【摘要】：本文主要介紹了目前城市地鐵區(qū)間隧道暗挖施工中的盾構(gòu)法技術(shù)、費(fèi)用組成。通過(guò)造價(jià)編制過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)分析，提出區(qū)間隧道造價(jià)控制的觀點(diǎn)，為以后更好的對(duì)盾構(gòu)法施工區(qū)間隧道的造價(jià)控制提供一些參考依據(jù)。

　　【關(guān)鍵詞】：盾構(gòu)法,施工技術(shù),經(jīng)濟(jì)分析

　　1、 引言：

　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，城市交通的擁堵現(xiàn)象在各個(gè)城市中突顯。人們從過(guò)去的盲目追求GDP值轉(zhuǎn)換到現(xiàn)在GEP值，從過(guò)去追求經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)到目前大眾普遍共同關(guān)注的PM2.5。國(guó)家提倡大力發(fā)展公共交通，限制汽車的尾氣排放已經(jīng)擺在了眼前。城市軌道交通的建設(shè)在各大城市中也如火如荼的展開(kāi)，截至2012年底，全國(guó)已有三十余座城市已建成或已開(kāi)始建設(shè)城市地鐵。

　　目前在地鐵區(qū)間隧道的施工中，施工工法不外乎有一下幾種：明挖法施工、礦山法暗挖施工以及盾構(gòu)法暗挖施工。因盾構(gòu)法施工安全可靠，對(duì)周邊地面建筑物、地下管線遷改干擾小，造價(jià)便宜，近年來(lái)越來(lái)越多的被采用。

　　2、 區(qū)間隧道盾構(gòu)法施工的現(xiàn)狀：

　　單純從盾構(gòu)法施工角度來(lái)看，中外盾構(gòu)技術(shù)的差距表現(xiàn)在：國(guó)外的盾構(gòu)工法種類多且全，國(guó)內(nèi)盾構(gòu)的工法比較單一。斷面多樣化、高速施工、近鄰施工、長(zhǎng)距離、成本控制成為國(guó)外盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展的主流;國(guó)內(nèi)近年來(lái)大斷面、大深度、近鄰施工的技術(shù)逐漸成熟，與國(guó)外的差距逐漸縮小，有些地方已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;國(guó)內(nèi)在復(fù)雜斷面、成本控制上還相對(duì)落后。

　　根據(jù)掌握的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，若采用盾構(gòu)法施工，目前較為適用的盾構(gòu)形式是泥水盾構(gòu)或土壓平衡盾構(gòu)。泥水盾構(gòu)對(duì)地層穩(wěn)定性的控制較好，但工藝復(fù)雜且輔助設(shè)備多，尤其是需要泥水處理設(shè)備，占地面積大，費(fèi)用較高。土壓平衡盾構(gòu)可節(jié)省泥水處理設(shè)備費(fèi)用，造價(jià)較泥水盾構(gòu)低，對(duì)周邊環(huán)境無(wú)污染。通過(guò)大量的工程實(shí)踐，土壓平衡盾構(gòu)已大大的顯示出技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，因而得到了快速的發(fā)展和推廣。成為當(dāng)前區(qū)間隧道施工的首選方案。它可根據(jù)不同的施工條件和地質(zhì)要求，采用不同的開(kāi)挖面穩(wěn)定裝置和排土力式，設(shè)計(jì)成不同類型的土壓平衡盾構(gòu)，使其能適應(yīng)從松散粘土至砂卵石土層范圍內(nèi)的各種土層，能更好的穩(wěn)定開(kāi)挖面地層，減少和防止地面變形，提高隧道的施工質(zhì)量。下面主要就結(jié)合不同地層簡(jiǎn)要對(duì)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)行分析。

　　2.1、盾構(gòu)法施工的適用范圍：

　　區(qū)間隧道的施工方案是根據(jù)地質(zhì)資料、地下水發(fā)育、隧道埋深、地下管線等來(lái)決定的。在地面交通繁忙，地面建筑物和地下管線密布，對(duì)地面沉降要求嚴(yán)格的區(qū)域，不宜采用明挖法施工。如果地下水比較發(fā)育，圍巖穩(wěn)定性差，或區(qū)間隧道長(zhǎng)而且工期要求緊迫，宜不能采用礦山法時(shí)，采用暗挖盾構(gòu)法施工才是經(jīng)濟(jì)合理的。盾構(gòu)法施工具有施工速度快、洞體質(zhì)量比較穩(wěn)定、對(duì)周圍建筑物影響較小等特點(diǎn)，適合在軟土地基段施工。尤其在松軟不穩(wěn)定單一地層，特別是流砂涌水地段采用盾構(gòu)法施工是安全有效的方法。同時(shí)，盾構(gòu)法施工的工作面較少，不受地面交通控制，正好與城市軌道交通在繁華鬧市區(qū)的特點(diǎn)相適應(yīng)，地面人文自然景觀也能受到良好的保護(hù)。

　　2.2、盾構(gòu)法施工的施工工藝：

　　盾構(gòu)法施工的工序較為復(fù)雜且施工精度、技術(shù)含量很高，其主要施工步驟為：在盾構(gòu)法施工的隧道的起始端和終止端各建一個(gè)工作井，分別稱為盾構(gòu)始發(fā)井和到達(dá)井;依靠盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏?作用在已拼裝好的襯砌環(huán)和工作井后壁上)將盾構(gòu)機(jī)從起始工作井的墻壁開(kāi)孔處推出(此工序?yàn)槎軜?gòu)機(jī)的出洞);盾構(gòu)在地層中沿著設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行掘進(jìn)，在掘進(jìn)的同時(shí)不斷出土和安裝襯砌管片;及時(shí)向襯砌管片背后的空隙注漿，防止地層移動(dòng)和固定襯砌環(huán)位置;盾構(gòu)進(jìn)入終端工作井并被拆除(此工序?yàn)槎軜?gòu)機(jī)的進(jìn)洞)。如施工需要，可穿越工作井或盾構(gòu)過(guò)站再向前推進(jìn)。

　　對(duì)于地鐵建設(shè)而言，區(qū)間隧道一般應(yīng)結(jié)合車站結(jié)構(gòu)的施工，盾構(gòu)工作井可以作為車站結(jié)構(gòu)的一部分，這樣隧道施工可以省去工作井建造，節(jié)省投資。

　　整體施工工序?yàn)椋?/p>

　　施工準(zhǔn)備----盾構(gòu)掘進(jìn)----管片預(yù)制、運(yùn)輸----管片接縫、拼裝----注漿、加固----監(jiān)測(cè)----土石方運(yùn)輸----盾構(gòu)過(guò)站、轉(zhuǎn)場(chǎng)、調(diào)頭----盾構(gòu)機(jī)解體吊出。

　　盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程依據(jù)造價(jià)分析可劃分為4個(gè)階段：1、負(fù)環(huán)段掘進(jìn)(從拼裝后靠管片起至盾構(gòu)尾離開(kāi)洞井內(nèi)壁止)2、出洞段掘進(jìn)(從盾尾離開(kāi)出洞井內(nèi)壁至盾尾離開(kāi)出洞井內(nèi)壁40米止)3、正常段掘進(jìn)(從出動(dòng)段掘進(jìn)結(jié)束到進(jìn)洞段掘進(jìn)開(kāi)始)4、進(jìn)洞段掘進(jìn)(從盾構(gòu)切口距進(jìn)洞井外壁5倍的盾構(gòu)機(jī)直徑到盾構(gòu)入基座止)。

　　3、 盾構(gòu)法施工的費(fèi)用構(gòu)成：

　　為了詳細(xì)剖析盾構(gòu)法施工的造價(jià)構(gòu)成，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)，將區(qū)間盾構(gòu)法施工分解為5個(gè)部分進(jìn)行分析：(1) 盾構(gòu)機(jī)費(fèi)用，(2) 掘進(jìn)費(fèi)用，(3) 管片費(fèi)用，(4) 洞口加固費(fèi)用，(5) 豎井及聯(lián)絡(luò)通道等五個(gè)部分。

　　盾構(gòu)機(jī)車架吊入井底、井下組裝就位與盾構(gòu)連接、車架上的設(shè)備安裝、水電氣管安裝。安裝完畢開(kāi)始出洞施工;并在下個(gè)洞口進(jìn)入吊出井(進(jìn)洞井)，進(jìn)行拆除、吊出豎井裝車。因此與盾構(gòu)機(jī)有關(guān)的費(fèi)用有:盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)輸費(fèi)用、盾構(gòu)機(jī)的安拆及車架安拆費(fèi)用、盾構(gòu)過(guò)站及掉頭、轉(zhuǎn)場(chǎng)費(fèi)用、盾構(gòu)機(jī)攤銷費(fèi)用。

　　掘進(jìn)費(fèi)用根據(jù)施工工藝和工程定額的劃分分為：負(fù)環(huán)段掘進(jìn)、出洞段掘進(jìn)、正常段掘進(jìn)、進(jìn)洞段掘進(jìn)。

　　管片費(fèi)用大致分為：管片的預(yù)制、場(chǎng)外(內(nèi))運(yùn)輸、拼裝、接縫等。

　　4、 盾構(gòu)法施工的經(jīng)濟(jì)分析：

　　盾構(gòu)機(jī)制造費(fèi)用對(duì)工程造價(jià)的影響：盾構(gòu)機(jī)的制造價(jià)格大概每臺(tái)在3000多萬(wàn)元到6000多萬(wàn)元不等，盾構(gòu)機(jī)的機(jī)械使用費(fèi)約占隧道工程總造價(jià)的四分之一左右，其制造價(jià)格對(duì)工程造價(jià)的影響是巨大的。盾構(gòu)機(jī)選擇主要與隧道穿越的地層有關(guān)，因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)穿越地層強(qiáng)度越高，對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤的強(qiáng)度、剛度及主軸承抗扭強(qiáng)度要求就越高，其制造費(fèi)用也相應(yīng)增加。盾構(gòu)機(jī)的制造費(fèi)用不能在一個(gè)工程項(xiàng)目中一次性攤銷完成，而是按照盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)壽命里程來(lái)攤銷，目前生產(chǎn)的盾構(gòu)機(jī)一般設(shè)計(jì)壽命里程為10公里。因此不同的盾構(gòu)機(jī)類型每米攤銷制造費(fèi)用也不同。由于土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)工作主要依靠刀具對(duì)土(巖)體進(jìn)行切削，刀具屬于易耗品，并且價(jià)格高，對(duì)盾構(gòu)隧道工程造價(jià)影響較大，且在盾構(gòu)機(jī)的制造費(fèi)用占主導(dǎo)地位。因此掘進(jìn)不同地層選用不同的刀具，引起區(qū)間隧道工程每米造價(jià)也不同。

　　盾構(gòu)機(jī)在不同地層中的掘進(jìn)速度對(duì)工程造價(jià)的影響：根據(jù)盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)廠家提供的資料，盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度因地質(zhì)資料的變化而變化。由于在不同土(巖)層中掘進(jìn)速度不同，造成每米盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)工作所消耗的人工費(fèi)、電費(fèi)及機(jī)械臺(tái)班費(fèi)也不同。根據(jù)施工規(guī)范和施工經(jīng)驗(yàn)，盾構(gòu)機(jī)的正常掘進(jìn)速度單洞掘進(jìn)尺度為粘土層中4.80m/h，強(qiáng)風(fēng)化巖層中為2.70m/h，中風(fēng)化巖層中為2.30m/h，微風(fēng)化巖層中為2.25m/h。以上數(shù)據(jù)顯示，粘土層、強(qiáng)風(fēng)化巖層比中、微風(fēng)化巖層每米的掘進(jìn)距離要短，工程造價(jià)要低。

　　掘進(jìn)過(guò)程中的溶洞、孤石等特殊地層對(duì)隧道工程中工程造價(jià)的影響是巨大的：溶(土)洞主要存在于石灰?guī)r地層中，若隧道路線或施工擾動(dòng)范圍內(nèi)存在溶洞或土洞，須提前對(duì)溶(土)洞進(jìn)行注漿填充。地層中的孤石會(huì)引起盾構(gòu)機(jī)卡刀盤現(xiàn)象，或由于孤石太大無(wú)法切割不能推進(jìn)。如果不能在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前發(fā)現(xiàn)并處理大直徑的孤石，掘進(jìn)就會(huì)停滯，造成機(jī)械停臺(tái)和工人窩工現(xiàn)象，時(shí)間可能需要幾個(gè)月，處理費(fèi)用在幾萬(wàn)元到百萬(wàn)元不等。

　　綜上所述，不同的地質(zhì)條件盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)速度、選用刀具的種類、及刀具消耗量差異較大，以中、微風(fēng)化巖層費(fèi)用最高，土層的最低，引起區(qū)間盾構(gòu)隧道的每米造價(jià)也不等。

　　鋼筋混凝土管片對(duì)區(qū)間隧道工程造價(jià)的影響：暗挖隧道盾構(gòu)法主要依靠鋼筋混凝土管片來(lái)支撐土體，管片的寬度、厚度和配筋量的不同直接影響區(qū)間隧道工程的每米造價(jià)。目前國(guó)內(nèi)使用的鋼筋混凝土管片寬度主要有1200mm和1500mm兩種，寬度1500mm的管片每米使用的嵌縫防水材料、螺栓手孔處理數(shù)量，比1200mm的管片用量要少。管片的厚度主要有300mm和350mm兩種規(guī)格，配筋量宜不同。如按這兩種不同厚度的管片計(jì)算，隧道每米混凝土的用量相差1.06m³。以每立方米管片1800元計(jì)算，每米造價(jià)相差1908元，如果項(xiàng)目隧道工程長(zhǎng)度按照4000米計(jì)算，則增加隧道工程造價(jià)760萬(wàn)元。

　　地面建(構(gòu))筑物對(duì)區(qū)間隧道工程造價(jià)的影響：由于城市軌道交通建設(shè)主要在地面以下，而隧道上方往往會(huì)存在一定的建筑物或構(gòu)筑物。如果建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)浸入隧道，那么在隧道施工前就要進(jìn)行樁基托換。建(構(gòu))筑物的基礎(chǔ)沒(méi)有浸入隧道，若所處地質(zhì)條件較差，在盾構(gòu)機(jī)通過(guò)時(shí)也可能產(chǎn)生不良影響，因此在盾構(gòu)機(jī)到達(dá)前也要進(jìn)行加固處理。在城市市中心施工的項(xiàng)目需要托換或加固的樓房基礎(chǔ)的幾率很大，因此隧道工程造價(jià)也要增加。

　　進(jìn)出洞洞口的加固、豎井及聯(lián)絡(luò)通道的施工工法對(duì)區(qū)間隧道工程造價(jià)的影響：聯(lián)絡(luò)通道不僅起聯(lián)通區(qū)間兩條隧道的作用，還往往與區(qū)間排水泵房合建，因此聯(lián)絡(luò)通道的位置一般在區(qū)間隧道的最深處，通道的上方地面多為市政道路或房屋，施工比較困難。施工方法一般采用洞內(nèi)凍結(jié)法加固和地面加固土體后礦山法施工兩種方法。地面加固土體后礦山法施工一般需要地面有一定施工場(chǎng)地，對(duì)施工場(chǎng)地要求比較苛刻。但洞內(nèi)凍結(jié)法加固方式費(fèi)用要比地面土體加固礦山法施工費(fèi)用高很多，增加區(qū)間隧道工程每米造價(jià)。

　　目前，建設(shè)部已經(jīng)推出城市軌道交通預(yù)算定額，地鐵建設(shè)開(kāi)展較早的一些城市也早已推出地方地鐵定額來(lái)供造價(jià)編制人員使用。涉及地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)法施工的定額大概有20多條子目，但對(duì)隧道工程造價(jià)影響較大的定額子目并不多。盾構(gòu)機(jī)的制造費(fèi)用攤銷已經(jīng)在盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)定額子目中考慮，不需要再重新計(jì)算。編制工程造價(jià)時(shí)人工、材料、機(jī)械臺(tái)班單價(jià)等采用當(dāng)?shù)禺?dāng)期的建筑工程材料及設(shè)備價(jià)格信息公布的信息價(jià)，計(jì)價(jià)依據(jù)采用當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)工程造價(jià)計(jì)價(jià)規(guī)則的有關(guān)規(guī)定。按盾構(gòu)機(jī)的安裝、拆除;車架的安裝、拆除;盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn);壓漿;柔性接縫環(huán);預(yù)制鋼筋混凝土管片制作與拼裝;管片場(chǎng)外運(yùn)輸以及場(chǎng)內(nèi)的短駁運(yùn)輸;管片設(shè)置密封條;管片嵌縫;管片手孔處理;負(fù)環(huán)管片拆除;隧道內(nèi)管線路拆除等定額子目來(lái)進(jìn)行造價(jià)的編制。

　　5、 盾構(gòu)法施工的造價(jià)控制：

　　通過(guò)分析地鐵區(qū)間暗挖隧道盾構(gòu)法施工過(guò)程中的組成費(fèi)用，這些都是影響工程造價(jià)的主要因素。但這些因素中不確定因素主要有兩個(gè)：一是地質(zhì)因素，由于區(qū)間隧道工程是一個(gè)線性工程，目前主要依賴鉆探方式來(lái)確定地層情況，但鉆探并不能完全真實(shí)的反映工程地質(zhì)情況。第二種為地表建(構(gòu))筑物和地下管線情況，因?yàn)橛行┓课萁ㄔ炷甏�久遠(yuǎn)沒(méi)有基礎(chǔ)資料，不能確定其基礎(chǔ)情況。地下管線雖然可以查詢存檔資料，但主要還是依靠物探的方式來(lái)進(jìn)行探明位置，使用情況不確定。

　　6、 結(jié)束語(yǔ)：

　　綜上所述，地鐵區(qū)間隧道盾構(gòu)法施工的造價(jià)控制關(guān)鍵點(diǎn)在設(shè)計(jì)階段，通過(guò)地質(zhì)資料的分析，選用合理的盾構(gòu)機(jī)類型(盾構(gòu)機(jī)制造費(fèi)用攤銷);經(jīng)過(guò)計(jì)算鋼筋混凝土管片的寬度、厚度;按照施工工序選用合適的定額子目，進(jìn)行造價(jià)編制;完善施工組織方案，精心組織施工，才能確定區(qū)間隧道的盾構(gòu)法施工經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析的合理性。

　　【參考文獻(xiàn)】：

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