新花水库工程砂石料来源比选

程欢欢

（广东省水利电力勘测设计研究院有限公司,广东 广州 510635）

砂石料作为水利工程建设中的主要材料,对工程造价有显著的影响,因此在工程项目概（估）算编制工作中,通常会在地质调查成果的基础上对砂石料来源进行更详细的技术经济比选,如果是线型工程或者工程点分散,则需要分别考虑各施工区域的砂石料来源和运输距离。大中型水利工程往往建设工期较长,砂石料用量比较大,采用自采加工的方式会更经济,也有利于控制生产强度和生产成本。而中小型水利工程砂石料用量相对较少,施工单位自行开采加工存在程序复杂、性价比低等问题,在工程所在地附近购买成品可能存在运输距离远、供应量和供应价格无法控制等问题。因此,应根据工程实际情况进行对比,综合考虑各项技术经济因素后确定[1]。本文通过对新花水库工程砂石料来源比选,探讨中小型水利工程砂石料来源比选的方法。

1 工程概况

新花水库地处贵州省册亨县,位于南盘江左岸一级支流乃言河上游,是一座综合利用水利工程,工程的主要任务是向下游沿河两岸的村镇及周边农村供水和农业灌溉。工程内容包括水源工程和供水灌溉工程。工程等别属Ⅳ等,工程规模为小（1）型工程,主要建筑物大坝为堆石混凝土重力坝。

2 石料需求量计算

本工程石料主要包括混凝土粗细骨料、坝体填筑毛石料及级配砂碎石垫层料。根据土石方平衡,共计（含混凝土粗细骨料）需砂5.82 万m3（成品方）,碎石6.32万m3（成品方）,毛石10.37万m3（成品方）,若自石料场开采加工取得,则自石料场开采石料约16.28万m3。

3 自采料场和外购料场简述

自采石料场位于丫他镇板街村,距离坝址约25 km,料场面积广,岩性为灰岩,有用层厚而稳定。岩层产状近水平,石料场拟开采面积约为2万m2。采用平行断面法计算、平均厚度法复核,无用层体积5万m3,有用层储量约50 万m3,满足勘察储量要求。料场的开采运输条件较好,但运距较远,综合条件一般。

外购石料场位于册亨县城西北方向约4 km,距本工程坝址68 km,岩性为灰岩,质量及储量满足工程砼骨料需求[2]。

4 料场技术经济比选

大中型水利工程通常执行水利部《水利工程设计概（估）算编制规定》（水总[2014]429号文）及其配套的《水利建筑工程概算定额》（水总[2002]116号文）进行计算,本工程位于贵州省,且属于小型工程,因此可采用黔水建〔2012〕6号文《贵州省小型水利水电工程设计概（估）算编制规定（试行）》及其配套的《贵州省水利水电建筑工程概算定额（试行）》进行计算。贵州省水利定额相对于水利部颁定额,在砂石料加工工艺定额数量和程序上均较简化,比如水利部颁定额制砂及制碎石定额有六-14～六-16共42条定额,而贵州省定额为八-24～八-27 共14 条定额,水利部颁定额砂石料加工定额单位为100 t成品,在使用时需要进行单位换算,而贵州省定额定额单位为100 m3成品堆方,在与运输等其他定额一起使用时不需进行单位换算,更为简便[3]。

4.1 自采砂石料工艺流程

根据施工组织设计方案,布置一个砂石加工系统承担水源工程和供水灌溉工程混凝土骨料和级配砂碎石料的加工,该系统位于坝址附近,至大坝施工区平均距离约0.1 km,至灌溉工程施工区平均距离约15 km。考虑到供水灌溉属于线型工程,且砂石料用量较少,计算运输费用时应将水源工程和供水灌溉工程分开考虑。

砂石加工系统依次布置粗碎、半成品料仓、预筛分、中碎、细碎制砂、筛分、石粉回收、2 个转料仓、制砂和成品料仓。粗碎系统采用1 台PE500×700 颚式破碎机,单机生产能力为44 t/h～80 t/h。中碎系统为1台Φ600 圆锥式破碎机,单机生产能力为20 t/h～50 t/h。制砂采用1台MBZ1224 棒磨机,生产能力为4.9 t/h～12.1 t/h。另配备各型给料机、除铁器、振动筛、脱水筛、洗砂机及胶带机辅助加工生产[4]。

砂石料开采加工流程见图1。

图1 砂石料加工工艺流程图

4.2 自采砂石料工序单价

采用工序法计算自采砂石料单价,根据骨料加工工艺流程,分解成若干个工序,根据黔水建〔2012〕6号文《贵州省小型水利水电工程设计概（估）算编制规定（试行）》,工序单价的计算采用其配套的概算定额,仅计入直接费和材料价差。

（1）覆盖层清除

根据地质资料计算,石料场覆盖层约6.51万m3,采用74 kW推土机清除、集渣,2.0 m3挖掘机开挖,15 t自卸汽车运输0.2 km。套相应定额计算可得,该工序单价9.55元/m3。

（2）原料开采、运输

根据施工组织设计方案,75 mm潜孔钻钻孔深孔爆破,2 m3挖机装配15 t自卸汽车运输25 km至砂石料加工场破碎筛分。套相应定额计算可得,该工序单价40.96 元/m3成品码方。

其中,毛石料开采完成后可直接运输上坝,运输距离25 km。

（3）简易系统制砂、制碎石

根据工程施工组织设计,本工程采用同一套破碎系统同时生产砂和碎石,根据其生产能力,选用简易系统制碎石和砂定额。经计算,制碎石单价为77.79 元/m3成品堆方,制砂单价为104.22元/m3成品堆方。

（4）成品料运输

砂石料筛分完成后运输至混凝土拌合系统,根据施工组织设计方案,枢纽工程混凝土拌和采用一台型号2XJ3-1.00的拌和楼,灌区工程采用2台0.4 m3移动式混凝土搅拌机,砂石料加工系统至枢纽工程拌和楼运输距离0.1 km,至灌区工程平均运输距离为15 km。经计算,枢纽工程骨料运输单价为1.37元/m3成品堆方,灌区工程骨料运输单价为20.97 元/m3成品堆方。

（5）单价汇总

各工序单价列表汇总见表1。

表1 砂石料工序单价汇总表

4.3 自采砂石料单价计算

4.3.1 覆盖层清除率

根据石料场开采计划,覆盖层清除量4.56万m3,设计开采粗砂5.83万m3,碎石6.32万m3,块石10.37万m3,覆盖层清除率=覆盖层清除量/设计开采方量=4.56/（5.83+6.32+10.37）=20%。

4.3.2 毛石单价计算

根据施工工艺流程,毛石开采不需二次加工,根据表1,其单价计算步骤为：

（1）×20%+（6）+（7）=9.55×20%+32.68+32.96=67.55元/m3

4.3.3 粗骨料单价计算

枢纽区碎石单价计算公式为：

（1）×20%+（3）+（4）=9.55×20%+77.79+1.37=81.07元/m3

灌区碎石单价计算公式为：

（1）×20%+（3）+（5）=9.55×20%+77.79+20.97=100.67元/m3

4.3.4 细骨料单价计算

枢纽区粗砂单价计算公式为：

（1）×20%+（2）+（4）=9.55×20%+104.22+1.37=107.5元/m3

灌区粗砂单价计算公式为：

（1）×20%+（2）+（5）=9.55×20%+104.22+20.97=127.1元/m3

4.4 外购砂石料单价计算

外购石料场至枢纽工程平均运输距离约为68 km,至灌区工程平均运输距离约为58 km。经询价,该料场砂石料采购原价（除税价）为砂68 元/m3,碎石65元/m3,块石55元/m3,考虑运杂费为0.8 元/（t·km）,采购及保管费率为2%,砂石料综合单价计算见表2。

表2 外购砂石料综合单价计算表 单位：m3

4.5 料场比选

按照编制规定,套用上文计算出的自采砂石料单价计算工程造价,工程部分静态总投资为17685.80万元,套用上文计算出的外购砂石料单价计算工程造价,工程部分静态总投资为18806.91万元,比自采砂石料增加1121.11万元。考虑到外购砂石料不需考虑石料场和砂石料加工厂的临时征地、水土保持、环境保护,计算专项部分投资共减少195.03 万元。因此,对于本工程来说,自采砂石料在经济性上具备优势。

经实地调查,并与建设单位沟通,石料场拟开采范围内不存在征地制约因素。另外,虽然外购石料场目前储量及生产强度能够满足本工程要求,但是外业调查证实附近多个项目均在近期有开工计划,外购砂石料原价容易受市场供求影响而波动,在本项目开工时石料供应及价格存在一定风险。因此,本工程砂石料拟自采加工获取[5]。

本工程目前已开工建设,石料场自采加工也已有序进行,为工程进度和工程投资的控制提供了较好的保障。

5 结语

水利工程的砂石料来源选择是一项复杂的工程,需要地质、施工、征地、水保、环保、概算等多个专业的配合,根据施工现场情况及进度要求综合考虑后选择适宜的方式获取,以更好地控制工程造价。