海上風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)嵌巖施工定額測(cè)量方法

陳啟民 鄧萬(wàn)志 張揚(yáng)

摘要：開(kāi)展海上風(fēng)電施工定額測(cè)量工作可以全面客觀反映海上風(fēng)電施工工藝流程、裝備生產(chǎn)效率、資源投入情況。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析，可以不斷完善新技術(shù)、新方法、新工藝條件下的海上風(fēng)電施工定額數(shù)據(jù)庫(kù)，是企業(yè)建立定額管理機(jī)制的重要手段。以國(guó)內(nèi)某海上風(fēng)電項(xiàng)目風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)嵌巖施工為例，通過(guò)“工作日寫(xiě)實(shí)法”真實(shí)地記錄了高樁承臺(tái)基礎(chǔ)嵌巖施工流程、資源投入及生產(chǎn)效率，并利用“控制圖”對(duì)實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后得到有效樣本，進(jìn)而形成建議定額中人工、材料、船舶（機(jī)械）資源消耗量。為在弱風(fēng)化層分布不均的地質(zhì)條件下采用類似基礎(chǔ)型式的嵌巖施工成本分析、工效分析提供參考。

關(guān) 鍵 詞：

海上風(fēng)電場(chǎng)； 施工定額量； 基礎(chǔ)嵌巖； 控制圖

中圖法分類號(hào)： Tu723.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.S2.043

0 引 言

目前，國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段以國(guó)家能源局發(fā)布的《海上風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)概算編制規(guī)定及費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)》《海上風(fēng)電場(chǎng)工程概算定額》為依據(jù)，采用定額計(jì)價(jià)方法測(cè)算工程建設(shè)投資。由于定額中資源消耗量反映的是一段時(shí)期的社會(huì)平均生產(chǎn)率水平、裝備技術(shù)能力水平，帶有較強(qiáng)的地域性、時(shí)效性［1］。但是海上風(fēng)電建設(shè)成本與地質(zhì)、水文、氣象、裝備性能等因素密切相關(guān)，且近年來(lái)行業(yè)發(fā)展迅猛，風(fēng)機(jī)大型化、由近?？焖僮呦蛏钸h(yuǎn)海、技術(shù)方案不斷創(chuàng)新、裝備能力不斷提升、新型基礎(chǔ)應(yīng)用逐漸增多的趨勢(shì)顯著，現(xiàn)行定額規(guī)范無(wú)法完全適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格水平［2］。然而，定額是國(guó)內(nèi)工程造價(jià)專業(yè)技術(shù)人員開(kāi)展計(jì)價(jià)活動(dòng)的主要依據(jù)之一，因此有必要進(jìn)一步加強(qiáng)落實(shí)企業(yè)關(guān)于造價(jià)管理的主體責(zé)任，盡快開(kāi)展企業(yè)定額測(cè)量工作，以建立企業(yè)定額管理機(jī)制，為行業(yè)快速發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

某項(xiàng)目規(guī)劃裝機(jī)容量為280 MW，離岸距離約6 km，場(chǎng)址90 m高度年平均風(fēng)速8.35 m/s，最大水深約12 m，采用高樁承臺(tái)基礎(chǔ)型式，布置45臺(tái)單機(jī)容量為6.375，8，10 MW的風(fēng)機(jī)。

1.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案概述

項(xiàng)目混凝土承臺(tái)直徑約16 m，厚度5.5 m，承臺(tái)底高程約+6 m，承臺(tái)頂高程約+11 m。采用6根DN1700～2100（壁厚28～40 mm）的鋼管樁作為基樁，鋼管樁以豎向中軸線為圓心，平均布置于直徑約12 m的圓形軌跡曲線上，為了滿足承載力的需要，鋼管樁需打入散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖不小于8 m或進(jìn)入碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖表面，故需要嵌巖施工，樁體斜率為6∶1。

1.3 嵌巖施工工序概述

施工過(guò)程中每個(gè)風(fēng)機(jī)機(jī)位上布置兩臺(tái)ZJD3000全液壓鉆機(jī)，按照對(duì)角線順序同時(shí)進(jìn)行鉆孔施工。施工流程如圖1所示。

2 定額測(cè)量?jī)?nèi)容及方法

為了全面反映施工工藝流程、生產(chǎn)效率、資源真實(shí)投入情況，采用工作日寫(xiě)實(shí)法客觀記錄數(shù)據(jù)，并以連續(xù)測(cè)時(shí)法為主、循環(huán)測(cè)時(shí)法為輔的原則進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。按照施工工序，跟蹤記錄和收集可作業(yè)窗口期內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)從作業(yè)準(zhǔn)備到完成嵌巖鉆孔有關(guān)的所有人工、材料、船舶（機(jī)械）的消耗量及相關(guān)數(shù)據(jù)資料。

測(cè)量對(duì)象包括：工種、工人數(shù)量、出海時(shí)間，主要材料（如球齒滾刀、導(dǎo)向器、膨潤(rùn)土）及其他消耗性或周轉(zhuǎn)性材料的消耗量，主要船舶（機(jī)械）（如交通船、運(yùn)輸船、履帶吊、龍門(mén)吊、水泵、空壓機(jī)、旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)等）消耗量。

測(cè)量工序包括：交通船出行、鉆孔、加鉆桿、孔內(nèi)補(bǔ)水、反壓造漿、排渣、測(cè)孔深、拆鉆桿、提鉆檢查等。

測(cè)量因素包括：測(cè)量時(shí)間、測(cè)量地點(diǎn)、天氣、海況等。

3 數(shù)據(jù)分析原則及方法

先以實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)，按照擬定的工序劃分原則，逐項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析各樣本、各工序人工、材料、船舶（機(jī)械）實(shí)際消耗量水平，按照“控制圖”原理對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，獲得有效樣本，形成實(shí)測(cè)平均消耗量；再在實(shí)測(cè)平均消耗量的基礎(chǔ)上，按照定額消耗量的統(tǒng)計(jì)原則及其他技術(shù)環(huán)境影響因素合理調(diào)整實(shí)測(cè)平均消耗量，結(jié)合統(tǒng)計(jì)調(diào)查及收集的相關(guān)資料分析形成定額消耗量。

3.1 人工消耗量統(tǒng)計(jì)原則

根據(jù)勞動(dòng)定額消耗量統(tǒng)計(jì)原則，人工消耗量一般應(yīng)按照工種、崗位職務(wù)、專業(yè)技術(shù)熟練程度等進(jìn)行劃分，并以“工日”或“工時(shí)”為單位計(jì)量。工人在工作班內(nèi)消耗的時(shí)間分為必需消耗的時(shí)間、損失時(shí)間兩類，并按照此分類原則確定定額消耗量［1-2］。其中：

必需消耗的時(shí)間，指工人在正常施工條件下為完成一定合格工作任務(wù)所消耗的時(shí)間，是編制定額的主要依據(jù)。由有效工作時(shí)間、休息時(shí)間、不可避免中斷時(shí)間組成。

損失時(shí)間，指因技術(shù)因素、組織因素上的缺陷以及工人在施工過(guò)程中的個(gè)人過(guò)失或某些偶然因素導(dǎo)致的時(shí)間消耗。由多余和偶然時(shí)間、停工時(shí)間、違背勞動(dòng)紀(jì)律損失時(shí)間組成。

海上風(fēng)電工程施工分為陸上作業(yè)、海上作業(yè)兩類。由于海上作業(yè)人員的成本核算通常以工人出海天數(shù)為單位進(jìn)行核算，且海上作業(yè)影響施工效率的主要因素是海況、地質(zhì)條件、施工技術(shù)方案復(fù)雜程度、施工船舶（機(jī)械）的性能等，海上人工工資發(fā)放以工人實(shí)際出海天數(shù)為單位統(tǒng)計(jì)發(fā)放，與工人出海后在作業(yè)面上是否工作無(wú)關(guān)，故從有利于真實(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)人工成本的角度出發(fā)，人工消耗量以“工日”為單位，按照出海歷時(shí)（自離開(kāi)碼頭起至返回碼頭止）和人工數(shù)量綜合計(jì)算。

3.2 材料消耗量統(tǒng)計(jì)原則

將施工作業(yè)過(guò)程中所用到的材料，按照其對(duì)施工成本影響程度的高低劃分為主要材料、其他材料。主要材料消耗量以現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程中的實(shí)際消耗或投入數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.3 船舶（機(jī)械）消耗量統(tǒng)計(jì)原則

在進(jìn)行船舶（機(jī)械）消耗量分析時(shí)，首先按照定額編制原則將寫(xiě)實(shí)記錄時(shí)間按定額時(shí)間劃分，然后再根據(jù)海上風(fēng)電施工船舶（機(jī)械）作業(yè)特點(diǎn)將船舶（機(jī)械）消耗量按工作和停置時(shí)段劃分。

（1） 定額時(shí)間的劃分原則。

經(jīng)過(guò)對(duì)施工方案的分析，結(jié)合船舶（機(jī)械）的作業(yè)特點(diǎn)，將實(shí)測(cè)工時(shí)分為工序作業(yè)時(shí)間和規(guī)范時(shí)間、損失時(shí)間。其中工序作業(yè)時(shí)間和規(guī)范時(shí)間計(jì)入定額時(shí)間，損失時(shí)間計(jì)入非定額時(shí)間。

工序作業(yè)時(shí)間

即基本工作時(shí)間，指與完成一定計(jì)量單位合格產(chǎn)品直接相關(guān)的工時(shí)消耗。

規(guī)范時(shí)間包括工序作業(yè)時(shí)間以外的準(zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間、不可避免的中斷時(shí)間以及休息時(shí)間，此外，由于海上風(fēng)電施工特殊性，工人需要由交通船運(yùn)送到相應(yīng)施工工作面，交通船出行時(shí)間亦歸入規(guī)范時(shí)間中。

損失時(shí)間主要指由于施工組織安排不當(dāng)，需要等待作業(yè)船舶、材料供應(yīng)不及時(shí)的等待時(shí)間、船舶（機(jī)械）故障的中斷時(shí)間等。

（2） 工作和停置時(shí)段劃分原則。

將船舶（機(jī)械）消耗量按照工作時(shí)間、停置時(shí)間劃分，主要考慮以下因素：① 由于海上風(fēng)電施工作業(yè)的特殊性，船舶（機(jī)械）不能靈活調(diào)遣，不可避免地等待時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)；② 不同規(guī)模、不同施工方案導(dǎo)致船舶（機(jī)械）作業(yè)時(shí)間和停置時(shí)間構(gòu)成比例差異較大；③ 現(xiàn)行港口與航道定額已將船舶（機(jī)械）消耗量劃分為工作狀態(tài)、停置狀態(tài)；④ 據(jù)資料顯示，歐洲海上風(fēng)電船舶（機(jī)械）費(fèi)用計(jì)算，也將工作狀態(tài)與停置狀態(tài)區(qū)分。

4 樣本篩選

由于項(xiàng)目所在場(chǎng)址巖層分為沙土、散體狀強(qiáng)風(fēng)化、碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化等類型，且弱風(fēng)化層分布不均。從嵌巖施工效率差異、統(tǒng)計(jì)的便利性、定額的適用性方面考慮，將巖層分為非弱風(fēng)化（主要包括散體狀強(qiáng)風(fēng)化、碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化）和弱風(fēng)化等兩類，并按上述2個(gè)子目類別進(jìn)行樣本篩選。

樣本篩選采用“控制圖（Control Chart）”理論。控制圖是通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量特性進(jìn)行記錄、測(cè)量、評(píng)估，從而監(jiān)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程是否處于合理控制狀態(tài)的一種用統(tǒng)計(jì)方法繪制的圖。圖上有三條平行線統(tǒng)稱為控制線：中心線、上控制線、下控制線，并分布了按時(shí)間順序抽取的樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值的描點(diǎn)序列。中心線位置代表所控制的統(tǒng)計(jì)量的算數(shù)平均值，上下控制線與中心線相距數(shù)倍標(biāo)準(zhǔn)差。若控制圖中的描點(diǎn)落在上控制線與下控制線之外或描點(diǎn)在上控制線與下控制線之間的排列不隨機(jī)，則表明這些描點(diǎn)狀態(tài)異常。本項(xiàng)目以工序作業(yè)工時(shí)生產(chǎn)率、定額工時(shí)生產(chǎn)率為評(píng)價(jià)對(duì)象，按照各樣本生產(chǎn)率較所有樣本平均生產(chǎn)率±35%的波動(dòng)幅度對(duì)樣本有效性進(jìn)行篩選。

4.1 嵌巖鉆孔（非弱風(fēng)化）

本次采集非弱風(fēng)化巖層樣本共12個(gè)。

經(jīng)篩選有10個(gè)樣本落在控制區(qū)內(nèi)，屬于有效樣本，樣本6、樣本8落在控制區(qū)外，將其排除后進(jìn)行第2次篩選。

2次篩選后，有9個(gè)樣本落在控制區(qū)內(nèi)，屬于有效樣本，樣本1落在控制區(qū)外，將其排除后進(jìn)行第3次篩選。

經(jīng)過(guò)3輪篩選，剩余9個(gè)樣本均落在控制區(qū)內(nèi)，屬于有效樣本，所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可作為后續(xù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析依據(jù)。

4.2 嵌巖鉆孔（弱風(fēng)化）

本次采集弱風(fēng)化巖層樣本共10個(gè)。

經(jīng)篩選，有8個(gè)樣本落在控制區(qū)內(nèi)，屬于有效樣本，樣本9、樣本10落在控制區(qū)外，將其排除后進(jìn)行第2次篩選。

經(jīng)過(guò)2輪篩選，剩余8個(gè)樣本均落在控制區(qū)內(nèi)，屬于有效樣本，所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)可作為后續(xù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析依據(jù)。

5 實(shí)測(cè)消耗量

5.1 樣本量

嵌巖鉆孔（旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)）（非弱風(fēng)化）測(cè)得12個(gè)樣本，其中有效樣本9個(gè)；嵌巖鉆孔（旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)）（弱風(fēng)化）測(cè)得10個(gè)樣本，其中有效樣本8個(gè)。

5.2 計(jì)量單位

與行業(yè)定額保持一致，以“m”為單位。

5.3 人材機(jī)消耗量

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析各有效樣本人工、材料、船舶（機(jī)械）消耗量，再算術(shù)平均作為實(shí)測(cè)消耗量。其中人工消耗量不包含船上人工、機(jī)上人工。主要船舶（機(jī)械）按不同規(guī)格型號(hào)分別計(jì)列艘（臺(tái)）班消耗量，其他船機(jī)消耗量參照行業(yè)概算定額按主要船舶（機(jī)械）消耗量的2%計(jì)取。

6 建議定額消耗量

6.1 人工消耗量調(diào)整

在實(shí)測(cè)平均消耗水平的基礎(chǔ)上，對(duì)人工消耗量作以下調(diào)整：

① 船上人工、機(jī)上人工（履帶吊司機(jī)）費(fèi)用計(jì)入船舶（機(jī)械）艘（臺(tái)）班費(fèi)中的二類費(fèi)用，建議定額中不計(jì)列；

② 參照海上風(fēng)電行業(yè)定額的表現(xiàn)形式，人工不分工種、級(jí)別，統(tǒng)一按“人工”列示；

③ 考慮到海上風(fēng)電施工特點(diǎn)，實(shí)測(cè)定額中人工消耗量已按照歷時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人數(shù)計(jì)算，并考慮了交接班時(shí)間、吃飯、休息等時(shí)間，編制建議定額時(shí)不再另外考慮。

6.2 材料消耗量調(diào)整

建議定額材料消耗量同實(shí)測(cè)消耗量。

6.3 船舶（機(jī)械）消耗量調(diào)整

船舶（機(jī)械）消耗量調(diào)整如下：① 實(shí)測(cè)定額中已考慮了合理準(zhǔn)備、檢修、維護(hù)和不可避免的間歇時(shí)間，建議定額不再考慮。

② 部分樣本中用到的電焊機(jī)、割炬，由于消耗量較少，納入其他船機(jī)使用費(fèi)中考慮。

③ 部分樣本數(shù)據(jù)采集到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)因?yàn)閳?chǎng)地限制，臨時(shí)使用甲板駁堆存材料，但由于所發(fā)生的消耗量較少，納入其他船機(jī)使用費(fèi)中考慮。

④ 其他環(huán)境影響因素。

由于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)均在可作業(yè)窗口期內(nèi)測(cè)得，但是海上風(fēng)電施工作業(yè)效率易受到霧天季風(fēng)、臺(tái)風(fēng)等因素影響，導(dǎo)致出現(xiàn)不能正常施工或必須施工等待的情況，為了提升定額的適用性，建議定額中需要考慮自然環(huán)境因素導(dǎo)致的施工降效。

國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電場(chǎng)施工窗口期通常為3～10月，項(xiàng)目所在地施工窗口期相較其他地區(qū)偏短，每年夏秋兩季臺(tái)風(fēng)多發(fā)，且冬春兩季易受氣旋后部冷空氣造成的大風(fēng)襲擊，具有潮差大、大風(fēng)天數(shù)多的氣象水文特點(diǎn)。查閱歷史氣象資料，得到以下數(shù)據(jù)：

（1） 霧天數(shù)據(jù)。該地區(qū)全年約83%的霧天集中在1～6月。其中3～4月平均7 d/月，占比47%；5～6月平均4.45 d/月，占比30%。

（2） 季風(fēng)數(shù)據(jù)。項(xiàng)目場(chǎng)址25 m高度上，5～8月平均風(fēng)速小于10 m/s的可作業(yè)天數(shù)超過(guò)總天數(shù)的60%，3～4月略低于60%；100 m高度上，5～8月平均風(fēng)速小于10 m/s的可作業(yè)天數(shù)超過(guò)總天數(shù)的60%，3～6月略低于50%。

（3） 臺(tái)風(fēng)天數(shù)據(jù)。5～8月為該項(xiàng)目所在地臺(tái)風(fēng)高發(fā)期，每個(gè)臺(tái)風(fēng)影響約1周左右，每年影響臺(tái)風(fēng)一般在3～5個(gè)。

綜上所述，由于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)均在窗口期（4～9月）且正常工況情況下測(cè)得，未考慮臺(tái)風(fēng)、霧、暴雨等因素對(duì)施工降效的影響，故實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在形成建議定額時(shí)需要考慮一定的等待時(shí)間。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該地區(qū)每年的可作業(yè)時(shí)間約為120～160 d，在窗口期內(nèi)因自然環(huán)境因素導(dǎo)致不可避免的損失時(shí)間約占作業(yè)時(shí)間的25%，故編制建議定額時(shí)需要在人工、船舶（機(jī)械）消耗量基礎(chǔ)上乘以1.25的海上作業(yè)降效調(diào)整系數(shù)。

綜合以上因素，形成建議定額如圖2所示。

對(duì)建議定額嵌巖鉆孔各工序進(jìn)行工效分析，如圖3所示。

7 結(jié) 語(yǔ)

本文以國(guó)內(nèi)某海上風(fēng)電項(xiàng)目為例，通過(guò)“工作日寫(xiě)實(shí)法”客觀、真實(shí)地記錄了該項(xiàng)目高樁承臺(tái)基礎(chǔ)嵌巖施工工藝流程、生產(chǎn)效率、資源投入情況，引入了“控制圖”原理對(duì)實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行合理化篩選，形成建議定額人工、材料、船舶（機(jī)械）消耗量，供在弱風(fēng)化層分布不均的地質(zhì)條件下采用類似基礎(chǔ)型式的嵌巖施工成本分析、工效分析參考。同時(shí)呼吁要進(jìn)一步加強(qiáng)落實(shí)企業(yè)關(guān)于造價(jià)管理的主體責(zé)任，盡快開(kāi)展企業(yè)定額測(cè)量工作，通過(guò)建立企業(yè)定額管理機(jī)制，為行業(yè)快速發(fā)展提供數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 郭琦，夏曉云，安慧.水電工程造價(jià)管理［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2008.

［2］ 鄧萬(wàn)志，張揚(yáng)，余迪.海上風(fēng)電高樁承臺(tái)基礎(chǔ)鋼管樁沉樁定額測(cè)定方法研究［J］.工程經(jīng)濟(jì)，2018，28（5）：27-31.

（編輯：黃文晉）