嘉盛建设集团有限公司
摘要：近二十年来随着南京经济的快速增长，在城市基础设施建设中，更加注重水环境的综合整治和雨污水管网的建设和施工管理，同时随着顶管技术的技术日益成熟，市政排水工程设计对深埋的雨污水管、水环境综合整治及改造的雨污水管设计采用顶管技术施工较为普遍，部分段落在穿越岩层岩石顶管的合理计价，由于现行市政工程定额没有此项目，在招投标中制控制价，投标价及施工过程中的变更计价在行业带来困惑，在行业变更计价双方商议中也时常争议发生。本人从事造价工作三十多年，熟悉顶管技术二十多年，从事岩石顶管计价工作多年，结合2015年南京城市污水处理三期佳营东路段污水主干管DN1800岩石顶管、板桥开发区DN2000岩石顶管、2004年城市污水岩石顶管工程、2012年浦口高新区岩石顶管工程案例，根据定额工、料、机消耗量确定的原则、方法，同时结合清单计价规范，对岩石顶管计价的方法进行分析、研究，以供同行借鉴和参考。
关键词：发展状况；关键技术；计价方法分析；计价建议
1、岩石顶管的发展状况
1.1 2000年-2010年期间：
随着省市经济的快速增长，在城市基础设施建设中更加注重水环境及污水管网的改造工程。南京市政建设处先后负责承建南京城东污水一期、二期的改造项目，这期间时有污水穿越岩层，主要有风化岩、泥质闪辉岩。岩石强度主要在10-45Kpa。顶管方法主要为：①岩石强度在10-25Kpa，手掘式顶进即人挖机顶，人工采用空气压缩机与风镐凿除，施工效率低，人工成本大；②岩石强度25-45Kpa，施工方法主要采取微型爆破，施工手续复杂，爆破对环境污染亦较大；费用计算主要依据建设部建标【2007】221号关于发生《爆破工程消耗量定额》的通知相应定额中的地下不同室爆破工程子目。
1.2 2010年-2014年期间：
南京部分地区，其中高新区污水管网改造工程穿越岩层顶管的施工方法：采用微型不同室爆炸。
1.3 2014年-2020年期间，
岩石顶管技术日益成熟，本公司在2015年城市污水三期佳营东路段，采用二次岩石破碎泥水平衡顶管掘进机施工，该方法成功申报获批省级工法，成功申报获批实用新型专利和发明专利；2020年在板桥经济开发区龙藏大道A2000~A2200污水管穿越同一断面复合地层（2/3岩石+1/3粉砂层），采用岩石顶管掘进机施工；在郑州、武汉、沈阳、西安等多地雨污水新建与改造工程均匀有岩石顶管，最大岩石顶管直接已达到
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3000mm。
1.4 岩石顶进爆破方法与机械顶进的统计分析
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通过以价格统计分析表分析，采用爆破顶进施工爆破价格与机械顶进价格差距不大，但施工手续繁琐，施工效率低，文明施工、环境保护等较差；岩石掘进机顶进是对顶管工具头进行改装设计，且具有二次破碎功能，其施工效率高，环境保护、文明施工水平高，亦为体现企业（公司）科技创新的水平。
2、岩石顶管关键技术
2.1 顶管掘进机类型选择
针对本工程需全断面穿越风化岩石层、工期较紧及施工环境复杂等特点，对传统泥水平衡顶管机刀盘进行设计研究，对岩石具备了一次、二次破碎功能，采用泥水平衡掘进与出土，简称岩石二次破碎型顶管机。
2.2 顶管掘进机刀盘设计
按照本工程地质条件和施工控制要求，顶管机刀盘主要分为面板式、辐条式刀盘两种形式，刀盘的具体选型，应根据施工条件和土质条件等因素决定。在风化岩等复杂地层下，一般需要顶管刀盘具有良好的适应性，面板式刀盘能满足这种地层条件的需要。
2.3 掘进机刀具设计
2.3.1 刀具的选择
对于软土地层，一般只需配置切削刀具，如：切刀、刮刀。对于含有岩石的复合岩土地层，由于岩石的强度较大，传统泥水平衡顶管机配备的切削型刀具不能满足岩石顶进要求，需要配置具有岩石破碎功能的滚轮（滚刀），另外在顶管机机头内设置预留排章人孔。这种滚刀的特点是：①刀刃部分镶有超硬合金刀片，提高了耐磨性能；②容许挤压力高，对硬岩的切入量较大。
2.3.2 刀具的布置
根据勘察报告岩石的强度一般在20-50kpa，对于破岩的滚刀以双刃为主，单刀为辅。顶管机刀具配置如下：球齿仿形滚刀8把，小刮刀28把，边（大）刮刀4把。如图1。
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图1 刀具布置示意图
2.4 刀盘驱动
常见的刀盘驱动形式有液压驱动和电动驱动，考虑岩石顶管工况较为复杂，选择适应性较强、维护保养方便的电机驱动作为刀盘驱动较适应。
2.5 二次破碎技术
考虑到滚刀破碎后形成的碎石不规则，进入泥水仓后不易通过管道排出。如果试图通过滚刀等刀具一次将岩石破碎至较小粒径，将大大缩短刀具的寿命，影响顶进效率的同时也增加了成本。
本工程选用的岩石顶管掘进机设置了二次破碎装置，通过滚刀将岩石一次破碎后，由二次破碎装置将碎石破碎成能够被水力输送的粒径。本工程的顶管掘进机刀盘后方采用锥形剪切破碎装置作为二次破碎装置，依靠该装置的外圆锥筒和内圆锥转子对岩石进行挤压扎碎。因为该破碎装置不是依靠刀盘正面加压，所以在起来破碎岩石功能的同时，能很好的保持土体平衡以及防止顶管掘进机旋转。如图2。
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图2 二次破碎机构
2.6 管道减阻技术
注浆减摩是顶管施工中一个非常重要的环节，尤其是长距离的曲线顶管施工中。
2.6.1 浆液配比及拌制
（1）泥浆配比
结合室内试验及地区类似工程经验，本项目采取膨润土的配合比如下表：
浆液配比表
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（2）泥浆拌制
泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌合机徐徐投入膨润土，拌和23分钟，继续搅拌7.8分钟，即成泥浆。为了防止贮浆池内泥浆搅拌离析，应间歇地对贮浆池内泥浆进行搅拌。
我公司通过在城东污水三期佳营东路申报此顶管施工过程对顶管机具头反复改装的实践，完成300米顶进任务，同时该项顶管的先进成功申报通过了实用新型专利，专利证书号为7240570，发明专利即将2021年通过，亦申报国家级工法。
3、岩石顶管合理计价的分析与方法
岩石顶管合理计价方法：①根据现行市政工程补充定额编制的方法确定每10米单位长度工、料、机消耗；②合理确定单位（10米）长度工、料、机项目的定额基价与市场价，重点确定现行定额没有的增加的新项目，如岩石顶管掘进机的定额台班单价等；③按2013年计价规范、2014年江苏省市政工程计价定额、江苏省建设工程费用定额（2014版）及材料市场价，合理计算单位长度每10米岩石顶管计价。
由于现行全国市政工程计价表（2014）没有顶管岩石顶进定额子目，为合理计算岩石顶进每10米单位长度单价，施工时，在顶管专项方案论证通过后，根据试验段数据、施工记录、签证资料及同类工程现场测算数据，向当地造价管理部门申报《泥水平衡机械顶管岩石顶进一次性补充定额》，待省造价定额站及市造价管理处复函答复并下发某项目泥水平衡机械顶管岩石顶进一次性补充定额，以此计算岩石顶进合理计价。
下面本人结合实际工作中从事岩石顶管计价的具体案例，对岩石顶管在工程建设的不同阶段如何合理计价阐述具体的步骤及方法：
（一）在招投标阶段
招标阶段，施工图深度设计不够，不能提供详细地勘报告，考虑到顶管穿越的岩层岩石强度的变异性较大，造价影响较大，招标控制价可实行暂估价，施工阶段，提供深勘后向市造价处申报一次性岩石顶管消耗量补充定额，待审批后甲乙双方合理商定岩石顶管计价。
（二）在施工及竣工结算阶段岩石顶管计价
（1）通过试验段统计数据，申报岩石顶管一定性补充定额；
在实际实施过程中，根据设计施工图、地勘报告，现场施工条件认真编制实施可操作性的岩石顶管专项方案，并组织5个专家以上的专项方案论证，方案论证通过后，组织岩石顶管试验段，通过试验段统计（100-150米）人工消耗工日数、材料消耗量，施工设备消耗的台班数等，统计数据需经监理、业主、跟踪审计等认可，然后根据2019年版注册造价师考试科目建设工程计价第二章建设工程计价原理、方法，编到单位长度（每10米）岩石顶管工料机消耗量补充定额。该补充定额由施工单位起草，经建设单位、监理单位、跟踪审计单位认可，向市造价处提交《申请编制某工程排水泥水平衡机械顶管岩石顶进施工一次性补充定额的函》。
（2）全过程按实际统计单位长度（每10米）工、料、机消耗量
在第（1）条通过试验段提交编制岩石顶管一次性补充定额函后，本标段岩石顶管在施工全程安排专人负责统计分段长度，本标段长度的工、料、机施工定额消耗量，其统计数据、施工用各种器具及设备、进出场费等需参建方认可。
（3）按建设工程计价原理、方法编制单位长度工、料、机消耗量
1）人工工日数的确定方法
人工统计采用计时观察法，统计分段长度，全长人工消耗换算单位长度每10米的人工消耗。其中规范时间中准备与结束工作时间为5%，不可避免中断时间为3%，休息时间为15%，共计23%；辅助工作时间为基本工作时间的5%，基本工作时间为顶管过程按实统计的单位长度人工消耗量；计算公式：定额时间=（基本工作时间+辅助时间）/1-规范时间%。
2）材料消耗量的确定方法
顶管主材按理论长度加定额损耗率计算，施工的其它辅材按市政定额基础定额的摊销次数计算摊销量。
3）岩石顶管机台班消耗量确定方法
根据顶管施工审批专项方案，采用科学合理先进的施工工艺，优化施工管理，在正常条件施工前提下，按实统计岩石顶管全过程施工机具台班消耗量，以现场测定按实统计资料为前提，充分考虑辅助工作时间，规范工作时间，按下列公式确定单位长度岩石顶管预算定额机具台班消耗量：预算定额机械台班消耗量=施工定额机械耗用台班x（1+机械幅度差系数）。
以雨花台开发区龙藏大道A 2000岩石顶管为例，机械时间利用系数为0.85，机械幅度差系数按25%考虑：
a）施工统计资料：24小时昼夜施工单位长度：8米；
b）施工台班产量定额8/3x0.85=2.2666米/台班
c）施工机械台班时间定额=1/2.666=0.375台班/米
d）每10米单位长度机械台班时间定额=0.375x10=3.75台班/米
e）预算定额单位长度10米岩石顶管掘进机耗用台班=3.75x（1+25%）=4.69台班/10米
f）其他辅助施工机械设备可以根据主要岩石顶管设备掘进机换算定额台班消耗量；
（4）新增岩石顶管机械设备基价与市场价的确定方法
1）市场调研设备的原价
岩石顶管新增机械设备主要是二次破碎岩石顶管掘进机，现行市政定额及江苏省机械台班统计表没有此项，顶管施工前需做好岩石顶管设备价格的市场调研工作，目前设备来源主要是扬州广鑫重型设备有限公司及江都顶管设备厂，以DN2000岩石顶管为例，目前设备价格为285万元左右。
2）新增设备机械台班单价的计算方法
新增设备的岩石顶管掘进机台班计算，应参照住房城乡建设部关于印发《建设工程施工机械台班费用编制原则》的通知建标【2015】34号文的基础资料及编制原则进行计算。
DN2000岩石顶管掘进机台班计算表
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（5）按市造价处岩石顶管补充定额消耗量的复函，合理计算岩石顶管造价
1）工程完工后按实统计，按建设工程计价原理再一次申报补充定额，并向市造价处上报的资料有施工记录、签证资料、及按计价原理计算的每10米单位长度工、料、机消耗量计算书，新增岩石顶管设备的机械台班单价计算稿等。
2）造价处质询及审批审定后，下发岩石顶进一次性补充定额的函。
3）按一次性补充定额合理计价并调整结算价。
4）以雨花开发区龙藏大道同一断面复合地层DN2000砼岩石顶管为例合理计价如下：
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4、岩石顶管合理计价的施工技术措施
4.1 施工前组织专业技术人员负责编制岩石顶管专项施工方案并组织专家论证，力求方案科学先进，经济合理，安全可靠，是岩石顶管合理计价的前提；
4.2 施工前根据分段长度计算总顶力、管材容许顶力、工作井容许顶力、确定控制顶力；对千斤顶如何设置、工作井后靠背是否加强起关键作用，对降低安全风险、合理计价提供技术支持；
4.3 对工具头二次破碎技术进行优化，提高岩石顶进效率，降低设备工时消耗以利合理计价；
4.4 优化触变泥浆减阻技术，施工过程中购进的膨润土确保质量，优化浆液配比，降低摩阻系数可有效降低总顶力及加快施工进度，更有利于科学合理计价。
5、岩石顶管合理计价的建议
5.1 施工前需根据详细地勘报告中的岩石强度，与岩石顶管设备厂对顶管工具头进行定向设计，科学合理地设置主要滚刀数量，并以利工程完工工具头改造再利用，有效降低投资，节省施工成本；
5.2 加强施工进度管理，如实统计岩石顶管单位长度工时消耗，使其岩石顶管计价科学合理
5.3 顶管设备价格需去顶管设备厂实地市场调研，为机械台班单价合理计价提供原始依据；
5.4 顶管设备的折旧费计算，需充分考虑项目所在市区年工作台班、年折年限、总耐用台班等因素，大修理费需综合考虑岩石强度下实际一次大修费，并需市场做调研工作；
5.5 通过岩石顶管一次补充定额计算的正常预算价及市场调研的成本价，为以后合理确定招标控制价、投标价及施计划成本提供依据。