夏特水电站引水隧洞冬季施工工效及成本分析

胡 望 来， 王 敏， 周 猛

(克州新隆能源开发有限公司，新疆 克州 845450)

1 概 述

新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程位于新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰县境内，为克孜河中游河段规划的2库6级开发方案中的第三个梯级。夏特水电站装机容量4×62 MW，属Ⅲ等中型工程。电站为引水式电站，引水隧洞全长19 281.37 m，隧洞断面型式为圆形，内径7.0 m，采用钢筋混凝土衬砌，从塔日勒嘎电站(已投产发电)尾水取水，经输水系统引水至厂房发电，是以发电为主的水电枢纽工程。

电站多年平均气温7.3 ℃，极端最高气温35.7 ℃，极端最低气温-29.2 ℃，每年11月中旬至第2年3月中旬为冬季施工时段，温度低于5 ℃。通过现场跟踪测定，结合全程视频录像技术，对引水隧洞冬季施工工效和成本进行对比分析，真实反映引水隧洞衬砌混凝土冬季施工效率，取得引水隧洞衬砌混凝土的工料机消耗量，同时在工效成果基础上结合工料机单价，形成相应的引水隧洞衬砌混凝土的成本费用。

2 工效测定方法和内容

2.1 测定方法

采用现场实测为主的方式对引水隧洞衬砌混凝土冬季施工的工效进行测定，现场采用写实记录法收集信息，研究混凝土拌制、运输、浇筑过程中工作时间消耗，确定施工过程中基本工作时间、辅助工作时间、不可避免中断时间、准备与结束时间以及各种损耗时间的消耗量。混凝土拌制及浇筑采用写实记录法，观察工作持续时间中各种资源的消耗时间。水平运输和垂直运输采用连续测时法，观测各个工序的延续时间。连续观察1个月，收集冬季温度及施工措施、混凝土拌制效率、混凝土水平运输效率、混凝土的浇筑效率。

2.2 测定内容

混凝土衬砌施工采用标准循环过程，完成每一次循环为一个样本，通过观测足够的样本来研究其施工工效。现场混凝土浇筑拌制采用一洞一搅拌站的方式，通过现场实测以及摄像头观测记录搅拌站拌和每一循环混凝土的实际工作时间。混凝土的水平运输为混凝土从搅拌站出口至浇筑仓面，通过现场跟车记录每辆混凝土罐车水平运输混凝土至浇筑点的持续时间。现场施工采用针梁台车及混凝土泵泵送浇筑，按实际施工顺序记录每仓所有的工序，并将每一工序持续时间的人工、机械消耗量如实记录整理。

根据针梁台车全断面混凝土衬砌施工工艺流程，清晰地观测到各工种工人的有效劳动时间和整个施工过程消耗时间，将针梁台车全断面混凝土衬砌施工的动作分解为：钢筋绑扎→台车就位(测量放线)→堵头模止水安装→混凝土泵管道安装→混凝土浇筑→振捣→仓面清理→拆除模板→移至下一浇筑位置→钢筋绑扎[1]，针梁台车混凝土衬砌施工工艺图见图1。

2.3 冬季施工保温措施

由于洞内混凝土衬砌全年施工，低温季节施工采取以下保温措施[2]。

(1)拌和用水。蓄水池采用暖棚保温，管线采用保温材料包裹，部分埋至地下并填土覆盖。抽完水后将水管内的水放空，避免因气温过低冻管。

(2)拌和系统和骨料仓保温。拌和系统和骨料仓采用保温棚进行保温，棚内采用暖风机等设备保温，料仓口悬挂棉帘保温。

(3)混凝土拌和。拌和混凝土前，用热水冲洗搅拌机并将积水排除，使拌和机处于正温状态，混凝土拌和时间由非冬季搅拌60 s增加至90 s。用热水拌和以提高混凝土的出机温度，当拌和用水加热温度高于60℃时，拌和混凝土改变拌和加料顺序，先将骨料与水拌和，然后加入水泥，以免水泥假凝。

(4)施工机械和车辆。在不影响施工的情况将施工车辆放置洞内避车道处，混凝土搅拌罐增加棉被保暖，冬季加强机械保养，对水箱、油路管道等润滑部件勤检查，勤更换，防止设备冻坏。

2.4 测定时间统计分析

根据现场跟踪实测引水隧洞(5号洞)混凝土浇筑记录，以浇筑一仓混凝土的循环过程为一个样本，统计10个样本各工序时间消耗的分析表，引水隧洞(5号洞)冬季衬砌混凝土浇筑有效工作时间计算表见表1。

表1 引水隧洞(5号洞)冬季衬砌混凝土浇筑有效工作时间计算表

根据各工序时间表分析计算出衬砌混凝土浇筑人工有效工作时间消耗，有效工作时间=延续时间-损失时间。其中延续时间为仓面清理开始至完成混凝土泵送的总时间，损失时间为混凝土班组操作不当而导致的停工时间和混凝土搅拌车运输时间长造成的等待时间。分别统计现场调度、测量班组、钢筋班组、模板班组和混凝土班组平均工作时间，计算统计衬砌浇筑人工有效时间，引水隧洞(5号洞)衬砌浇筑人工有效时间汇总表见表2。

表2 引水隧洞(5号洞)衬砌浇筑人工有效时间汇总表

统计浇筑过程中机械时间消耗，人与机械同步工作，机械的延续时间就等于人工的时间，为浇筑的一个循环时间，有效工作时间为机械工作产生产量的时间消耗，引水隧洞(5号洞)衬砌浇筑机械有效时间汇总表见表3。

表3 引水隧洞(5号洞)衬砌浇筑机械有效时间汇总表

依据现场统计，冬季保温设备和工器具主要有暖风机、电热棒、电锅炉、电热带、电暖器和碘钨灯等，统计每个循环工作时间，计算平均工作时间和总工作时间，5号搅拌站冬季施工保温措施总工作时间消耗量计算表见表4。

表4 5号搅拌站冬季施工保温措施总工作时间消耗量计算表

3 工效单价计算及分析

该工程处于2 000～2 500 m海拔的地区，依据《水电建筑工程预算定额(2004年版)》，选用2004年水电预算定额40040、40336、40404，其中人工费参考《水电工程费用构成及概(估)算费用标准(2013年版)》[3]，机械台时费按《水电工程施工机械台时费定额》(2004年版)[4]以及投标人基础价格资料计算，对定额中选取的数值取人工调整系数1.1，机械调整系数1.25。以5号洞测定数据为分析样本，实际混凝土衬砌施工工效与定额对比分析，将实测水平与定额水平进行比较，比值=(实测水平-定额水平)/定额水平，值为负则表示实测水平高于定额水平，反之则低于定额水平。

3.1 衬砌混凝土浇筑定额与实测(5号洞)人工、机械消耗水平比较

(1)人工消耗。冬季混凝土拌制由原来的60 s增加至90 s，造成拌制时间增加，拌制效率降低，人工消耗增加。运输人工消耗与定额水平基本接近。混凝土浇筑的人工消耗现场实测与定额比较，现场实测人工消耗远低于定额中的人工消耗，实测人工数量仅占定额数量12.7%，主要因为工人技能全面，承担多种任务，劳动效率较高也减少了人工消耗。

(2)机械消耗。冬季混凝土拌制由原来的60 s增加至90 s，造成拌制时间增加，拌制效率降低，机械消耗大幅度增加。运输人工消耗与定额水平基本接近。现场实测机械消耗远低于定额水平，实测机械消耗数量仅占定额水平40.1%，主要因为机械设备劳动效率较高。主要人工、机械消耗对比分析表见表5。

表5 主要人工、机械消耗对比分析表

3.2 工效对比原因分析

相对定额的工作内容，由于冬季施工，受到温度影响，混凝土浇筑消耗时间与定额中测定人工浇筑时间消耗差异较大。现场施工人员技术熟练程度、资源配置、工序衔接和施工组织等因素对工效也会产生一定影响。

3.3 衬砌混凝土单价对比分析

通过比较，混凝土拌制直接费、垂直运输直接费均高于定额水平，但水平运输直接费、浇筑直接费均低于定额水平。混凝土拌制人工费、垂直运输人工费、浇筑人工费均低于定额水平，但水平运输机械使用费高于定额水平。垂直运输机械使用费、浇筑机械使用费均高于定额水平，实测浇筑直接费均高于定额水平。

经计算，拌制单价为34.80元/m3，水平运输单价为62.52元/m3，垂直运输单价为5.11元/m3，浇筑混凝土单价为630.63元/m3，衬砌混凝土综合单价为791.57元/m3，实测混凝土衬砌的综合单价高于定额单价92.07元 /m3。实测混凝土损耗与附加量[5]与预算定额水平接近，而实测混凝土量比投标报价的损耗与附加量高13.30%，混凝土拌制、水平运输、垂直运输的损耗与附加量比投标报价高12.77%。

3.4 冬季保温措施费计算

衬砌混凝土冬季施工保温措施总费用包括固定费用和变动费用，固定费用有保温棚费用和保温设备采购费；变动费用有保温设备运行费用及冬季混凝土材料费用变化。

固定费用指冬季施工一次性投入，是不会随着混凝土浇筑方量的变化而变化的费用；变动费用主要指随着混凝土浇筑方量的变化而变化的费用。施工混凝土变化费用、设备运行费用是随浇筑量的变化而变化的费用，属于变动费用。冬季施工措施费用汇总：冬季保温措施=保温设施费+混凝土材料变化费用+设备费用。经现场测算统计，固定费用保温棚和保温设备费用共计473 557元，冬季施工每方混凝土增加的材料成本19.31元。冬季保温措施费=473 557+19.31 a (元)，其中a代表冬季施工混凝土总量，引水隧洞冬季施工总量为4 497.6 m3，实测情况下变动费用为86 837.41元，隧洞衬砌混凝土冬季施工措施费为560 394.4元，每方混凝土冬季施工措施费124.60元/m3。引水隧洞(5号洞)冬季保温措施费计算表见表6。

表6 引水隧洞(5号洞)冬季保温措施费计算表

3.5 引水隧洞冬季衬砌工程施工成本对比分析

受冬季低温影响，混凝土拌制、运输和浇筑效率大幅度降低，以现场跟踪测算的施工单价为基数，冬季施工混凝土综合单价较定额水平上涨约13.2%，冬季保温措施费增加施工成本约17.8%，同口径比较综合施工成本增加约31%。冬季混凝土施工成本较常温下施工成本增幅较大，并且冬季施工质量控制难度大，建议结合实际收集更多样本信息，不断补充完善不同边界条件下隧洞混凝土施工定额。

4 结 语

针对引水隧洞混凝土衬砌工程进行现场施工效率实测，在获取现场实测数据信息的基础上，通过对大量资料的统计、整理、处理和应用，测算出衬砌混凝土工程从拌制、运输、浇筑过程中的效率水平，形成完整分析材料，真实地反映了施工现场的效率水平。为业主在严寒地区冬季施工的前期投资决策、施工合同价的确定、施工过程中的投资控制等提供参考。同时也为行业主管部门在严寒地区冬季施工积累工程造价信息资料，但不能完全代表地区和不同类型水电项目，可为实际工作提供一定参考。