高寒高海拔地區公路預算補充定額的測定

陳曉慧

（江蘇省交通工程建設局）

一、引言

高寒高海拔地區是指海拔2000m以上并在“18編辦”附錄D中列明的冬一至冬五區的地區，隨著經濟的發展和國防建設的需要，在高寒高海拔地區修建公路是不可避免的，相關工程對于造價準確性的要求也越來越高。相較于一般地區，高寒高海拔地區具有溫度低、海拔高、含氧量低、晝夜溫差大等特點，由此而產生的生產條件差、生活條件惡劣、人工和機械工作效率降低等一系列不同于一般地區的不利因素，這些不利因素均會導致工程造價的提升。自實行工程量清單計價模式以來，我國頒布的公路定額在造價管理方面起到了重要作用，部頒定額雖然具備普適性，但相對也缺少特異性，對于高寒高海拔地區的工程造價多采用定額調整系數的方式反映，由于調整系數綜合性強，無法針對項目及所在地自身特點準確確定項目投資，進而影響到項目決策。因此，有必要研究和分析高寒高海拔地區對公路工程人工和機械效率的影響，選擇有效的定額測定方法，從而編制出符合實際的補充定額，提高高寒高海拔地區工程造價的準確性和可靠性。

二、高寒高海拔地區對施工效率的影響

（一）高寒高海拔地區公路工程建設特征

1.空氣含氧量低，氣溫日較差大

隨著海拔的升高，氣壓逐漸降低，導致空氣的密度減小，其能夠吸收的地面長波輻射越來越少，氣溫和氧氣含量也逐漸降低。研究表明，海拔每升高100m，對應的氣溫平均下降0.6℃，每升高1000m，氧分壓降低約10%。以G0615久馬高速公路工程為例，其所在地平均海拔為3725m，多年極端最低氣溫可達零下29.3℃，全年最大凍深可達132cm，最大熱平均日較差可達31.9℃。

2.地質情況復雜，不良地質發育強烈

我國的高寒高海拔地區多位于中西部地區，形成原因各異，但地質情況復雜，崩塌、泥石流、滑坡、塌陷等不良地質發育較為強烈是這些地區的共同特點。仍以G0615久馬高速公路工程為例，該項目位于青藏高原的東南緣，川西北山地向高原的過渡地帶，受喜馬拉雅運動的影響，全線存在大量不良地質路段，包括巖溶、不穩定斜坡、滑坡、崩塌、泥石流等，對工程建設造成很大的影響。

3.施工條件差，交通通訊困難

高寒高海拔地區的土石經常年凍融后強度急劇下降，沙石材料不能就地取材，需從低海拔地區運輸，冰凍融化循環使工程施工困難，工人的安全隱患增大；工程所在地一般地處偏遠，人煙稀少，通訊信號難以覆蓋，人員和物資進出困難。

（二）高寒高海拔地區對施工效率的影響

1.人工

動脈血氧飽和度是人體呼吸循環的重要生理參數，其反映了人體血氧的濃度，根據研究顯示，當動脈血氧飽和度低于94%時，人體為輕度缺氧；低于90%時，人體為嚴重缺氧。動脈血氧飽和度和海拔的關系如圖1所示。

圖1 動脈血氧飽和度-海拔的關系圖

由圖1可以看出，當海拔處于1000m-3000m時，動脈血氧飽和度逐漸下降，下降趨勢較緩，人體處于輕度缺氧的狀態；當海拔高于3000m時，動脈血氧飽和度下降趨勢明顯快于海拔3000m以下，人體處于嚴重缺氧的狀態。當人體處于缺氧狀態下，工作效率也會隨之下降，以海拔2000m為基準，理論人工效率隨海拔高度的變化情況如表1所示。

表1 人工效率隨海拔高度的變化情況表

2.機械

海拔高度的增加，主要會從以下三個方面影響機械的施工效率：

（1）內燃機的性能。因氧含量和大氣壓隨海拔升高而降低，發動機無法充分燃燒，導致在相同油耗下，煙度值、油耗增高，功率、扭矩等性能卻降低。同時，大氣壓降低使水的沸點降低，導致冷卻水蒸發加快，發動機的散熱性能也相應降低。

（2）施工機械的啟動性能。高寒高海拔地區寒冷的氣溫導致油氣混合物的自然性能變差，難以被點燃，又因為內燃機的性能下降導致油氣在無法充分燃燒的情況下即被排出。在實踐中，有部分平原區廣泛使用的施工機械在海拔4000m以上完全無法啟動。

（3）機械操作人員的狀態。高寒高海拔地區導致操作人員的人工效率降低，原因和人工效率降低原因基本一致，前文已詳細描述，此處不再贅述。

以海拔2000m為基準，理論施工機械降效幅度與海拔的關系如表2所示。

表2 施工機械降效幅度與海拔的關系表

三、高寒高海拔地區公路預算補充定額的測定

（一）測定前的資料收集

定額測定的數據來源于施工現場，數據的科學性和準確性與對施工必要條件的熟悉了解是密不可分的。高原高海拔地區獨特的施工現場條件必然導致現場在施工組織、機械配備、施工工序等方面與平原地區有所區別，因此，在測定工作進行前，需重視對現場資料、工序結構、工作時間等影響測定結果的重點內容的收集和整理。

（二）公路預算補充定額測定方法的選擇

由于高寒高海拔地區自然條件及施工現場的復雜性，為獲取準確的定額數據，其補充定額測定工作相較平原地區而言，測定方法的選擇和不同測定方法的靈活運用顯得尤為重要。

公路工程預算補充定額的測定方法主要有現場技術測定法、理論計算法、統計分析法、經驗估計法、比較類推法，其中現場技術測定法又分為寫實法和測時法兩種，理論計算法又分為試驗室試驗法和直數法兩種，各測定方法[7]的適用范圍詳見表3。

表3 公路工程預算補充定額測定方法表

（三）測定原始數據的預處理

1.觀測次數的確定

理論上來說，對同一個測點的觀測次數越多，其觀測結果的平均值就越接近于真實數值，測定結果精度就會越高。但無限制的增加觀測次數顯然不符合實際，特別是在高原高海拔地區，工作環境惡劣，增加觀測次數雖能增加數據的觀測準確度，但同時也會一定程度上增加異常值和誤差的出現。因此，在保證數據精度能夠達到要求的前提下，合理確定觀測次數也是定額測定工作的重要環節。對于觀測次數的確定，一般采用分布系數K來進行確定：

式中：

當K值接近1時，說明數列中的數值穩定在較小的數值區間內，當K值遠離1時，說明數列中的數值分散，數值的離散性較大。表4為觀測次數參考表，在實際工作中常用來確定觀測次數。

表4 觀測數據參考數據表

2.異常值的處理

在進行測定后，無論哪種測定方法，所得到的數據都會存在系統誤差、隨機誤差和粗大誤差。一般在刪除明顯的偏差極大值和極小值后，采用誤差極限調整法來消除誤差，即利用公式（2）、公式（3）計算出數列的極限最大值和極限最小值，用以剔除極限范圍外的異常數據。

K—如表5所示。

表5 誤差調整系數表

（四）測定實例

G0615線久治（川青界）至馬爾康段高速公路起于青海省久治縣（川青界），與青海省花石峽至久治（省界）段高速公路相接，止于汶（川）馬（爾康）高速王家寨互通。項目路線全長219km，共設置特大橋2座，大、中橋164座，小橋24座，特長隧道1座，長隧道8座，中隧道14座，短隧道15座，橋隧比為43.1%。設置互通立交7座，4個服務區、5個停車區、3個養護工區、2個橋隧管理所及10個收費站（含川青界起點主線收費站和開放式服務區收費站）。項目區位于青藏高原的東南緣，川西北山地向高原的過渡地帶，海拔在3100～4000米之間。

本次測定工作內容包括路基土石方工程、橋梁樁基及墩臺、隧道土建工程等共114條相關定額的測定。在綜合考慮當地高原高海拔環境的特殊性和施工組織等多種因素后，現場采取技術測定法和統計分析法相結合的測定思路，在參建各方的積極配合下，順利完成了測定任務（上表6）并通過評審。

表6 測定完成情況統計表

現場測定完成后，將本次測定的人工和機械消耗情況和定額消耗進行對比，結果如圖2、圖3。

圖2 橋梁不同海拔高度人機消耗變化情況表

圖3 隧道不同海拔高度人機消耗變化情況表