袁建飛

(中鐵一局集團第五工程有限公司，陜西 寶雞 721006)

0 引言

隧道施工過程中，相關工程數(shù)量的計算在項目施工管理中起著舉足輕重的作用。每個月都要經(jīng)歷一次制定材料計劃，月末驗工計價，材料消耗核算等項目成本核算工作。以上工作均離不開工程量計算，而這些具有不同用途的數(shù)據(jù)涉及工程建設資金、材料、試驗、工程等方面，如何在很短時間將這些項目繁多、冗雜的數(shù)據(jù)分門別類而又有機統(tǒng)一起來，是實現(xiàn)隧道工程量計算的首要任務。雖然這些數(shù)據(jù)隨著施工進度，而發(fā)生變化，但某一些計算方法卻每月重復。通過觀察，這些存在于不同表格中，并以多種形式出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，具有這樣的特性:復雜性、統(tǒng)一性、相互驗證性。找到其關聯(lián)，是解決這一問題的前提。而尋找一種既能夠快速進行數(shù)據(jù)處理，又能夠根據(jù)各部門不同需要快速的將數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來的方法成為問題的焦點。

經(jīng)過反復試驗，并在推廣過程中不斷完善，最終得出了一種能夠將海量數(shù)據(jù)計算過程簡化的方法，即利用微軟Office中Excel強大的數(shù)據(jù)處理能力建立數(shù)據(jù)模型以使工程量計算簡化。可稱之為“一站式輸出”，即只需輸入計算里程和長度，便可在相應的表格中得到想要的數(shù)據(jù)。以中南鐵路發(fā)鳩山隧道工程量計算系統(tǒng)為例，對主要步驟截圖說明。

1 整體思路

數(shù)據(jù)建模定義為:對現(xiàn)實世界各類數(shù)據(jù)的抽象組織，確定數(shù)據(jù)庫需管轄的范圍、數(shù)據(jù)的組織形式等直至轉化成現(xiàn)實的數(shù)據(jù)庫。將經(jīng)過系統(tǒng)分析后抽象出來的概念模型轉化為物理模型后，在Visio或Erwin等工具建立數(shù)據(jù)庫實體以及各實體之間關系的過程(實體一般是表)。

在本案中數(shù)據(jù)建模的中心思想為:利用Excel建立一個龐大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并通過Excel強大的運算能力，將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行引用、篩選、求和，最終以各種表現(xiàn)形式輸出［1－2］。

隧道工程量計算的整體思路為:以隧道圍巖統(tǒng)計表為主線，延展出相應圍巖的延米數(shù)量表，根據(jù)所需計算的里程范圍，運用Excel數(shù)據(jù)合并計算功能，快速實現(xiàn)不同類型襯砌斷面求和，再通過函數(shù)將數(shù)據(jù)鏈接至各部門所需的輸出表中，如材料計劃、清方單、設計材料消耗等。

2 建立數(shù)據(jù)模型

根據(jù)隧道工程量計算的整體思路對數(shù)據(jù)建模過程進行剖析。站在項目管理的角度，統(tǒng)管各工點，若計算規(guī)則不統(tǒng)一，會使得收集到的數(shù)據(jù)雜亂而難于復核，因此，在進行數(shù)據(jù)分析之前，首先是統(tǒng)一計算規(guī)則。

2.1 明確延米數(shù)量計算規(guī)則

為了保證隧道工程月末清方工程數(shù)量盡可能與現(xiàn)場一致，又能簡單操作便于項目成本核算與現(xiàn)場管控，按照施工工序結合分部分項劃分，特制定隧道延米數(shù)量計算規(guī)則，具體見表1。

表1 發(fā)鳩山隧道延米數(shù)量計算規(guī)則Table 1 Calculation roles of Fajiushan tunnel

2.2 編制圍巖襯砌斷面延米數(shù)量表

隧道的施工工法及支護形式與各里程段的襯砌斷面類型密不可分。圖1為發(fā)鳩山隧道襯砌斷面類型，與之對應的圍巖襯砌斷面延米數(shù)量是計算工程量的基礎，它乘以計算長度即可得出結果，為便于相互復核，必須將計算過程體現(xiàn)出來。通過實踐，按照隧道工程分部分項劃分將施工過程進行細化、拆分，按照不同圍巖類別(加寬值)編制出了圍巖襯砌斷面延米數(shù)量套表(為方便大家理解截圖說明，見圖2—4)，作為《已完工程數(shù)量清方單》的附表，這樣既體現(xiàn)了計算過程，更重要的是便于復核。

編制過程應注意，延米數(shù)量表中各部位延米數(shù)量劃分應嚴格按照上述計算規(guī)則確定，同時為了便于計算，各個圍巖級別(加寬值)延米數(shù)量表應保持行與列的統(tǒng)一，也就是說無論任何一種斷面對應的延米數(shù)量表均應保持表格形式的絕對統(tǒng)一，如果所對應的工程項目無對應內(nèi)容，那么只需將對應位置數(shù)字空缺即可。這對下一步的數(shù)據(jù)引用和運算是非常重要的。

2.3 編制隧道圍巖統(tǒng)計表

隧道工程月度收方一般按里程部位進行收方，為了過程可顯，又能清楚直觀地展現(xiàn)各里程段落所對應的襯砌類型，最終實現(xiàn)“一站式”輸出目的，特編制《隧道圍巖統(tǒng)計表》，見圖5。

2.4 編制數(shù)據(jù)輸出形式

通過以上幾個步驟，已基本建立出了隧道工程數(shù)量計算過程的模型，而這些數(shù)據(jù)通過計算，會將結果存儲在具有一定功能，且被其他部門所需要的表格中，最終以表格的形式輸出。如何進行數(shù)據(jù)分類匯總是我們這步需要進行的工作，統(tǒng)一表格形式，編制相應的數(shù)據(jù)輸出表格。具體操作步驟為:

1)按照本工程隧道施工合同所列項目編制《已完勞務作業(yè)數(shù)量清方單》(見圖6)。

2)根據(jù)項目物資管理特點編制《設計材料消耗表》、《材料計劃表》［6］(見圖 7和圖 8)。為便于各部門協(xié)作，必須注意格式統(tǒng)一，以便于利用該計算系統(tǒng)大幅度提高工作效率。另外為了便于查詢，支付編號以及材料序號必須統(tǒng)一，否則查詢速度及其效率將大打折扣。

按照不同配比對混凝土進行分類匯總，以便將各類混凝土按照理論配比換算為相應材料，利用Excel函數(shù)Sumproduct()數(shù)組計算命令可以方便地進行計算與分類匯總，表格形式見圖9。

圖9 設計混凝土原材料計算表Fig.9 Calculation of raw materials of design concrete

3 系統(tǒng)集成

根據(jù)各部位延米數(shù)量計算規(guī)則，先后制作了《各襯砌斷面延米數(shù)量表》、《隧道圍巖統(tǒng)計表》、《設計混凝土分配表》、《清方單》、《材料計劃》、《設計材料消耗》，那么如何將這些看似零散的表格集成以發(fā)揮其強大數(shù)據(jù)處理功能成為問題的關鍵。這些數(shù)據(jù)之間存在著一定的邏輯關系，利用這些邏輯關系，運用Excel的運算能力，實現(xiàn)“一站式”計算的目的。這套計算系統(tǒng)強調(diào)計算過程可見，重視Excel函數(shù)特別是數(shù)組強大處理功能的運用。

3.1 隧道圍巖統(tǒng)計表與延米數(shù)量表之間鏈接

隧道圍巖統(tǒng)計表中一種襯砌斷面對應2列，一列為完成里程段，另一列為對應完成長度。將隧道圍巖統(tǒng)計表完成里程段與隧道圍巖襯砌斷面延米數(shù)量表對應完成里程段鏈接即可實現(xiàn)自動計算。鏈接中運用Excel中IF()等函數(shù)實現(xiàn)。此項工作由于隧道對應襯砌斷面多造成該步工作量巨大，加之該步驟相對枯燥容易出現(xiàn)錯誤，為了提高效率制作完一個襯砌斷面后，其他斷面可以建立副本重命名后利用查找替換高級命令進行替換即可，本步驟計算公式相對簡單，不再贅述。

3.2 各圍巖襯砌斷面延米數(shù)量表求和

將各圍巖襯砌斷面延米數(shù)量表與圍巖統(tǒng)計表鏈接完成后，利用Excel數(shù)據(jù)合并計算命令將上述10種襯砌斷面進行求和，文首要求制作圍巖襯砌斷面延米數(shù)量表時必須固定行與列，從利用合并計算命令進行計算，Excel提供2種合并計算的方法:按位置合并和按類別合并。按位置合并計算數(shù)據(jù)時，要求所有源區(qū)域中的數(shù)據(jù)被相同地排列，也就是說每一個源區(qū)域中的數(shù)據(jù)都必須在相對的位置上;如果每個源區(qū)域中的數(shù)據(jù)排列各異，則應按類別合并。

本計算系統(tǒng)數(shù)據(jù)排列完全相同，采用位置合并計算。圖10為創(chuàng)建連接數(shù)據(jù)界面，計算步驟如下:

圖10 創(chuàng)建連接數(shù)據(jù)界面Fig.10 Connection data establishing interface

1)合并表可由復制產(chǎn)生，在清除“數(shù)量”中的數(shù)據(jù)同時選中此區(qū)域。

2)選“數(shù)據(jù)”→“合并計算”，在“函數(shù)”中選“求合”;在“引用位置”中分別引用和添加Ⅲ級圍巖復合式襯砌斷面(W=0)、Ⅴ級圍巖下錨洞復合式襯砌斷面(W=30)…2工程數(shù)量合并計算表中的“I5:B153”(數(shù)量區(qū)域)。

3)如果勾選“創(chuàng)建連至源數(shù)據(jù)的鏈接”，則源數(shù)據(jù)發(fā)生變化，合并表也會相應發(fā)生變化。

3.3 按需進行數(shù)據(jù)分類歸集

工程數(shù)量合并計算完成后，可將這些數(shù)據(jù)按不同需要與相應項目管理表格進行鏈接，鏈接過程中建議使用“Round(Subtotal(function_num，ref1，ref2，...))命令。

Subtotal(function_num，ref1，ref2，...)

Function_num為1到11(包含隱藏值)或101到111(忽略隱藏值)之間的數(shù)字，指定使用何種函數(shù)在列表中進行分類匯總計算［7］。

3.4 結果驗證

系統(tǒng)連接結束后，對整個系統(tǒng)進行驗證測試，以確保以上工作的正確性。具體方法為:分別在《圍巖統(tǒng)計表》中長度欄填寫1或者1的整10倍，觀察《清方單》中的數(shù)據(jù)是否為相應圍巖類別嚴密數(shù)量的整10倍數(shù)。

數(shù)據(jù)鏈接位置驗證可采用有關命令進行計算判定，比如可以檢查鏈接數(shù)據(jù)所在單元格位置與鏈接入部位是否匹配。所有數(shù)據(jù)逐一核對后該計算系統(tǒng)方可投入使用。

4 應用效果

該方法廣泛應用于發(fā)鳩山隧道各工區(qū)后，大大地提高了技術人員的工作效率，由于規(guī)則和格式的統(tǒng)一，更便于技術人員之間的交流和復核，因此，創(chuàng)造了較為融洽的工作環(huán)境。

5 結論

該隧道工程量計算系統(tǒng)適用于復雜長大隧道工程數(shù)量的計算，其特點為“一站式輸出”，以此實現(xiàn)長大隧道工程數(shù)量的準確、簡捷、快速計算，為項目精細化管理提供可靠數(shù)據(jù)支持。

［1］ Wayne Lwinston.精通Excel 2007數(shù)據(jù)分析與業(yè)務建模［M］.許達生，譯.北京:清華大學出版社，2008.

［2］ Bill Jen Tracy Syrstad.巧學巧用2003VBA與宏(中文版)［M］.王軍，譯.北京:電子工業(yè)出版社，2005.

［3］ 鐵道部建設管理司.鐵路工程工程量清單計價指南:土建部分［S］.北京:中國標準出版社，2007.

［4］ 鐵道部建設管理司.鐵路基本建設工程設計概預算編制辦法［S］.北京:中國標準出版社，2006:116－122.

［5］ 鐵道部建設管理司.鐵路工程概預算工程量計算規(guī)則［S］.北京:中國標準出版社，2010:20－23.

［6］ 張春.利用Excel電子表格進行材料管理［J］.山西建筑，2008，34(1):362 －363.

［7］ 張澤江.Excel在工程算量中的運用技巧［J］.山西建筑，2009，35(10):362－364.