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基于蒙特卡罗模拟的水电工程补充定额编制方法及推广探讨

  • 论文价格:150
  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:46522
  • 论文编号:el2022012321391227573
  • 日期:2022-01-23
  • 来源:上海论文网

工程管理论文哪里有?本论文是在可再生能源定额站全面启动水电工程行业定额标准制修订工作,而传统的工时研究和经验统计等定额编制方法不能有效适应定额修订和市场交易计价的背景下,结合水电工程定额编制实践案例,在详细分析当前水电工程建设施工管理模式和补充定额研究工作存在问题的基础上,参考和借鉴有关专家学者的研究成果,建立水电工程补充定额的蒙特卡罗算法模型,为水电工程补充定额编制提供一种新思路和新方法,即运用蒙特卡罗模拟技术编制水电工程补充定额。


1 绪论


1.2.1 国外定额发展和应用现状

(1)苏联(俄罗斯)定额及计价体系

苏联建筑行业从 1913 年帝俄时代开始实行统一的劳动定额,十月革命的爆发,使列宁进一步意识到泰勒制的意义,创造性地把产量定额运用于五金工人身上。为了在全民所有制企业推行先进的技术定额,苏联部长会议成立了中央工业劳动定额局,在各工业部门统一技术定额标准。在体制上,苏联全国约有部属定额标定站 150 个,直属各部劳动工资司和标定处双重领导,负担着建筑工程劳动定额的编制任务和研究工作。苏联工厂定额首次会议于 1925 年举行,会议制定了《建筑工程施工定额手册》,1936 年修改为《建筑工程产量统一定额与单价》,其后,又经过多次修订,到 1940 年平均水平提高了 18%~19%。1941~1955 年由于战争时期女工和新工人比例增加,部分定额水平(砌砖、混凝土、木工、运输等)有所降低,但仍高于 1928~1933 年定额水平的 250%。六十年代后,劳动定额成为科学劳动组织的基础,在工业企业生产和行政管理工作中推行科学劳动组织标准化,其中包括作业标准化,操作时间标准化,工作地布置与供应服务工作标准化等。进入七十年代,标准定额法越来越普及,即利用时间定额标准和设备运转规程标准来制定定额,简化了定额的编制方法,而且使定额工作的内容由研究工时消耗为主。

以上是苏联时期定额及计价标准的发展及应用情况。进入俄罗斯联邦时代,定额计价标准的制修订工作由俄罗斯国家建设局组织,目前俄罗斯定额计价体系主要包括国家基础预算定额、定价汇编(国家或行业统一定价汇编、个体定价汇编)、综合类预算定额(费率形式预算标准、扩大价格指标等)。国家基础预算定额又细分为建筑、维修、设备安装、安装调试等各种类型的标准汇编,上述汇编包括编制使用说明、预算定额表和工程量计算规则,预算定额表形式与我国现行的工民建定额基本类似,体现为基价费用定额,其价格水平采用的是 2001 年 1 月莫斯科市场价格。在具体编制工程预算时,设计院的预算员以国家基础预算定额为基础,依据价格汇编和各地区建筑主管部门印发的调整系数或价格指数,将基期的价格水平调整至报告编制期[7]。

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3 水电工程补充定额编制存在问题及改进研究


3.1 现行水电工程定额使用情况从目前可再生能源定额站发布的水电工程项目各阶段投资编制依据看,涉及项目前期阶段的计价依据比较多,主要包括 2003 版水电安装工程概算定额、2004 版本水电工程施工机械台时费定额、2004 版水电工程预算定额、2013 版概算编制规定、2013 版水电工程费用标准等七项定额标准。到目前为止,多项定额标准发布已经超过 10 年,已不能完全适应当前国家政策法规调整、工程造价管理改革、行业技术标准更新、项目投资管控要求。

此外近年来,国家陆续出台了包括全面实施营业税改征增值税,深化工程造价市场化改革、促进工程造价信息化发展等一系列指导性文件,对工程项目的安全生产管理、建设质量、能源耗用、环境保护、防恐防爆、劳动者权益保护等提出了更高的要求。随着水电工程建设过程中“四新”技术的不断涌现,行业技术标准不断更新,智能化、信息化要求不断提高,承发包以及施工建造市场情况发生了深刻变化,市场决定造价的改革不断深化。尤其是近年来国家全面推行“走出去”、“一带一路”等战略,工程计价标准的国际化进程加快。基于以上情况,需要对水电工程现行主要计价依据进行及时的修订、补充和完善。因此,为适应国家政策法规调整、工程造价管理改革、水电建设市场监管、行业技术标准更新、工程项目投资管理以及推进工程计价标准国际化的要求,为更好地服务于水电工程造价管理,进一步规范水电工程计价行为,满足工程建设各方对定额标准的使用需求,启动新一轮水电工程定额标准修订工作,将近年来水电工程施工领域较为成熟的工艺吸收纳入新定额,对原定额子目进行必要的增补是行业各方共同的期待。

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5 实例分析


5.1 案例背景介绍

5.1.1 反井钻机钻井技术在水电工程的应用对于水电工程而言,由于大部分抽水蓄能电站高压管道一般设计有中平段或下平段,并通过施工支洞连接外部出口,具备使用导井法施工的作业条件。而水电工程导井开挖作业,最初大多采用爬罐法;后期,凭借其安全、高效的施工优势、反井钻机施工技术得到水电建设参与各方的一致好评,成为破解水电站地下工程施工难点的有效技术[56, 57],在众多水电项目中得到广泛运用。

目前水电工程广泛应用的反井钻机是 BMC 系列钻机,而水电建筑工程预算定额(2004 版)中,反井钻机钻导井定额子目,是基于十三陵建设蓄能电站时所采用的 LM系列反井钻机施工导井进行编制的,原有的定额子目已经不能完全体现当前的施工工艺和管理技术水平,因此行业众多单位均提出编制反井钻机钻导井补充施工定额子目的要求。

5.1.2 依托项目工程概述

(1)工程概况

丰宁抽水蓄能电站项目坐落于河北丰宁县 ,站址距丰宁县城约 62km,对外交通方便。电站总装机容量 360 万 KW ,一期工程连接上水库和下水库,布置有 3 条水道系统,水道立面上采用双斜井布置,设有上平洞、上斜段、中平洞、下斜段和下平洞等,其中 1#高压管道上斜井斜直段 199.55m,1#高压管道下斜井斜直段 274.07m,2#高压管道上斜井斜直段 198.72m,2#高压管道下斜井斜直段 274.07m,3#高压管道上斜井与下斜井直段分别为 199.00m、273.63m,3 条高压管道上斜井上弯段、下弯段长度相同,分别为 27.75m、27.45m 。

(2)斜井地质条件

整个水道系统需要开挖的洞径为 6.7m/7.2m,地下岩石以(微风化)凝灰岩、中粗粒花岗岩为主,斜井开挖地质编录图显示,斜井大部分洞段围岩类别是Ⅲb 类,局部洞段受岩体中存在的裂隙影响为 IV 类围岩。


5.2 大直径反井钻机钻导井补充定额编制

5.2.1 补充定额编制准备工作

(1)划分子目和工序

本工程反井钻机钻导井施工工序为:前期准备→测量确定机械定位安装点→安装调试泥浆泵和定向钻机→钻进导孔(216mm)→导孔刷大(270mm)→拆除定向钻→上部安设 BMC500 型反井钻机→下部安装反拉钻头(2400mm)→自下而上反拉扩孔→下面汽车出渣→拆除设备并整理运输→导井施工结束。

为了便于反井钻机钻导井施工过程中所消耗的人工、材料、施工机械设备消耗数量的测定,根据施工程序和现行水电工程定额子目划分形式,将导井施工过程划分为导孔施工(含Ф216mm 和Ф270mm 导孔)和反拉扩孔两道工序。

(2)定额分析制定原则

通过现场分析,反井钻机钻导井主控机械为定向钻机和反井钻机,人工消耗量、高压泥浆泵、潜水泵台时消耗量均与主控机械台时消耗有关,因此本项目在开展现场观测记录、调研收资、数据整理分析时,将观测记录工作重点放在定向钻机和反井钻机两个主要机械设备的时间消耗量测定上;人工、材料和其他机械耗量或费用,参考 04 水电建筑工程预算定额或类似工程调研数据分析测算。

现场作业班组所记录的时间,包括一个工作班的开始时间和结束时间以及每次更换钻杆的时间,由于更换钻杆是与反井钻机施工工艺特点有关的中断时间,而这些中断均为必须要发生的,应将开始和结束时间以及必要中断时间纳入定额时间。因此,在进行时间归集时按以下原则处理,即在正常施工条件下,班组从开始工作至结束的工作时间全部按有效时间考虑(因现场停水断电等因素造成工作班内长时间停工除外),人工、高压泥浆泵、潜水泵等配套人员和设备工作时间消耗以主控机械台时消耗量为基础,根据实际配置数量计算。


6 结论与建议


6.1 本文的主要工作和研究成果

本论文是在可再生能源定额站全面启动水电工程行业定额标准制修订工作,而传统的工时研究和经验统计等定额编制方法不能有效适应定额修订和市场交易计价的背景下,结合水电工程定额编制实践案例,在详细分析当前水电工程建设施工管理模式和补充定额研究工作存在问题的基础上,参考和借鉴有关专家学者的研究成果,建立水电工程补充定额的蒙特卡罗算法模型,为水电工程补充定额编制提供一种新思路和新方法,即运用蒙特卡罗模拟技术编制水电工程补充定额。研究过程中形成的主要成果和结论如下:

(1)蒙特卡罗模拟技术可以利用已知的有限样本数据预测整体的消耗量,有效减少定额测试的工作量,大大提高补充施工定额编制效率,切实解决当前定额编制中广泛存在的“小样本、贫信息”问题。即一方面可以解决原始数据样本偏少所带来的困境,补齐定额基础数据短板;另一方面运用蒙特卡罗方法可以提高数据测算精度和定额消耗量成果质量。

(2)论文结合国网新源控股有限公司“水电工程大直径机钻导井施工技术经济研究”课题,运用蒙特卡罗模拟技术,建立借助 MATLAB 软件进行编程计算,并以“大直径反井钻机钻导井补充定额编制”为例开展研究,分析测算模拟结果的精度,结果表明将蒙特卡罗模拟技术应用到水电工程补充定额编制工作中是可行的。

(3)在论文实例部分,根据相关规程规范推荐参考值,并结合专家提供的经验数据,利用 EXCEL 图表法初步拟合得出反井钻机施工效率 V 与岩石抗压强度 R 之间的线性关系,并通过已有的现场观测和试验数据对初拟的函数关系式进行修正,建立了施工效率 V 和岩石抗压强度 R 之间的经验公式。

(4)考虑到岩石抗压强度 R 是实验室试验数据,相对现场观测计算数据 V 稳定性更好,本文建立了稳定输入量岩石抗压强度 R 与输出量反井钻机施工效率 V 之间的经验公式,在此基础上使用蒙特卡罗方法进行抽样模拟,计算反井钻机机械台时消耗量。

参考文献(略)

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