单线铁路隧道机械化配套施工经济性分析论文_周伯倩

摘要：通过研究衢宁铁路某单线隧道I级机械化配套施工的实际机械配置、进度及成本指标，对比国科铁法〔2017〕33号文件单线隧道机械化施工补充定额消耗指标，分析单线铁路隧道机械化配套施工经济性，总结当前单线隧道机械化配套施工存在的困难及建议，以供类似工程项目参考。

关键词：单线铁路隧道、机械化配套、经济性、分析

引言：当前，建筑基建行业竞争日趋激烈，想要在激烈的市场竞争中生存发展，必须不断提升施工企业的核心竞争力，随着制造科技进步、铁路建设标准以及人工成本的不断提高，采用大型机械化配套施工已成为施工企业提升核心竞争力的重要途径之一。

国内初步设计定性为Ⅰ级风险重难点铁路隧道，均要求按机械化配套施工考虑，特别是单线小断面长大隧道地质条件复杂，安全风险高，施工难度大，但存在实际消耗指标与行业定额偏差诸多问题，目前单线铁路项目存在普遍亏损，在这样的背景下，合理探索机械化配套施工在单线小断面隧道应用经济性极有必要。

一、某单线铁路隧道概况

衢宁铁路某单线隧道长度16270m，断面面积56m2/延米，隧道以Ⅱ、Ⅲ围岩为主占比94.67%。隧道共有12条断层、12条节理密集带、2处接触带，隧道探勘地质复杂，存在隧道高地温、高地应力、放射性等诸多不良地质条件，安全风险大。该隧道作为控制性工程按Ⅰ级风险隧道管理，初步设计按Ⅰ级机械化配套组织施工。

二、机械化配套施工应用情况

（一）隧道I级机械化配套配置情况

本文为更简明、直观对比分析，选取该隧道出口、1#斜井工区两个工区主要工序数据进行统计分析，各工区详见配置如下：

1.开挖工序：全电脑三臂凿岩台车1台，开挖队长1人，司钻工7人，炮工12人，维修队长1人，维修人员6人，抽水工3人。

2.喷砼工序：湿喷机械手1台，队长1人，操作人员3人，辅助人员2人，维保人员1人。

3.锚杆工序：锚杆工序采用凿岩台车钻孔，人工辅助安装注浆的方式，设备及人员与开挖工序共用；

4.钢筋、防水板采用多功能台架，仰拱采用全液压仰拱台车，衬砌浇筑采用无门架衬砌台车。

（二）机械化配套掘进进度

根据工区实际施工组织安排，统计掌子面近15个月掘进进度，排出非正常月份影响，单线隧道单向每月掘进最高记录179m,平均进度158m。实际进度统计见下表:

单线铁路实际机械化理论掘进指标，要充分考虑以下因素：

1.三臂凿岩台车、喷射手属于大型设备，洞内施工条件差，使用自然磨损大，维护保养时间增加，从项目设备维修保养时间统计分析，台车因维修保养影响时间增加，平均每个月影响约4～5天。

2.目前铁路项目受国家政策大环境、高铁大战略影响，各级单位检查极其频繁，质量安全标准严苛，每月影响施工的时间长，且铁路长大隧道普遍地处山区施工环境较差，班组稳定性差，流动性较大。

三、机械化配套指标分析

（一）工序分类说明

根据实际机械化配置施工情况，主要对开挖、出渣、喷砼、锚杆成本数据进行统计分析对比；衬砌仰拱总体受开挖影响较大，分析样本相应影响，未进行数据统计。

（二）数据来源依据

1.人工费：根据据实考虑，每工日平均工资标准200元/人。

2.材料费：单耗据实统计，单价为项目实际采购价格。

3.机械费：分开挖、喷砼、锚杆工序统计。

（三）实际消耗计算原则

1.隧道开挖钻孔、锚杆钻孔：根据施工每循环机械运转时间，除以每循环进尺，断面尺寸按照56.01m2考虑，隧道内台班按7小时考虑，计算出10m3消耗的台班数量；凿岩台车的单价根据每月总费用与消耗台班数量反算，其余设备按租赁台班市场价考虑。

2.砼运输：混凝土搅拌运输车，消耗台班按一辆运输车运输10m3，拌合站至掌子面-放料-返回按110分钟考虑，隧道运输按7小时考虑，计算消耗台班数量，总费用为项目出口工区分包单价平均值。

3.隧道喷砼：湿喷机械手按照50分钟喷浆7m3考虑，洞内机械7小时1台班计算平均消耗台班数量，总费用为每月实际投入费用除以实际喷砼方量。

（四）机械化配套实际指标与定额指标分析

1.隧道开挖：根据实际单位消耗指标与国科铁法〔2017〕33号机械化施工（定额编号：SY-386）对比分析，认为偏差主要原因在人工及凿岩台车消耗指标。人工定额消耗指标偏差0.37工日，实际工日单价200元/工日(按班组月应发工资反算单位费用),而定额人工费单价为82元/工日，预算单位工日费用仅40元/10m3，实际根据反算单位工日费用平均达173元/10m3，人工价差133元/10m3，凿岩台车台班消耗偏差0.017台班，定额台班费5570元/台班，实际台班费用6215元/台班，定额台班费用245元/10m3，实际台班费用379元/m3,凿岩台车价差134元/10m3。人工及凿岩台车价差合计26.7元/m3,火工品、钻具消耗、其他材料费存在较小偏差。

凿岩台车开挖定额与实际主要指标对比表（10m3）

2. 隧道喷浆：根据实际单位消耗指标与国科铁法〔2017〕33号机械化施工（定额编号：SY-401）对比分析，湿喷机械手台班消耗较定额超耗0.042台班/10m3，定额台班费4247元/台班，实际台班费用5015元/台班，定额费用968元/10m3,实际费用1354元/10m3,偏差38.6元/m3。最新定额喷射砼损耗率为18.32%（超挖回填量由设计院单列数量），项目实际回弹及超挖回填损耗率达113.95%，结合类似铁路设计院给予超挖回填平均数据45.7%，仍超耗达49.93%，主要因单线铁路开挖断面较小，使用凿岩台车开挖造成钻孔外插角度难以控制，超挖量较大，增加了喷砼回填量。

湿喷机械手喷砼定额与实际主要指标对比表（10m3）

3. 根据实际单位消耗指标与国科铁法〔2017〕33号机械化施工定额子目（定额编号：SY-400）对比分析，人工指标有所结余，钻具指标偏差不大，凿岩台车机械台班指标偏差0.125台班/100m, 定额台班费5570元/台班，实际台班费用6215元/台班，定额费用1933元/100m,实际费用2933元/100m,偏差10元/m,单线铁路台车钻孔施工受出渣等工序干扰较大，较定额指标偏差较大。

凿岩台车钻孔锚杆定额与实际主要指标对比表（100m）

四、机械化配套推行困难

目前铁路单线隧道机械化配套施工，单开挖成本相比人工钻爆开挖，平均直接成本高出40%以上，一般人工开挖成本组织大概75元/m3，凿岩台车开挖施工开挖单价约102元/m3以上,且另外需单独配置维修保养班，施工成本高。

相关方认为机械化配套施工，人员减少效率提高费用应该减少，与施工单位争取利润的目标存在观念偏差，抛开利润目前连实际机械化配套成本都不匹配，实际成本高于定额费用。

五、结论

综上所述，单线铁路隧道受断面面积、安全步距、检查影响，凿岩台车施工、喷射机械手的有效时间不能连续，单线铁路隧道若按目前定额水平以及目前较为成熟的机械化配套施工技术，已很难保障自身成本。寄希望，相关行业主管部门加快研究定测，对单线铁路隧道机械化配套施工费用趋于合理性。

参考文献：

1.翟志恒. 郑州.《单线铁路隧道机械化配套技术在卡姆奇克隧道的应用》，《山西建筑》2018年08期

2.万姜林、李桧祥、时圣文、董杰，洛阳. 《单线铁路长隧道机械化配套与快速施工技术》.，《中国铁道科学》2002年03期第23卷

论文作者:周伯倩

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/2

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