工可階段隧道特殊處治增加費的分析研究

楊 梅

(四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610041)

巖爆、大變形、高地溫是隧道施工中的地質災害。隨著我省交通建設向西北部復雜山區發展，在隧道工程中遇到的各種復雜條件如巖爆、大變形、高地溫等越來越多，而交通運輸部頒發的《公路工程估算指標》尚未包含該類隧道特殊處治費用的相關指標或調整的辦法，工可估算階段缺失相應的計算依據[1]。如果目前仍按照一般隧道的定額來編制這些特殊隧道的造價，勢必會造成隧道造價編制不足的問題。為了避免這種現象，在工可估算階段有效的控制隧道造價，本文結合設計圖紙以及相似已建工程實例對隧道特殊處治費用進行研究和分析。

1 工程概況

擬建的龍門山隧道位于成都市彭州市龍門山鎮與阿壩州汶川縣雁門鄉交界處，屬于越嶺隧道。隧道全長23 930 m，最大埋深2 453 m。本項目地形起伏較大，深切溝谷發育，為中高山地貌，區內構造發育，隧道進口附近有發育的北川-映秀斷裂，隧道前段穿越黃水河群內數條韌性剪切帶，隧道中后部依次穿越花果園斷裂及其支斷裂，九頂山斷裂及其支斷裂。隧道開挖會面臨高地應力引起的巖爆和大變形、高地溫等災害。

2 隧道特殊處治費用計算

2.1 隧道巖爆

隧道巖爆是指地下開采的深部或構造力很高的區域，在臨空巖體中發生突發式破壞的現象。它通常發生在高地應力環境下的完整巖體Ⅲ圍巖中。

根據龍門山場區的基本地應力特征，隧道穿越的巖性物理力學性質和巖體結構特征，可初步基本綜合判斷隧道穿越段的巖爆危害分布見表1。

表1 龍門山隧道巖爆段落及等級預測

其中可能發生輕微巖爆長度約6 660 m，中等巖爆長度約5 573 m，強烈巖爆長度約3 110 m，極強烈巖爆長度約1 225 m。

在《公路工程估算指標》中，Ⅲ圍巖、Ⅳ圍巖的洞身計價都采用同一條估算指標3-1-10，且定額不做調整。指標單位為正洞面積100 m2，其工程內容包括：洞身開挖、鋼支撐、噴錨支護、防排水、襯砌、裝飾、鋪筑路面混凝土整平層等工作。從表2細部工程量可以看出，巖爆圍巖工程量比Ⅲ圍巖、Ⅳ圍巖的量有所加大，特別是鋼架、襯砌鋼筋數量成倍增加。此時巖爆再采用估算指標3-1-10就明顯不足。若采用概算定額來編制造價，就需要設計人員提供初步設計圖紙與數量，而在工可階段的設計深度很難達到初步設計深度，這樣在工可階段采用概算定額計價就不容易實現。那么我們換種思路，像交通部頒發的《估算指標》中隧道章節說明規定隧道Ⅴ級圍巖那樣，采用調整指標系數處理。

對比不同巖爆等級下每延米洞身開挖及襯砌的工程數量，見表2。

表2 隧道每延米洞身工程量

參照表2工程量套用預算定額及市場現價編制不同巖爆等級下洞身開挖及襯砌的造價。輕微巖爆、中等巖爆、強烈巖爆、極強巖爆費用與Ⅲ圍巖造價比分別為1.01，1.20，1.40，2.0。在已完特長隧道的測算中洞身開挖及襯砌費用約占整個洞身費用的85%，那么造價比還不能直接做為定額調整系數。以洞身費用的15%作為不動值，折算后得到輕微巖爆的調整系數為1.01、中等巖爆的調整系數為1.17、強烈巖爆的調整系數為1.34、極強巖爆的調整系數為1.85。

2.2 隧道大變形

隧道大變形是指超過了圍巖的正常變形而致使支護破壞或者侵限的變形。它通常發生在高地應力環境下的軟弱巖體Ⅴ圍巖中。

根據龍門山場區的基本地應力特征，隧道穿越的巖性物理力學性質和巖體結構特征，可初步基本綜合判斷隧道穿越段的大變形危害分布見表3。

表3 龍門山隧道大變形段落及等級預測

其中可能發生輕微大變形長度約2 803 m，中等大變形長度約530 m。

參照隧道巖爆的分析思路，列出不同大變形等級下每延米洞身開挖及襯砌的工程數量，見表4。

表4 隧道每延米洞身工程量

同理得出輕微大變形、中等大變形、強烈大變形費用與Ⅴ圍巖造價比分別為1.30,1.70,2.20。同樣按洞身開挖及襯砌費用占洞身費用的85%折算，相對于Ⅴ級圍巖的調整系數應分別為1.26,1.60,2.02，估算指標規定Ⅴ級圍巖，指標3-1-X應乘以1.35的系數，因此大變形最終的定額調整系數分別為1.69,2.15,2.73。

2.3 隧道高地溫

龍門山隧道最大埋深2 474 m，巖體以巖漿巖為主，且位于活動斷裂帶附近，隧道施工隨著埋深加大及掘進長度的增加，洞內環境溫度逐步增高，導致洞身環境溫度較高的主要原因為：地表環境溫度高，通風降溫效果差，施工熱源增溫，工作區圍巖溫偏高。

高地溫費用增加主要有降效、降溫兩種因素。降效產生的原因是工作效率降低，工料機投入加大。降溫產生的原因是使工作環境溫度降低，接近常溫隧道。

2.3.1 降效費用

根據GB/T 229.3—2010工作場所職業病危害作業分級和GB/T 4200—2008高溫作業分級相關規定，隧道內氣溫不得高于28 ℃。隧道高溫分級如表5所示。

表5 隧道髙溫分級表

借鑒《鐵路工程TBM及超長工區施工等補充預算定額》鐵建設(2020)155號列出的高地溫隧道施工定額增加幅度(見表6)，根據隧道的地溫直接調整估算指標3-1-X的人工及機械系數[2]。

表6 高地溫隧道施工定額增加幅度

2.3.2 降溫費用

降溫的主要措施有加強洞內通風、風扇降溫、灑水降溫及作業面放置冰塊局部降溫等。而這些措施在洞身估算指標3-1-X中并不能以人、材、機的形式反映，所以降溫費用不能像降效費用那樣通過調整定額系數取得，建議參照國內同類工程降溫的施工組織，計算出高地溫段每延米的降溫費用。以云南國際鐵路通道蒙自至河口鐵路太陽寨高地溫隧道為例：

1)每個工作面采用“二進一出”三條風管24 h通風，配備2組132 kW壓入式軸流風機，每個工作平臺配備18臺大功率風扇。

2)在隧道剛施作二襯地段，增設高壓水池和φ100 mm鋼管高壓噴水管路，采用特制噴頭(2 m/處)，24 h灑水。

3)洞內一側分兩層放置冰塊。根據施工具體數量算出高地溫段每延米措施費用，詳見表7。

表7 高地溫段每延米降溫措施費匯總表

3 調整情況

經過上述調整，龍門山隧道洞身估算造價巖爆增加75 450萬元，大變形增加27 084萬元，高地溫增加7 810萬元，共增加110 344萬元，約占洞身造價的23%，有效處理了直接采用估算指標編制造價不足的問題。

4 結語

本文通過計算和已實施工程實際數據分析，得出在工可估算階段，高速公路雙向四車道隧道在巖爆、大變形、高地溫特殊現象下估算指標的調整系數及每延米降溫處治費用，從而更合理的編制估算階段隧道造價，做到在估算階段造價可控，為同類型公路工程造價控制工作提供有效的參考和借鑒。