【摘 要】 為解決中風(fēng)化泥巖在無(wú)法進(jìn)行爆破施工的地區(qū)實(shí)施疏浚方案的難題，以巴基斯坦某燃煤電廠項(xiàng)目為例，對(duì)中風(fēng)化泥巖提出兩種不同的非爆破疏浚方案：“挖機(jī)+破碎錘”方案和“鑿巖棒+挖泥船”方案，并對(duì)這兩種施工方案進(jìn)行成本分析。根據(jù)兩種方案不同的施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)具、人工、臨時(shí)工程等方面的成本進(jìn)行對(duì)比，為同類地質(zhì)條件下如何選用合理的疏浚方案、如何控制工程成本取得經(jīng)濟(jì)效益提供決策依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 泥巖;疏浚;施工組織;成本分析

0 引 言

泥巖是指弱固結(jié)的黏土經(jīng)過(guò)中等程度的后生作用（如擠壓作用、脫水作用、重結(jié)晶作用和膠結(jié)作用）而形成的強(qiáng)固結(jié)巖石。泥巖非常堅(jiān)硬，其抗壓強(qiáng)度可達(dá)30 MPa，但遇水后易軟化，水下開挖泥巖，爆破鉆孔效果不佳。

巴基斯坦某燃煤電廠工程（以下簡(jiǎn)稱“電廠工程”）是“中巴經(jīng)濟(jì)走廊”優(yōu)先實(shí)施項(xiàng)目，由中國(guó)中電國(guó)際發(fā)電有限公司和巴基斯坦胡布發(fā)電有限公司共同投資建設(shè)，項(xiàng)目位于巴基斯坦卡拉奇西北胡布鎮(zhèn)，距離卡拉奇市區(qū)55 km。該電廠項(xiàng)目含2個(gè)1萬(wàn)噸級(jí)卸煤碼頭泊位建設(shè)和總長(zhǎng)約 m的取排水工程，目前已建成并投入運(yùn)營(yíng)。電廠工程中涉及疏浚項(xiàng)目的地質(zhì)為中風(fēng)化泥巖。因條件所限，通常采用的水下爆破松動(dòng)泥巖后挖除的方法在此工程項(xiàng)目中不可行，結(jié)果分別采用了“挖機(jī) + 破碎錘”和“鑿巖棒 + 挖泥船”的非爆破施工方案，并順利完成疏浚任務(wù)。對(duì)這兩種開挖方式進(jìn)行施工方案、機(jī)具配置、人員配置和成本分析，對(duì)高強(qiáng)度泥巖非爆破疏浚方案的制定有重大意義，可為同類地質(zhì)條件下選用“挖機(jī) + 破碎錘”還是“鑿巖棒 + 挖泥船”方案提供參考。

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 取排水工程的疏浚項(xiàng)目

電廠項(xiàng)目中的取排水工程，采用鋼筋混凝土暗涵加取排水頭方式，取水將海水通過(guò)雙孔箱涵引入陸地上的前池內(nèi)，總長(zhǎng) m。排水箱涵長(zhǎng)度為 m。單孔引水暗涵過(guò)水?dāng)嗝娉叽缂s為4.5 m ？3.5 m，箱涵采用沉管形式進(jìn)行安裝。由于采用暗涵形式，箱涵施工需要開挖基槽，基槽平均開挖深度為6 m，需疏浚土方量為30萬(wàn)m3。施工水域開挖底層地質(zhì)為非常堅(jiān)硬的中風(fēng)化泥巖。

1.2 碼頭區(qū)疏浚項(xiàng)目

在碼頭調(diào)頭圓及航道口門區(qū)各存在一處較大的礁盤。航道處礁盤長(zhǎng)約370 m、寬約80 m，最淺水深為3.80 m;調(diào)頭圓處礁盤長(zhǎng)約100 m、寬約80 m，最淺水深為5.4 m。

對(duì)礁盤鉆孔取樣，取樣結(jié)果顯示礁盤為中風(fēng)化砂泥巖，砂泥巖完整性好、強(qiáng)度高，航道口門區(qū)礁盤巖樣抗壓強(qiáng)度大于100 MPa，調(diào)頭圓區(qū)域礁盤巖樣抗壓強(qiáng)度大于25 MPa，開挖礁盤的土方量約為2萬(wàn)m3，開挖面積約為3萬(wàn)m2。

2 施工方案

2.1 取排水工程疏浚項(xiàng)目施工方案

采用鑿巖破碎后抓斗挖泥船進(jìn)行開挖的“鑿巖棒 + 挖泥船”方案，施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→船舶就位→基槽鑿巖→基槽開挖→水深測(cè)量→準(zhǔn)備下道工序。

前端為斧頭的55T鑿巖棒對(duì)較大面積的巖盤有較好的破碎效果。這種鑿巖棒一般頭部?jī)蓚?cè)呈楔形，并以弧形向鑿巖棒中上部過(guò)渡，轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷⑹剑湫螤钣欣阼弾r棒的能量只向兩側(cè)傳遞，增加對(duì)巖土的破壞作用，并且在鑿巖棒嵌入巖土過(guò)深時(shí)可減少棒身側(cè)向的摩擦阻力，使鑿巖棒更易提起。[1] 根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，施工布置為：提錘12～15 m，平面縱橫向間距1～1.5 m布置鑿點(diǎn)，自動(dòng)下錘;鑿巖深度0.8～1 m。

2.2 碼頭區(qū)疏浚項(xiàng)目施工方案

首先對(duì)水下地形進(jìn)行浚前測(cè)量，完成測(cè)量后將測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)圖紙對(duì)比，確認(rèn)疏浚范圍;疏浚范圍確認(rèn)后，對(duì)疏浚范圍進(jìn)行分區(qū)，并按區(qū)對(duì)土體進(jìn)行疏浚;疏浚完成后，開展浚后測(cè)量，測(cè)量完成后對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，如存有淺點(diǎn)則對(duì)淺點(diǎn)進(jìn)行二次疏浚，待全部淺點(diǎn)清除后，提請(qǐng)業(yè)主驗(yàn)收。碼頭區(qū)疏浚項(xiàng)目施工流程見圖1。

3 項(xiàng)目設(shè)備人員配置及成本

3.1 施工設(shè)備成本

開挖取排水基槽的“鑿巖棒+挖泥船”方案的設(shè)備成本見表1。

碼頭礁盤區(qū)疏浚采用“挖機(jī) + 破碎錘”的施工方案。從國(guó)內(nèi)采購(gòu)870挖機(jī)，在施工現(xiàn)場(chǎng)將破碎錘安裝在挖機(jī)上再將挖機(jī)開上特制方駁的端部，在方駁另一端加配重，進(jìn)行鑿巖和挖取破碎巖石到開體泥駁上，用時(shí)3個(gè)月完成泥巖鑿除和礁盤清理。施工機(jī)械及設(shè)備成本見表2。

3.2 人員成本

取排水基槽挖泥疏浚項(xiàng)目人員成本見表3。

碼頭礁盤清除項(xiàng)目人員成本見表4。

3.3 綜合成本

按《沿海港口建設(shè)工程概算預(yù)算編制規(guī)定》取費(fèi)，按直接工程的1.5%計(jì)取臨時(shí)工程費(fèi)，9.7%計(jì)取施工單位企業(yè)管理費(fèi)，7%計(jì)取施工單位利潤(rùn)，可以取得兩個(gè)疏浚項(xiàng)目的總費(fèi)用和不含稅綜合單位成本。兩種施工方案的綜合單位成本對(duì)比見表5。

表5 兩種施工方案的綜合單位成本對(duì)比萬(wàn)元

由表5可知“鑿巖棒 + 挖泥船”的疏浚方式綜合單位成本遠(yuǎn)低于“挖機(jī) + 破碎錘”的疏浚方式，但是由于二者疏浚的土方量差距較大，如此比較不具有可比性，因此需要先將疏浚土方量統(tǒng)一，再來(lái)比較兩種方案的成本優(yōu)劣。在疏浚土方量同為2萬(wàn)m3的情況，減少部分作業(yè)船舶和施工人員，采用“鑿巖棒 + 挖泥船”方案的施工工期約為15天，可以求得“鑿巖棒+挖泥船”方案疏浚2萬(wàn)m3的施工設(shè)備成本（見表6）、人員成本（見表7）和綜合單位成本（見表8）。

由此可知，采用“鑿巖棒+挖泥船”的疏浚方案，利用與取排水工程同樣的施工設(shè)備和人員配置，對(duì)碼頭區(qū)礁盤進(jìn)行疏浚，其單位成本為元/ m3，遠(yuǎn)高于“挖機(jī) + 破碎錘”的施工方案（501.29元/ m3），如果不計(jì)“船舶往返調(diào)遣”費(fèi)用，則“鑿巖棒+挖泥船”的疏浚方案的單位成本為95.42元/m3，遠(yuǎn)低于“挖機(jī)+破碎錘”的施工方案。

因“鑿巖棒+挖泥船”方案中“船舶往返調(diào)遣”費(fèi)用很高，占總成本的比重很大，是與施工土方量無(wú)關(guān)的不可變成本，可將此項(xiàng)費(fèi)用作為固定成本，其他費(fèi)用作為可變成本，而“挖機(jī) + 破碎錘”的施工方案中全部成本皆視為可變成本，可以求得當(dāng)疏浚土方量為5.17萬(wàn)m3時(shí)，兩個(gè)方案的綜合單位成本和總費(fèi)用相等。

4 結(jié) 語(yǔ)

在不考慮工期、資源等其他約束條件的情況下，對(duì)于無(wú)法采取爆破施工的中風(fēng)化泥巖的疏浚，當(dāng)疏浚土方量低于5.17萬(wàn)m3時(shí)，采用“挖機(jī) + 破碎錘”方案較“鑿巖棒 + 挖泥船”方案成本低;而當(dāng)疏浚土方量大于5.17萬(wàn)m3時(shí)，則采用“鑿巖棒+挖泥船”的施工方案更有優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉永彬.淺談鑿巖棒施工工藝[C].中國(guó)交通建設(shè)集團(tuán)有限公司第一屆科技大會(huì)，2009-10.

收稿日期：2020-01-15

作者簡(jiǎn)介：李軍（1983―），男，碩士、中級(jí)工程師，從事水運(yùn)工程概預(yù)算編制、成本測(cè)算及投標(biāo)報(bào)價(jià)工作