袁應(yīng)飛，姜彥作，孔宇田

（中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司,貴州 貴陽 550081）

1 引言及工程概況

1.1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)和社會的發(fā)展,國內(nèi)TBM的技術(shù)越發(fā)得到提高,同時國內(nèi)外TBM技術(shù)出現(xiàn)了并駕齊驅(qū)的局面,TBM作為大國重器,具有掘進(jìn)速度快、環(huán)境污染少、洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境好、作業(yè)人員安全系數(shù)高等方面的優(yōu)勢,因此其應(yīng)用越來越廣泛,尤其在長引水隧洞中應(yīng)用尤為突出。然而在短引水中應(yīng)用卻相對很少,究其原因主要是短引水隧洞中TBM設(shè)備（由于目前的技術(shù)受限采用一洞一機(jī)原則）需要分?jǐn)偟馁M(fèi)用非常昂貴,不經(jīng)濟(jì),讓很多項目業(yè)主望而卻步。

麗江市黑白水河引水麗江壩水生態(tài)修復(fù)工程是麗江黑龍?zhí)侗Ｈ托迯?fù)地下水生態(tài)系統(tǒng)的重要工程。該項目的九子海引水隧洞卻不得不采用掘進(jìn)機(jī)（TBM）掘進(jìn)作為施工方法,理由主要有兩點(diǎn)：其一,該隧洞的工期為4年,若采用傳統(tǒng)鉆爆法（不設(shè)施工支洞）則不能滿足工期要求,其二,若采用傳統(tǒng)設(shè)支洞鉆爆法（增開施工支洞）,九子海隧洞沿線位于麗江玉龍雪山冰川國家地質(zhì)公園內(nèi),支洞出口只能布置于玉龍雪山冰川國家地質(zhì)公園內(nèi),棄渣場也必須布置于洞軸線兩側(cè),因此采用設(shè)支洞鉆爆法施工將對玉龍雪山國家地質(zhì)公園帶來一定的破壞,同時會對原始地質(zhì)景觀、環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。

1.2 工程概況

九子海引水隧洞位于云南省麗江市玉龍雪山冰川國家地質(zhì)公園內(nèi),隧洞洞徑4.70 m,全長9.63 km,本隧洞采用TBM+鉆爆法相結(jié)合的方案（其中：進(jìn)口鉆爆段2300 m,TBM掘進(jìn)段7000 m,出口鉆爆段334 m）,進(jìn)口高程2858.90 m,出口高程2837.00 m,埋深2.4～649.0 m,整體洞向SE25°。主要涉及地層巖性為弱溶蝕風(fēng)化、微溶蝕風(fēng)化T2b3 粒屑灰?guī)r,T2b2 白云質(zhì)灰?guī)r,T2b1 泥灰?guī)r、灰?guī)r,P2h 巖屑砂巖和冰磧層；隧洞進(jìn)口位于冰磧層中,開挖時,需注意冰磧物局部產(chǎn)生的變形現(xiàn)象,及時支護(hù),隧洞出口位于坡積層中,需注意坡積物局部產(chǎn)生的變形現(xiàn)象,及時支護(hù)。

2 TBM相關(guān)問題分析

2.1 TBM設(shè)備選型及出渣運(yùn)輸方案

（1）TBM設(shè)備選型

根據(jù)TBM設(shè)備選型原則和流程,通過對各種掘進(jìn)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)、技術(shù)適應(yīng)性、施工布置、工期及造價等的對比分析。本工程選用1臺敞開式TBM[1-2]。

（2）TBM施工出渣運(yùn)輸方式選擇

目前國內(nèi)外TBM 施工中普遍采用的出渣方式有三種：有軌運(yùn)輸、無軌運(yùn)輸及皮帶機(jī)運(yùn)輸,皮帶機(jī)運(yùn)輸包括固定式皮帶機(jī)和連續(xù)式皮帶機(jī)。從上述出渣方式種類看,適用于九子海長隧洞施工的只有兩種：一種是窄軌低污染的內(nèi)燃機(jī)車牽引礦車的運(yùn)輸方式,另一種是連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)輸方式。通過分析比較,有軌運(yùn)輸雖然前期采購成本低,但施工成本較高,車輛調(diào)度難度大,缺乏靈活性。連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)輸方案一次投入成本高,運(yùn)行成本相對低,可實現(xiàn)高效連續(xù)作業(yè),出渣運(yùn)輸能力強(qiáng),故障率低,洞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)簡單,更加穩(wěn)妥和經(jīng)濟(jì)。本工程斷面小,空間有限,采用皮帶機(jī)運(yùn)輸更能滿足系統(tǒng)運(yùn)輸要求和工期要求,綜合經(jīng)濟(jì)效益比較高,因此本項目采用連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)輸方式,連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)至洞口出渣后,由2 m3挖掘機(jī)配15 t自卸汽車[3]運(yùn)送1.5 km至渣場。

2.2 TBM設(shè)備采購方案及攤銷

目前國內(nèi)TBM設(shè)備采購方案主要有三種即：TBM設(shè)備租賃、TBM設(shè)備新購、TBM舊設(shè)備改造（二手設(shè)備購買）。TBM設(shè)備租賃為新機(jī)租賃,由于TBM設(shè)備的市場競爭和特殊性導(dǎo)致設(shè)備廠家的新設(shè)備租賃報價比新購設(shè)備（考慮廠家設(shè)備殘值回收）時的設(shè)備分?jǐn)傎M(fèi)用還稍大；采用TBM設(shè)備新購方案,由于本工程隧洞長度只有7 km,而TBM掘進(jìn)機(jī)一般要掘進(jìn)20 km左右才會趨于報廢,故會存在本項目實際只攤銷了設(shè)備的7/20=35%,考慮設(shè)備廠家10%～25%的殘值回收（根據(jù)設(shè)備的新舊程度）,所以TBM設(shè)備新購方案需要支付75%～90%TBM設(shè)備費(fèi)用；若采用TBM舊設(shè)備改造（二手設(shè)備購買）首先不容易找到和本工程洞涇差不多的廠家自有二手設(shè)備或者工期正好銜接上的在建工程TBM設(shè)備,同時改造后的設(shè)備可能出現(xiàn)卡機(jī)、維修次數(shù)增多以及相關(guān)問題也會給項目工期造成無法預(yù)估的影響。經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比選和結(jié)合項目實際以及與設(shè)備廠家座談了解,本項目使用TBM設(shè)備新購方案（考慮15%設(shè)備殘值）。

2.3 TBM設(shè)備費(fèi)用及相關(guān)配套費(fèi)用

為提高TBM設(shè)備費(fèi)用及相關(guān)配套價格的編制準(zhǔn)確性,通過類似工程現(xiàn)場調(diào)研以及與設(shè)備廠家座談,然后讓設(shè)備廠家根據(jù)本項目的具體實際情況和相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行報價,最終整理設(shè)備廠家的報價得對比見表1。

表1 TBM設(shè)備費(fèi)用及相關(guān)配套報價對比表

本項目采用廠家3 的設(shè)備報價,考慮15%的設(shè)備殘值回購,掘進(jìn)機(jī)（TBM）設(shè)備費(fèi)用單獨(dú)列項,并扣除掘進(jìn)機(jī)（TBM）及相關(guān)施工機(jī)械臺時費(fèi)的相關(guān)費(fèi)用[1],本項目TBM設(shè)備攤銷費(fèi)為7758×0.85=6594.30 萬元。

3 地質(zhì)參數(shù)和單價編制基礎(chǔ)及結(jié)果分析

3.1 地質(zhì)參數(shù)

工程地質(zhì)參數(shù)見表2。

表2 工程地質(zhì)參數(shù)

3.2 單價編制基礎(chǔ)

1）主要編制依據(jù)

（1）水利部水總[2014]429 號文頒發(fā)的《水利工程設(shè)計概（估）算編制規(guī)定》（以下簡稱“編制規(guī)定”）。

（2）水利部水總[2002]116 號文頒發(fā)的《水利建筑工程概算定額》。

（3）水利部水建管[1999]523 號文頒發(fā)的《水利水電設(shè)備安裝工程概算定額》。

（4）水利部水總[2002]116 號文頒發(fā)的《水利工程施工機(jī)械臺時費(fèi)定額》。

（5）水利部水總[2005]389 號文頒發(fā)的《水利工程概預(yù)算補(bǔ)充定額》。

（6）水利部水總[2007]118 號文頒發(fā)的《水利工程概預(yù)算補(bǔ)充定額》(掘進(jìn)機(jī)施工隧洞工程)的通知。

（7）水利部辦水總[2016]132 號文頒發(fā)的《水利工程營業(yè)稅改征增值稅計價依據(jù)調(diào)整辦法》。

（8）云水規(guī)計[2016]171 號頒發(fā)的《云南省水利工程營業(yè)稅改增值稅計價依據(jù)調(diào)整辦法》的通知。

（9）水利部辦公廳[2019]448 號文頒發(fā)的《關(guān)于調(diào)整水利工程計價依據(jù)增值稅計算標(biāo)準(zhǔn)》的通知。

（10）編制期間國家及云南省相關(guān)文件規(guī)定。

（11）本工程設(shè)計各專業(yè)提供的工程量和設(shè)計參數(shù)。

（12） 按2021 年2 月價格水平編制。

2）基礎(chǔ)價格

（1）人工預(yù)算單價

根據(jù)“編制規(guī)定”[5],本工程跨越云南省麗江市古城區(qū)和玉龍縣兩個地區(qū),故按二類艱苦邊遠(yuǎn)地區(qū)和三類艱苦邊遠(yuǎn)地區(qū)各占50%計算。經(jīng)計算,人工預(yù)算單價見表3。

表3 人工預(yù)算單價表

（2）材料預(yù)算單價

材料預(yù)算單價見表4。

表4 主要材料預(yù)算價格表

根據(jù)“編制規(guī)定”,主要材料預(yù)算價格高于公布的基價時,按基價進(jìn)入工程單價,預(yù)算價格與基價差額以補(bǔ)差形式計算列入單價表“材料補(bǔ)差”項中,并按規(guī)定計取稅金；次要材料預(yù)算價格：參照《云南省水利工程設(shè)計概（估）算材料運(yùn)雜費(fèi)計算標(biāo)準(zhǔn)（僅供參考）》和近期其他工程資料分析確定。

（3）電、水、風(fēng)預(yù)算單價

電價 0.626 元/kW·h、水價0.889 元/m3、風(fēng)價0.127 元/m3。

（4）砂石料預(yù)算單價

砂石料來自人工石料場預(yù)算價為：碎石70.4 元/m3,砂87.49 元/m3。

（5）混凝土材料預(yù)算單價

根據(jù)設(shè)計提供的混凝土標(biāo)號、級配,按水利部水總[2002]116 號文頒發(fā)的《水利建筑工程概算定額》附錄7“混凝土、砂漿配合比及材料用量表”計算。

（6）施工機(jī)械臺班費(fèi)單價

水利部水總[2002]116 號文頒發(fā)的《水利工程施工機(jī)械臺時費(fèi)定額》及水利部辦公廳[2019]448 號文頒發(fā)的《關(guān)于調(diào)整水利工程計價依據(jù)增值稅計算標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定：折舊費(fèi)除以1.13,安拆費(fèi)除以1.09,維修費(fèi)及其他不變。

（7）取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

工程單價由直接費(fèi)、間接費(fèi)、利潤及稅金四項組成。本工程壩頂高程在2500 m～3000 m范圍內(nèi),人工、機(jī)械（燃油動力機(jī)械和電動空氣壓縮機(jī)）定額分別乘以高海拔地區(qū)調(diào)整系數(shù)1.15、1.35。具體取費(fèi)見表5。

表5 工程單價費(fèi)率表

續(xù)表5

3.3 計算結(jié)果及分析

經(jīng)計算整個掘進(jìn)機(jī)（TBM）短隧洞段費(fèi)用為22532.41萬元（不包含電力線路費(fèi)用和物資運(yùn)輸軌道安拆費(fèi)用）,單位長度投資為32189.16元/m；其中隧洞開挖費(fèi)用(不含出渣費(fèi)用)折算下來為699.14元/m3,而隧洞鉆爆開挖費(fèi)用(不含出渣費(fèi)用)為166.62元/m3,由于該工程短隧洞理論需要分?jǐn)偟腡BM設(shè)備費(fèi)35%,而實際需要分?jǐn)偟腡BM設(shè)備費(fèi)為85%,因此造成TBM開挖單價是鉆爆法開挖單價的4.20倍；該短引水隧洞中TBM設(shè)備費(fèi)用及相關(guān)配套費(fèi)用占到整個掘進(jìn)段費(fèi)用的33%左右,占比較高。

4 結(jié)論

文章以具體的水利工程短隧洞為例,分析了現(xiàn)有技術(shù)條件下TBM（掘進(jìn)機(jī)）應(yīng)用于水利工程短隧洞的邊界和條件,并就如何提高TBM設(shè)備費(fèi)用及相關(guān)配套價格的編制準(zhǔn)確性和如何合理確定TBM設(shè)備的攤銷率以及采購模式做了調(diào)研和分析,這對現(xiàn)實水利工程尤其短引水隧洞工程中需用掘進(jìn)機(jī)（TBM）進(jìn)行施工具有一定的參考和借鑒意義。