【摘要】：本文主要介紹了目前城市地鐵區間隧道暗挖施工中的盾構法技術、費用組成。通過造價編制過程中的經濟分析，提出區間隧道造價控制的觀點，為以后更好的對盾構法施工區間隧道的造價控制提供一些參考依據。

　　【關鍵詞】：盾構法,施工技術,經濟分析

　　1、 引言：

　　隨著我國國民經濟的快速增長，城市交通的擁堵現象在各個城市中突顯。人們從過去的盲目追求GDP值轉換到現在GEP值，從過去追求經濟的快速增長到目前大眾普遍共同關注的PM2.5。國家提倡大力發展公共交通，限制汽車的尾氣排放已經擺在了眼前。城市軌道交通的建設在各大城市中也如火如荼的展開，截至2012年底，全國已有三十余座城市已建成或已開始建設城市地鐵。

　　目前在地鐵區間隧道的施工中，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法暗挖施工。因盾構法施工安全可靠，對周邊地面建筑物、地下管線遷改干擾小，造價便宜，近年來越來越多的被采用。

　　2、 區間隧道盾構法施工的現狀：

　　單純從盾構法施工角度來看，中外盾構技術的差距表現在：國外的盾構工法種類多且全，國內盾構的工法比較單一。斷面多樣化、高速施工、近鄰施工、長距離、成本控制成為國外盾構技術發展的主流;國內近年來大斷面、大深度、近鄰施工的技術逐漸成熟，與國外的差距逐漸縮小，有些地方已經達到國際先進水平;國內在復雜斷面、成本控制上還相對落后。

　　根據掌握的工程地質及水文地質資料，若采用盾構法施工，目前較為適用的盾構形式是泥水盾構或土壓平衡盾構。泥水盾構對地層穩定性的控制較好，但工藝復雜且輔助設備多，尤其是需要泥水處理設備，占地面積大，費用較高。土壓平衡盾構可節省泥水處理設備費用，造價較泥水盾構低，對周邊環境無污染。通過大量的工程實踐，土壓平衡盾構已大大的顯示出技術經濟上的優越性，因而得到了快速的發展和推廣。成為當前區間隧道施工的首選方案。它可根據不同的施工條件和地質要求，采用不同的開挖面穩定裝置和排土力式，設計成不同類型的土壓平衡盾構，使其能適應從松散粘土至砂卵石土層范圍內的各種土層，能更好的穩定開挖面地層，減少和防止地面變形，提高隧道的施工質量。下面主要就結合不同地層簡要對土壓平衡盾構機施工進行分析。

　　2.1、盾構法施工的適用范圍：

　　區間隧道的施工方案是根據地質資料、地下水發育、隧道埋深、地下管線等來決定的。在地面交通繁忙，地面建筑物和地下管線密布，對地面沉降要求嚴格的區域，不宜采用明挖法施工。如果地下水比較發育，圍巖穩定性差，或區間隧道長而且工期要求緊迫，宜不能采用礦山法時，采用暗挖盾構法施工才是經濟合理的。盾構法施工具有施工速度快、洞體質量比較穩定、對周圍建筑物影響較小等特點，適合在軟土地基段施工。尤其在松軟不穩定單一地層，特別是流砂涌水地段采用盾構法施工是安全有效的方法。同時，盾構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的特點相適應，地面人文自然景觀也能受到良好的保護。

　　2.2、盾構法施工的施工工藝：

　　盾構法施工的工序較為復雜且施工精度、技術含量很高，其主要施工步驟為：在盾構法施工的隧道的起始端和終止端各建一個工作井，分別稱為盾構始發井和到達井;依靠盾構千斤頂的推力(作用在已拼裝好的襯砌環和工作井后壁上)將盾構機從起始工作井的墻壁開孔處推出(此工序為盾構機的出洞);盾構在地層中沿著設計軸線進行掘進，在掘進的同時不斷出土和安裝襯砌管片;及時向襯砌管片背后的空隙注漿，防止地層移動和固定襯砌環位置;盾構進入終端工作井并被拆除(此工序為盾構機的進洞)。如施工需要，可穿越工作井或盾構過站再向前推進。

　　對于地鐵建設而言，區間隧道一般應結合車站結構的施工，盾構工作井可以作為車站結構的一部分，這樣隧道施工可以省去工作井建造，節省投資。

　　整體施工工序為：

　　施工準備----盾構掘進----管片預制、運輸----管片接縫、拼裝----注漿、加固----監測----土石方運輸----盾構過站、轉場、調頭----盾構機解體吊出。

　　盾構掘進過程依據造價分析可劃分為4個階段：1、負環段掘進(從拼裝后靠管片起至盾構尾離開洞井內壁止)2、出洞段掘進(從盾尾離開出洞井內壁至盾尾離開出洞井內壁40米止)3、正常段掘進(從出動段掘進結束到進洞段掘進開始)4、進洞段掘進(從盾構切口距進洞井外壁5倍的盾構機直徑到盾構入基座止)。

　　3、 盾構法施工的費用構成：

　　為了詳細剖析盾構法施工的造價構成，根據其結構特點，結合施工組織設計，將區間盾構法施工分解為5個部分進行分析：(1) 盾構機費用，(2) 掘進費用，(3) 管片費用，(4) 洞口加固費用，(5) 豎井及聯絡通道等五個部分。

　　盾構機車架吊入井底、井下組裝就位與盾構連接、車架上的設備安裝、水電氣管安裝。安裝完畢開始出洞施工;并在下個洞口進入吊出井(進洞井)，進行拆除、吊出豎井裝車。因此與盾構機有關的費用有:盾構機的運輸費用、盾構機的安拆及車架安拆費用、盾構過站及掉頭、轉場費用、盾構機攤銷費用。

　　掘進費用根據施工工藝和工程定額的劃分分為：負環段掘進、出洞段掘進、正常段掘進、進洞段掘進。

　　管片費用大致分為：管片的預制、場外(內)運輸、拼裝、接縫等。

　　4、 盾構法施工的經濟分析：

　　盾構機制造費用對工程造價的影響：盾構機的制造價格大概每臺在3000多萬元到6000多萬元不等，盾構機的機械使用費約占隧道工程總造價的四分之一左右，其制造價格對工程造價的影響是巨大的。盾構機選擇主要與隧道穿越的地層有關，因為盾構機穿越地層強度越高，對盾構機刀盤的強度、剛度及主軸承抗扭強度要求就越高，其制造費用也相應增加。盾構機的制造費用不能在一個工程項目中一次性攤銷完成，而是按照盾構機的設計壽命里程來攤銷，目前生產的盾構機一般設計壽命里程為10公里。因此不同的盾構機類型每米攤銷制造費用也不同。由于土壓平衡盾構機的掘進工作主要依靠刀具對土(巖)體進行切削，刀具屬于易耗品，并且價格高，對盾構隧道工程造價影響較大，且在盾構機的制造費用占主導地位。因此掘進不同地層選用不同的刀具，引起區間隧道工程每米造價也不同。

　　盾構機在不同地層中的掘進速度對工程造價的影響：根據盾構機生產廠家提供的資料，盾構機的掘進速度因地質資料的變化而變化。由于在不同土(巖)層中掘進速度不同，造成每米盾構機掘進工作所消耗的人工費、電費及機械臺班費也不同。根據施工規范和施工經驗，盾構機的正常掘進速度單洞掘進尺度為粘土層中4.80m/h，強風化巖層中為2.70m/h，中風化巖層中為2.30m/h，微風化巖層中為2.25m/h。以上數據顯示，粘土層、強風化巖層比中、微風化巖層每米的掘進距離要短，工程造價要低。

　　掘進過程中的溶洞、孤石等特殊地層對隧道工程中工程造價的影響是巨大的：溶(土)洞主要存在于石灰巖地層中，若隧道路線或施工擾動范圍內存在溶洞或土洞，須提前對溶(土)洞進行注漿填充。地層中的孤石會引起盾構機卡刀盤現象，或由于孤石太大無法切割不能推進。如果不能在盾構機到達前發現并處理大直徑的孤石，掘進就會停滯，造成機械停臺和工人窩工現象，時間可能需要幾個月，處理費用在幾萬元到百萬元不等。

　　綜上所述，不同的地質條件盾構機的掘進速度、選用刀具的種類、及刀具消耗量差異較大，以中、微風化巖層費用最高，土層的最低，引起區間盾構隧道的每米造價也不等。

　　鋼筋混凝土管片對區間隧道工程造價的影響：暗挖隧道盾構法主要依靠鋼筋混凝土管片來支撐土體，管片的寬度、厚度和配筋量的不同直接影響區間隧道工程的每米造價。目前國內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、螺栓手孔處理數量，比1200mm的管片用量要少。管片的厚度主要有300mm和350mm兩種規格，配筋量宜不同。如按這兩種不同厚度的管片計算，隧道每米混凝土的用量相差1.06m³。以每立方米管片1800元計算，每米造價相差1908元，如果項目隧道工程長度按照4000米計算，則增加隧道工程造價760萬元。

　　地面建(構)筑物對區間隧道工程造價的影響：由于城市軌道交通建設主要在地面以下，而隧道上方往往會存在一定的建筑物或構筑物。如果建(構)筑物的基礎浸入隧道，那么在隧道施工前就要進行樁基托換。建(構)筑物的基礎沒有浸入隧道，若所處地質條件較差，在盾構機通過時也可能產生不良影響，因此在盾構機到達前也要進行加固處理。在城市市中心施工的項目需要托換或加固的樓房基礎的幾率很大，因此隧道工程造價也要增加。

　　進出洞洞口的加固、豎井及聯絡通道的施工工法對區間隧道工程造價的影響：聯絡通道不僅起聯通區間兩條隧道的作用，還往往與區間排水泵房合建，因此聯絡通道的位置一般在區間隧道的最深處，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凍結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地，對施工場地要求比較苛刻。但洞內凍結法加固方式費用要比地面土體加固礦山法施工費用高很多，增加區間隧道工程每米造價。

　　目前，建設部已經推出城市軌道交通預算定額，地鐵建設開展較早的一些城市也早已推出地方地鐵定額來供造價編制人員使用。涉及地鐵區間隧道盾構法施工的定額大概有20多條子目，但對隧道工程造價影響較大的定額子目并不多。盾構機的制造費用攤銷已經在盾構機的掘進定額子目中考慮，不需要再重新計算。編制工程造價時人工、材料、機械臺班單價等采用當地當期的建筑工程材料及設備價格信息公布的信息價，計價依據采用當地的建設工程造價計價規則的有關規定。按盾構機的安裝、拆除;車架的安裝、拆除;盾構機的掘進;壓漿;柔性接縫環;預制鋼筋混凝土管片制作與拼裝;管片場外運輸以及場內的短駁運輸;管片設置密封條;管片嵌縫;管片手孔處理;負環管片拆除;隧道內管線路拆除等定額子目來進行造價的編制。

　　5、 盾構法施工的造價控制：

　　通過分析地鐵區間暗挖隧道盾構法施工過程中的組成費用，這些都是影響工程造價的主要因素。但這些因素中不確定因素主要有兩個：一是地質因素，由于區間隧道工程是一個線性工程，目前主要依賴鉆探方式來確定地層情況，但鉆探并不能完全真實的反映工程地質情況。第二種為地表建(構)筑物和地下管線情況，因為有些房屋建造年代久遠沒有基礎資料，不能確定其基礎情況。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進行探明位置，使用情況不確定。

　　6、 結束語：

　　綜上所述，地鐵區間隧道盾構法施工的造價控制關鍵點在設計階段，通過地質資料的分析，選用合理的盾構機類型(盾構機制造費用攤銷);經過計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，進行造價編制;完善施工組織方案，精心組織施工，才能確定區間隧道的盾構法施工經濟技術分析的合理性。

　　【參考文獻】：

　　[1] 蔣洪軍;各城市地鐵盾構造價編制及定額淺析[J];隧道建設;2007年06期;

　　[2] 陳超;城市地鐵盾構法施工技術經濟分析[J];施工技術;2005年S1期;