科创中国

堆石混凝土从2003年发明至今已整整20年，在国内外专家、学者和专业技术人员的支持和帮助下，20年来得到了快速的发展和广泛的应用，截至2023年4月底，堆石混凝土已累计应用于225座工程，其中筑坝工程有163座，完成浇筑总量751.39万方。

为了方便读者了解堆石混凝土的工艺流程和综合单价分析方法，本文根据部分已实施的堆石混凝土大坝工程相关统计数据，以及部分地方定额中堆石混凝土相关内容，从堆石混凝土综合单价里的人工费、材料费、机械费等方面进行汇总，并提出取值建议。因作者水平有限，文中出现不当、疏漏甚至错误之处，恳请广大读者提出宝贵意见，以便订正。

一、前言

水利水电工程主要参考的定额包括水利行业定额（2002年版）、水电行业定额（2006年版）以及部分地方定额。由于现行水利、水电行业定额在编制时尚无成熟的堆石混凝土工程经验，故没有提及堆石混凝土相关内容；近年来，随着堆石混凝土技术的普及应用，部分地方定额在修订中增加了堆石混凝土相关内容，比如：贵州、广东、陕西、山东等省份的地方定额，这些地方定额不仅可用于本省工程的概算依据，也可作为其他地区和行业的概算参考。

定额中的数据是专业人员在充分调研工程实例的基础上，通过专业方法进行统计分析得到的专业性数据。虽然堆石混凝土综合单价分析缺乏行业定额的指导，但是广大技术人员本着充分调研和科学论证的原则，通过调研统计、类比分析等方法均在现行定额要求的基础上完成了堆石混凝土坝的综合单价分析，这可从已建、在建的160余座堆石混凝土大坝工程实践表明，相关的分析成果是合理和正确的。

2016年，黄河水利委员勘测规划设计研究院（以下简称“黄委院”）按照行业定额编制方法，开展了堆石混凝土坝综合单价分析的专题研究，专家组亲赴云南、贵州等多个堆石混凝土坝工程进行实地考察，在系统、严谨的采集、分析数据后取得了完整的成果，并顺利通过了水利部审查，其调研成果也可作为堆石混凝土工程概算的参考依据。

二、堆石混凝土人工费

堆石混凝土人工费主要包含仓面冲毛及清理、堆石冲洗、预制构件及预埋件安装、高自密实性能混凝土浇筑、堆石混凝土养护等工序单价。

  2.1 取值建议

      1、根据工程实际用人情况确定堆石混凝土坝施工所需人工费时，可结合定额按照常态混凝土坝人工数量的10%～30%取值，或者参考碾压混凝土坝的人工数量取值。

      2、也可按照现行地方标准中堆石混凝土施工的人工取值，该值相比实际情况数量偏多。

  2.2 取值说明

相比常态混凝土，堆石混凝土无需采取振捣和温控措施，在堆石入仓以及混凝土生产、运输和浇筑等环节均采用机械化施工，因此所需人工数量大幅减少；结合部分堆石混凝土坝的实际统计结果，堆石混凝土施工所需人工数量是常态混凝土的10%~30%。黄委院的专题研究也表明，堆石混凝土人工数量约为常态混凝土^[1]的17%。

注[1]：参照部颁定额[40004]（一般层厚、机械化）。

汇总部分地方定额中堆石混凝土人工数量见下表1所示。

表1  地方定额堆石混凝土人工数量

与部颁定额不同，地方定额人工类别分为技工、普工两项，计量单位为工日，地方定额堆石混凝土人工数量在29~31工日，为常态混凝土人工数量的90%以上。这是因为前期各地区堆石混凝土工程实例较少，施工经验相对不足，定额编制人员从谨慎安全的角度取了更为稳妥的高值。

三、堆石混凝土材料费

堆石混凝土材料主要包括堆石料^[2]、高自密实性能混凝土、水。

      1、堆石料：是指新鲜、完整、质地坚硬，满足一定粒径、强度等要求的石料，可以是毛石或卵石。

      2、高自密实性能混凝土：是指依靠自重在堆石体空隙等狭小曲折空间内长距离流动充填，并可充填细小空隙尖端的混凝土。

      3、水：主要用于仓面冲毛及清理、堆石冲洗、仓面养护等。

注[2]：部颁定额的“堆石料”是指山场岩石经爆破后，无一定规格、无一定大小的任意石料，计量单位为堆方，与本文所述堆石混凝土堆石料有区别。

  3.1 取值建议

      1、堆石料：以绝对体积55%为基础（即100方堆石混凝土中有55方是密实的堆石），结合虚方与实方的折算比例来计算堆石用量，计量单位参考相关行业与地方定额，可以是堆方或码方。

       2、高自密实性能混凝土：以绝对体积45%为基础（即100方堆石混凝土中有45方是密实的高自密实性能混凝土），结合损耗系数来测算。

       3、水、其它材料费：可参照常态混凝土数量取值。

  3.2 取值说明

为更好理解堆石与高自密实性能混凝土数量的关系，需从坝体堆石率、损耗系数来分析。堆石混凝土坝体堆石率，是指堆石混凝土中堆石绝对体积占比，而坝肩边坡、上游防渗层、廊道等纯自密实混凝土浇筑部位不计入数据统计。根据前期云南、贵州地区11个典型项目的工程数据统计，结果显示坝体平均堆石率为55.6%，其中堆石率大于55%的工程占比超过60%；近年来通过对模板、堆石级配与铺填、自密实混凝土浇筑等工艺的总结与优化，堆石率能够有效的保证在55%以上，因此堆石率取值55%是安全合理的。

以贵州省定额为例，堆石与高自密实性能混凝土总实体量为103m³（损耗系数取3%），堆石1m³实体方=1.69m³码方，即码方与实方的折算比例为1.69，则堆石数量为（103*55%）*1.69=95.74（m³）；高自密实性能混凝土数量为45*1.03=46.35（m³）。

汇总部分地方定额中堆石混凝土材料数量见下表2所示。

表2  地方定额堆石混凝土材料数量

注[3]：各地方定额的名称不同，有如毛石（贵州）、乱石（山东）等。

       不同施工结构部位的设计要求不同或局部有特殊考虑时，高自密实性能混凝土与堆石数量可根据实际情况合理调整。

  3.3 常见问题解析

       1、计价时，堆石料虚实方混淆

堆石宜以虚方计量，在定额中常见单位为堆方或码方，应选择相应虚方价格进行成本测算。

例如，某地区堆石料砌筑的成品单价为102元/方，此为实体方单价，如果以此计算堆石材料单价，假设堆石数量为100方，计算公式为100*102=1.02（万元），就会出现错误。

堆石成品单价102元/方，这里的1方指的是实体方，正确计算方法是根据堆石虚方与实方折算比例进行换算，假设堆石1m³实体方=1.7m³堆方（码方），则堆石单价为100*102/1.7=0.6（万元）。

        2、砂石料计量单位与计价单位不协调

在计算高自密实性能混凝土材料成本时，需要根据配合比中各项原材料的质量乘以单价计算。混凝土配合比中假设砂子质量为950kg，碎石质量为700kg，某地区砂石料单价均为60元/方，如果误认为单价为60元/吨，计算公式为（950+700）*60/1000=99（元），就会出现错误。

砂石料单价60元/方，这里的1方指的是堆方，正确的计算方法是根据砂石料堆积密度进行体积换算，假设堆积密度为1650kg/m³，则砂石料单价为（950+700）/1650*60=60（元）。

  3.4 高自密实性能混凝土概算配合比参考表

高自密实性能混凝土原材料包括水泥、砂石骨料、粉煤灰、外加剂及水。本次计算采用的配合比是基于上百个真实工程配合比所积累的经验数据总结得出，配合比取值偏安全且具有一定的富余度，见下表3所示。

表3  高自密实性能混凝土概算配合比参考表

说明：（1）高自密实性能混凝土对自身流动性、间隙通过性等要求较高，为保证其性能满足要求，相比常态混凝土其粉体用量更高、石子用量更低；（2）粉煤灰作为一种活性掺合料加入高自密实性能混凝土中，不仅能替代部分水泥，降低混凝土水化热和水泥成本，而且能提高混凝土密实度和流动性。

四、堆石混凝土机械费

根据施工组织不同，堆石混凝土所需机械种类不同。

1、常规情况下，堆石混凝土坝施工所需主要机械包括：自卸汽车（堆石运输）、挖掘机（堆石码放）、搅拌机（混凝土生产）、输送泵（混凝土浇筑）等，辅助机械设备有风水枪（堆石冲洗）、冲毛机（混凝土面冲毛）。

2、对于以下情况建议适当增加机械设备：

（1）两岸陡峭的深V峡谷地区不宜修建上坝公路，或是拱坝项目受坝型结构限制不宜使用自卸汽车运送堆石料入仓，需考虑塔吊垂直运输堆石料；

（2）当搅拌站距离大坝仓面浇筑点的水平距离超过300m时，需考虑混凝土搅拌车运输混凝土；

（3）当混凝土卸料点距离仓面浇筑点的垂直距离超过100m时，需考虑吊罐运输混凝土。

  4.1 取值建议

          1、混凝土拌制、混凝土运输:按照前述材料费确定的混凝土数量对应取值。

          2、高自密实挖掘机性能混凝土:以每小时完成堆石方量为基础，确定挖掘机台时数量。

          3、风水枪、其它机械费:可参考常态混凝土取值。

          4、自卸汽车:按照前述材料费确定的堆石料数量对应取值。

  4.2 取值说明

根据部分工程统计，在施工仓面上安排1台挖机搭配2辆自卸汽车进行堆石铺填时，结合工程条件和设备型号每小时可完成堆石50~100m³。例如某工程挖掘机堆石效率为80m³/h，则完成每100m³堆石铺填所需机械数量为100/80=1.25（台时）。

地区定额里堆石混凝土机械种类包含挖掘机、风水枪两项，这是因为早期堆石混凝土技术主要应用于挡墙、混凝土回填等小体积部位，堆石与高自密实性能混凝土是通过挖掘机进行运输，施工工艺简单。随着堆石混凝土技术逐步应用于水库枢纽、水电站等大体积混凝土的建设，施工经验逐渐丰富，黄委院的调研成果中还增列了混凝土输送泵、高压冲毛机。

汇总部分地方定额的堆石混凝土机械数量见下表4所示。

表4  地区定额堆石混凝土机械数量

  4.3 常见问题解析

        1、自卸汽车重复计价

结合地方定额规定，块石自石料场运至浇筑工作面的全部水平和垂直运输费应计入块石价格。如果堆石运输的自卸汽车费已经包含在块石材料费时，应不再重复计入机械费中。

        2、部分机械冗余计价

爆破开采或开挖出来的新鲜、完整、弱风化堆石料，堆石表面不含泥或含泥量满足设计要求，应省去风（砂）水枪。

混凝土生产搅拌站若布置在大坝下游附近，直接通过溜槽或泵管输送混凝土入泵，应省去混凝土运输搅拌车。

采用塔吊堆石（常见拱坝工程、深V峡谷工程）作业，应减少挖掘机数量。

五、材料价差

为避免材料价格波动带来工程造价的不合理变动，各个地方和部门采取了对主要材料（水泥、砂、碎石、堆石料、钢筋等）进行限价、补差的办法。

材料价差是以主要材料预算价格和规定价格之差，与材料用量相乘进行计算。当材料预算价格低于材料规定价格时，编制工程单价可直接采用材料预算价格。

例如，某工程位于贵州，所在地区P.O42.5水泥限价450元/吨，当时材料预算价格为650元/吨，已知高自密实性能混凝土配合比中单方水泥用量为200kg，参考贵州定额材料数量，每100m³堆石混凝土的水泥价差为：46.35*200*（650-450）=1854（元）。

六、堆石混凝土专利费

堆石混凝土系列技术是获得多项国家授权发明专利并依据《专利法》获得保护的专利技术，其中包括的多项方法专利是建设堆石混凝土坝的必要专利，在使用前应获得专利实施许可授权。

在堆石混凝土工程的实践中，通常是在概预算的独立费用部分以专利费的方式列支，并由项目法人单位支付。

附件1：C15堆石混凝土概算定额取值表（参考）

编写：闭忠明、万鹏

排版：段晶晶

审核：李风亮

图文来源：北京华石纳固科技有限公司微信公众号。