陈启民 邓万志 张扬

摘要：开展海上风电施工定额测量工作可以全面客观反映海上风电施工工艺流程、装备生产效率、资源投入情况。通过数据统计及分析，可以不断完善新技术、新方法、新工艺条件下的海上风电施工定额数据库，是企业建立定额管理机制的重要手段。以国内某海上风电项目风机基础嵌岩施工为例，通过“工作日写实法”真实地记录了高桩承台基础嵌岩施工流程、资源投入及生产效率，并利用“控制图”对实测样本数据进行统计分析后得到有效样本，进而形成建议定额中人工、材料、船舶（机械）资源消耗量。为在弱风化层分布不均的地质条件下采用类似基础型式的嵌岩施工成本分析、工效分析提供参考。

关 键 词：

海上风电场； 施工定额量； 基础嵌岩； 控制图

中图法分类号： Tu723.3

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.S2.043

0 引 言

目前，国内海上风电场规划设计阶段以国家能源局发布的《海上风电场设计概算编制规定及费用标准》《海上风电场工程概算定額》为依据，采用定额计价方法测算工程建设投资。由于定额中资源消耗量反映的是一段时期的社会平均生产率水平、装备技术能力水平，带有较强的地域性、时效性［1］。但是海上风电建设成本与地质、水文、气象、装备性能等因素密切相关，且近年来行业发展迅猛，风机大型化、由近海快速走向深远海、技术方案不断创新、装备能力不断提升、新型基础应用逐渐增多的趋势显著，现行定额规范无法完全适应当前市场价格水平［2］。然而，定额是国内工程造价专业技术人员开展计价活动的主要依据之一，因此有必要进一步加强落实企业关于造价管理的主体责任，尽快开展企业定额测量工作，以建立企业定额管理机制，为行业快速发展提供数据支持。

1 工程概况

1.1 项目概况

某项目规划装机容量为280 MW，离岸距离约6 km，场址90 m高度年平均风速8.35 m/s，最大水深约12 m，采用高桩承台基础型式，布置45台单机容量为6.375，8，10 MW的风机。

1.2 基础设计方案概述

项目混凝土承台直径约16 m，厚度5.5 m，承台底高程约+6 m，承台顶高程约+11 m。采用6根DN1700～2100（壁厚28～40 mm）的钢管桩作为基桩，钢管桩以竖向中轴线为圆心，平均布置于直径约12 m的圆形轨迹曲线上，为了满足承载力的需要，钢管桩需打入散体状强风化花岗岩不小于8 m或进入碎块状强风化花岗岩表面，故需要嵌岩施工，桩体斜率为6∶1。

1.3 嵌岩施工工序概述

施工过程中每个风机机位上布置两台ZJD3000全液压钻机，按照对角线顺序同时进行钻孔施工。施工流程如图1所示。

2 定额测量内容及方法

为了全面反映施工工艺流程、生产效率、资源真实投入情况，采用工作日写实法客观记录数据，并以连续测时法为主、循环测时法为辅的原则进行数据记录。按照施工工序，跟踪记录和收集可作业窗口期内现场从作业准备到完成嵌岩钻孔有关的所有人工、材料、船舶（机械）的消耗量及相关数据资料。

测量对象包括：工种、工人数量、出海时间，主要材料（如球齿滚刀、导向器、膨润土）及其他消耗性或周转性材料的消耗量，主要船舶（机械）（如交通船、运输船、履带吊、龙门吊、水泵、空压机、旋转钻机等）消耗量。

测量工序包括：交通船出行、钻孔、加钻杆、孔内补水、反压造浆、排渣、测孔深、拆钻杆、提钻检查等。

测量因素包括：测量时间、测量地点、天气、海况等。

3 数据分析原则及方法

先以实测样本数据为依据，按照拟定的工序划分原则，逐项统计分析各样本、各工序人工、材料、船舶（机械）实际消耗量水平，按照“控制图”原理对样本数据进行筛选，获得有效样本，形成实测平均消耗量；再在实测平均消耗量的基础上，按照定额消耗量的统计原则及其他技术环境影响因素合理调整实测平均消耗量，结合统计调查及收集的相关资料分析形成定额消耗量。

3.1 人工消耗量统计原则

根据劳动定额消耗量统计原则，人工消耗量一般应按照工种、岗位职务、专业技术熟练程度等进行划分，并以“工日”或“工时”为单位计量。工人在工作班内消耗的时间分为必需消耗的时间、损失时间两类，并按照此分类原则确定定额消耗量［1-2］。其中：

必需消耗的时间，指工人在正常施工条件下为完成一定合格工作任务所消耗的时间，是编制定额的主要依据。由有效工作时间、休息时间、不可避免中断时间组成。

损失时间，指因技术因素、组织因素上的缺陷以及工人在施工过程中的个人过失或某些偶然因素导致的时间消耗。由多余和偶然时间、停工时间、违背劳动纪律损失时间组成。

海上风电工程施工分为陆上作业、海上作业两类。由于海上作业人员的成本核算通常以工人出海天数为单位进行核算，且海上作业影响施工效率的主要因素是海况、地质条件、施工技术方案复杂程度、施工船舶（机械）的性能等，海上人工工资发放以工人实际出海天数为单位统计发放，与工人出海后在作业面上是否工作无关，故从有利于真实反映现场人工成本的角度出发，人工消耗量以“工日”为单位，按照出海历时（自离开码头起至返回码头止）和人工数量综合计算。

3.2 材料消耗量统计原则

将施工作业过程中所用到的材料，按照其对施工成本影响程度的高低划分为主要材料、其他材料。主要材料消耗量以现场作业过程中的实际消耗或投入数量进行统计。

3.3 船舶（机械）消耗量统计原则

在进行船舶（机械）消耗量分析时，首先按照定额编制原则将写实记录时间按定额时间划分，然后再根据海上风电施工船舶（机械）作业特点将船舶（机械）消耗量按工作和停置时段划分。

（1） 定额时间的划分原则。

经过对施工方案的分析，结合船舶（机械）的作业特点，将实测工时分为工序作业时间和规范时间、损失时间。其中工序作业时间和规范时间计入定额时间，损失时间计入非定额时间。

工序作业时间

即基本工作时间，指与完成一定计量单位合格产品直接相关的工时消耗。

规范时间包括工序作业时间以外的准备与结束时间、不可避免的中断时间以及休息时间，此外，由于海上风电施工特殊性，工人需要由交通船运送到相应施工工作面，交通船出行时间亦归入规范时间中。

损失时间主要指由于施工组织安排不当，需要等待作业船舶、材料供应不及时的等待时间、船舶（机械）故障的中断时间等。

（2） 工作和停置时段划分原则。

将船舶（机械）消耗量按照工作时间、停置时间划分，主要考虑以下因素：① 由于海上风电施工作业的特殊性，船舶（机械）不能灵活调遣，不可避免地等待时间相对较长；② 不同规模、不同施工方案导致船舶（机械）作业时间和停置时间构成比例差异较大；③ 现行港口与航道定额已将船舶（机械）消耗量划分为工作状态、停置状态；④ 据资料显示，欧洲海上风电船舶（机械）费用计算，也将工作状态与停置状态区分。

4 样本筛选

由于项目所在场址岩层分为沙土、散体状强风化、碎裂状强风化、弱风化等类型，且弱风化层分布不均。从嵌岩施工效率差异、统计的便利性、定额的适用性方面考虑，将岩层分为非弱風化（主要包括散体状强风化、碎裂状强风化）和弱风化等两类，并按上述2个子目类别进行样本筛选。

样本筛选采用“控制图（Control Chart）”理论。控制图是通过对生产过程质量特性进行记录、测量、评估，从而监测生产过程是否处于合理控制状态的一种用统计方法绘制的图。图上有三条平行线统称为控制线：中心线、上控制线、下控制线，并分布了按时间顺序抽取的样本统计量数值的描点序列。中心线位置代表所控制的统计量的算数平均值，上下控制线与中心线相距数倍标准差。若控制图中的描点落在上控制线与下控制线之外或描点在上控制线与下控制线之间的排列不随机，则表明这些描点状态异常。本项目以工序作业工时生产率、定额工时生产率为评价对象，按照各样本生产率较所有样本平均生产率±35%的波动幅度对样本有效性进行筛选。

4.1 嵌岩钻孔（非弱风化）

本次采集非弱风化岩层样本共12个。

经筛选有10个样本落在控制区内，属于有效样本，样本6、样本8落在控制区外，将其排除后进行第2次筛选。

2次筛选后，有9个样本落在控制区内，属于有效样本，样本1落在控制区外，将其排除后进行第3次筛选。

经过3轮筛选，剩余9个样本均落在控制区内，属于有效样本，所统计的数据可作为后续实测数据分析依据。

4.2 嵌岩钻孔（弱风化）

本次采集弱风化岩层样本共10个。

经筛选，有8个样本落在控制区内，属于有效样本，样本9、样本10落在控制区外，将其排除后进行第2次筛选。

经过2轮筛选，剩余8个样本均落在控制区内，属于有效样本，所统计的数据可作为后续实测数据分析依据。

5 实测消耗量

5.1 样本量

嵌岩钻孔（旋转钻机）（非弱风化）测得12个样本，其中有效样本9个；嵌岩钻孔（旋转钻机）（弱风化）测得10个样本，其中有效样本8个。

5.2 计量单位

与行业定额保持一致，以“m”为单位。

5.3 人材机消耗量

根据现场实测数据，分析各有效样本人工、材料、船舶（机械）消耗量，再算术平均作为实测消耗量。其中人工消耗量不包含船上人工、机上人工。主要船舶（机械）按不同规格型号分别计列艘（台）班消耗量，其他船机消耗量参照行业概算定额按主要船舶（机械）消耗量的2%计取。

6 建议定额消耗量

6.1 人工消耗量调整

在实测平均消耗水平的基础上，对人工消耗量作以下调整：

① 船上人工、机上人工（履带吊司机）费用计入船舶（机械）艘（台）班费中的二类费用，建议定额中不计列；

② 参照海上风电行业定额的表现形式，人工不分工种、级别，统一按“人工”列示；

③ 考虑到海上风电施工特点，实测定额中人工消耗量已按照历时、现场作业人数计算，并考虑了交接班时间、吃饭、休息等时间，编制建议定额时不再另外考虑。

6.2 材料消耗量调整

建议定额材料消耗量同实测消耗量。

6.3 船舶（机械）消耗量调整

船舶（机械）消耗量调整如下：① 实测定额中已考虑了合理准备、检修、维护和不可避免的间歇时间，建议定额不再考虑。

② 部分样本中用到的电焊机、割炬，由于消耗量较少，纳入其他船机使用费中考虑。

③ 部分样本数据采集到现场时因为场地限制，临时使用甲板驳堆存材料，但由于所发生的消耗量较少，纳入其他船机使用费中考虑。

④ 其他环境影响因素。

由于实测数据均在可作业窗口期内测得，但是海上风电施工作业效率易受到雾天季风、台风等因素影响，导致出现不能正常施工或必须施工等待的情况，为了提升定额的适用性，建议定额中需要考虑自然环境因素导致的施工降效。

国内海上风电场施工窗口期通常为3～10月，项目所在地施工窗口期相较其他地区偏短，每年夏秋两季台风多发，且冬春两季易受气旋后部冷空气造成的大风袭击，具有潮差大、大风天数多的气象水文特点。查阅历史气象资料，得到以下数据：

（1） 雾天数据。该地区全年约83%的雾天集中在1～6月。其中3～4月平均7 d/月，占比47%；5～6月平均4.45 d/月，占比30%。

（2） 季风数据。项目场址25 m高度上，5～8月平均风速小于10 m/s的可作业天数超过总天数的60%，3～4月略低于60%；100 m高度上，5～8月平均风速小于10 m/s的可作业天数超过总天数的60%，3～6月略低于50%。

（3） 台风天数据。5～8月为该项目所在地台风高发期，每个台风影响约1周左右，每年影响台风一般在3～5个。

综上所述，由于实测数据均在窗口期（4～9月）且正常工况情况下测得，未考虑台风、雾、暴雨等因素对施工降效的影响，故实测数据在形成建议定额时需要考虑一定的等待时间。经统计，该地区每年的可作业时间约为120～160 d，在窗口期内因自然环境因素导致不可避免的损失时间约占作业时间的25%，故编制建议定额时需要在人工、船舶（机械）消耗量基础上乘以1.25的海上作业降效调整系数。

综合以上因素，形成建议定额如图2所示。

对建议定额嵌岩钻孔各工序进行工效分析，如图3所示。

7 结 语

本文以国内某海上风电项目为例，通过“工作日写实法”客观、真实地记录了该项目高桩承台基础嵌岩施工工艺流程、生产效率、资源投入情况，引入了“控制图”原理对实测样本数据进行合理化筛选，形成建议定额人工、材料、船舶（机械）消耗量，供在弱风化层分布不均的地质条件下采用类似基础型式的嵌岩施工成本分析、工效分析参考。同时呼吁要进一步加强落实企业关于造价管理的主体责任，尽快开展企业定额测量工作，通过建立企业定额管理机制，为行业快速发展提供数据支持。

参考文献：

［1］ 郭琦，夏晓云，安慧.水电工程造价管理［M］.北京：中国电力出版社，2008.

［2］ 邓万志，张扬，余迪.海上风电高桩承台基础钢管桩沉桩定额测定方法研究［J］.工程经济，2018，28（5）：27-31.

（编辑：黄文晋）