成都地铁4号线盾构设备配置方式经济比选与决策分析

摘要：公司承建成都地铁4号线二期工程西延线（8站8区间）工程。作为施工方，需在提高地铁项目的管理水平，满足合同要求、工程质量与工期的前提下，追求利润的最大化。盾构机作为地铁项目的主要生产要素，如何合理地选择和配置是提高企业市场竞争力及项目盈利能力的关键。

关键词：地铁项目盾构机购置经济比选

中图分类号：X731文献标识码： A

1 项目概况

成都地铁4号线二期工程西延线线路全长10.973公里，均为地下线，起于温江大学城站，止于4号线一期起点，共设8个车站。根据初步设计情况，除大学城站~杨柳河站及西部新城站~一期起点段采用非盾构工法外，其余六个区间均采用盾构工法进行施工。线路轨面埋深14～26m，正线坡度3‰～28‰。线路平曲线最小转弯半径为300m。

本项目合同工期36个月，本工程于2013年10月动工建设，2014年5月盾构下井，2014年6月盾构始发，2015年8月盾构隧道施工完成，保证洞通。

根据合同工期、节点工期要求，经计算分析，本项目需投入6台（套）盾构机进行施工。

2 盾构机选型分析及相关技术要求

2.1盾构设备选型原则

盾构机的选型主要依据施工地区的围岩条件，地面情况，断面尺寸，施工长度和工期要求等条件；另外还应考虑开挖、衬砌等施工问题、安全问题、经济问题等进行全面比较。本次购买盾构机首先用于成都地铁施工，首先考虑的应该是成都市地铁工程的所经地区的围岩条件、周边环境、安全、经济等问题。另也要考虑向其它行业，如过街人行通道的施工、地下综合管廊、排水系统等；还要考虑向成都市以外地区扩展业务的可能。盾构机应选择有较强的适应性，便于施工等。

2.2盾构设备选型技术要求

成都地铁4号线二期工程西延线位于成都温江，是成都市地铁建设的最西端，地质条件最为复杂，漂石粒径大、含量高、强度高，因此对盾构设备要求最高，根据了解情况，用于成都地铁的盾构设备基本在全国很多地方均可使用，但用于其他地区的盾构设备在成都基本无法使用，针对此情况对此次购买的盾构设备提出以下要求：

（1）选用土压平衡盾构机；

（2）增大刀盘开口率至35%左右；

（3）刀具布置采用中心双刃滚刀+单刃滚刀+宽刮刀+周边刮刀；

（4）采用有轴螺旋输送机，螺旋输送机轴及叶片采用耐磨钢板焊接，叶片加厚，套筒做成双筒，内筒可更换。尽可能加大螺旋输送机输送卵石粒径；

（5）主驱动最好采用变频电机驱动，功率在960KW以上；

（6）工作扭矩7000KNM以上；

（7）刀盘表面布置5~8个渣良口；

2.3市场相关资源调查资料

主要盾构设备生产厂家：海瑞克、罗威特、辽宁三三工业、沈重集团、小松等十七个厂家，了解以上企业的综合业绩和持续发展能力后，公司分别同辽宁三三工业有限公司、海瑞克隧道设备有限公司、北方重工集团等七个厂家进行了技术交流，掌握了各家设备主要技术参数。

3 盾构设备自购、分包与租赁模式经济分析

3.1设备自购

自有设备一般考虑折旧费、大修理费、经常修理费。

（1）折旧费

假设盾构机设备购买费用为4800万元

① 确定折旧年限n：盾构机的折旧年限一般为8~10年，取中间数为9年；

②确定耐用台班Ztb。参照2001年《全国统一施工机械台班费用编制规则》，国产盾构机的耐用总台班为2250台班。则I=1+1/2*8%*(1+9)=1.4；

Fzj=Y(1-c)I/Ztb=48000000*（1-5%）*1.4/2250=28373元；每掘进1m盾构机折旧费为28373*0.35=9930元。

（2）大修理费

假定寿命期内大修理次数为1，参照《全国统一施工机械保养修理技术经济定额》，结合进口配件价格及市场行情确定Fx =541.8万元，则按工作量法计算每推进1m大修理费为：

Fdx =5418000*1/9000=602元

（3）经常修理费

2001年《全国统一施工机械台班费用编制规则》中，每推进1m盾构机经常修理费用计算式为：Fjx=Fdx*K

Fjx -----每推进1m盾构机修理费

K-----台班经常修理系数（参照国产机械K=1.73）。

则Fjx =602*1.73=1041元

故自有设备每掘进1m的费用为11573元。

3.2盾构机分包

成都市场盾构机、盾构机刀具及配备件分包价格为11000元/m。

3.3盾构机租赁

经咨询中国铁建重工集团、中铁装备机电工程等六家公司，租赁价格预计在8000～10000元/米（部分厂家不含刀具更换费用）。

4 自购盾构设备意义及购买数量分析

4.1自购盾构设备意义

4.1.1适应新承接任务的需要

地下空间的建设发展，为我公司提供了良好的发展机遇。盾构隧道施工业务的前景非常看好。

目前，公司承担了成都地铁4号线二期工程西延线的施工任务，成都又是我公司总部所在，既然已进入这个市场，后续施工任务将会陆续拿到。因此，需进行盾构施工设备的采购。

4.1.2适应公司发展的需要

国内各大城市地铁隧道工程为满足环保、安全、质量等方面的需要，已普遍要求采用盾构法施工。而随着盾构施工市场竞争加剧，工程建设单位对施工单位的设备要求越来越高，对施工单位投入的设备数量、能力、配套程度的要求日益严格，施工设备已成为考察施工单位资格的先决条件之一。

我公司目前已承接成都地铁与深圳地铁施工任务，已进入地铁建设市场，考虑后期公司下一步市场开拓，提高我公司在地铁市场与中铁等单位竞争力，因此有必要新购买盾构设备。不仅能适应新承接任务的要求，而且可为公司抓住国内城市地铁大发展的机遇，为打入隧道盾构施工市场并取得相应市场份额的争取机会，使公司以强大的设备装备为基础，获得更大的市场份额，才能进一步提高公司经济效益，保持公司的可持续发展。

4.1.3培养盾构管理人才及施工队伍

我公司刚刚进入地铁市场，对盾构设备使用管理方面人才储备不足，通过自购盾构设备，组建管理团队及相关劳务队伍，为后续公司发展储备人才。

4.1.4外部环境需要

（1）成都地铁土建工程的参建单位（中铁工、中铁建、中国航空、上海隧道）的隧道盾构机自有设备投入比例不低于50%。

（2）在目前施工的各城市地铁中，业主都会优先考虑已经投入盾构机单位的后续工程。并且业主在地铁项目规划设计时，已对投入盾构机的台数做了精心的规划，基本不会出现盾构机闲置的情况。

4.2盾构设备购买数量分析

经以上分析，我公司认为成都地铁4号线二期工程西延线购买盾构设备意义重大，需自购盾构设备。针对购买数量考虑了有以下几方面因素：

4.2.1盾构设备价格高，自购资金占用量大，资金回收期长；

4.2.2通过分析自购与租赁针对本工程成本相差不大，如自购设备数量较多，一旦盾构设备不能连续施工，堆放、维护保养费用高；

4.2.3成都因地质条件复杂，盾构设备配置较其他地区高，如此盾构设备用于其他地区存在一定程度浪费；

4.2.4我公司在盾构施工方面人才储备较少，同时购买多台盾构设备人员组织较为困难；

4.2.5本工程地质条件复杂盾构施工风险高；

综合以上分析，公司决定购买一台盾构设备用于成都地铁4号线二期工程西延线工程。

5 分包租赁市场调查情况

如公司购买一台盾构设备用于成都地铁4号线二期工程西延线，根据施工筹划安排，本项目需投入6台盾构设备，有5台盾构设备缺口，初步考虑采用租赁或分包的模式，引进盾构施工专业公司，利用其在盾构施工组织管理方面的丰富经验，加快本工程实施，学习其先进的盾构施工管理经验，同时亦能转移一部分风险。

经过市场调查了解，有多家公司有合作意向，想通过租赁或分包模式与我公司合作，我公司进行相应的招标、评标工作，最终确定了合格的租赁公司进行5台盾构机的租赁施工。

6 结论及建议

因成都西边地质复杂，本项目施工应选择土压平衡复合式盾构机，而该设备集机、电、液为一体的掘进设备，较多进口件，并分别来自不同的国家，设备正常生产周期需8个月。根据公司进行自购、租赁、分包三种模式的经济比选，公司决定新购置一台直径为6.28米的土压平衡式盾构机，其余五台盾构设备采取租赁分包方式进行组织。这样既可以提高企业的施工能力和施工技术水平，为企业带来相应的经济效益，又可以为企业的长远发展发挥积极的作用。

参考文献：《建设工程经济》中国建筑工程出版社