí)為0.947h/m，按照指標(biāo)長度計(jì)算規(guī)則，典型型號(hào)的指標(biāo)長度為0.45m，因此該工序耗時(shí)為0.43h；工種配置情況為：3名技工，1名普工。該工序?qū)崪y消耗1.71工時(shí)。

各工序?qū)崪y耗時(shí)之和為19.99工時(shí)?？紤]到工序作業(yè)時(shí)間應(yīng)包括實(shí)測的基本工作時(shí)間及輔助工作時(shí)間，從實(shí)測各工序凈耗時(shí)轉(zhuǎn)為工序作業(yè)時(shí)間應(yīng)乘1.25調(diào)整系數(shù)，見表2。

表2 典型型號(hào)箱涵式閘門人工消耗量 單位：工時(shí)

4.2 材料消耗量的取定方法

通過現(xiàn)場測定，得到聚氨酯密封膠、雙組分錨固粘接劑等主要材料的凈耗用量，并進(jìn)行材料凈消耗量的單位指標(biāo)化處理，然后采用統(tǒng)計(jì)方法分析并計(jì)算出85%保證率下的單位指標(biāo)材料消耗量。另外，通過現(xiàn)場調(diào)研與測定統(tǒng)計(jì)的方法確定了各型號(hào)閘門使用錨栓、化學(xué)錨栓等的凈耗用量。

4.2.1聚氨酯密封膠

聚氨酯密封膠的單位指標(biāo)消耗量為2.208kg/m，該典型型號(hào)的指標(biāo)長度為3.3m，因此材料凈消耗量為7.29kg。

4.2.2雙組分錨固粘接劑

雙組分錨固粘接劑的單位指標(biāo)消耗量為0.032kg/個(gè)，該典型型號(hào)的指標(biāo)為15個(gè)孔，因此材料凈消耗量為0.481kg。

4.2.3M10錨栓及化學(xué)錨栓

測控一體化閘門安裝時(shí)，M10錨栓及化學(xué)錨栓消耗量按照閘門最大擋水高度選用。通過查表可知，該典型型號(hào)的測控一體化閘門兩種材料的凈消耗量均為15個(gè)。組分錨固粘接劑的單位指標(biāo)消耗量為0.032kg/個(gè)，該典型型號(hào)測控一體化閘門的凈消耗量為15個(gè)。

4.3 機(jī)械消耗量的取定方法

與人工消耗量的取定方法相似，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研與測定過程，采用逐工序觀測的方式進(jìn)行機(jī)械消耗量取定。

安裝準(zhǔn)備工序中，汽車起重機(jī)耗用臺(tái)時(shí)為0.44；載重汽車耗用臺(tái)時(shí)為0.25；固定外框安裝工序中，主要使用的機(jī)械為角向磨光機(jī)、電錘及吹風(fēng)機(jī)。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)的整理與分析，該工序角向磨光機(jī)、電錘及吹風(fēng)機(jī)耗用臺(tái)時(shí)分別為0.09、0.19、0.17；閘板及測流箱吊裝工序中，汽車起重機(jī)的單位指標(biāo)耗用時(shí)間為0.188h/m，指標(biāo)長度為0.975m，因此汽車起重機(jī)的耗用臺(tái)時(shí)為0.18；控制臺(tái)及太陽能板安裝工序中，主要使用的機(jī)械為電錘，耗用臺(tái)時(shí)為0.08。與人工工時(shí)消耗計(jì)算原則類似，各種機(jī)械的實(shí)測基本工作時(shí)間轉(zhuǎn)為工序作業(yè)時(shí)間應(yīng)乘1.25系數(shù)，見表3。

表3 典型型號(hào)箱涵式閘門施工機(jī)械消耗量 單位：臺(tái)時(shí)

4.4 預(yù)算定額編制

4.4.1人工消耗量定額

按照安裝工序計(jì)算人工消耗量時(shí)，應(yīng)考慮基本工作、輔助工作、規(guī)范時(shí)間(準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間、不可避免中斷時(shí)間、休息時(shí)間)等全部工作時(shí)間在內(nèi)。根據(jù)工程定額原理，工序作業(yè)時(shí)間水平過渡到勞動(dòng)定額水平，應(yīng)考慮規(guī)范時(shí)間，人工消耗量考慮1.1系數(shù)；勞動(dòng)定額水平過渡到預(yù)算定額水平，考慮人工幅度差擴(kuò)大系數(shù)1.1。

4.4.2材料消耗量定額

材料消耗量定額是指在保證節(jié)約、合理地使用材料的前提下，生產(chǎn)單位合格產(chǎn)品所必需的消耗的材料數(shù)量，即：材料消耗量=材料凈用量×(1+材料損耗率)。經(jīng)計(jì)算分析，在安裝預(yù)算定額編制中，材料的平均損耗率擬定為7%。通過測算分析，將安裝過程中使用的鉆頭、砂輪片、膨脹螺栓、塑料墊片、泡沫棒、凡士林等消耗量少或費(fèi)用占比少的材料劃歸為其他材料。

對(duì)于箱涵式、管涵式測控一體化閘門，其他材料費(fèi)占比最大為5.19%，最小為2.13%，因此，將該類型閘門的其他材料費(fèi)比例確定為6.0%。

4.4.3施工機(jī)械消耗量定額

與人工消耗量計(jì)算原則一致，工序作業(yè)時(shí)間水平過渡到勞動(dòng)定額水平，應(yīng)考慮機(jī)械利用情況，機(jī)械消耗量考慮1.1系數(shù)；勞動(dòng)定額水平過渡到預(yù)算定額水平，考慮機(jī)械幅度差擴(kuò)大系數(shù)1.1。對(duì)于箱涵式、管涵式測控一體化閘門，其他機(jī)械費(fèi)占比最大為13.62%，最小為6.83%，綜合以上情況，將該類型閘門的其他機(jī)械費(fèi)比例確定為15.0%。

5 預(yù)算定額成果及單價(jià)水平測算

5.1 預(yù)算定額成果

通過人工、材料、施工機(jī)械消耗量定額計(jì)算，形成典型型號(hào)的箱涵式測控一體化閘門安裝預(yù)算定額子目，見表4。

表4 典型型號(hào)箱涵式閘門安裝預(yù)算定額

5.2 預(yù)算定額單價(jià)水平測算

為從整體分析定額單價(jià)水平，人工預(yù)算單價(jià)與材料預(yù)算價(jià)格按照2021年寧夏地區(qū)價(jià)格水平計(jì)算。其中，人工預(yù)算價(jià)格按技工16.70元/工時(shí)，普工11.80元/工時(shí)擬定。

通過計(jì)算，通過管涵式、箱涵式測控一體化閘門安裝定額計(jì)算的安裝費(fèi)占比最大為7.69%，最小為4.84%，平均值6.07%；堰槽式測控一體化閘門安裝定額計(jì)算的安裝費(fèi)占比最大值7.85%，最小值4.26%，平均值6.94%。測控一體化閘門的綜合安裝費(fèi)用占含稅設(shè)備費(fèi)的5%～8%。

經(jīng)分析，測控一體化閘門安裝預(yù)算定額的價(jià)格水平基本與市場實(shí)際安裝價(jià)格水平相符合。

6 結(jié)語

基于寧夏地區(qū)灌區(qū)類項(xiàng)目中涉及測控一體化閘門設(shè)備安裝費(fèi)沒有定額可以參考，且測控一體化閘門設(shè)備安裝預(yù)算定額現(xiàn)階段尚無經(jīng)驗(yàn)可以借鑒的情況，采用現(xiàn)場測定人、材、機(jī)資源消耗與工程定額理論分析相結(jié)合的方式，編制形成了測控一體化閘門安裝預(yù)算定額。定額單價(jià)水平測算結(jié)果表明，定額的消耗量水平較為合理，編制的價(jià)格水平基本與市場實(shí)際安裝價(jià)格水平相符合，可為寧夏地區(qū)掌握測控一體化閘門安裝成本、投標(biāo)報(bào)價(jià)等提供有價(jià)值性的參考，也可為行業(yè)定額補(bǔ)充修訂提供依據(jù)。