國際水電站工程地下洞室開挖成本簡析

張婉娜

中國水利水電第十一工程局有限公司，中國·河南 鄭州 450000

1 引言

中國施工企業在承攬國際工程時，投標報價完全由投標人根據招標文件、技術規范，工程所在國的法律法規、稅收政策、市場信息、現場情況及自己的技術力量、經營管理水平、投標策略等動態因素和恰當的計算方法來確定，力求計算出既能在競爭中獲勝又能盈利的標價。項目中標后，在實施過程中，對影響工程項目成本的各種要素，即施工生產所耗費的人力、物力和各項費用開支，采取一定措施進行監督、調節和控制，及時發現和糾正偏差，保證工程項目目標成本的實現。成本控制是工程項目成本管理的核心內容，也是工程項目成本管理中不確定因素最多、最復雜、最基礎的管理內容。國際投標報價人員不能生搬硬套預算定額人工和機械消耗量，而應結合項目施工成本，提高人工和機械的效率，優化投標報價，增加中標的希望[1]。

2 工程概況

該項目流域海拔均在3000m 以上，裝機容量78MW，主要由混凝土重力溢流壩、取水口結構、地下沉砂池、壓力引水隧洞、壓力管道、地下發電廠房系統、尾水系統等建筑物組成。

其中引水隧洞為城門形有壓隧洞，全長4665m，開挖斷面為3m×3m 的城門洞形，進洞點底板高程為3385.30m，末端底板高程3065.00m。廠房為地下式廠房，主廠房長71m，寬15.6m，高31.0m，廠內安裝3 臺26MW沖擊式水輪發電機組。

母線洞布置一條，位于主廠房與主變室之間，長度26m，凈斷面尺寸8.5m×5.5m（寬×高），為城門洞型。

進廠交通洞長度268.96m，凈斷面尺寸5m×6m（寬×高），城門洞型。

出線及排風洞長度365m，凈斷面尺寸4m×4m（寬×高），城門洞型。

尾水洞包含三條尾水支洞和一條尾水主洞。1#、2#、3#尾水支洞長度分別為65.5m、57.7m、50m，凈斷面尺寸2.5m×3m（寬×高），城門洞型。尾水主洞長度210m，凈斷面尺寸3.5m×3.5m（寬×高），為城門洞型。

3 第一階段：施工支洞開挖成本測算

3.1 基本說明

5#施工支洞全長195m，開挖截面3m×3m，圍巖類別為II～III 類圍巖。施工時間自2020年6月11日—2020年9月20日，共計102 天。

3.2 施工組織及資源配置

支洞開挖采用手風鉆鉆孔，全斷面一次爆破成型法進行開挖，因受新冠疫情影響，火工材料及支護材料和洞內設備存在不足，整體施工效率偏低。月平均進尺約48.75m，火工材料單耗量平均4.72kg/m3，較正常情況測算用量2.76kg/m3高出1.96kg/m3。

3.3 成本核算及對比

3.3.1 費用核算依據

①人工費：根據實際發生金額進行統計，中方人員考慮績效按每月16000 元/（人·月）計算.

②材料費：火工材料、鉆頭及鉆桿等材料費用根據現場實際統計數量進行計算。

③設備費用：按照使用設備的實際工作時間段計提折舊費（外租設備按實際使用臺時計算費用），柴油耗量按照實際使用量統計計算，配件等根據物資入庫情況進行確認計算。

3.3.2 工程量計算

開挖施工總量根據設計尺寸+合理超挖進行統計，開挖總方量為195m×8.244m3=1607.58m3。

3.3.3 核算結果

根據上述數據統計，5#施工支洞石方開挖每立方直接成本為57.05美元，其中人工費17.99美元，材料費20.80美元，設備費18.26 美元。與合同價（直接費）54.14 美元/立方米相比較，每立方虧損2.91 美元，總計虧損4672.98 美元。

3.3.4 對比分析

根據成本核算費用明細，與分包測算價格和成本核算單價進行對比，具體數據如下：

①人工費對比：實際成本與分包測算人工費基本一致，考慮項目施工受人員設備的限制，效率偏低（平均每天一茬炮），此項費用在后續施工中能有所降低，正常施工狀態下能達到平均每天1.5 茬炮。

②材料費對比：因炸藥耗量增加造成火工費用增加，其他材料用量與測算時基本一致。零星材料及措施投入主要為風筒布、管線以及勞保用品等，每方開挖投入約3.87 美元。

③機械費對比：一方面，因洞室剛開始進行施工，整體運距短，設備投入使用的實際時間短，整體的費用不高；另一方面，因為設備進場受限，施工過程設備較為單一，總體折舊費用也不高。因此，5#施工支洞開挖過程機械費用較投標機械費用降低。在進入主洞正常施工后將根據實際投入設備及工作臺時進行繼續統計分析[2]。

3.4 存在的問題

①人員分班循環施工暫未開展，熟練的鉆工短缺，自有勞務的整體技術水平還有待提高。

②設備不足，隨著開挖進尺的增加，單靠現場JCB 設備進行出渣效率較低，同時不適合壓力管道平洞段的使用。

③火工材料耗量偏高：一是炸藥的質量問題；二是為避免因鉆工施工質量造成補炮的情況，每孔放藥量較滿，整體用量偏高。

3.5 采取的措施

為了保證后續施工高效，節約成本，將采取以下措施：

①項目所在國疫情封鎖已經解除，在保證疫情防控的前提下，安排技術人員進場，提高人員整體技術水平。

②補充機械設備，操作手提前熟悉設備操作系統，設備進場后盡快投入使用，合理調整施工方案，保證現場持續開展作業。

③對炸藥質量存在的問題，后續采購炸藥時將進行篩選，同時對每孔裝藥量進行嚴格控制，滿足材料限額要求。

4 第二階段：主洞壓力管道平洞段及3#4#開挖成本測算

4.1 測算時的工程形象面貌

①主洞壓力管道平洞段完成開挖330m。

②3#施工支洞完成洞室開挖支護320m。

③完成4#施工支洞洞室開挖，支洞全長256.88m。

④壓力管道第一平洞段完成145m。

4.2 施工組織及測算說明

4.2.1 施工組織

開挖采用手風鉆鉆孔，全斷面一次爆破成型法進行開挖，自2021年3月份開始，出渣設備鏟運機及自卸礦車已清關進場，3#、4#支洞為3m×3m 城門洞型，開挖截面為8.03m3。施工作業面開展白夜兩班循環，施工效率有所提升，月度進尺平均為93.88m（兩個作業面平均值），平均每天3.13m（最高月度進尺107.39m）。

4.2.2 成本測算結果

采用實測法，測算工作內容包括鉆孔、爆破、安全處理、翻渣、解小、清面、修整、測量定位等。通過對現場實際施工數據收集整理，最終確定核算成本結果為：3#4#施工支洞石方開挖每立方直接成本為48.83 美元，其中人工費11.76 美元，材料費20.11 美元，設備費16.96 美元。與合同價直接費54.14 美元/立方米相比較，每立方虧損5.31 美元（不考慮洞挖石渣的挖、裝、水平運輸成本）。

4.2.3 與國際同類工程成本對比分析

①人工費。

通過與類似國際項目對比，本項目中方工長單耗較高，主要的原因是：

第一，人員投入及工時數量較高，本項目按照每天2名中方工作約8h 進行測算，較同類國際項目人工工時消耗高4h。主要是為保證施工質量，白夜班均配置了1 名中方工長進行施工及管理。

第二，受施工斷面的影響，本項目每個作業面平均每天開挖方量約為25.13m3，同類國際項目平均每天開挖方量為42.76m3，但項目間鉆爆的工序時長相差不大，由此造成攤銷至每方單耗時，本項目的工時消耗量有較大的增加[3]。

②材料費用。

本項目較同類國際項目材料費用偏高，主要因為炸藥單耗較高，每方單耗高出約2.31kg，僅炸藥材料使用費用就高出約5.76 美元/立方米。

排除因斷面尺寸有所差異的影響外，炸藥單耗較高的主要原因如下：

第一，2021年度因受到新冠疫情鎖國的影響，前期及近期采購庫存的炸藥大多為項目所在國生產，受炸藥的質量影響，極易出現拒爆現象，造成補炮施工，增加材料單耗。

第二，圍巖巖系特點也造成炸藥用量較初擬爆破參數存在一定的偏差。在施工過程中，經過對圍巖巖系鑒定，確定為片麻巖系貫穿裂隙較多，在掏槽孔爆破時容易對周邊孔裝藥結構造成破壞，出現沖孔現象，因此為保證爆破效果及施工進度和質量，增加了火工材料用量。

第三，今年本項目疫情受相鄰國影響急劇反彈，原計劃招聘進場的部分當地熟練鉆工無法按期到場，項目現有的鉆工施工水平不夠熟練，造成3#支洞作業面的炸藥耗量較4#支洞作業面人工用量偏高，也導致施工中炸藥單耗有所增加。

③機械費用。

本項目較同類國際項目成本投入低，主要是根據洞室尺寸及現場的實際情況，在鉆爆施工中采用油動空壓機+發電機進行作業，而且根據現場的設備布置，按照每個作業面三臺風鉆同時施工的配置要求，通過試驗確定最小的用電及用風功率，動態布置發電機及空壓機的型號配置，降低了開挖的設備成本投入。

4.3 降本增效擬采取措施

第一，優化人員組織模式：針對目前人工費偏高的問題，因當地人員工資較低，因此擬通過選用當地專業工程師進行洞室開挖的管理工作，將進行純當地勞務的施工試驗（當地工程師+當地技工+當地勞務），通過對成本、進度、質量與目前施工模式的全面對比，進一步優化資源投入，同時增加屬地化管理程度，減少中方人員投入數量，盡可能實現每個作業面最多配置1 名中方工長的目的。

第二，針對火工材料單耗過高的問題，在施工過程中對爆破設計進行了重新分析及調整，調整后的測算單耗為3.87kg/m3，進行了相關施工試驗，但效果仍不理想。后又進行調整試驗，測試結果最低試驗單耗為4.1kg/m3，但因連續性不強，最終也未能全部達到。通過與另一在建項目專業人員聯系溝通后，重新制定了新的爆破布孔及裝藥量。同時，從技術的角度，在后續計劃按最終的爆破試驗參數，安排專人進行每炮一設計的方案來控制，在確定最優方案后將嚴格按照限額領料執行施工作業。

第三，根據施工情況，合理優化設備投入，且因洞室設計尺寸較小，設備在行駛過程中容易出現刮蹭風筒布及洞壁的情況，影響出渣及后續的施工作業，在接下來的開挖施工過程將通過及時修理整平洞內道路、提高操作手作業水平等方法，減少上述問題的出現，進一步縮短循環時長，提高施工效率。

第四，加強人員技術把控，提高鉆工的施工水平，通過對新進人員的技能評定及時反饋，保證洞室開挖的鉆爆質量。尤其是在主洞施工過程中，合理平衡進度與質量關系，同時也能減少洞室開挖過程中超挖量，減少額外回填方量，降低項目成本。

第五，因項目施工洞口較為分散，同時道路狀況較差，在后期洞室開挖中，將綜合考慮施工營地的布置，盡可能縮短施工營地與洞口的距離，避免在雨季期間因道路通行問題影響各循環工序的銜接。

第六，根據施工進展情況，在大壩區域合理設置臨時炸藥庫，縮短洞室炸藥供應的時間。

5 結語

項目成本測算工作復雜而煩瑣，需要認真細致地搜集并統計好每項數據，通過對在建項目洞室開挖進行分階段成本測算，施工資源配置可以進一步優化，明顯看到開挖直接費用每方降低8.2 美元/立方米，有效降低了施工成本。總的來說國際EPC 項目要想提高工程效益，可以通過以下途徑：

第一，設計方案是激進或者保守，對EPC 項目的報價產生關鍵影響，因此優化設計方案，對報價產生決定性影響。

第二，優化資源配置，避免施工組織設計高大上。

第三，細化管理費用，盡量降低中方人員配置；盡可能降低各種比例費用。

第四，提高人員和機械效率，盡最大可能降低人員和機械消耗量。

第五，機械配置盡可能屬地化，減少中國采購機械設備的數量，降低機械折舊費用。

第六，尋找降低人材機等基礎價格的空間。

對于從事國際工程投標報價的人員，要對已中標項目及時進行回訪和跟蹤，找出項目的實際成本和投標報價的差異，不能簡單套用定額，要善于對比分析，為后續投標報價的準確性打下堅實的基礎，從而提高中標率，并為施工企業創造更高的經濟效益。