鐵路隧道標準化工程數(shù)量統(tǒng)計系統(tǒng)研究

郭劍勇

（鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司 城交分院，天津 300251）

鐵路隧道標準化工程數(shù)量統(tǒng)計系統(tǒng)研究

郭劍勇

（鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司 城交分院，天津 300251）

本文提出通過分類編碼的數(shù)據(jù)管理模式實現(xiàn)標準化工程數(shù)量統(tǒng)計的思路，設(shè)計標準化工程數(shù)量統(tǒng)計程序架構(gòu)，研究鐵路隧道結(jié)構(gòu)分類編碼，建立隧道工程數(shù)量標準數(shù)據(jù)庫，規(guī)范隧道設(shè)計中工程數(shù)量統(tǒng)計環(huán)節(jié)的工作流程，增強隧道結(jié)構(gòu)標準數(shù)據(jù)的交互性和共享性，提高鐵路隧道工程數(shù)量統(tǒng)計的標準化程度以及快捷性和準確性。

隧道；標準化；工程數(shù)量；分類編碼

工程數(shù)量統(tǒng)計是鐵路隧道設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，同時也是目前設(shè)計工作中標準化程度較低的環(huán)節(jié)。設(shè)計者需要投入大量時間對工程數(shù)量統(tǒng)計中繁雜的工項進行分類、計算、校核和匯總，期間任何一個微小的紕漏都可能引起較大誤差，從而造成大面積復(fù)核返工，嚴重影響工作效率。因此，開展鐵路隧道工程數(shù)量統(tǒng)計標準化研究，對于提高隧道專業(yè)設(shè)計的質(zhì)量水平、工作效率有著重要的意義。

國內(nèi)很多同行業(yè)者在相關(guān)問題上做了很多有益的研究：劉日成、張芹、王育奎研究了基于隧道運營管理的需求隧道土建結(jié)構(gòu)的分類編碼[1]；楊毅秋，曾國保通過數(shù)據(jù)庫管理探索了軌道交通標準化設(shè)計的方法[2]；方昱，劉開云采用分類編碼的方式開發(fā)了隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析與管理系統(tǒng)[3]；毛寧運用數(shù)據(jù)庫原理研究了鐵路站場工程數(shù)量自動化計算的方法[4]；胡發(fā)宗初步探討了關(guān)于勘測設(shè)計一體化工程數(shù)量的編碼庫規(guī)則[5]。上述研究結(jié)果表明，通過數(shù)據(jù)管理模式實現(xiàn)標準化工程數(shù)量統(tǒng)計的思路是可行的。

1 需求分析

工程數(shù)量統(tǒng)計是工程計價的基本依據(jù)，也是鐵路隧道設(shè)計的核心內(nèi)容，工程數(shù)量計算的準確與否，直接影響工程造價的準確性，以及工程建設(shè)的投資控制。目前，對于大多數(shù)設(shè)計者而言，工程數(shù)量統(tǒng)計主要依靠手工計算結(jié)合辦公計算軟件Excel進行完成。

標準化需求。鐵路隧道設(shè)計工程數(shù)量統(tǒng)計中涉及的工項繁多，計算過程復(fù)雜，有必要采用一些標準化的方法進行規(guī)范和簡化。例如對于標準圖設(shè)計、通用圖設(shè)計等具有重復(fù)性特征的設(shè)計環(huán)節(jié)，實施標準數(shù)據(jù)成套存儲、讀取、使用，可以大大減少設(shè)計者的工作量。此外，對工程數(shù)量統(tǒng)計過程中的工項名稱、計算方法、模板格式、約定細則等內(nèi)容進行標準化管理，可以進一步提高設(shè)計效率，方便開展后續(xù)工作。

準確性和快捷性需求。在隧道設(shè)計中，就單個隧道而言，需要統(tǒng)計的工項數(shù)量少則數(shù)百項，多則上千項，設(shè)計者必須依據(jù)計算過程的內(nèi)在聯(lián)系，分清主次關(guān)系，統(tǒng)籌安排計算程序，完成整個過程耗時又耗力。在計算工程量時，不僅要求設(shè)計者熟悉施工圖紙及工程量計算規(guī)則，還要掌握工程數(shù)量統(tǒng)計表格中每個分項工程的工作內(nèi)容和范圍，以避免重復(fù)列項及漏項。要想準確而快捷的完成數(shù)量統(tǒng)計，就需要借助程序和數(shù)據(jù)庫來替代一部分手工計算的工作。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

鐵路隧道標準化工程數(shù)量統(tǒng)計系統(tǒng)包括設(shè)計數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)計算匯總3個模塊，如圖1所示。

圖1 標準化工程數(shù)量統(tǒng)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖

設(shè)計數(shù)據(jù)輸入模塊。該模塊主要功能是將隧道設(shè)計的詳細數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)。所有設(shè)計數(shù)據(jù)歸納為暗洞數(shù)據(jù)、明洞數(shù)據(jù)、洞門及附屬數(shù)據(jù)、輔助坑道數(shù)據(jù)4大類，另外設(shè)置數(shù)據(jù)接口用以導(dǎo)入和隧道襯砌類型劃分緊密相關(guān)的地質(zhì)圍巖數(shù)據(jù)，實現(xiàn)隧道地質(zhì)數(shù)據(jù)交換功能。

數(shù)據(jù)庫管理模塊。該模塊負責讀取、編輯、存儲具有標準性特征的模板和數(shù)據(jù)，包括標準數(shù)量統(tǒng)計模板、各工項每延米的單量、工項編碼等。標準數(shù)量統(tǒng)計模板由若干工項組成，每一個工項對應(yīng)工程數(shù)量統(tǒng)計中隧道結(jié)構(gòu)的一個基本實體單元，每一個工項都有唯一的工項編碼作為數(shù)據(jù)標識。此外，在數(shù)據(jù)庫中可以對工項和工項編碼進行擴展、刪除、編輯。

數(shù)據(jù)計算匯總模塊。該模塊先對單個隧道所有工項進行數(shù)量匯總，然后對符合條件的多個隧道的所有工項進行累加匯總。例如，可以將某隧道群中長度介于1 km～2 km之間的所有隧道工程數(shù)量匯總，或者將該隧道群位于某省界內(nèi)的所有隧道工程數(shù)量匯總，隧道長度和省界均可作為匯總設(shè)定條件。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 分類原則

鐵路隧道結(jié)構(gòu)分類與編碼可以提高隧道工程數(shù)量統(tǒng)計中數(shù)據(jù)生成、組織、交互與存儲的效率，是實施隧道標準化設(shè)計的基礎(chǔ)。

穩(wěn)定性原則。隧道結(jié)構(gòu)分類應(yīng)當以目前各類隧道設(shè)計施工中具有共性的隧道基本結(jié)構(gòu)和施工基本流程作為信息分類的基礎(chǔ)和標準，分類體系應(yīng)建立在基本結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變的基礎(chǔ)上。

兼容性原則。隧道結(jié)構(gòu)分類必須考慮到工程項目各參與方所應(yīng)用的已有的標準化設(shè)計編碼體系實際情況，分類體系應(yīng)能滿足不同參與方能夠進行數(shù)據(jù)信息交換的需求。

邏輯性原則。隧道結(jié)構(gòu)分類體系中子類的設(shè)置有著極強的邏輯性，即要求同一層面上各個子類必須得互相排斥或者互不干涉。

實用性原則。隧道結(jié)構(gòu)分類應(yīng)從隧道設(shè)計施工系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，結(jié)合具體的工程環(huán)境中進行全局考慮。這體現(xiàn)在隧道結(jié)構(gòu)的分類標準和方法的選取上，應(yīng)綜合考慮鐵路隧道標準化設(shè)計及工程數(shù)量統(tǒng)計便捷的實用性原則。

可擴展性分類原則。目前，隨著鐵路建設(shè)進程的不斷推進，鐵路隧道設(shè)計、施工技術(shù)也在發(fā)生日新月異的變化，施工工序、施工工藝、工程材料必然會有增加更新的需求，因此，隧道結(jié)構(gòu)分類應(yīng)當具備可擴展性特點，以滿足隨時可能產(chǎn)生的新的隧道結(jié)構(gòu)分類單元和分類規(guī)則。

3.2 編碼方法與編碼管理

基于工程數(shù)量統(tǒng)計便捷性的前提，以隧道結(jié)構(gòu)組成為基本分類單元，以鐵路隧道的施工流程特點和規(guī)律為依據(jù)，首先對基本結(jié)構(gòu)單元進行系統(tǒng)性排序，然后按照以下原則和方法分類。

一致性編碼原則。為了便于計算機數(shù)據(jù)處理，在工程數(shù)量統(tǒng)計表中，任何一行數(shù)據(jù)只有唯一的工項編碼與之對應(yīng)，與此同時一個工項編碼只能對應(yīng)工程數(shù)量表中唯一的一行數(shù)據(jù)[6]。

按照隧道結(jié)構(gòu)的功能特點分類。鐵路隧道的不同結(jié)構(gòu)具有不同的功能和特點，而在工程數(shù)量統(tǒng)計中，具有功能差異性的不同結(jié)構(gòu)往往需要分類統(tǒng)計。例如，隧道含正洞和輔助坑道兩大類，正洞可分為洞門和洞身兩類。正洞和輔助坑道、洞門和洞身的功能性不同，在實際數(shù)量統(tǒng)計中均會采用分開統(tǒng)計的方法。

按照隧道結(jié)構(gòu)的工序組成分類。鐵路隧道按照結(jié)構(gòu)組成和施工工序特點可以分解為若干基本結(jié)構(gòu)單元，這些基本結(jié)構(gòu)單元的劃分是工程數(shù)量統(tǒng)計的基礎(chǔ)。例如，隧道暗洞根據(jù)其構(gòu)成可分為初期支護類、二次襯砌類、仰拱填充類等。

按照實體單元工藝和規(guī)格分類。鐵路隧道結(jié)構(gòu)由一系列基本的工程材料實體單元構(gòu)成，這些實體單元是工程數(shù)量統(tǒng)計的基本單元。例如：鋼管可劃分為140 mm×5 mm熱軋無縫鋼管、114 mm×6 mm熱軋無縫鋼管、108 mm×6 mm熱軋無縫鋼管等。

隧道結(jié)構(gòu)編碼如圖2所示。

圖2 隧道結(jié)構(gòu)編碼

3.3 工程實例

基于工程數(shù)量統(tǒng)計的便捷性，采用層次分類法，將隧道結(jié)構(gòu)分成8級，逐級遞進細化，以京沈高速鐵路隧道施工圖工程數(shù)量統(tǒng)計表（部分）為例予以說明，見表1。

表1 京沈高速鐵路工程數(shù)量編碼表（部分）

4 結(jié)束語

本文提出了通過分類編碼的數(shù)據(jù)管理模式實現(xiàn)標準化工程數(shù)量統(tǒng)計的思路。對隧道結(jié)構(gòu)工程數(shù)量統(tǒng)計工項進行了標準化分類編碼，建立了標準數(shù)據(jù)庫，可以在不同建設(shè)標準的隧道設(shè)計工程數(shù)量統(tǒng)計環(huán)節(jié)中使用，增強了隧道結(jié)構(gòu)標準數(shù)據(jù)的交互和共享。隧道標準化工程數(shù)量統(tǒng)計采用標準的數(shù)量統(tǒng)計模板、計算方法、輸入輸出格式，最大程度的規(guī)范了工程數(shù)量統(tǒng)計的操作細節(jié)，在實際應(yīng)用中可以提高數(shù)量統(tǒng)計的快捷性與準確性，從而提高工作效率。

[1] 劉日成，張 芹，王育奎.隧道土建結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分類與編碼研究[J].隧道建設(shè)，2011，31（2）：71-75.

[2]楊毅秋，曾國保，李 說.軌道交通標準化設(shè)計數(shù)據(jù)庫開發(fā)及研究[J].鐵道工程學報，2013，175（6）：88-91.

[3]方 昱，劉開云.隧道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析與管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J].隧道建設(shè)，2010，30（3）：231-234.

[4]毛 寧.鐵路站場工程數(shù)量自動化計算的研究[J].鐵路運輸與經(jīng)濟，2005，27（10）：85-88.

[5]胡發(fā)宗.勘測設(shè)計一體化工程數(shù)量編碼庫規(guī)則的探討[J].鐵路工程造價管理，2005（1）：20-22.

[6]中華人民共和國科學技術(shù)部.數(shù)據(jù)分類與編碼基本原則與方法[S].北京：中華人民共和國科學技術(shù)部，2005.

責任編輯 陳 蓉

Standardized Engineering Quantity Statistics System for railway tunnel

GUO Jianyong
( Urban Rail Transit System Design and Research Sub-institute, Group Corporation, Tianjin 300251, China )

This paper presented ideas of achieving standardized engineering quantity statistics by classifying and coding data management model, designed a procedural framework of standardized engineering quantity statistics, studied the classif i cation and coding for railway tunnel structure, established a standard database of engineering quantity, standardized work processes of engineering quantity statistics link in tunnel designing, enhanced interactivity and sharing of standard data for tunnel structure, improved the degree of standardization, accuracy and fast of engineering quantity statistics for railway tunnel.

tunnel; standardized; engineering quantity; classif i cation coding

U25∶TP39

A

1005-8451（2014）12-0030-03

2014-06-11

郭劍勇，工程師。