石方开挖工程概述

石方开挖工程包括建筑物、构筑物的石方开挖、运输等内容。具体来说，石方开挖工程主要由开挖、运输和支护三大主要工序组成。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，按照定额计算工程单价。

（一）石方开挖

1.石方开挖分类

石方的开挖按施工方法可分为人工打孔、钻孔爆破和掘进机开挖等。三种方法的特点如下：

（1）人工打孔：耗工费时，适用于有特殊要求的开挖部位。

（2）钻孔爆破是一种传统的石方开挖方法，在水利工程施工中的使用很广泛。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）掘进机开挖是一种新型的开挖专用设备，相对于传统的钻孔爆破来说，在开挖过程中对岩石进行纯机械的切割或挤压破碎，能保证各项作业平行连续进行，施工安全，工效较高，但费用高，一次性投入大。该法在有条件的地方进行隧洞开挖使用。

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。

石方开挖按施工条件分为明挖石方（一般石方开挖、基础石方开挖等露天开挖）和暗挖石方（地下厂房、洞井石方开挖）两大类。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、基础石方开挖等进行分项。

石方开挖机械通常包括钻孔机械、装载机械和运输机械三大类。

①钻孔机械：一般分为凿岩机（分手持式风钻、气腿式风钻）、凿岩台车（分掘进台车、露天凿岩台车和井下凿岩台车）、潜孔钻等。

②装载机械：主要有单斗挖掘机、装岩机、耙式装载机。

③运输机械：有载重汽车、 自卸汽车。

石方开挖爆破材料包括炸药和起爆材料。

①炸药。石方开挖的炸药有露天硝按炸药、按油炸药、岩石按沥蜡炸药、胶质硝酸甘油炸药、高威力硝按炸药、浆状炸药、水胶炸药、乳胶炸药等。

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。

2.影响开挖工序的因素

若采用钻孔爆破，石方的开挖工序可细分为钻孔、装药、爆破、翻渣、清面、修整断面、安全处理、挖排水沟坑等工序。开挖工序的工效主要受岩石级别、设计对开挖形状及开挖面的要求等因素的影响。

（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。岩石的级别越高，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。只有合理地确定岩石级别，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，对开挖面平整度的要求等）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而必须采用人工开挖。有的部位为了保证开挖面对平整度的要求，需在开挖前进行预裂爆破后再进行开挖。

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。

3.编制石方开挖单价时应注意的问题

（1）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。

（2）石方开挖各节定额中，均包括了允许的超挖量和合理的施工附加量用工、材料、机械。使用本定额时，不得在工程量计算中另行计取超挖量和施工附加量。

①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《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》 （SL 47—94）和《水工建筑物地下工程开挖施工技术规范》 （SD J212—83）规定的范围确定的。根据规定，定额中的超挖量（△）控制标准见表5-18。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。

表5-18　超挖量控制标准

②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：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；在放炮时，施工人员及设备需有躲避的地方而增加的工程量；工具需要地方存放，需要挖洞而增加的工程量；洞内需要照明，需要存放照明设备而扩大断面而增加的工程量；需设置临时的排水沟；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。

（3）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，以保护建基面岩石不被破坏。

（4）岩石级别调整系数：如实际施工中遇到高于ⅩⅣ级（十六级）岩石时，可按相应定额中的ⅩⅢ～ⅩⅣ级（十三到十四级）岩石开采定额，乘系数进行调整。

（5）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。

（6）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。

（7）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。

（8）石方开挖定额中的炸药，一般情况应根据不同施工条件和开挖部位按下述品种。规格选取：一般石方开挖，按2#岩石按梯炸药选用；边坡、槽、坑、基础石方开挖按2#岩石按梯炸药和4#抗水岩石按梯炸药各半选用；平洞、斜井、竖井、地下厂房石方开挖按4#抗水岩石按梯炸药选用。

（9）洞井挖石方定额中的通风机台时量是按一个工作面长度400 m拟定，如超过400 m，应（用插入法计算）进行调整。

（二）石方运输

1.运输方案的选择

石方的运输工序中，可采用人力和机械运输。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。人力运输（挑抬、双胶轮车、轻轨斗车）适用于工作面狭小、运距短、施工强度低的工程或工程部位；运输机械有自卸汽车、电瓶车、 内燃机车等， 自卸汽车运输的适应性较大，工效高，一般工程均可采用；电瓶车可用于洞井出渣；内燃机适用于较长距离的运输，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。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，在做方案和单价分析时，应以采用方案的全部工程投资进行比较，经过全面分析后方可确定，以取得最佳的经济效益。

2.影响石方运输的主要因素

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。

3.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）石渣运输距离计算时，一般机械运输石渣时坡度已考虑在内。洞内运距按工作面长度的一半计算。若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。

4.编制石方运输单价时应注意的问题

（1）石方运输单价与开挖综合单价。在概算中，石方运输费用不单独表示，而是在开挖费用中体现。在概算定额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碴运输定额中的人工、机械数量直接计入石方开挖概算单价；也可按石碴运输量乘以每立方米石碴运输费用（仅计算直接费）计算开挖综合单价。

现行预算定额的石方开挖各定额子目，其工料机用量只包括完成每一定额单位设计断面工程量所需的消耗量，未包括所需增加的超挖量及施工附加量的消耗量。编制石方开挖预算时，应按设计断面工程量列项计算。施工规范允许范围以内的超挖量及施工附加量不单独列项计算，其所需增加的费用在石方开挖工程综合预算单价内考虑。如计算隧洞石方开挖工程预算单价时，设计断面的工程量、施工附加量应套用隧洞石方开挖定额计算，施工规范允许范围以内的超挖量应套用隧洞超挖石方定额计算，并按占设计断面工程量的比例，将超挖量、施工附加量的工料机用量摊入设计开挖断面隧洞石方开挖定额内，计算隧洞石方开挖（含石渣运输）综合预算单价。

（2）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）支撑与支护

为防止边坡或隧洞在开挖工程中因山岩压力变化而发生软弱破碎地层的坍塌，避免个别石块跌落，确保施工安全，必须对开挖后的空间进行必要的临时支撑或支护，以确保施工顺利进行。临时支撑的类型主要有：木支撑、钢支撑及预制混凝土或钢筋混凝土支撑；支护的方式主要有：锚杆支护、喷混凝土支护、预应力锚束、锚杆和各种喷混凝土的组合等。

综上，编制石方开挖工程概算单价应遵循以下原则：

（1）根据岩石名称、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。