何湘君1，陈 茜2
(1.广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510635；2.长江勘测规划设计研究院责任有限公司，湖北 武汉 430014)
摘 要：砂石料是抽水蓄能电站主要的工程材料，随着越来越多的抽水蓄能电站开始采用自产加工砂石料，准确合理分析其单价对于工程造价确定的意义也越来越重大。本文结合阳江抽水蓄能电站下库砂石料加工系统，阐述了运用工序单价法计算自产加工砂石料单价的过程，经计算可知，自产加工砂石料价格显著低于砂石料市场价格，很大程度上节省了工程总投资。为抽水蓄能电站及其他水电工程自产加工砂石料单价的计算分析提供了一定的借鉴和参考意义。
关键词：砂石料;工艺流程;工序;单价
砂石料作为工程建设领域不可或缺的基础性材料，在水电工程中被大量应用于混凝土、反滤料等工程中，尤其是在混凝土工程中，砂石料重量占混凝土重量的85%左右[1]，在普通混凝土中，砂石料价格约占混凝土总造价的35%～45%，由此可见，砂石料的价格直接影响着混凝土价格，间接影响水电工程的投资控制。
水电工程砂石料用量大，且一般多处于偏远的山区，运输条件困难，运输距离较远，采用外购的方式获取砂石料，其经济性较差，而天然砂石料由于运输距离、储量、质量等方面往往难以满足要求[2]，导致其应用范围有限。当前，随着机械自动化程度不断提高[3]，自产加工砂石料在大中型水电工程中得到普遍应用。因此，准确计算自产加工砂石料的价格，对水电工程造价的确定和控制具有重要意义[4]。自产加工砂石料单价的计算是一个复杂的过程，他与砂石料加工系统的设计紧密相关，当前水电工程中多采用工序单价法进行计算，本文将结合阳江抽水蓄能电站下水库砂石料加工系统，详细介绍自产加工砂石料单价的计算过程，以供其他类似工程参考。
阳江抽水蓄能电站共设置3个砂石料加工系统，分别是混合砂砾料场开采加工系统、上水库砂石料加工系统、下水库砂石料加工系统，本文所述的砂石料加工系统主要是指下水库砂石料加工系统。
电站下水库砂石料加工系统生产的砂石骨料，主要供应上库区所需混凝土细骨料和输水发电系统，下库区所需混凝土骨料，还需供应下库大坝填筑所需反滤料及垫层料。其中，上库区工程标所需混凝土细骨料约 36万m3(净需要量，未计加工和运输损耗，下同)，输水系统及发电系统工程标、下水库工程标和机电安装工程标所需混凝土粗骨料约36万m3，细骨料约21万m3，瓜米石约2万m3，垫层及反滤料约47万m3。砂石料加工系统料源由石料场提供，采用4 m3的挖掘机装25 t自卸汽车运2 km至砂石料加工系统。
根据上述条件，设计的砂石料加工系统工艺流程如图1所示，该工艺流程中，混凝土骨料的生产采用粗碎开路，中细碎与第一筛分构成闭路生产大石(40～80 mm)，超细碎(制砂)与第二筛分构成闭路生产中石(20～40 mm)、小石(5～20 mm)和砂(<5>[5]；垫层料、反滤料的生产采用粗碎开路、中细碎与第一筛分构成闭路、适当补充大石和成品砂的生产工艺流程。该工艺流程具有简单、级配调整灵活及生产不同品种骨料调度灵活的特点。该砂石加工系统设计毛料处理能力为550 t/h，生产能力470 t/h，砂料生产能力为210 t/h。
当前常用的砂石料单价计算方法主要有2种：一是系统单价法；二是工序单价法。系统单价法要求以
图1 下水库砂石料生产系统工艺流程
整个砂石生产系统的实际班(或时)生产总费用除以骨料产量求得砂石料单价，此方法有效避免了损耗和体积变化的影响，但他要求施工组织设计达到较高的深度，适用范围受到很大的限制。工序单价法是按砂石料生产系统生产流程，分解成若干个工序，以工序为计算单元，再计入损耗及体积变化，求得骨料单价。按照计入损耗的方式，工序单价法又分为综合系数法和单价系数法。综合系数法是按各工序计算出骨料单价后，1次计入损耗，此种方法虽然简捷方便，但难反映工程实际；单价系数法是将各工序的损耗和体积变化，以工序流程单价系数的形式计入各工序单价，该方法概念明确，结构科学，易于结合工程实际，因此应用最为广泛[6]，本文对砂石料单价的分析即采用此种方法。
工序流程系数的选择是计算自产加工砂石料单价过程中非常关键的一步，包括了生产过程中的加工损耗、加工中体积变化、运输损耗、堆存损耗等因素。计算砂石料单价时，应将各工序单价分别乘以相对应工序流程系数后相加。
不同的生产工艺流程对应着不同的工序流程系数，现行的《水电建筑工程预算定额》按照加工工序流程将工序流程系数分为8类[7]，根据图1工艺流程可知，该流程中包含了原料开采、原料运输、粗碎运输、中碎预筛分运输、碎石筛分运输、棒磨机制砂、破碎机制砂等7个工序(从废水中回收的砂占比较小，暂不考虑)，参照《水电建筑工程预算定额》对工序流程系数的分类可知，该工艺流程图对应的工序流程系数为工序流程Ⅷ，如表1所示。
1) 制砂流程系数
从图1中可以看到，超细碎车间制砂采用了立轴冲击式破碎机和棒磨机，两者分别对应着不同的工序流程系数Ⅷ-1和Ⅷ-2，在计算成品砂单价时，由于两者同时运作，无法分别单独计算，因此需要对2个工序流程系数进行加权平均。根据《水电建筑工程预算定额》中棒磨机制砂定额[60426]和冲击式破碎机制砂定额[60474]可知，单独运转时，每生产100 m3的成品砂，棒磨机需要4.69台时，冲击式破碎机需要1.89台时，若两者同时运作，生产100 m3成品砂需要1.35组时，由此可知，每100 m3成品砂中由棒磨机生产的砂占28.7%，由冲击式破碎机生产的砂占71.3%。据此，可对2个工序流程系数进行加权平均，其结果如表2所示。
表1 工序流程Ⅷ
序号工序流程Ⅷ原料开采原料运输粗碎运输中碎预筛分运输碎石筛分运输细碎制砂、运输棒磨机 制砂破碎机 制砂Ⅷ-11.3341.3211.3121.2751.2921Ⅷ-21.4221.4081.3981.3591.3771Ⅷ-31.0331.0231.0160.9871Ⅷ-41.0461.0361.0291Ⅷ-51.0171.0071Ⅷ-61.0101Ⅷ-71
表2 制砂工序流程系数
名称工序流程原料开采原料运输粗碎运输中碎预筛分运输碎石筛分运输制砂制砂1.3591.3461.3371.2991.3161
2) 生产中石、小石流程系数
根据图1，中石和小石加工的工艺流程是相同的，都为原料开采、原料运输、粗碎运输、中碎预筛分运输、碎石筛分运输，正好对应工序流程Ⅷ中的Ⅷ-3，其系数如表3所示。
表3 生产中石、小石工序流程系数
名称工序流程原料采原料运输粗碎运输中碎预筛分运输碎石筛分运输生产中石、小石1.0331.0231.0160.9871
3) 生产大石流程系数
从图1中可以看到，大石加工的工艺流程为原料开采、原料运输、粗碎运输、中碎预筛分运输，正好对应工序流程Ⅷ中的Ⅷ-4，其系数如表4所示。
表4 生产大石工序流程系数
名称工序流程原料开采原料运输粗碎运输中碎预筛分运输生产大石1.0461.0361.0291
工序单价又称为中间单价，是组成砂石骨料单价的基础。工序单价的计算主要依据《水电建筑工程预算定额》，结合施工组织设计和砂石料生产系统工艺流程图中的设备型号及数量，选择合适的定额。本砂石料加工系统中需分别计算原料开采、原料运输、粗碎运输、中碎预筛分运输、碎石筛分运输、制砂等6个工序的单价。
1) 原料开采工序单价
结合料场地质情况以及工程实际对开采料粒径的要求，原料开采采用YQ100型潜孔钻钻孔，梯段微差挤压爆破的方法，据此选择《水电建筑工程预算定额》中的[60242]，计算可得，原料开采工序单价为13.61元/m3。
2) 原料运输工序单价
下水库砂石料加工系统距离石料场2 km，施工组织设计采用4 m3挖掘机挖装25 t自卸汽车运输碎石原料，据此可选择《水电建筑工程预算定额》中的[60660]，计算可得，原料运输工序单价为8.47元/m3。
3) 粗碎运输工序单价
图1中，粗碎车间选用了2种不同的破碎机械进行加工，即旋回式破碎机和颚式破碎机，且两者同时运转，因此需要对两种机械的工作效率进行分析。结合工程实际情况可知，单独运转时，每生产100 m3的碎石半成品，旋回式破碎机需要0.32台时(根据工程实际情况，定额选取《水电建筑工程预算定额》中的[60277])，颚式破碎机需要0.64台时(根据工程实际情况，定额选取《水电建筑工程预算定额》中的[60289])，若两者同时运作，生产100 m3碎石半成品需要0.21组时，由此可知，每100 m3碎石半成品中，由旋回式破碎机生产的占66.67%，由颚式破碎机生产的占33.33%。图1中，粗砂车间粒径≤150 mm的原料无需经过破碎直接进入半成品料堆，根据设计对原料开采的要求，此部分大概占整个原料的30%。 由此可知，粗碎车间每生产100 m3碎石半成品，破碎机实际需要运转0.147组时， 因此，粗碎运输工序单价的计算公式为：
粗碎运输工序单价=[60277]×66.67%×70%+[60289]×33.33%×70%
(1)
计算可得，粗碎运输工序单价为1.83元/m3。
4) 中碎预筛分运输
图1中，第一筛分车间采用了2台2 YKR 2060型圆振动筛进行预筛分，根据圆振动筛的数量及型号，该工序对应《水电建筑工程预算定额》中的[60331]，由此计算可得，中碎预筛分运输工序单价为5.81元/m3。
5) 碎石筛分运输
图1中，第二筛分车间采用了3台2 YKR 2060型圆振动筛进行筛分，根据圆振动筛的数量及型号，对照《水电建筑工程 预算定额》的碎石筛分定额可知，需对[60373]和[60397]进行线性内插，计算公式为：
碎石筛分运输工序单价=[60373]×50%+[60397]×50%
(2)
计算可得，碎石筛分运输工序单价为3.82元/m3。
6) 制砂工序单价
制砂工序中同样采用了2台不同的制砂机械，其分析方法与粗碎运输工序单价的分析方法相同，因此，制砂工序单价的计算公式为：
制砂工序单价=[60426]×28.7%+[60474]×71.3%
(3)
计算可得，制砂工序单价为19.72元/m3。
成品料单价是由各工序单价和对应的工序系数相乘求和得到的，其计算公式为：
某成品骨料单价
(4)
由此计算得到的成品料单价如表5所示。
以上方法计算的仅为成品骨料单价的基本直接费，由于本工程单独招标，且该工程承包人需直接向主体工程施工承包人供应砂石料，因此，砂石料单价中还应计算本标承包人的其他直接费、间接费、利润和税金，如表6所示。
表5 各成品料单价 元/m3
大石(40～80mm)中石(20～40mm)小石(5～20mm)砂(<>
表6 各成品料最终单价 元/m3
大石(40～80mm)中石(20～40mm)小石(5～20mm)砂(<>
表7为自产加工砂石料价格与阳江市同期砂石料市场价对比后的经济性分析，从表7可以看到，自产加工砂石料价格显著低于砂石料市场价，仅砂石料材料费就节省投资2 465.82万元(不包含垫层及反滤料)，由此可见，自产加工砂石料对于节省工程总投资具有重要意义。
表7 自产加工砂石料经济分析
砂石料阳江市同期砂石料市场价/(元/m3)自产加工砂石料价格/(元/m3)价格差/(元/m3)骨料需求量/万m3节省投资/万元碎石(5～10mm)100.2540.3159.94碎石(10～20mm)100.2540.3159.94382277.72碎石(20～40mm)100.2540.3159.94砂(<>
随着自产加工砂石料的应用越来越普遍，其单价分析对于水电工程总投资确定和优化的意义也越来越重要。本文针对阳江抽水蓄能电站下水库砂石料加工系统，采用工序单价法，详细计算了自产加工砂石料的单价，并通过与砂石料市场价的对比分析，发现自产加工砂石料价格要显著低于砂石料市场价格，若该工程采用自产加工砂石料，则仅材料费就能节省2 465.82万元，由此可见自产加工砂石料的巨大潜力。本文为自产加工砂石料单价分析提供了参考，同时，也希望通过该计算过程，为自产加工砂石料加工系统的优化提供参考。
参考文献：
[1] 罗艳. 浅析水利水电工程人工砂石料生产质量控制措施[C]∥中国水利水电工程第二届砂石生产技术交流会论文集. 宜宾：2008:204-210．
[2] 刘志和，乔业，王忠禄,等. 水电工程人工砂石料生产技术[J].水利水电施工，2006(4):79-92．
[3] 路文典，魏书荣，朱其法. 我国水电工程人工砂石料机械加工技术展望[J].水电能源科学，2006，24(1)：46-49．
[4] 杨代璇，罗冬梅，杨浩秋,等. 砂石料单价分析在水利工程造价中的实际应用[J].水利科学与经济，2013，19(9)：74-76．
[5] 阮帆. 阳江抽水蓄能电站上水库人工砂石生产系统设计[J].广东水利水电，2012(12):61-63．
[6] 水电水利规划设计总院，可再生能源定额站. 水电工程造价指南(第二版)专业卷[M]. 北京：中国水利水电出版社，2010．
[7] 水电水利规划设计总院，中国电力企业联合会水电建设定额站. 水电建筑工程预算定额(2004年版)[M]. 北京：中国电力出版社，2008．
HE Xiangjun1，Chen Xi2
(1.Guangdong Hydropower Planning & Design Institute, Guangzhou 510635， China；2.Changjiang Institute of Survey, Planning,Design and Research, Wuhan 430014， China)
Abstract: Sand and aggregate is the main engineering material of pumped storage power station，as more and more pumped storage power plants to adopt the artificial sand and aggregate， the accurate and reasonable analysis of its price is more and more important for determining the construction cost. The process of calculating the price of artificial sand and aggregate by using the process price method are introduced，combined with the sand and aggregate processing system in the reservoir below of Yangjiang Pumped Storage Power Station. According to the calculation, the price of artificial sand and aggregate is significantly lower than the market price of sand and aggregate，which saves the investment. At the same time, this paper also provides some reference for the calculation and analysis of the price of artificial sand and aggregate from the pumped storage power station and other hydropower projects.
Keywords:sand and aggregate；technological process; process; process price
联系客服
