铁路隧道机械化施工企业定额测定及分析
１ 引言
我国铁路隧道施工的机械化配套技术水平、施工装备进入隧道施工机械化初期，发展速度较慢，施工成本管理滞后。本文以跃龙门隧道３号斜井机械化配套施工企业定额测定数据为例，结合现行铁路预算定额，进行主要参数比较分析，为隧道机械化施工成本核算等业务提供参考依据。
２ 工程概况
２．１ 线路概况
跃龙门隧道前接高川车站，后接羊记沟大桥，采用双线分修，最大线间距６０ｍ，最小间距３０ｍ。３号斜井工区施工本隧道正线部分（左线Ｄ２Ｋ９５＋６７９～Ｄ２Ｋ１０３＋６８９段、右线ＹＤ２Ｋ９７＋７００～ＹＤ２Ｋ１０２＋１５５段）及本隧道辅助坑道３号斜井全段、平行导坑（ＰＤＫ９７＋７４５.９６７～ＰＤＫ１０３＋４８１段）施工任务，其中斜井２０２５ｍ，平行导坑５７３５.０３３ｍ。
２．２ 地质情况
跃龙门隧道３号斜井测段内多被第四系全新统滑坡堆积层、崩坡积层、陡坡积层覆盖，下伏基岩零星出露，局部陡峭地段出露较好。测段内第四系全新统滑坡堆积层、崩坡积层、粗角砾土，厚０～２ｍ，下伏地层为震旦系下统邱家河组（Ｚｂｑ）硅质岩、碳质页岩夹灰岩、白云岩，侵入岩脉辉绿岩等，洞口出漏岩层为强风化软弱围岩，且存在仰坡顺层，顶部土方有危岩落石。具有“四极三高”的显著特点：地形切割极为强烈、构造条件极为复杂活跃、岩石条件极为软弱破碎、汶川地震效应极为显著；高地应力、高地震烈度、高地质风险。
３ 施工工艺
隧道按新奥法原理进行施工，隧道开挖、喷锚支护等主要工序施工方案如下：
３．１ 开挖方案
（１）施工中坚持监控量测，开挖采用光面爆破技术，隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩采用全断面开挖法；Ⅴ级围岩采用台阶法，设临时仰拱、横向支撑开挖。
（２）隧道钻孔、装药等工序采用三臂凿岩台车。
（３）围岩较好地段采用非电毫秒雷管起爆、光面爆破技术，严格控制超欠挖；断层破碎带地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖，以减轻对围岩的扰动和破坏。
３．２ 喷锚支护方案
初期支护在开挖完成后及时施工，紧跟开挖面。拱部及边墙采用φ２２ｍｍ砂浆锚杆。喷射混凝土（素喷混凝土、网喷混凝土）为Ｃ２５混凝土（Ⅴ级围岩为Ｃ３０），采取湿喷工艺施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩拱、墙喷射混凝土中掺入合成纤维。围岩较差地段采用格栅钢架或工字钢架加强支护。
４ 测定的依据与方法
４．１ 测定依据
测定的依据主要有：
（１）《国家铁路局２０１７年铁路工程造价标准编制计划》（国铁科法函〔２０１７〕１９３号）。
（２）《铁路工程施工组织设计指南》（铁建设［２００９］２２６号）。
（３）《关于新建成都至兰州铁路初步设计的批复》（铁鉴函［２０１０］１６２２号文）。
４．２ 测定方法
以采集现场实测数据为主，采用写实记录法，同时收集以往施工阶段���工序相应的综合进度指标，通过统计分析对比的方式，进行测定。
５ 人工、机械配置及进度指标
５．１ 开挖人工和机械配置
根据作业流程、成兰铁路实施性施工组织设计要求，三臂凿岩台车隧道开挖每个作业组配备作业人员１５人，见表１；每个作业班配备一台三臂凿岩台车、一台挖掘机（≤１.０ｍ³）、一台载重汽车（６ｔ）。
５．２ 喷射混凝土人工和机械配置
根据作业流程和现场实际情况，混凝土喷射每个作业组配备作业人员６人，其中放料、接管２人，电工１人，辅助３人；配备一台混凝土喷射机械手（≤２０ｍ³／ｈ），３台混凝土搅拌输送车（≤６ｍ³）。
５．３ 进度指标
Ⅲ级围岩采用全段面法开挖，每开挖进尺为３ｍ，开挖支护作业单循环时间为１１ｈ，月工作日按２８ｄ计算，每日２４ｈ，每月施工进度为：３ｘ２８ｘ２４／１１＝１８３（ｍ）。
Ⅳ级围岩采用全段面法开挖，每开挖进尺为２.４ｍ，开挖支护作业单循环时间为１２ｈ，月工作日按２８ｄ计算，每日２４ｈ，每月施工进度为：２.４Ｘ２８Ｘ２４／１２＝１３４（ｍ）。
Ⅴ级围岩采用台阶法开挖，每开挖进尺为１ｍ，开挖支护作业单循环时间为１１.５ｈ，月工作日按２８ｄ计算，每日２４ｈ，每月施工进度为：１ｘ２８ｘ２４／１１.５＝５８（ｍ）。
６ 写实记录法测定工机消耗量
６．１ Ⅲ级围岩
（１）开挖人工消耗量：施工准备２９.８ｍｉｎ，测量放线４５.２ｍｉｎ，台车钻孔、清孔１６５.６ｍｉｎ，装药７９.２ｍｉｎ，台车移位３６.２ｍｉｎ，爆破１８.６ｍｉｎ，通风、洒水降尘３１.４ｍｉｎ，共计用时４０６ｍｉｎ，小计０.２２１工日／１０ｍ³，底部开挖、清理等用工０.１９７工日／１０ｍ³，合计０.４１８工日／１０ｍ³。
（２）开挖机械消耗量：三臂凿岩台车钻孔、装药、底部开挖清理加权时间为３８１ｍｉｎ，则消耗量为３８１／６０／７／２２０.４１ｘ１０＝０.０４１（台班／１０ｍ³）；载重汽车６ｔ用时２９９.６ｍｉｎ，消耗量为０.０３５台班／１０ｍ³；挖掘机≤１.０ｍ³用时２９.８ｍｉｎ，消耗量为０.００４台班／１０ｍ³。
６．２ Ⅳ级围岩
（１）开挖人工消耗量：施工准备３２.６ｍｉｎ，上下台阶测量放线５１.４ｍｉｎ，上下台阶钻孔、清孔１２６.６ｍｉｎ，装药１０７ｍｉｎ，台车移位３９.６ｍｉｎ，爆破２３.４ｍｉｎ，通风、洒水降尘１３.２ｍｉｎ，共计用时３９４ｍｉｎ，小计０.２８５工日／１０ｍ³，其他用工０.２９３工日／１０ｍ³，合计０.５７８工日／１０ｍ³。
（２）开挖机械消耗量：三臂凿岩台车钻孔、装药、底部开挖清理加权时间为４０３.４ｍｉｎ，则消耗量为：４０３.４／６０／７／１５０.４ｘ１０＝０.０６４（台班／１０ｍ³）；载重汽车６ｔ用时２９６.８ｍｉｎ，消耗量为０.０４７台班／１０ｍ³；挖掘机≤１.０ｍ³用时１６２.５ｍｉｎ，消耗量为０.０２６台班／１０ｍ³。
６．３ Ⅴ级围岩
（１）开挖人工消耗量：施工准备４４.８ｍｉｎ，测量放线４９.２ｍｉｎ，台车钻孔、清孔９３.２ｍｉｎ，装药９２ｍｉｎ，台车移位３９.６ｍｉｎ，爆破２７.４ｍｉｎ，通风、洒水降尘１３ｍｉｎ，共计用时３５９.２ｍｉｎ，小计０.４３６工日／１０ｍ³，底部开挖、清理等用工０.５５２工日／１０ｍ³，合计０.９８８工日／１０ｍ³。
（２）开挖机械消耗量：三臂凿岩台车钻孔、装药、底部开挖清理加权时间为３９４.８ｍｉｎ，则消耗量为：３９４.８／６０／７／９０.１２６ｘ１０＝０.１０４（台班／１０ｍ³）；载重汽车６ｔ用时２５２.５ｍｉｎ，消耗为０.０６７台班／１０ｍ³；挖掘机≤１.０ｍ³用时２１４.８ｍｉｎ，消耗量为０.０５７台班／１０ｍ³。
６．４ 喷射混凝土
喷射混凝土人工消耗量：施工准备２８ｍｉｎ，喷浆作业１１ｍｉｎ，综合检查、场地清理２３ｍｉｎ，共计用时６２ｍｉｎ，小计１.２６２工日／１０ｍ³，其他用工０.５０９工日／１０ｍ³，总计１.７７１工日／１０ｍ³。
机械消耗量：混凝土喷射机械手矣２０ｍ³／ｈ准备、喷射、清理时间为３８ｍｉｎ，消耗量为０.２８２台班／１０ｍ³，混凝土搅拌输送车≤６ｍ³等待装料、调头、卸料、清理消耗量同喷射机械手消耗量；搅拌站、轮胎式装载机消耗量为０.１１４台班／１０ｍ³。
７ 单价分析比较
７．１ 单价编制依据
（１）《铁路基本建设工程设计概（预）算编制办法》（国铁科法［２０１７］３０号）。
（２）《铁路基本建设工程设计概（预）算费用定额》（国铁科法［２０１７］３１号）。
（３）《铁路工程补充预算定额（第二册）》（铁总建设〔２０１９〕２６号）。
（４）除三臂凿岩台车、混凝土喷射机械手人工单价为３５０元／工日，其他均为２００元／工日；燃油采用２０１９年一季度四川价格，柴油单价为６.６８８元／ｋｇ，汽油单价为７.５９３元／ｋｇ，电单价为１元／ｋＷｈ。
（５）施工机械台班单价根据编制办法，结合企业关于机械的折旧规定测算。
７．２ 现行定额与企业定额单价对比
（１）开挖（见表２、表３、表４）
工作内容：施工准备，测量划线，台车就位、钻眼，装药、爆破，找顶，防尘。
（２）喷射混凝土（见表５）
工作内容：机械手移动，就位，检查，清洗机械；混凝土集中拌制，喷射及养护，回弹料处理；混凝土搅拌输送车配合投料。
７．３ 企业定额
企业定额测定的数据可为洽谈劳务分包合同价格或架子队核算提供依据。
（１）在正常施工组织下，Ⅲ级围岩全断面开挖（月进尺１８３ｍ），工机费为４２７元／１０ｍ³，其中人工费８４元／１０ｍ³，机械费３４３元／１０ｍ³；Ⅳ级围岩台阶开挖（月进尺１３４ｍ），工机费为６４５元／１０ｍ³，其中人工费１１６元／１０ｍ³，机械费５３０元／１０ｍ³；Ⅴ级围岩台阶开挖（月进尺５８ｍ），工机费为１０８４元／１０ｍ³，其中人工费１９８元／１０ｍ³，机械费８８６元／１０ｍ³。
（２）在正常施工组织下，混凝土喷射机械手２０ｍ³／ｈ工机费为３０１９元／１０ｍ³，其中人工费３５４元／１０ｍ³，机械费２６６５元／１０ｍ³。
８ 结束语
凿岩台车开挖及喷射机械手喷射混凝土子目，企业定额单价均高于铁路现行定额单价，主要原因是：
（１）市场工费单价远高于定额编制期价格（Ⅶ类工８２元／工日）。
（２）凿岩台车、喷射机械手的台班单价高于定额台班价。原因，首先是企业设备的折旧费用高于费用定额，即市场采购价高；其次是电价格等，企业定额采用市场价格。
大型机械设备配套施工大幅度提高工程进度，台车钻爆比风动凿岩机钻爆提高功效达５０％以上；同时，机械设备配套施工也给企业的成本管理带来挑战，首先是设备的选型。选型一是考虑选择进口设备还是国产设备，进口设备机械具有机型成熟、配件齐全，产品寿命期长，维修保养简易等特点；国产机械则具有采购成本低、适应性强，机动性好，维修成本高的特点。选型二是要考虑各衔接工序设备的匹配性，忌讳出现大马拉小车的情况。其次要充分提高设备的使用效率，其关键因素是培养高素质的操作手，提高工作效率。第三要培养保养、维修的专业人才，降低维修成本。
企业定额测定数据是在正常施工组织条件下测算的，重点考虑合理的施工进度、合理的人员及机具等资源配置，可为劳务成本的目标制定、架子队成本核算提供依据。