新版鐵路工程隧道定額工區模式概算編制研究

代中軍

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,武漢 430063)

引言

隨著我國綜合國力的不斷增強，鐵路基本建設長大隧道的設計施工項目日益增多。長大隧道成為許多鐵路建設項目的重點控制工程。為縮短建設工期、同時滿足其他主體工程的均衡施工，鉆爆法施工長隧短打工法受到青睞。鐵路工程隧道定額以往引入“換算隧長[1]”，開啟了隧道定額編制精細化的新路子；而新版隧道定額引入“工區長度”，則進一步深化了精細化定額編制理念、貼近施工現場實際，可操作性更強。

隧道作為地下工程，地質構造復雜，有軟弱土層[2]、松散破碎圍巖[3]、高壓富水斷層[4]、瓦斯[5]等；經過長期科研和施工實踐，形成了一整套具有自主知識產權的施工技術，如超前小導管支護[6]、地質災害防治[7]、監控量測[8]等，為造價標準的制定提供了基礎資料。

國家鐵路局以“國鐵科法[2017]33號文”發布14項鐵路工程造價標準，其中《鐵路工程預算定額 第三冊 隧道工程》[9](以下簡稱“新版隧道工程預算定額”)引入工區模型，較好地適應了隧道工程概(預)算編制需求。新版隧道工程預算定額發布實施后，國家鐵路局組織了新造價標準的使用宣貫[10]，文獻[11]就鐵路隧道定額與概算編制做了進一步解釋。但業內人士對工區長度、運距等概念的理解仍持有歧義或爭議。因此，有必要進行深入研究，以期還原本輪隧道工程預算定額的本來面目，達到正確使用的目的。

1 幾個重要概念、輔助坑道施工正洞4種工區模型

1.1 幾個重要概念的理解

1.1.1 工區長度

工區以施工組織設計安排為首要條件，工區長度以工區分界點至洞口(或輔助坑道口)且應取最遠掘進面(即掌子面)的距離計算，工區的類型分為正洞本身完成施工和通過輔助坑道完成正洞施工兩種基本形式。

(1)正洞進出口工區

對于未進行施工組織設計的中短隧道(一般為隧長3 000 m以內隧道)，隧長1 000 m以內可按1個獨立工區編制，隧長>1 000 m的可按進口、出口2個獨立工區各負擔隧長50%編制；進行施工組織設計的長大隧道，正洞工區由正洞進出口和通過平行導坑交替施工時，其工區長度應按兩者最遠的掘進面至洞口計算。

當正洞進出口和通過平行導坑交替施工正洞時，最遠施工段落不論是正洞進出口完成施工還是通過平行導坑完成施工，正洞進出口獨立工區和通過平行導坑施工正洞獨立工區的長度，按照施工組織安排劃定的分界點(即最遠掘進面)計算各自的獨立工區長度。正洞進出口獨立工區長度等于正洞獨立工區內正洞全長，通過平行導坑施工正洞獨立工區的長度，等于獨立工區內正洞全長另加1個橫通道長度，兩者獨立工區長度相差1個橫通道長度。

(2)過輔助坑道施工正洞工區

當通過斜井、豎井、橫洞施工正洞時，均應視為1個獨立工區，按斜井、豎井、橫洞自身長度加正洞最大獨頭距離計算獨立工區長度；當施工組織設計要求必須通過斜井、豎井、橫洞施工同時向兩個方向施工正洞時，可視為兩個獨立工區，工區長度應根據不同施工方向分別計算。

本文以斜井為代表來闡明斜井、豎井、橫洞施工正洞獨立工區長度。通過斜井施工正洞有3種形式：單向施工正洞，雙向不同時施工正洞，雙向同時施工正洞。工區長度：單向施工正洞按斜井本身長度加正洞長度；雙向不同時施工正洞按斜井本身長度加其中單向最長正洞的長度；雙向同時施工正洞分別按斜井本身長度加正洞進口或正洞出口方向正洞的長度，以2個獨立工區計算各自工區長度。

總之，正洞的開挖按工區長度計算費用，與每個基本單元(不足500 m按1個基本單元計)的實際位置無關。

1.1.2 運距

運距系指本定額出砟、混凝土、材料運輸所通過的洞內各工區不同運輸條件的段落長度，分為正洞內運距、正洞通過輔助坑道運距、洞外運距。本輪隧道定額對正洞運輸，正洞通過輔助坑道轉、增運及洞外增運部分均分別編制了定額子目，運距按不同運輸條件分別套用定額，疊加計算。

這里，需要對“不同運輸條件”“洞內工區段落長度”“輔助坑道轉、增運”“分別套用定額”“疊加”等用詞進行解釋。

(1)不同運輸條件：指軌道運輸、汽車運輸、礦用提升機運輸等。

(2)洞內工區段落長度：指正洞+輔助坑道形成的工區運輸通道的長度，實際就是獨立工區長度。

(3)輔助坑道轉、增運：指正洞內與輔助坑道段運輸方式發生改變引起工序及工效的改變。即無軌與有軌運輸方式改變后，正洞出砟增加的一次裝砟、卸砟和引起運輸工效降低的彌補。

(4)分別套用定額：指正洞內、通過輔助坑道、洞外等3個層面分別套用定額。

這里特別需要引起注意：有一種錯誤理解，認為是“按正洞內、通過輔助坑道段、洞外等3個獨立段落內各自套用定額”。

正確的理解是：獨立工區，正洞內的出砟運距=正洞通過輔助坑道的出砟運距=獨立工區長度，各自套用洞內出砟運輸、通過輔助坑道運砟運輸定額。

通過輔助坑道施工正洞段落，輔助坑道需和施工的正洞一并按獨立工區長度考慮，開挖時輔助坑道長度加大了正洞施工的難度，正洞獨立工區長度內的所有數量，分別套用工區長度≤500 m、工區長度每增≤500 m定額子目。

洞內出砟，應注意運輸施工組織即運輸條件：①當通過正洞和輔助坑道全部采用汽車運輸時，輔助坑道是正洞運砟通道的一部分，正洞出砟運距計算同正洞開挖，通過輔助坑段落不能只計其本身長度的增運；②當正洞出砟采用汽車運輸，通過平行導坑改為軌道運輸時，正洞出砟運距計算同正洞開挖，通過平行導坑由汽車運輸改為軌道運輸段落也不能只計平行導坑本身長度的增運；③當正洞出砟采用汽車運輸，通過斜井由汽車運輸改為軌道運輸時，正洞出砟運距計算同正洞開挖，通過斜井改為軌道運輸段落不應只按斜井長度套用定額；④豎井、橫通道施工正洞獨立工區，同斜井。

疊加：基于獨立工區模型有3種情形：一是長度，分基本長度(運距)、每增基本長度(運距)；二是出砟運輸通道的工序和工效引起增加，分洞內出砟運輸、通過輔助坑道出砟運輸等2個層面；三是運輸方式發生改變需套用相應的運輸定額。每個獨立工區計算開挖、出砟、通過輔助坑道轉增運，均按總數量套用相關定額子目。

1.1.3 工區長度(獨頭通風、管線敷設距離)

由于通風和管線路是按每個掌子面單獨設置配備的，獨頭通風、管線敷設距離[12]按獨立工區洞口至施工最遠掌子面的長度計算。

1.2 輔助坑道施工正洞4種工區模型

1.2.1 通過正洞進(出)口和平行導坑交替施工正洞

如圖1所示，正洞承擔施工段落①、③，通過平行導坑承擔施工段落②、④。這種通過正洞進(出)口和平行導坑交替施工正洞工區模型，分為2個獨立施工工區：

一是正洞本身負責施工，正洞開挖段落①+段落③的數量=V1+V3，獨立工區長度=L1+L2+L3+L4；

二是通過平行導坑施工正洞，正洞開挖段落②+段落④的數量=V2+V4，獨立工區長度=L1+L2+L3+L4+Ln(1個橫通道長度)。

圖1 通過正洞進(出)口和平行導坑施工正洞工區

1.2.2 通過斜井單向施工正洞

如圖2所示，通過斜井承擔施工正洞段落⑤，由斜井和正洞段落⑤組成一個獨立工區。獨立工區長度=L5+Lx。

圖2 通過斜井單向施工正洞工區

1.2.3 通過斜井雙向不同時施工正洞

如圖3所示，通過斜井承擔施工正洞段落⑥、⑦，由斜井和正洞段落⑥、⑦組成一個獨立工區。由于正洞段落⑦長度大于段落⑥長度，正洞最大獨頭距離取L7，則獨立工區長度=L7+Lx。

圖3 通過斜井雙向不同時施工正洞工區

需要注意的是，隧道施工是前進方向，在目前大型機械施工方案采用反向施工是不可取的。

1.2.4 通過斜井雙向同時施工正洞

如圖4所示，通過斜井同時承擔施工正洞段落⑥、⑦，由斜井和正洞段落⑥、斜井和正洞段落⑦分別組成2個獨立工區，有2個工作面(掌子面)。

圖4 通過斜井雙向同時施工正洞工區

同樣需要注意的是，隧道施工采用雙向同時施工方案存在至少三大缺點：一是投入機械設備等多了1套，成本增加；二是采用雙向施工，無論是同時爆破還是間隔爆破，都存在安全隱患、掌子面相互影響施工導致工效降低和造成施工環境更差等問題；三是施工進度并沒有明顯加快。

1.3 非獨立明洞+正洞工區模型

圖5 非獨立明洞+正洞組成施工工區

如圖5所示，施工組織設計安排由明挖明洞施工段落⑧、正洞施工段落⑨共同組成獨立工區。明洞開挖及洞門土石方挖運，采用《鐵路工程預算定額 第一冊 路基工程》[13](TZJ2001—2017)相關子目，在此不再贅述。獨立工區長度=L8+L9。

1.4 工程數量格式

(1)隧道工程施工組織設計工區劃分(圖6)

(2)隧道工程數量表格式

為了使工程數量計算如實反映工區分布情況，與定額編制施工模型一致，涉及工區長度的工程數量宜按表1參考格式匯總。

圖6 隧道工程施工組織設計工區劃分

表1 隧道工程數量表(參考格式)

2 涉及工區模式的概(預)算編制要點

2.1 涉及工區的定額子目

新版隧道工程預算定額與工區模式關聯的定額子目有：洞身開挖，出砟運輸，正洞通過輔助坑道出砟運輸，混凝土運輸(正洞、通過輔助坑道)，材料運輸(正洞、通過輔助坑道)等。

2.2 概(預)算編制要點

(1)施工組織設計

新版隧道工程預算定額的編制，引入工區模型，也就是說，在編制隧道概(預)算前應完成隧道施工組織設計，根據工期要求，合理劃分施工工區。

(2)獨立工區長度與洞內運輸運距的關系

新版隧道工程預算定額，獨立工區長度與洞內運輸運距是相等的關系。

(3)通過輔助坑道施工正洞，涉及工區模式洞內出砟運輸的概(預)算編制應按疊加計算費用。

新版隧道工程預算定額，不再按正洞內(取最大獨頭距離)、輔助坑道內取各自長度作為運距，以及各自獨立編制正洞內、輔助坑道內的運輸費用，而是納入獨立工區精細化綜合考慮，這是本輪隧道預算定額的一個創新。正洞開挖、洞內出砟運輸、通過輔助坑道出砟運輸，其長度或運距均按獨立工區長度取值并套用定額。

(4)鐵路工程定額與概預算編制辦法、費用定額、材料價格是鐵路造價體系的重要組成內容。

新版隧道工程預算定額，同《鐵路基本建設工程設計概(預)算編制辦法(TZJ1001—2017)》(國鐵科法[2017]30號)[14]、《鐵路基本建設工程設計概(預)算費用定額(TZJ3001—2017)》(國鐵科法[2017]31號)[15]、《鐵路工程基期材料價格(TZJ3003—2017)》(國鐵科法[2017]31號)[16]配套使用。

3 概算編制示例

某客運專線鐵路隧道工程，隧道斷面有效面積為100 m2，采用鉆爆法施工，洞內外采用汽車運輸方式。施工組織部分工區劃分見圖6，正洞進口與平行導坑交替施工①～④段落為1個工區、斜井和⑤段落為1個工區。試編制正洞開挖工程概算，工程數量見表1。

概算編制示例見表2。

表2 概算編制示例

續表2單價編號工作項目或費用名稱單位數量(4)Ⅳ級圍巖延長米1000①開挖m3116000A.開挖m3116000SY-79開挖臺架斷面有效面積>85m2延長米1000SY-83簡易仰拱棧橋斷面有效面積>85m2延長米1000SY-43隧道洞身開挖有效斷面>85m2工區長度≤500m兩臺階法Ⅳ級圍巖10m311600SY-47×2隧道洞身開挖有效斷面>85m2工區長度每增500m兩臺階法Ⅳ級圍巖10m311600SY-59正洞汽車出砟隧道斷面有效面積>85m2運距≤500m10m311600SY-60×2正洞汽車出砟隧道斷面有效面積>85m2每增500m10m311600SY-66×3正洞通過無軌斜井出砟運距每增500m雙車道10m311600SY-326監控量測地表下沉與底板沉降個測點190SY-327監控量測拱頂下沉個測點60B.洞外棄砟增運m3116000SY-74×4出砟洞外汽車倒運、增運洞外運距每增500m10m311600

4 結語

工程定額是工程內容完備性和施工組織標準性的數據表現形式。只有充分把握施工組織設計在定額制定和概(預)算編制中的綱領性作用，才能正確理解、準確使用定額，做好工程概(預)算編制和投資控制工作。

新版隧道定額引入工區模式，將正洞開挖出砟按500 m長度作為施工組織基本單元進行研究，將繁瑣的定額測定數據通過標準化模型進行分析提煉，將隧道開挖、出砟、混凝土運輸、材料運輸等系統集成為工區長度模式，將通風及管線路按洞口至實際施工掌子面最遠長度計量。充分考慮了施工難度在概(預)算編制和投資控制中的合理因素，體現了定額編制工作精細化理念，使新版定額更加科學、簡明、適用。

鐵路工程造價標準政策性強(如“營改增”[17])、自身體系[18]及其發展戰略[19]既要適應成熟的施工技術，又需開展前瞻性研究；中國鐵路總公司作為企業及時發布補充定額[20]，滿足了行業需求。

定額作為造價標準的基礎性組成內容之一，其中的概念只能有一種科學合理的解釋。