陳曉慧

（江蘇省交通工程建設(shè)局）

一、引言

高寒高海拔地區(qū)是指海拔2000m以上并在“18編辦”附錄D中列明的冬一至冬五區(qū)的地區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要，在高寒高海拔地區(qū)修建公路是不可避免的，相關(guān)工程對(duì)于造價(jià)準(zhǔn)確性的要求也越來(lái)越高。相較于一般地區(qū)，高寒高海拔地區(qū)具有溫度低、海拔高、含氧量低、晝夜溫差大等特點(diǎn)，由此而產(chǎn)生的生產(chǎn)條件差、生活條件惡劣、人工和機(jī)械工作效率降低等一系列不同于一般地區(qū)的不利因素，這些不利因素均會(huì)導(dǎo)致工程造價(jià)的提升。自實(shí)行工程量清單計(jì)價(jià)模式以來(lái)，我國(guó)頒布的公路定額在造價(jià)管理方面起到了重要作用，部頒定額雖然具備普適性，但相對(duì)也缺少特異性，對(duì)于高寒高海拔地區(qū)的工程造價(jià)多采用定額調(diào)整系數(shù)的方式反映，由于調(diào)整系數(shù)綜合性強(qiáng)，無(wú)法針對(duì)項(xiàng)目及所在地自身特點(diǎn)準(zhǔn)確確定項(xiàng)目投資，進(jìn)而影響到項(xiàng)目決策。因此，有必要研究和分析高寒高海拔地區(qū)對(duì)公路工程人工和機(jī)械效率的影響，選擇有效的定額測(cè)定方法，從而編制出符合實(shí)際的補(bǔ)充定額，提高高寒高海拔地區(qū)工程造價(jià)的準(zhǔn)確性和可靠性。

二、高寒高海拔地區(qū)對(duì)施工效率的影響

（一）高寒高海拔地區(qū)公路工程建設(shè)特征

1.空氣含氧量低，氣溫日較差大

隨著海拔的升高，氣壓逐漸降低，導(dǎo)致空氣的密度減小，其能夠吸收的地面長(zhǎng)波輻射越來(lái)越少，氣溫和氧氣含量也逐漸降低。研究表明，海拔每升高100m，對(duì)應(yīng)的氣溫平均下降0.6℃，每升高1000m，氧分壓降低約10%。以G0615久馬高速公路工程為例，其所在地平均海拔為3725m，多年極端最低氣溫可達(dá)零下29.3℃，全年最大凍深可達(dá)132cm，最大熱平均日較差可達(dá)31.9℃。

2.地質(zhì)情況復(fù)雜，不良地質(zhì)發(fā)育強(qiáng)烈

我國(guó)的高寒高海拔地區(qū)多位于中西部地區(qū)，形成原因各異，但地質(zhì)情況復(fù)雜，崩塌、泥石流、滑坡、塌陷等不良地質(zhì)發(fā)育較為強(qiáng)烈是這些地區(qū)的共同特點(diǎn)。仍以G0615久馬高速公路工程為例，該項(xiàng)目位于青藏高原的東南緣，川西北山地向高原的過(guò)渡地帶，受喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響，全線存在大量不良地質(zhì)路段，包括巖溶、不穩(wěn)定斜坡、滑坡、崩塌、泥石流等，對(duì)工程建設(shè)造成很大的影響。

3.施工條件差，交通通訊困難

高寒高海拔地區(qū)的土石經(jīng)常年凍融后強(qiáng)度急劇下降，沙石材料不能就地取材，需從低海拔地區(qū)運(yùn)輸，冰凍融化循環(huán)使工程施工困難，工人的安全隱患增大；工程所在地一般地處偏遠(yuǎn)，人煙稀少，通訊信號(hào)難以覆蓋，人員和物資進(jìn)出困難。

（二）高寒高海拔地區(qū)對(duì)施工效率的影響

1.人工

動(dòng)脈血氧飽和度是人體呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)，其反映了人體血氧的濃度，根據(jù)研究顯示，當(dāng)動(dòng)脈血氧飽和度低于94%時(shí)，人體為輕度缺氧；低于90%時(shí)，人體為嚴(yán)重缺氧。動(dòng)脈血氧飽和度和海拔的關(guān)系如圖1所示。

圖1 動(dòng)脈血氧飽和度-海拔的關(guān)系圖

由圖1可以看出，當(dāng)海拔處于1000m-3000m時(shí)，動(dòng)脈血氧飽和度逐漸下降，下降趨勢(shì)較緩，人體處于輕度缺氧的狀態(tài)；當(dāng)海拔高于3000m時(shí)，動(dòng)脈血氧飽和度下降趨勢(shì)明顯快于海拔3000m以下，人體處于嚴(yán)重缺氧的狀態(tài)。當(dāng)人體處于缺氧狀態(tài)下，工作效率也會(huì)隨之下降，以海拔2000m為基準(zhǔn)，理論人工效率隨海拔高度的變化情況如表1所示。

表1 人工效率隨海拔高度的變化情況表

2.機(jī)械

海拔高度的增加，主要會(huì)從以下三個(gè)方面影響機(jī)械的施工效率：

（1）內(nèi)燃機(jī)的性能。因氧含量和大氣壓隨海拔升高而降低，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法充分燃燒，導(dǎo)致在相同油耗下，煙度值、油耗增高，功率、扭矩等性能卻降低。同時(shí)，大氣壓降低使水的沸點(diǎn)降低，導(dǎo)致冷卻水蒸發(fā)加快，發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱性能也相應(yīng)降低。

（2）施工機(jī)械的啟動(dòng)性能。高寒高海拔地區(qū)寒冷的氣溫導(dǎo)致油氣混合物的自然性能變差，難以被點(diǎn)燃，又因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)的性能下降導(dǎo)致油氣在無(wú)法充分燃燒的情況下即被排出。在實(shí)踐中，有部分平原區(qū)廣泛使用的施工機(jī)械在海拔4000m以上完全無(wú)法啟動(dòng)。

（3）機(jī)械操作人員的狀態(tài)。高寒高海拔地區(qū)導(dǎo)致操作人員的人工效率降低，原因和人工效率降低原因基本一致，前文已詳細(xì)描述，此處不再贅述。

以海拔2000m為基準(zhǔn)，理論施工機(jī)械降效幅度與海拔的關(guān)系如表2所示。

表2 施工機(jī)械降效幅度與海拔的關(guān)系表

三、高寒高海拔地區(qū)公路預(yù)算補(bǔ)充定額的測(cè)定

（一）測(cè)定前的資料收集

定額測(cè)定的數(shù)據(jù)來(lái)源于施工現(xiàn)場(chǎng)，數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性與對(duì)施工必要條件的熟悉了解是密不可分的。高原高海拔地區(qū)獨(dú)特的施工現(xiàn)場(chǎng)條件必然導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)在施工組織、機(jī)械配備、施工工序等方面與平原地區(qū)有所區(qū)別，因此，在測(cè)定工作進(jìn)行前，需重視對(duì)現(xiàn)場(chǎng)資料、工序結(jié)構(gòu)、工作時(shí)間等影響測(cè)定結(jié)果的重點(diǎn)內(nèi)容的收集和整理。

（二）公路預(yù)算補(bǔ)充定額測(cè)定方法的選擇

由于高寒高海拔地區(qū)自然條件及施工現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜性，為獲取準(zhǔn)確的定額數(shù)據(jù)，其補(bǔ)充定額測(cè)定工作相較平原地區(qū)而言，測(cè)定方法的選擇和不同測(cè)定方法的靈活運(yùn)用顯得尤為重要。

公路工程預(yù)算補(bǔ)充定額的測(cè)定方法主要有現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)測(cè)定法、理論計(jì)算法、統(tǒng)計(jì)分析法、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法、比較類推法，其中現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)測(cè)定法又分為寫實(shí)法和測(cè)時(shí)法兩種，理論計(jì)算法又分為試驗(yàn)室試驗(yàn)法和直數(shù)法兩種，各測(cè)定方法[7]的適用范圍詳見表3。

表3 公路工程預(yù)算補(bǔ)充定額測(cè)定方法表

（三）測(cè)定原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理

1.觀測(cè)次數(shù)的確定

理論上來(lái)說(shuō)，對(duì)同一個(gè)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)次數(shù)越多，其觀測(cè)結(jié)果的平均值就越接近于真實(shí)數(shù)值，測(cè)定結(jié)果精度就會(huì)越高。但無(wú)限制的增加觀測(cè)次數(shù)顯然不符合實(shí)際，特別是在高原高海拔地區(qū)，工作環(huán)境惡劣，增加觀測(cè)次數(shù)雖能增加數(shù)據(jù)的觀測(cè)準(zhǔn)確度，但同時(shí)也會(huì)一定程度上增加異常值和誤差的出現(xiàn)。因此，在保證數(shù)據(jù)精度能夠達(dá)到要求的前提下，合理確定觀測(cè)次數(shù)也是定額測(cè)定工作的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于觀測(cè)次數(shù)的確定，一般采用分布系數(shù)K來(lái)進(jìn)行確定：

式中：

當(dāng)K值接近1時(shí)，說(shuō)明數(shù)列中的數(shù)值穩(wěn)定在較小的數(shù)值區(qū)間內(nèi)，當(dāng)K值遠(yuǎn)離1時(shí)，說(shuō)明數(shù)列中的數(shù)值分散，數(shù)值的離散性較大。表4為觀測(cè)次數(shù)參考表，在實(shí)際工作中常用來(lái)確定觀測(cè)次數(shù)。

表4 觀測(cè)數(shù)據(jù)參考數(shù)據(jù)表

2.異常值的處理

在進(jìn)行測(cè)定后，無(wú)論哪種測(cè)定方法，所得到的數(shù)據(jù)都會(huì)存在系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。一般在刪除明顯的偏差極大值和極小值后，采用誤差極限調(diào)整法來(lái)消除誤差，即利用公式（2）、公式（3）計(jì)算出數(shù)列的極限最大值和極限最小值，用以剔除極限范圍外的異常數(shù)據(jù)。

K—如表5所示。

表5 誤差調(diào)整系數(shù)表

（四）測(cè)定實(shí)例

G0615線久治（川青界）至馬爾康段高速公路起于青海省久治縣（川青界），與青海省花石峽至久治（省界）段高速公路相接，止于汶（川）馬（爾康）高速王家寨互通。項(xiàng)目路線全長(zhǎng)219km，共設(shè)置特大橋2座，大、中橋164座，小橋24座，特長(zhǎng)隧道1座，長(zhǎng)隧道8座，中隧道14座，短隧道15座，橋隧比為43.1%。設(shè)置互通立交7座，4個(gè)服務(wù)區(qū)、5個(gè)停車區(qū)、3個(gè)養(yǎng)護(hù)工區(qū)、2個(gè)橋隧管理所及10個(gè)收費(fèi)站（含川青界起點(diǎn)主線收費(fèi)站和開放式服務(wù)區(qū)收費(fèi)站）。項(xiàng)目區(qū)位于青藏高原的東南緣，川西北山地向高原的過(guò)渡地帶，海拔在3100～4000米之間。

本次測(cè)定工作內(nèi)容包括路基土石方工程、橋梁樁基及墩臺(tái)、隧道土建工程等共114條相關(guān)定額的測(cè)定。在綜合考慮當(dāng)?shù)馗咴吆０苇h(huán)境的特殊性和施工組織等多種因素后，現(xiàn)場(chǎng)采取技術(shù)測(cè)定法和統(tǒng)計(jì)分析法相結(jié)合的測(cè)定思路，在參建各方的積極配合下，順利完成了測(cè)定任務(wù)（上表6）并通過(guò)評(píng)審。

表6 測(cè)定完成情況統(tǒng)計(jì)表

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定完成后，將本次測(cè)定的人工和機(jī)械消耗情況和定額消耗進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖2、圖3。

圖2 橋梁不同海拔高度人機(jī)消耗變化情況表

圖3 隧道不同海拔高度人機(jī)消耗變化情況表