浅析浅水区卵石土河床桥梁基础措施采用帷幕注浆施工的成本指标

浅析浅水区卵石土河床桥梁基础措施采用帷幕注浆施工的成本指标

李涛

（四川公路桥梁建设集团有限公司，610093）

【摘要】随着科技的日新月异，建筑行业的先进工法逐渐取缔传统工法亦层出不穷。借助发展基础设施建设是“一带一路”优先领域之契机，针对土建工程施工工法的经济指标归纳总结已变得至关重要。本论文主要分析浅水区卵石土河床桥梁基础措施采用帷幕注浆施工的成本指标，为后续桥梁基础建设实施在成本上尽绵薄之力。

【关键词】桥梁基础；帷幕注浆；成本指标

1、工程概况

新建铁路西安至成都客运专线西安至江油段乃国家路网规划的主干线，是川陕两省经济成长的重要举措，该客专线路全长508.773㎞。本论文主要介绍西成客专（四川省境内）控制性工程之一修城坝清江河特大桥桥基辅助措施施工的成本指标。该桥位于广元市，起讫里程桩号D3K420+627.35～D3K421+340.95，全桥长713.6m，横跨清江河（长江三级支流），河道最大水深约4m，水流速，河床地质主要为卵石土层（因地方采砂后形成卵石比例高），厚度约为8m，卵石土层后进入泥岩夹砂岩层，其强度为0.45Mpa。桥梁水下基础采用筑岛围堰和帷幕注浆固结坑壁相结合的工法实施，其中帷幕注浆总长度9652m，单孔深度为9～10m。

图1：修城坝清江河特大桥5#～6#墩立、平面图

2、帷幕注浆工艺及流程图

2.1简述帷幕注浆工艺

2.1.1施工准备

为节约成本，尽量对将要实施帷幕注浆的墩位处采用就近原则利用隧碴或路基弃方进行筑岛围堰，筑岛采用分层摊铺、压实，岛顶面至少高于施工水位1m。最终形成的筑岛为帷幕注浆提供施工工作面。筑岛及注浆平面详见图2。

图2：修城坝清江河特大桥5#～6#墩筑岛围堰与帷幕注浆平面图

2.1.2帷幕注浆工艺

待钻机设备试机成功和待钻孔位标识后，将对呈正三角形桩中心间距为0.6m双排布置的施钻点位进行孔径Ф110mm钻孔并深入持力层1m，下引导管和喷浆管利用高压泵压送水泥浆，压力控制在20MPa左右，送浆量平均控制在40L/min左右，浆液形成的桩体桩径约60cm，压送浆液至压力稳定后开始旋转并缓慢提升喷浆管，提升速度宜控制在30cm/min左右，旋转提升至孔口0.5m左右时停止压送浆液，至此单孔注浆工作结束，进而转入下一孔位循环工作。待所有孔位施工完毕后，最终形成四周闭合的防渗墙，以利于下步承台基坑开挖工序实施。

图3：帷幕注浆平面示意图及A大样图

2.2帷幕注浆工艺流程图

3、要素资源配置

4、简要分析帷幕注浆的成本指标

4.1工法参数

因该项工程在其卵石土河床及浅水区的特定环境下，桥梁基础辅助措施成功运用了对筑岛围堰后的承台基坑采用双排帷幕注浆止水固结坑壁工法。其工法基本参数：工期30d（按早晚班计），完成工程量9652m，详细的工料机要素参见表1。

4.2成本指标

4.2.1信息价调查

结合工程实施期间，对帷幕注浆施工当期人工、材料及设备信息价深入调查后，形成结果如下表：

4.2.2成本分析

（1）完成工程量

该帷幕注浆工程钻孔平均深度按9.5米计，考虑帷幕注浆止水密闭性，将在注浆每一倒角处设置加强桩2根。计算式如下：

实完工程量=2×int帷幕注浆长度桩间距离+1+2×int帷幕注浆宽度桩间距离+1+4×注浆倒角加强桩×平均钻孔深度×双排帷幕注浆×2个墩位

=2×int39.490.6+1+2×int33.60.6+1+4×2×9.5×2×2

=9652m。

（2）人工费

技工单价按整个班组平均计算为250元/工日；工期为30d，2个班组技术工人按早晚班作业共计32人。计算式如下：

人工费=工日单价×每天用工数量×工期=250元工日×32人×30d

=240000元。

人工成本指标=人工费实完工程量=2400009652=24.87元/m。

（3）材料费

注浆浆液水泥浆设计水灰比为1:1进行单桶配料，即每方净浆水泥用量为759kg。帷幕注浆实施过程中，统计水泥实际消耗结果为2113吨；为防止钻孔坍塌，消耗Ф75mmPvc管9754m，其中超出钻孔深度的Pvc管消耗为露出地面以上部分的15～20cm。材料费计算式如下：

材料费=水泥消耗量×水泥单价+Pvc管消耗量×Pvc管单价

=2113×286.5+9754×4.3=647316.7元

材料成本指标=材料费实完工程量=647316.79652=67.07元/m。

（4）机械设备费

随着建设工程“四新”技术的不断发展，机械设备实际折旧年限与部颁的施工机械台班定额折旧年限略有差异。本论文将工程施工实际情况与部颁预算定额相结合考虑，针对该帷幕注浆工程配置的旋喷桩机和高压泵等主要设备折旧年限为5年，残值率为5%，工作台班执行施工机械台班定额规则。设备费计算式如下：

每一设备折旧费=设备数量×设备价值×1-残值率×工作台班年工作台班×折旧年限

折旧费=旋挖桩机折旧费+高压泵折旧费+高速拌浆桶折旧费+泥浆泵折旧费

=2×143000×1-5%×30×2180×5+2×88000×1-5%×30×2180×5

+2×18000×1-5%×30×2180×5+1×8440×1-5%×30×2150×5

=32181.44元

根据帷幕注浆施工现场对设备耗材的分析统计结果揭示，每钻孔2000m需消耗钻头12个，钻杆4m，套管10根，管靴20个。

设备耗材费=钻头消耗量×钻头单价+钻杆消耗量×钻杆单价+套管消耗量×套管单价+管靴消耗量×管靴单价

=12×3800+4×453+10×380+20×280×96522000

=274174.71元

根据帷幕注浆施工现场对设备用电及夜间照明用电的分析统计结果揭示，旋喷桩机额定功率26.5kw，高压泵额定功率90kw，高速拌浆桶电机额定功率7.5kw，泥浆泵额定功率22kw，夜间碘钨灯照明功率1kw，照明8处。考虑设备运转期间的实际功率与设备额定功率的差异，结合该工法施工用电调查数据，设备的功率因数取0.78。

施工用电=∑各型设备额定功率×设备数量×功率因数×每天工作小时数量+照明数量×照明功率×每天夜间工作小时数量×工期天数×电费单价+配电箱套数×配电箱单价

=26.5×2+90×2+7.5×2+22×1×0.78×24+8×1×12×30×1+2×800=156112元。

帷幕注浆工前对设备的安装拆卸费主要包括机械在施工现场进行安拆与试运转所需的人工费、材料费、机具费；辅助设施（走行轨道或枕木等）的搭拆与折旧费用。该项工程设备资源配置为2组，安拆及试运转工作工期3d，技术工人4人，试钻桩2根，辅助的15cm方形枕木8根。针对试钻期间设备磨耗微乎其微，对帷幕注浆总的成本指标影响较小，在此就不做考虑。

安装拆卸费=每天用工数量×人工单价×安拆及试运转工作工期+每米材料消耗×试钻桩米数+辅助材料枕木方量×枕木单价

=4×250×3+67.07×9.5×2+8×0.152×3×1581

=5128.07元

即：机械设备费=折旧费+设备耗材费+施工用电+安装拆卸费

=32181.44+274174.71+156112+5128.07=467596.22元

机械设备费成本指标=机械设备费实完工程量=467596.229652=48.45元/m。

（5）其他费

其他费主要指设备进出场费和设备检测费。设备进出场单次运送距离分别为300km，近两年对设备进出场调查显示初步指标约20元/km；设备检测费占设备价值的1.5%左右。

其他费=设备进出场往返距离×进出场初步指标+设备价值×设备检测费率

=2×300×20+143000+18000+88000×2+8440×1×1.5%

=19596.6元

其他费成本指标=其他费实完工程量=19596.69652=2.03元/m。

（6）间接费

间接费主要指现场管理、后勤供给等。其中间接费为人工费、机械设备费与其他费之和乘以现场管理费率4%。

间接费=人工费+机械设备费+其他费×现场管理费率

=240000+467596.22+19596.6×4%=29087.71元

（7）税金

税金统一按建筑安装工程税率3.41%执行。

税金=人工费+材料费+机械设备费+其他费+间接费×税率

=240000+647316.7+467596.22+19596.6+29087.71×3.41%

=47862.67元

（8）保险费

保险主要指工人团体意外伤害险保费按300元/人•年计，机械设备险一般为合同额的0.25%，为便于计算，将合同额与成本额按近似值处理。

保险费=工人数量×每人保费+人工费+材料费+机械设备费+其他费+间接费+税金×设备险费率×工期天数一年台班天数

=32×300+（240000+647316.7+467596.22+19596.6+29087.71+47862.67）×0.25%×30180=2204.77元

综上⑵～⑻项的费用之和即该桥梁基础辅助措施帷幕注浆工法的成本总额，则该工法的成本指标计算式如下：

成本指标=人工费+材料费+机械设备费+其他费+间接费+税费+保险费实完工程量=240000+647316.7+467596.22

5、结语

桥梁水下基础辅助措施的正确选择既是桥基结构施工安全质量的保证，亦是技术可靠、经济节约的重要保障。工作期间经历的桥梁水下基础辅助措施常用的有单双壁钢围堰、钢板桩围堰、筑岛围堰、筑岛围堰与帷幕注浆相结合等工法，水下基础具体工法的实施须结合项目实际情况、江河流域的地质特征，在技术和经济上对比权衡得出最合适的工法。本论文对修城坝清江河特大桥桥基措施成功运用帷幕注浆固结坑壁工法的成本进行分析得知，在技术可行的基础上，该工法经济成本最低，安全风险低，在同等或相似的条件下定可推广，望在建设领域做出应有贡献。

参考文献：

[1]中华人民共和国铁道部.铁路工程施工机械台班费用定额（2005年度）[M].北京：中国标准出版社，2006.

[2]中华人民共和国铁道部.铁路工程预算定额第一册路基工程（2010年）[M].北京：中国标准出版社，2010.

[3]中华人民共和国铁道部.铁路基本建设设计概(预)算编制方法[M].北京：中国标准出版社，2006.

[4]中国铁路经济规划研究院.中国铁路经济规划研究院关于发布《铁路工程建设2014年第四季度主要材料价格信息》的通知（经规定额函〔2015〕10号）[Z].2015年4月2日.

[5]中国中铁二院工程集团有限责任公司.新建铁路西安至成都客运专线川陕省界至江油段施工图D3K420+964.2修城坝清江河特大桥全一册[Z].图号：西成客专施桥EY-34，2012年11月.