铁路隧道机械化施工企业定额测定及分析

郑文党

(中铁十九局集团有限公司 北京 100176)

1 引言

我国铁路隧道施工的机械化配套技术水平、施工装备进入隧道施工机械化初期，发展速度较慢[1]，施工成本管理滞后。本文以跃龙门隧道3号斜井机械化配套施工企业定额测定数据为例，结合现行铁路预算定额，进行主要参数比较分析，为隧道机械化施工成本核算等业务提供参考依据。

2 工程概况

2.1 线路概况

跃龙门隧道前接高川车站，后接羊记沟大桥，采用双线分修，最大线间距60 m，最小间距30 m。3号斜井工区施工本隧道正线部分(左线D2K95+679～D2K103+689段、右线YD2K97+700～YD2K102+155段)及本隧道辅助坑道3号斜井全段、平行导坑(PDK97+745.967～PDK103+481段)施工任务，其中斜井2 025 m，平行导坑5 735.033 m。

2.2 地质情况

跃龙门隧道3号斜井测段内多被第四系全新统滑坡堆积层、崩坡积层、陡坡积层覆盖，下伏基岩零星出露，局部陡峭地段出露较好。测段内第四系全新统滑坡堆积层、崩坡积层、粗角砾土，厚0～2 m，下伏地层为震旦系下统邱家河组(Zbq)硅质岩、碳质页岩夹灰岩、白云岩，侵入岩脉辉绿岩等，洞口出漏岩层为强风化软弱围岩，且存在仰坡顺层，顶部土方有危岩落石。具有“四极三高”的显著特点：地形切割极为强烈、构造条件极为复杂活跃、岩石条件极为软弱破碎、汶川地震效应极为显著；高地应力、高地震烈度、高地质风险。

3 施工工艺

隧道按新奥法原理[2]进行施工，隧道开挖、喷锚支护等主要工序施工方案如下：

3.1 开挖方案

(1)施工中坚持监控量测，开挖采用光面爆破技术，隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩采用全断面开挖法[3]；Ⅴ级围岩采用台阶法，设临时仰拱、横向支撑开挖。

(2)隧道钻孔、装药等工序采用三臂凿岩台车。

(3)围岩较好地段采用非电毫秒雷管起爆、光面爆破技术，严格控制超欠挖；断层破碎带地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖，以减轻对围岩的扰动和破坏。

3.2 喷锚支护方案

初期支护在开挖完成后及时施工，紧跟开挖面。拱部及边墙采用φ22 mm砂浆锚杆。喷射混凝土(素喷混凝土、网喷混凝土)为C25混凝土(Ⅴ级围岩为C30)，采取湿喷工艺施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩拱、墙喷射混凝土中掺入合成纤维。围岩较差地段采用格栅钢架或工字钢架加强支护。

4 测定的依据与方法

4.1 测定依据

测定的依据主要有[4]：

(1)《国家铁路局2017年铁路工程造价标准编制计划》(国铁科法函〔2017〕193号)。

(2)《铁路工程施工组织设计指南》(铁建设[2009]226号)。

(3)《关于新建成都至兰州铁路初步设计的批复》(铁鉴函[2010]1622号文)。

4.2 测定方法

以采集现场实测数据为主，采用写实记录法[5]，同时收集以往施工阶段各工序相应的综合进度指标，通过统计分析对比的方式，进行测定。

5 人工、机械配置及进度指标

5.1 开挖人工和机械配置

根据作业流程、成兰铁路实施性施工组织设计要求，三臂凿岩台车隧道开挖每个作业组配备作业人员15人，见表1；每个作业班配备一台三臂凿岩台车、一台挖掘机(≤1.0 m3)、一台载重汽车(6 t)。

表1 凿岩台车开挖劳动组织

5.2 喷射混凝土人工和机械配置

根据作业流程和现场实际情况，混凝土喷射每个作业组配备作业人员6人，其中放料、接管2人，电工1人，辅助3人；配备一台混凝土喷射机械手(≤20 m3/h)，3台混凝土搅拌输送车(≤6 m3)。

5.3 进度指标

Ⅲ级围岩采用全段面法开挖，每开挖进尺为3 m，开挖支护作业单循环时间为11 h，月工作日按28 d计算，每日24 h，每月施工进度为[6]：3×28×24/11＝183(m)。

Ⅳ级围岩采用全段面法开挖，每开挖进尺为2.4 m，开挖支护作业单循环时间为12 h，月工作日按28 d计算，每日24 h，每月施工进度为：2.4×28×24/12＝134(m)。

Ⅴ级围岩采用台阶法开挖，每开挖进尺为1 m，开挖支护作业单循环时间为11.5 h，月工作日按28 d计算，每日24 h，每月施工进度为：1×28×24/11.5＝58(m)。

6 写实记录法测定工机消耗量

6.1 Ⅲ级围岩

(1)开挖人工消耗量[7]：施工准备29.8 min，测量放线45.2 min，台车钻孔、清孔165.6 min，装药79.2 min，台车移位36.2 min，爆破18.6 min，通风、洒水降尘31.4 min，共计用时406 min，小计0.221工日/10 m3，底部开挖、清理等用工0.197工日/10 m3，合计0.418工日/10 m3。

(2)开挖机械消耗量：三臂凿岩台车钻孔、装药、底部开挖清理加权时间为381 min，则消耗量为381/60/7/220.41×10＝0.041(台班/10 m3)；载重汽车6 t用时299.6 min，消耗量为0.035台班/10 m3；挖掘机≤1.0 m3用时29.8 min，消耗量为0.004台班/10 m3。

6.2 Ⅳ级围岩

(1)开挖人工消耗量：施工准备32.6 min，上下台阶测量放线51.4 min，上下台阶钻孔、清孔126.6 min，装药107 min，台车移位39.6 min，爆破23.4 min，通风、洒水降尘13.2 min，共计用时394 min，小计0.285工日/10 m3，其他用工0.293工日/10 m3，合计0.578工日/10 m3。

(2)开挖机械消耗量：三臂凿岩台车钻孔、装药、底部开挖清理加权时间为403.4 min，则消耗量为：403.4/60/7/150.4×10＝0.064(台班/10 m3)；载重汽车6 t用时296.8 min，消耗量为0.047台班/10 m3；挖掘机≤1.0 m3用时162.5 min，消耗量为0.026台班/10 m3。

6.3 Ⅴ级围岩

(1)开挖人工消耗量：施工准备44.8 min，测量放线49.2 min，台车钻孔、清孔93.2 min，装药92 min，台车移位39.6 min，爆破27.4 min，通风、洒水降尘13 min，共计用时359.2 min，小计0.436工日/10 m3，底部开挖、清理等用工0.552工日/10 m3，合计0.988工日/10 m3。

(2)开挖机械消耗量：三臂凿岩台车钻孔、装药、底部开挖清理加权时间为394.8 min，则消耗量为：394.8/60/7/90.126×10＝0.104(台班/10 m3)；载重汽车6 t用时252.5 min，消耗为0.067台班/10 m3；挖掘机≤1.0 m3用时214.8 min，消耗量为0.057台班/10 m3。

6.4 喷射混凝土

喷射混凝土人工消耗量：施工准备28 min，喷浆作业11 min，综合检查、场地清理23 min，共计用时62 min，小计1.262工日/10 m3，其他用工0.509工日/10 m3，总计1.771工日/10 m3。

机械消耗量：混凝土喷射机械手≤20 m3/h准备、喷射、清理时间为38 min，消耗量为0.282台班/10 m3，混凝土搅拌输送车≤6 m3等待装料、调头、卸料、清理消耗量同喷射机械手消耗量；搅拌站、轮胎式装载机消耗量为0.114台班/10 m3。

7 单价分析比较

7.1 单价编制依据

(1)《铁路基本建设工程设计概(预)算编制办法》(国铁科法[2017]30号)。

(2)《铁路基本建设工程设计概(预)算费用定额》(国铁科法[2017]31号)。

(3)《铁路工程补充预算定额(第二册)》(铁总建设〔2019〕26号)。

(4)除三臂凿岩台车、混凝土喷射机械手人工单价为350元/工日，其他均为200元/工日；燃油采用2019年一季度四川价格，柴油单价为6.688元/kg，汽油单价为7.593元/kg，电单价为1元/kWh。

(5)施工机械台班单价根据编制办法，结合企业关于机械的折旧规定测算。

7.2 现行定额与企业定额单价对比

(1)开挖(见表2、表3、表4)[8-10]

工作内容：施工准备，测量划线，台车就位、钻眼，装药、爆破，找顶，防尘。

表2 Ⅲ级围岩全断面开挖 10 m3

表3 Ⅳ级围岩台阶开挖 10 m3

表4 Ⅴ级围岩台阶开挖 10 m3

(2)喷射混凝土(见表5)

工作内容：机械手移动，就位，检查，清洗机械；混凝土集中拌制，喷射及养护，回弹料处理；混凝土搅拌输送车配合投料。

表5 喷射混凝土 10 m3

7.3 企业定额

企业定额测定的数据可为洽谈劳务分包合同价格或架子队核算[11]提供依据。

(1)在正常施工组织下，Ⅲ级围岩全断面开挖(月进尺183 m)，工机费为427元/10 m3，其中人工费84元/10 m3，机械费343元/10 m3；Ⅳ级围岩台阶开挖(月进尺134 m)，工机费为645元/10 m3，其中人工费116元/10 m3，机械费530元/10 m3；Ⅴ级围岩台阶开挖(月进尺58 m)，工机费为1 084元/10 m3，其中人工费198元/10 m3，机械费886元/10 m3。

(2)在正常施工组织下，混凝土喷射机械手20 m3/h工机费为3 019元/10 m3，其中人工费354元/10 m3，机械费2 665元/10 m3。

8 结束语

凿岩台车开挖及喷射机械手喷射混凝土子目，企业定额单价均高于铁路现行定额单价，主要原因是：

(1)市场工费单价远高于定额编制期价格(Ⅶ类工82元/工日)。

(2)凿岩台车、喷射机械手的台班单价高于定额台班价。原因，首先是企业设备的折旧费用高于费用定额，即市场采购价高；其次是电价格等，企业定额采用市场价格。

大型机械设备配套施工大幅度提高工程进度[12]，台车钻爆比风动凿岩机钻爆提高功效达50%以上；同时，机械设备配套施工也给企业的成本管理带来挑战，首先是设备的选型。选型一是考虑选择进口设备还是国产设备，进口设备机械具有机型成熟、配件齐全，产品寿命期长，维修保养简易等特点；国产机械则具有采购成本低、适应性强，机动性好，维修成本高的特点。选型二是要考虑各衔接工序设备的匹配性，忌讳出现大马拉小车的情况。其次要充分提高设备的使用效率，其关键因素是培养高素质的操作手，提高工作效率。第三要培养保养、维修的专业人才，降低维修成本。

企业定额测定数据是在正常施工组织条件下测算的，重点考虑合理的施工进度、合理的人员及机具等资源配置，可为劳务成本的目标制定、架子队成本核算提供依据。