工可階段隧道特殊處治增加費(fèi)的分析研究

楊 梅

(四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610041)

巖爆、大變形、高地溫是隧道施工中的地質(zhì)災(zāi)害。隨著我省交通建設(shè)向西北部復(fù)雜山區(qū)發(fā)展，在隧道工程中遇到的各種復(fù)雜條件如巖爆、大變形、高地溫等越來越多，而交通運(yùn)輸部頒發(fā)的《公路工程估算指標(biāo)》尚未包含該類隧道特殊處治費(fèi)用的相關(guān)指標(biāo)或調(diào)整的辦法，工可估算階段缺失相應(yīng)的計(jì)算依據(jù)[1]。如果目前仍按照一般隧道的定額來編制這些特殊隧道的造價(jià)，勢(shì)必會(huì)造成隧道造價(jià)編制不足的問題。為了避免這種現(xiàn)象，在工可估算階段有效的控制隧道造價(jià)，本文結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙以及相似已建工程實(shí)例對(duì)隧道特殊處治費(fèi)用進(jìn)行研究和分析。

1 工程概況

擬建的龍門山隧道位于成都市彭州市龍門山鎮(zhèn)與阿壩州汶川縣雁門鄉(xiāng)交界處，屬于越嶺隧道。隧道全長23 930 m，最大埋深2 453 m。本項(xiàng)目地形起伏較大，深切溝谷發(fā)育，為中高山地貌，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，隧道進(jìn)口附近有發(fā)育的北川-映秀斷裂，隧道前段穿越黃水河群內(nèi)數(shù)條韌性剪切帶，隧道中后部依次穿越花果園斷裂及其支斷裂，九頂山斷裂及其支斷裂。隧道開挖會(huì)面臨高地應(yīng)力引起的巖爆和大變形、高地溫等災(zāi)害。

2 隧道特殊處治費(fèi)用計(jì)算

2.1 隧道巖爆

隧道巖爆是指地下開采的深部或構(gòu)造力很高的區(qū)域，在臨空巖體中發(fā)生突發(fā)式破壞的現(xiàn)象。它通常發(fā)生在高地應(yīng)力環(huán)境下的完整巖體Ⅲ圍巖中。

根據(jù)龍門山場(chǎng)區(qū)的基本地應(yīng)力特征，隧道穿越的巖性物理力學(xué)性質(zhì)和巖體結(jié)構(gòu)特征，可初步基本綜合判斷隧道穿越段的巖爆危害分布見表1。

表1 龍門山隧道巖爆段落及等級(jí)預(yù)測(cè)

其中可能發(fā)生輕微巖爆長度約6 660 m，中等巖爆長度約5 573 m，強(qiáng)烈?guī)r爆長度約3 110 m，極強(qiáng)烈?guī)r爆長度約1 225 m。

在《公路工程估算指標(biāo)》中，Ⅲ圍巖、Ⅳ圍巖的洞身計(jì)價(jià)都采用同一條估算指標(biāo)3-1-10，且定額不做調(diào)整。指標(biāo)單位為正洞面積100 m2，其工程內(nèi)容包括：洞身開挖、鋼支撐、噴錨支護(hù)、防排水、襯砌、裝飾、鋪筑路面混凝土整平層等工作。從表2細(xì)部工程量可以看出，巖爆圍巖工程量比Ⅲ圍巖、Ⅳ圍巖的量有所加大，特別是鋼架、襯砌鋼筋數(shù)量成倍增加。此時(shí)巖爆再采用估算指標(biāo)3-1-10就明顯不足。若采用概算定額來編制造價(jià)，就需要設(shè)計(jì)人員提供初步設(shè)計(jì)圖紙與數(shù)量，而在工可階段的設(shè)計(jì)深度很難達(dá)到初步設(shè)計(jì)深度，這樣在工可階段采用概算定額計(jì)價(jià)就不容易實(shí)現(xiàn)。那么我們換種思路，像交通部頒發(fā)的《估算指標(biāo)》中隧道章節(jié)說明規(guī)定隧道Ⅴ級(jí)圍巖那樣，采用調(diào)整指標(biāo)系數(shù)處理。

對(duì)比不同巖爆等級(jí)下每延米洞身開挖及襯砌的工程數(shù)量，見表2。

表2 隧道每延米洞身工程量

參照表2工程量套用預(yù)算定額及市場(chǎng)現(xiàn)價(jià)編制不同巖爆等級(jí)下洞身開挖及襯砌的造價(jià)。輕微巖爆、中等巖爆、強(qiáng)烈?guī)r爆、極強(qiáng)巖爆費(fèi)用與Ⅲ圍巖造價(jià)比分別為1.01，1.20，1.40，2.0。在已完特長隧道的測(cè)算中洞身開挖及襯砌費(fèi)用約占整個(gè)洞身費(fèi)用的85%，那么造價(jià)比還不能直接做為定額調(diào)整系數(shù)。以洞身費(fèi)用的15%作為不動(dòng)值，折算后得到輕微巖爆的調(diào)整系數(shù)為1.01、中等巖爆的調(diào)整系數(shù)為1.17、強(qiáng)烈?guī)r爆的調(diào)整系數(shù)為1.34、極強(qiáng)巖爆的調(diào)整系數(shù)為1.85。

2.2 隧道大變形

隧道大變形是指超過了圍巖的正常變形而致使支護(hù)破壞或者侵限的變形。它通常發(fā)生在高地應(yīng)力環(huán)境下的軟弱巖體Ⅴ圍巖中。

根據(jù)龍門山場(chǎng)區(qū)的基本地應(yīng)力特征，隧道穿越的巖性物理力學(xué)性質(zhì)和巖體結(jié)構(gòu)特征，可初步基本綜合判斷隧道穿越段的大變形危害分布見表3。

表3 龍門山隧道大變形段落及等級(jí)預(yù)測(cè)

其中可能發(fā)生輕微大變形長度約2 803 m，中等大變形長度約530 m。

參照隧道巖爆的分析思路，列出不同大變形等級(jí)下每延米洞身開挖及襯砌的工程數(shù)量，見表4。

表4 隧道每延米洞身工程量

同理得出輕微大變形、中等大變形、強(qiáng)烈大變形費(fèi)用與Ⅴ圍巖造價(jià)比分別為1.30,1.70,2.20。同樣按洞身開挖及襯砌費(fèi)用占洞身費(fèi)用的85%折算，相對(duì)于Ⅴ級(jí)圍巖的調(diào)整系數(shù)應(yīng)分別為1.26,1.60,2.02，估算指標(biāo)規(guī)定Ⅴ級(jí)圍巖，指標(biāo)3-1-X應(yīng)乘以1.35的系數(shù)，因此大變形最終的定額調(diào)整系數(shù)分別為1.69,2.15,2.73。

2.3 隧道高地溫

龍門山隧道最大埋深2 474 m，巖體以巖漿巖為主，且位于活動(dòng)斷裂帶附近，隧道施工隨著埋深加大及掘進(jìn)長度的增加，洞內(nèi)環(huán)境溫度逐步增高，導(dǎo)致洞身環(huán)境溫度較高的主要原因?yàn)椋旱乇憝h(huán)境溫度高，通風(fēng)降溫效果差，施工熱源增溫，工作區(qū)圍巖溫偏高。

高地溫費(fèi)用增加主要有降效、降溫兩種因素。降效產(chǎn)生的原因是工作效率降低，工料機(jī)投入加大。降溫產(chǎn)生的原因是使工作環(huán)境溫度降低，接近常溫隧道。

2.3.1 降效費(fèi)用

根據(jù)GB/T 229.3—2010工作場(chǎng)所職業(yè)病危害作業(yè)分級(jí)和GB/T 4200—2008高溫作業(yè)分級(jí)相關(guān)規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不得高于28 ℃。隧道高溫分級(jí)如表5所示。

表5 隧道髙溫分級(jí)表

借鑒《鐵路工程TBM及超長工區(qū)施工等補(bǔ)充預(yù)算定額》鐵建設(shè)(2020)155號(hào)列出的高地溫隧道施工定額增加幅度(見表6)，根據(jù)隧道的地溫直接調(diào)整估算指標(biāo)3-1-X的人工及機(jī)械系數(shù)[2]。

表6 高地溫隧道施工定額增加幅度

2.3.2 降溫費(fèi)用

降溫的主要措施有加強(qiáng)洞內(nèi)通風(fēng)、風(fēng)扇降溫、灑水降溫及作業(yè)面放置冰塊局部降溫等。而這些措施在洞身估算指標(biāo)3-1-X中并不能以人、材、機(jī)的形式反映，所以降溫費(fèi)用不能像降效費(fèi)用那樣通過調(diào)整定額系數(shù)取得，建議參照國內(nèi)同類工程降溫的施工組織，計(jì)算出高地溫段每延米的降溫費(fèi)用。以云南國際鐵路通道蒙自至河口鐵路太陽寨高地溫隧道為例：

1)每個(gè)工作面采用“二進(jìn)一出”三條風(fēng)管24 h通風(fēng)，配備2組132 kW壓入式軸流風(fēng)機(jī)，每個(gè)工作平臺(tái)配備18臺(tái)大功率風(fēng)扇。

2)在隧道剛施作二襯地段，增設(shè)高壓水池和φ100 mm鋼管高壓噴水管路，采用特制噴頭(2 m/處)，24 h灑水。

3)洞內(nèi)一側(cè)分兩層放置冰塊。根據(jù)施工具體數(shù)量算出高地溫段每延米措施費(fèi)用，詳見表7。

表7 高地溫段每延米降溫措施費(fèi)匯總表

3 調(diào)整情況

經(jīng)過上述調(diào)整，龍門山隧道洞身估算造價(jià)巖爆增加75 450萬元，大變形增加27 084萬元，高地溫增加7 810萬元，共增加110 344萬元，約占洞身造價(jià)的23%，有效處理了直接采用估算指標(biāo)編制造價(jià)不足的問題。

4 結(jié)語

本文通過計(jì)算和已實(shí)施工程實(shí)際數(shù)據(jù)分析，得出在工可估算階段，高速公路雙向四車道隧道在巖爆、大變形、高地溫特殊現(xiàn)象下估算指標(biāo)的調(diào)整系數(shù)及每延米降溫處治費(fèi)用，從而更合理的編制估算階段隧道造價(jià)，做到在估算階段造價(jià)可控，為同類型公路工程造價(jià)控制工作提供有效的參考和借鑒。