張學(xué)西

1 概述

西北地區(qū)大風(fēng)區(qū)如新建鐵路蘭州—烏魯木齊第二雙線新疆境內(nèi)的百里、三十里、煙墩、達(dá)坂城四大風(fēng)區(qū)，最大風(fēng)速達(dá) 60 m/s，風(fēng)季風(fēng)力普遍在8級(jí)～13級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鐵道部鐵建設(shè)[2006]113號(hào)文鐵路基本建設(shè)工程設(shè)計(jì)概(預(yù))算編制辦法對(duì)風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)的計(jì)算規(guī)定:“指在內(nèi)蒙古及西北地區(qū)的非固定沙漠地區(qū)施工時(shí)，月平均風(fēng)力在四級(jí)以上的風(fēng)沙季節(jié)，進(jìn)行室外建筑安裝工程時(shí)，由于受風(fēng)沙影響應(yīng)增加的費(fèi)用，本項(xiàng)費(fèi)用按下列算法計(jì)列:室外建筑安裝工程的定額工天×編制期綜合工費(fèi)單價(jià)×3%。”目前，國(guó)內(nèi)鐵路工程還沒(méi)有統(tǒng)一的大風(fēng)區(qū)風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。本文通過(guò)對(duì)新建鐵路蘭州—烏魯木齊第二雙線新疆境內(nèi)百里風(fēng)區(qū)的氣象資料進(jìn)行分析研究，提出大風(fēng)區(qū)風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)費(fèi)率測(cè)算的方法，希望為國(guó)內(nèi)類似項(xiàng)目制定大風(fēng)區(qū)的風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)提供一些思路。

2 沿線大風(fēng)區(qū)概況

新建鐵路蘭州—烏魯木齊第二雙線正線全長(zhǎng)1 776 km，其中新疆境內(nèi)線路長(zhǎng)度710 km，建成后將是亞歐大陸橋快速通道的重要組成部分。線路通過(guò)新疆境內(nèi)百里、三十里、煙墩、達(dá)坂城四大風(fēng)區(qū)，風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度共計(jì)580 km，占新疆段線路總長(zhǎng)的64.8%。大風(fēng)區(qū)內(nèi)自然條件惡劣，人煙稀少，多為戈壁，風(fēng)速高，風(fēng)期長(zhǎng)，起風(fēng)速度快，尤其是百里風(fēng)區(qū)、三十里風(fēng)區(qū)是內(nèi)陸風(fēng)力最為強(qiáng)勁的地區(qū)之一。大風(fēng)曾多次造成既有蘭新、南疆鐵路翻車(chē)、停輪，給鐵路運(yùn)輸帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。

根據(jù)既有資料，新疆鐵路沿線大風(fēng)地區(qū)主要有風(fēng)速高、風(fēng)期長(zhǎng)、季節(jié)性強(qiáng)、變化速度快的特點(diǎn)。

風(fēng)速高:據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，百里風(fēng)區(qū)最大風(fēng)速達(dá)60 m/s，新疆鐵路風(fēng)區(qū)是全世界鐵路內(nèi)陸大風(fēng)風(fēng)速最高的地區(qū)。百里風(fēng)區(qū)風(fēng)速分布以十三間房附近為最大，東西兩端遞減。

風(fēng)期長(zhǎng):上述主要風(fēng)口一年中的大風(fēng)天數(shù)也相當(dāng)高，大于8級(jí)風(fēng)的大風(fēng)天數(shù)基本上都超過(guò)100 d，大于12級(jí)的概率約在10%～15%。近年來(lái)由于全球氣候變化，大風(fēng)天數(shù)增加十分明顯。據(jù)2002年～2007年烏局大風(fēng)監(jiān)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，蘭新線百里風(fēng)區(qū)大風(fēng)天數(shù)約131 d，蘭新線三十里風(fēng)口地區(qū)大風(fēng)天數(shù)約 121 d。

季節(jié)性強(qiáng):每年冬春交替季節(jié)大風(fēng)最為集中，占全年大風(fēng)天數(shù)的30%以上，風(fēng)速也最大。秋冬交替季節(jié)大風(fēng)天氣也較多，但最大風(fēng)速小于冬春交替季節(jié)。由于近年地球環(huán)境變化的因素，夏季大風(fēng)有增多的趨勢(shì)。

風(fēng)向穩(wěn)定:風(fēng)區(qū)大風(fēng)主要受寒潮天氣影響，因素單一，加之區(qū)域遼闊平坦，每次大風(fēng)所經(jīng)路線較為固定，主風(fēng)向主要在NW0°～NW40°范圍 內(nèi) 。

起風(fēng)速度快:風(fēng)區(qū)大風(fēng)天氣起風(fēng)速度約在15 min～40 min內(nèi)風(fēng)速可由0 m/s～5 m/s迅速增加到19 m/s～20 m/s以上。以2008年4月17日開(kāi)始的一場(chǎng)大風(fēng)為例，十三間房西測(cè)風(fēng)點(diǎn)風(fēng)速?gòu)?2:37～22:54由0.8 m/s迅速增加到了19.1 m/s，只用了17 min;鐵泉西2測(cè)風(fēng)點(diǎn)風(fēng)速?gòu)?.2 m/s增加到20 m/s只用了15 min，其后用了不到1.5 h風(fēng)速便達(dá)到了32.7 m/s(12級(jí))以上。風(fēng)區(qū)起風(fēng)速度之快實(shí)屬罕見(jiàn)，大風(fēng)突如其來(lái)，具有較強(qiáng)的破壞性。

3 計(jì)算依據(jù)

在風(fēng)區(qū)中建設(shè)鐵路項(xiàng)目，大風(fēng)對(duì)施工中的人工和機(jī)械的效率影響非常大，風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)費(fèi)率已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)鐵建設(shè)[2006]113號(hào)文規(guī)定的基本費(fèi)率。以氣象部門(mén)和路局調(diào)度所統(tǒng)計(jì)的近幾年來(lái)風(fēng)區(qū)風(fēng)力和持續(xù)時(shí)間為基礎(chǔ)資料，結(jié)合鐵道部工管中心編寫(xiě)的《客運(yùn)專線鐵路指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)指南》附錄A中主要工程施工進(jìn)度綜合參考指標(biāo)，對(duì)百里風(fēng)區(qū)施工路基、橋梁等工程勞動(dòng)效率的影響進(jìn)行了分析。各級(jí)風(fēng)力對(duì)勞動(dòng)效率的影響測(cè)算見(jiàn)表1。

表1 各級(jí)風(fēng)力對(duì)勞動(dòng)效率的影響測(cè)算表

4 風(fēng)區(qū)氣象資料

根據(jù)新疆境內(nèi)沿線新設(shè)的大風(fēng)觀測(cè)站原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得到計(jì)算風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)費(fèi)率所要的氣象資料，百里風(fēng)區(qū)氣象資料統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 百里風(fēng)區(qū)氣象資料統(tǒng)計(jì)表

5 計(jì)算說(shuō)明

根據(jù)百里風(fēng)區(qū)統(tǒng)計(jì)的氣象資料，風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)費(fèi)率的計(jì)算可以有兩個(gè)方案:

方案一:按照百里風(fēng)區(qū)全年1月～12月的氣象資料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算(見(jiàn)表3)。

表3 百里風(fēng)區(qū)氣象資料全年合計(jì)表

按照2009年百里風(fēng)區(qū)1月～12月氣象資料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)算風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)費(fèi)率為:

(987×14.3%+937×33.1%+848×42.6%+1 114×100%)/8 700×100%=22.14%。

方案二:新疆地處亞洲腹地，大陸性氣候明顯，冬季嚴(yán)寒，工程施工的冬休期為每年的11月、12月、1月、2月共4個(gè)月，據(jù)此，按照2009年百里風(fēng)區(qū)3月～10月氣象資料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)測(cè)算風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)費(fèi)率為:

(880×14.3%+834×33.1%+699×42.6%+929×100%)/5 876×100%=27.72%。

結(jié)合工程施工的實(shí)際情況，推薦采用方案二，百里風(fēng)區(qū)風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)費(fèi)率為27.72%，風(fēng)沙地區(qū)施工增加費(fèi)計(jì)算公式為:

室外建筑安裝工程的定額工天×編制期綜合工費(fèi)單價(jià)×27.72%。