水利工程石方工程概算单价编制成果

项目三　石方工程概算单价编制

一、石方工程的分类

石方开挖工程包括建筑物、构筑物的石方开挖、运输等内容。石方开挖工程单价的编制，应首先确定建筑物各施工部位的岩石级别、开挖、运输方法、采用的机械设备及运输距离，按照概算定额计算工程单价。

1.石方工程项目划分有

一般石方开挖、一般坡面石方开挖、沟槽石方开挖、坑挖石方、基础坡面石方开挖、基础石方开挖、洞井石方开挖、地下厂房石方开挖和石碴运输等。根据现行《水利建筑工程概算定额》，石方工程的项目划分如下：

（1）一般石方开挖

明挖工程中底宽超过7 m的沟槽石方，上口面积大于160 m²的坑挖石方，以及倾角（与水平面成的角度）小于或等于20°并垂直于设计开挖面的平均厚度大于5 m的坡面石方开挖。如岸边开敞式溢洪道、渠道进水口、护坦、海漫等石方开挖工程。

（2）一般坡面石方开挖

是指设计倾角大于20°、垂直于设计面的平均厚度小于或等于5 m的石方开挖工程。

（3）沟槽石方开挖

是指底宽小于或等于7 m，两侧呈垂直或有边坡的条形石方开挖工程，如渠道、截水槽、排水沟等。

（4）坡面沟槽石方开挖

指槽底轴线与水平夹角大于20°的沟槽石方开挖。

（5）坑石方开挖

是指上口面积小于或等于160 m²，深度小于或等于上口短边长度或直径的石方开挖工程，如机座、集水坑、墩柱基础开挖等。

（6）基础石方开挖

综合了坡面和底部石方开挖，适用于不同开挖深度的基础石方开挖工程，如混凝土坝、水闸、厂房、溢流堰、消力池等基础石方开挖工程。

（7）基础坡面石方开挖

是指设计倾角大于20°、垂直于设计面的平均厚度小于或等于5m的坡面基础石方开挖工程，如建造在岩基上的水闸等两岸边坡石方开挖。

（8）洞井石方开挖

是指平洞、斜井、竖井等项目。平洞石方是指水平夹角小于或等于6o的洞挖工程；斜井石方是指水平夹角为6°至75°的洞挖工程；竖井石方是指水平夹角大于75°，上口面积大于5 m²，深度大于上口短边长度或直径的洞挖工程，如调压井、闸门井等。

（9）地下厂房石方开挖

是指地下厂房或窑洞式厂房石方开挖工程。

一般石方开挖和一般坡面石方开挖的主要区别，是设计倾角的大小和开挖平均厚度。坡面一般石方开挖适用于设计倾角在20°以上，且开挖的平均厚度在5 m以内；若设计倾角小于20°或者倾角虽大于20°，但开挖平均厚度大于5 m的，则属一般石方开挖。

石方工程中，石方开挖、出碴均以自然方为计量单位。

2.石方开挖施工方法

按施工条件分为明挖石方和暗挖石方两大类。按施工方法可分为人工打孔、钻孔爆破及掘进机开挖三种。

（1）人工打孔

该法耗工费时，适用于有特殊要求的开挖部位。

（2）钻孔爆破法

钻爆法是一种传统的石方开挖方法，在水利工程应用十分广泛。开挖方法有浅孔爆破法、深孔爆破法、洞室爆破法和控制爆破法（定向、光面、预裂、静态爆破等）。

（3）掘进机开挖

掘进机是一种新型的开挖专用设备，与传统的钻孔爆破法的区别是掘进机改钻孔爆破为对岩石进行纯机械的切割或挤压破碎，并使掘进与出渣、支护等作业能平行连续地进行，施工安全、工效较高。目前该法已在隧洞开挖中使用。

水利工程石方量大、开挖集中，且要求岩基完整，一般采用分层开挖，预留保护层，浅孔爆破，尽可能在开挖边界进行预裂爆破。

3.石方开挖的主要机械

石方开挖的钻孔机械通常分为凿岩机和穿孔机两大类。

（1）凿岩机

按照工作动力分为风动凿岩机、液压凿岩机、电动凿岩机、内燃凿岩机和凿岩台车等，适用于钻凿小孔径炮孔。

风动凿岩机有：手持式风钻、气腿式风钻、向上式风钻、导轨式风钻等。

液压凿岩机有：液压导轨式凿岩机等。

电动凿岩机有：手持式电动凿岩机、气腿式电动凿岩机等。

内燃凿岩机有：手持式内燃凿岩机等。

凿岩台车有：轮胎式凿岩台车、履带式凿岩台车等。

（2）穿孔机

按照破碎岩石的方式分为潜孔钻、冲击钻、牙轮钻和回转钻四种，适用于钻凿较大孔径炮孔。

潜孔钻有：80型、100型、150型等。

回转钻机（履带式）有：KZl20、YCZ—76等。

牙轮钻机（履带式）有：KHY—200、KY—250C等。

4.石方开挖爆破材料

（1）炸药

石方开挖的炸药有：露天硝铵炸药、铵油炸药、岩石铵沥蜡炸药、胶质硝化甘油炸药、高威力硝铵炸药、浆状炸药、水胶炸药、乳胶炸药等。

定额中的炸药代表型号规格：一般石方开挖，按规2^＃岩石铵锑炸药选用；边坡、槽、坑、基础石方开挖按规2^＃岩石铵梯炸药和4^＃抗水岩石铵梯炸药各半选用；平洞、斜井、竖井、地下厂房石方开挖按4^＃抗水岩石铵梯炸药选用。

（2）起爆材料

用于石方开挖中的起爆材料有导爆索、塑料导爆管、雷管、导火线等。

二、石方工程单价编制注意事项

（1）石方开挖定额，均已按各部位的不同要求，根据规范的规定，分别按一定比例考虑了底部保护层、坡面保护层开挖、预裂爆破、光面爆破等因素，编制单价时不再调整。

保护层石方开挖，是指设计不允许破坏岩石结构的石方开挖，如坝基、坝肩、消能坑等与岩基连接部分石方开挖。保护层开挖分底部保护层开挖和坡面保护层开挖，当自然地面与水平面的倾角≤20°时，为底部保护层开挖；自然地面倾角＞20°时，为坡面保护层开挖。保护层开挖需用浅孔小炮。

（2）基础石方和坡面石方开挖定额应根据设计开挖线的垂直平均深度选用；明挖石方定额中的开挖定额梯段高度是综合考虑的，使用定额时无须调整。

（3）石方开挖定额中所列的“合金钻头”是指风钻（手持式、气腿式）用的钻头，“钻头”指液压履带钻或液压凿岩台车用的钻头。合金钻头数量，包括重复使用的次数在内，因此要把修磨费计入材料预算价格之中。

（4）岩石级别调整系数：如实际施工中遇到高于XIV级岩石时，可按相应定额中的XIII－XIV级岩石开采定额，乘表7－15系数进行调整。

表7－15　高于XlV级岩石级别时定额调整系数表

（5）石方开挖定额的计量，应按工程设计开挖的几何轮廓尺寸计算，根据施工技术规范规定允许的超挖量及必要的施工附加量所消耗的人工、材料、机械的数量和费用等均已计入概算定额。

（6）洞挖石方定额中的通风机台时量是按一个工作面长度400 m以内考虑，如超过400 m，应按表7－16所列系数进行调整（介于两子目之间的用插入法计算）。

表7－16　通风机械定额台时数量调整系数表

（7）关于超挖量和施工附加量。定额中的超挖量，由于岩石开挖具有一定的不规则性，实际开挖出的断面很难完全与设计开挖断面一致，而施工规范又不允许欠挖，为保证达到设计开挖断面，就存在实际开挖断面大于设计开挖断面的情况，这超出设计开挖断面的工程量称为超挖量。

定额中超挖量是按水利部SL47—94《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》和水电部SDJ212—83《水工建筑物地下工程开挖施工技术规范》规定的范围确定的。根据规定，定额中的超挖量（△）是按如下标准控制的，即：

明挖：平面：△＝20 cm；边坡：高度8～15 m的明挖，△≤30 cm；高度16～30 m的明挖，△≤50 cm；

洞挖：△≤20 cm。

超挖量与设计开挖工程量的比值即为超挖百分率，断面越小，超挖百分率越大。

定额中的施工附加量：指为满足施工需要而必须额外增加的工作量，主要包括：

①因洞井开挖断面小，运输不方便，需扩大洞井尺寸而增加的工程量。

②在放炮时，施工人员及设备需要有躲藏的地方而增加的工程量。

③因工具存放，而需要挖洞而增加的工程量。

④因隧洞照明，而需要存放照明设备而扩大断面所需增加的工程量。

⑤需设置临时的排水沟。

⑥因洞长在洞内需专放变压器而增加的工程量。

施工附加量因建筑物的类别及形式而异，如小断面隧洞施工附加量大，而大断面隧洞的施工附加量相对来说则很小，具体计算时，应根据实际资料进行分析确定。施工附加量与设计断面工程量的比值称为施工附加量百分率，一般为5%～10%。

（8）石方工程定额中的人工。定额中的人工指完成该定额子目工作内容所需的人工消耗量，包括主要用工及辅助用工，按技术等级分别列示。石方开挖定额中的人工包括：

①风钻人工；

②爆破人工（炮工）：加工炸药、运输、装药、放炮、检查；

③翻碴、清理人工；

④移风管、拉电缆；

⑤修整断面人工（一般石方不计）..

⑥安全工（安全检查、橇顶人工）；

⑦修洗钻工（风钻使用后的清洗）；

⑧零星用工：值班，挖排水沟，搭拆简易脚手架、小马道挖炮泥、搬运回收钢钎等。

（9）石方开挖定额中的其他（零星）材料费。石方开挖定额中的其他（零星）材料费指除定额中已列示的炸药、雷管、导电（火）线、导爆管（索）、钻头以外的零星材料，包括：脚手架、排架、操作平台、棚架、漏斗等的搭拆摊销，冲击器、钻杆、空心钢的摊销费，炮泥、燃香、火柴等次要材料费；其他材料费按占主材费的百分数计算，零星材料费按占人工费、机械费之和的百分数计算。(www.xing528.com)

（10）石方开挖定额中的其他机械费。定额中的机械指完成该定额子目工作内容所需的机械消耗量，由主要机械和次要机械组成，主要机械以台（组）时表示，次要机械以其他机械费的形式出现，其他机械费按占主要机械费的百分数表示。其他机械费指风钻施工中的修钎设备、用于场内运输的载重汽车及数量不大的一些零星机械等。

（11）石方运输单价与开挖综合单价。在概（估）算中，石方运输费用不单独表示，而是在开挖费用中体现。反映在概算定额中，则是石方开挖各节定额子目中均列有“石渣运输”项目。该项目的数量，已包括完成每一定额单位有效实体所需增加的超挖量、施工附加量及施工损耗的数量。为统一表现形式，编制概（估）算单价时，一般应根据施工组织设计选定的运输方式，按定额规定的每立方米石渣运输定额中的人工、机械数量直接计入石方开挖概（估）算单价；也可按石渣运输量乘以每立方米石渣运输费用（仅计算直接费）计入开挖综合单价。

（12）洞内运输与洞外运输。各节运输定额，一般都有“露天”和“洞内”两部分内容。当有洞内外连续运输时，应分别套用定额。洞内运输部分，套用“洞内”运输定额的“基本运距”（装运卸）及“增运”子目；洞外运输部分，套用“露天”定额的“增运”子目（仅有运输工序）。当洞内、洞外为非连续运输（如洞内为胶轮车，洞外为自卸汽车）时，则洞外运输部分应套用“露天”定额的“基本运距”及“增运”子目。

三、石方工程单价的编制

1.石方开挖单价

石方开挖可分为明挖（如：一般石方开挖、基础石方开挖等露天开挖）和暗挖（如：洞井石方开挖、地下厂房石方开挖）两种，要根据不同的岩石级别、工程部位、施工方法来分项。如大坝基础石方开挖，可按覆盖层开挖、坡面石方开挖、基础石方开挖等分项。

石方开挖单价一般包含了钻孔、爆破、撬移、解小、翻渣、清面、修整断面、安全处理、挖排水沟坑等工作内容。

（1）影响石方开挖工效的因素

①岩石级别。目前水利工程按岩石自然湿度时的平均容重（kg/m³）、极限抗压强度（MPa）、强度系数（普氏系数f）、净钻时间（min/m）来划分岩石的级别，共分为十二个等级，即十六类划分法的五至十六类，适用于所有水利工程的石方工程。岩石级别越高，其强度越高，钻孔的阻力越大，工效越低。岩石的级别越高，对爆破的抵抗力也越大，所需的炸药也越多。只有科学地确定岩石级别，才能正确地选择岩石的爆破方法、合理选择爆破参数。所以岩石级别是影响开挖工效的主要因素之一。

②设计对开挖形状及开挖面的要求。设计对有形状要求的开挖，如沟、槽、坑、洞、井等，其爆破系数（每平方米工作面上的炮孔数）较没有形状要求的一般石方开挖要大得多，对于小断面的开挖尤甚。爆破系数越大，爆破效率越低，耗用爆破器材（炸药、雷管、导线）也越多。

设计对开挖面有要求（如设计对建基面的损伤限制，对开挖面平整度等）时，为了满足这些要求，对钻孔、爆破、清理等工序必须在施工方法和施工工艺上采取措施。例如：为了限制爆破对建基面的损伤，往往在建基面以上设置一定厚度的保护层，保护层开挖一般多采用浅孔小炮，爆破系数很高，爆破效率很低，有的甚至不允许放炮，采用人工开挖。例如有的为了满足开挖面平整度的要求，需在开挖面进行专门的预裂爆破。

所以设计对开挖形状及开挖面的要求，也是影响开挖工效的主要因素之一。因此，石方开挖定额大多按开挖形状及部位分节，各节再按岩石级别分子目。

（2）编制石方开挖工程概（估）算单价应遵循的原则

①根据地质提供的岩石名称、外形特征、颗粒组成、饱和极限抗压强度、可钻性等地勘资料，合理确定岩石级别。

②严格按设计开挖断面尺寸、开挖与出渣方式、运输距离等，正确套用相应定额子目，编制单价时不得任意调整定额水平和扩大技术条件，以维护定额的严肃性。

2.石方运输单价

（1）石方运输机械

①挖掘装载机械：

挖掘机：水利工程开挖爆破石渣或软岩开挖常用单斗正铲挖掘机，有些施工项目也使用反铲、拉铲或抓斗挖掘机。

装载机：装载机是应用较广泛的一种挖装机械，与挖掘机比较，它不仅能挖、装，而且能作集碴、推运、平整、起重和牵引等多种作业，具有生产效率高、适用性强、行动灵活等优点。

②运输机械：石方开挖施工中，运输机械主要是使用自卸汽车，使用最多的是矿山型自卸汽车，应选择越野性能好，爬坡能力强，变速快，重心低，转弯半径小，性能稳定的车型。V型斗车、电瓶车、手扶拖拉机、架子车等，多用于洞径较小的地下工程开挖。

③辅助机械：石方运输中，多用推土机作为辅助机械，用于集结石碴，便于挖装运输。

（2）定额中机械配备的原则

①挖装运输定额中是按挖掘机等汽车考虑的。

②定额中汽车吨位的利用率84%～88%。

③定额中的推土机是作为辅助机械，基本按两台挖掘机或装载机配一台推土机考虑。

④机下人员的配备是用于拉电缆、清理现场交通及其他辅助工作。

（3）石方运输方案的选择

应根据施工工期、运输数量、运距远近等因素，选择既能满足施工强度要求，又能做到费用最省的最优方案。一般情况，人力运输（挑抬、轻轨斗车、胶轮车等）适用于工作面狭小，运输距离短、施工强度低的工程或工程部位；自卸汽车运输的适应性较大，露天运输、洞（井）内运输均可采用；机车运输可以在特定的条件下使用，例如电瓶机车可供洞（井）出碴运输，内燃机车可供长距离的石料运输，在中小型工程中还常常采用手扶拖拉机运输。在做方案和单价分析时，应注意采用方案的全部工程投资进行比较。例如内燃机车的运输单价较低，但其轨道的建造、运行管理（道口、道岔）、维护等费用支出较大。因此，只有经过全面分析后方可确定方案，才能取得最佳的经济效益。

（4）运输距离的确定

①水平运输距离的确定。水平运输距离是指从取料中心至卸料中心的全距离，例如坝基开挖的面积很大，应以坝基面积的中心点至弃渣场的中心点的距离作为水平运输距离。

②石碴运输距离计算：

1）一般机械运输石碴时坡度已考虑在内。

2）洞内运距按工作面长度的一半计算。

3）一个工程有几个弃渣场，而运输距离又不一样时，可按弃渣量比例算出加权平均运距，也可按各渣场运距及弃渣量分别计算。

影响石方运输工效的主要因素，与土方工程基本相同，不再赘述。

【示例7－2】中南某地某引水工程的圆形平洞石方开挖（Ⅻ级岩石）分四个工作面进行，各工作面长度及石碴洞外运距如下图所示。已知本工程人工预算单价及定额机械台时费如表7－17所示，工程所在地在县城镇以外。

已知：隧洞衬砌完后内径6 m，衬砌厚度0.5 m，总长L＝6000 m。平洞石方采用三臂液压凿岩台车开挖，洞内外均采用2 m³挖掘机装12 t自卸汽车运石碴。

已知人工、材料、机械台时费及有关费率如表7－17。试计算：

表7－17　人工、材料、机械台时单价、费率汇总表

（1）通风机定额综合调整系？

（2）该平洞开挖石碴洞内、洞外综合运距？

（3）平洞石方开挖概算工程单价？

解：

（1）计算通风机定额综合调整系数

①计算各工作面长度

A段：工作面长度1000 m；

B段：工作面长度（200＋1200）＝1400 m；

C段：工作面长度（200＋1800）＝2000 m；

D段：工作面长度2000 m。

②计算各段工程量比例

A段：1000÷6000＝16.7%

B段：1200÷6000＝20.0%

C段：1800÷6000＝30.0%

D段：2000÷6000＝33.3%

③计算各工作面综合长度

1000 m×16.7%＋1400 m×20.0%＋2000 m×30.0%＋2000 m×33.3%＝1713 m求通风机定额综合调整系数）通风机定额综合调整系数？

④

在计算平洞石方开挖单价时，应对定额中的通风机台时定额量乘以调整系数。查通风机调整系数表可知，工作面长1700 m及1800 m时，通风机调整系数分别为2.65和2.78，用内插法求得通风机械台时定额量调整系数为：

2.65＋（2.78－2.65）÷（1800－1700）×（1713－1700）＝2.67

（2）计算平洞开挖石碴洞内、洞外综合运距

①求出开挖各段的洞内、洞外运距

A段：由A向B方向开挖，洞内运距为1000÷2＝500 m，洞外运距为2000 m；

B段：由C向D方向开挖（从施工支洞进洞），洞内运距为200＋1200÷2＝800 m，洞外运距为600 m；

C段：由C向D方向开挖（从施工支洞进洞），洞内运距为200＋1800÷2＝1100 m，洞外运距为600 m；

D段；由D向C方向开挖，洞内运距为2000÷2＝1000 m，洞外运距为1000 m；

②求出开挖各段的工程量比例

A段：1000÷6000＝16.7%

B段：1200÷6000＝20.0%

C段：1800÷6000＝30.0%

D段：2000÷6000＝33.3%

③求出综合运距

洞内运距：500 m×16.7%＋800 m×20.0%＋1100 m×30.0%＋1000 m×33.3%＝907 m取900 m。

洞外运距：2000 m×16.7%＋600 m×20.0%＋600 m×30.0%＋1000 m×33.3%＝967 m，取1000 m。

故该平洞石方开挖的石碴运输综合运距为洞内900 m、洞外增运1000 m。

3.计算平洞石方开挖概算工程单价

①计算洞挖石碴运输单价（直接费）

洞内运输900 m，选用定额［20474］及［20475］内插计算；洞外运输1000 m，选用定额［20473］计算，求得石渣运输单价（直接费）为17.49元/m³。

表7－18　建筑工程单价分析表

注：12t自卸汽车台时数11.30＝9.486＋1.81

②计算平洞石方开挖概算工程单价

设计开挖断面积为S＝3.5×3.5×3.14＝38.47 m²，据此及已知条件选用定额［20243］及［20247］内插计算，如工长工时定额为7.8＋（11.1－7.8）/（60－30）×（60－38.47）＝10.168；轴流通风机台时定额为17.19＋（23.13－17.19）/（60－30）×（60－38.47）＝21.45。

表7－19　建筑工程单价分析表