鐵路隧道通風定額使用研究

馮琦璇

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司工程經濟院，陜西 西安 710043)

隨著我國鐵路建設技術的發展和提高，鐵路隧道工程無論在總量還是單體長度上都有突飛猛進的進步，特別是針對我國西部鐵路項目，隧道工程在鐵路正線中具有較高的比重，因此，合理確定隧道工程造價對項目投資控制具有重要意義[1-2]。通風措施作為隧道工程施工必不可缺的手段[3-4]，其費用對隧道工程造價也影響較大[5-6]，當前鐵路隧道通風定額較多，定額說明較復雜，應用較為不便，容易出錯，因此合理正確地使用鐵路隧道通風定額進行概預算的編制，對加強成本管理提供了重要依據。

1 鐵路隧道通風定額造價標準及對比

1.1 現有鐵路隧道通風定額造價標準

2017年5月，國家鐵路局發布14項鐵路工程造價標準，鐵路隧道通風定額主要依據《鐵路工程預算定額 第三冊 隧道工程》(后簡稱“33號文”)編制[7]。2020年9月，國鐵集團發布《鐵路隧道TBM及超長工區施工等補充預算定額(鐵建設[2020]155號)》(后簡稱“155號文”)[8]，對隧道通風工況進行了更為詳細地分類，完善了造價標準體系，提高了投資管理的精度[9]。

在“155號文”尚未發布前，“33號文”并未對隧道超長工區進行單獨說明，即無論隧道工區長度有多長，也不管通風類型，僅根據隧道斷面有效面積區分，采用“33號文”通風定額疊加使用。在“155號文”發布后，該文定義了適用范圍(即工區長度大于3 500 m的鉆爆法新建鐵路隧道工區)，至此“33號文”通風定額僅適用于工區的長度不大于3 500 m的工況，當工區長度大于3 500 m時，需根據不同的通風類型(壓入式或巷道式)套用不同的通風定額。具體兩項標準的通風定額對比情況如表1所示。

表1 現有鐵路隧道通風定額造價標準對比

1.2 現有鐵路隧道通風定額費用情況對比

現針對“33號文”和“155號文”的定額標準下，采用不同通風定額的投資情況做一對比。現假設隧道三種有效斷面(≤60 m2,≤85 m2,>85 m2)，在相同的概算基礎資料下，測算隧道在3 500 m<工區長度≤7 000 m的范圍內(實際壓入式定額僅使用于3 500 m<工區長度≤6 000 m)，采用不同通風定額的隧道通風單延米費用如圖1所示。

圖1中圖1(a)～圖1(c)的趨勢基本一致，可以得到以下結論：

1)圖1工區長度均屬于超長工區范圍，在相同的工區長度范圍內，套用“155號文”壓入式通風定額單延米費用最高，且隨著工區長度的增大，采用壓入式通風定額的單延米費用增長幅度顯著高于巷道式通風定額和“33號文”定額標準。

2)當工區長度≤4 000 m時，壓入式和巷道式通風的單延米費用相近，沒有顯著差異,有可能是因為一般通風方式前期均采用壓入式通風[10]。

3)巷道式通風定額的單延米增長幅度較低，隨著工區長度的增大，后期采用“33號文”定額標準的話，隧道單延米通風費用會超過采用巷道式通風定額。

4)以上均可說明“155號文”定額考慮了超長工區獨頭掘進施工的特點，體現了超長工區施工工況的特殊性，側面論證了“155號文”使得當前定額的適用范圍進一步拓展，完善了造價標準體系。

2 巷道式通風定額模型研究

2.1 “155號文”巷道式通風定額模型

“155號文”隧道工程定額說明明確表述：巷道式通風定額子目適用于利用平導采用巷道式通風的隧道工區，按平導通風、正洞進出口掌子面通風和超前掌子面通風分類編制定額子目，可根據施組通風方案對定額子目組合使用。

其計算示例如圖2所示，圖2中A為正洞掌子面，B為正洞超前掌子面，①由正洞掌子面掘進，②由正洞超前掌子面掘進，①、②掘進完成后，掘進③。

2.2 分修隧道進出口工區形成巷道式通風模型

巷道式通風主要是通過橫通道，使得隧道內形成一個完整的風流循環系統，故根據工程實際，構成隧道巷道式通風的情況并非僅2.1中所示的一種形式[11]，如分修隧道進出口工區左、右線開挖，通過左(右)線給右(左)線供風也可構成隧道巷道式通風，或者設置主副橫洞(斜井)，通過主(副)橫洞或斜井供新鮮風，污風從副(主)橫洞或斜井出來等多種情況[12-13]，但定額說明并未明確針對其他情況如何套用巷道式通風定額，僅表示可根據施組通風方案對定額子目組合使用。本文針對分修隧道進出口形成巷道式通風這種比較常見的巷道式工況如何使用巷道式通風定額做簡單闡述，供研究者參考。

從上述可知，定額模型與分修隧道進出口工區形成巷道式通風模型(簡稱“分修模型”)不同之處在于：“分修模型”將定額模型中的平導替換成了一管正洞，即兩管隧道均為正洞掌子面通風。現對平行導坑巷道式通風定額消耗與正洞掌子面巷道式通風定額消耗進行對比，平導巷道式通風定額消耗如表2，表3所示，正洞掌子面巷道式通風定額消耗如表4，表5所示(以有效斷面≤60 m2定額為例，其余斷面定額消耗內容大同小異，僅由于斷面不同，通風管和風機的型號不同)。

表3 BSY-166定額每米消耗(巷道式通風 平行導坑通風 平行導坑長度每增1 000 m)

表4 BSY-171定額每米消耗(巷道式通風,正洞掌子面通風 隧道斷面有效面積≤60 m2 工區長度≤4 000 m)

表5 BSY-172定額每米消耗(巷道式通風 正洞掌子面通風 隧道斷面有效面積≤60 m2 工區長度每增1 000 m)

通過對比定額消耗，可以明顯發現，正洞掌子面巷道式通風定額和平導巷道式通風定額消耗內容大體一致，消耗量有差異和本身體量規模有關。消耗內容主要差異在于風機，即在平行導坑通風定額中，只存在軸流通風機，而在正洞定額中，軸流通風機和射流風機均有。結合“分修模型”可知，其本質上即是將定額模型中的平導替換成了一管正洞，建議分修隧道形成巷道式通風時，兩管隧道均根據有效斷面大小套用相應的正洞掌子面巷道式通風定額，但將其中一管隧道中的射流風機消耗量扣除。

以某高原鐵路項目基礎資料為例，測算在不同有效斷面面積下，分修隧道形成巷道式通風后，采用正洞掌子面通風定額扣除一管隧道中的射流風機，其通風投資減少情況如圖3所示，從圖3可見，相比直接采用巷道式正洞掌子面通風定額，扣除射流風機的做法節省通風投資約8.8%～14.9%，此種做法更加貼近工程實際，合理控制投資，有效控制鐵路工程造價。

3 結語

本文對當前現行隧道通風定額造價標準進行總結對比分析，梳理了不同通風定額費用差異，總結了各種通風定額之間的異同，對實際概預算編制過程中如何使用通風定額進行了總結，同時側面說明了“155號文”擴大了定額使用范圍，完善了造價標準體系，提高了現行標準的適用性，更加與實際施工工況相匹配。

對分修隧道進出口工區形成巷道式通風的施組工況如何套用巷道式通風定額進行了研究，建議分修隧道進出口工區形成巷道式通風時，兩管隧道均根據有效斷面大小套用相應的正洞掌子面巷道式通風定額，但將其中一管隧道中的射流風機消耗量扣除，該做法可節省通風投資約8.8%～14.9%，有效控制鐵路工程造價。