隧道盾构法施工成本控制措施分析

摘要：本文研究分析了盾构法隧道的成木构成及降低成本的措施，从管片和衬砌、盾构机器设备、竖井建造、高速化施工和成本管理等方面论述了如何降低成本，才能达到降低工程造价的目的。

关键词：盾构；成本；措施

中图分类号： U455.43 文献标识码： A 文章编号：

盾构法是地下隧道工程最常用的施工方法之一。在松软不稳定地层，特别是流砂涌水地段采用盾构法施工是安全有效的方法。同时，盾构法施工的工作面较少，不受地面交通控制，正好与城市轨道交通在繁华闹市区的特点相适应，地面人文自然景观也能受到良好的保护。在南水北调中线工程中，穿黄隧洞也运用盾构法施工，施工速度快，工程质量得到很大的保证，盾构在造价方面也具有一定的优势。就技术措施方面，主要是以盾构隧道法施工的各项成本费用构成为出发点而进行分析研究的。

1降低管片和一次衬砌成本的措施

1.1合理的设计方法

盾构隧道的设计主要是针对管片和衬砌的设计。国内外关于管片设计方法有很多，目前一般用以下四种方法：①惯用法，是将管片环作为刚度均匀的环来考虑，此法不考虑管片接头部分的弯曲刚度下降，管片环和管片主截而具有同样刚度、并且弯曲刚度均匀；②修正惯用法，也是将管片环考虑为弯曲刚度均匀的环，但考虑了管片接头部分的弯曲刚度下降和环向螺栓处的弯知上升；③多铰环法，是将管片接头作为铰结构来考虑，地基与管片环之间的相互作用用地基弹簧来表示；④梁一弹簧法，是将管片主截而模拟成梁、将管片环向接头模拟成旋转弹簧、将环径向接头模拟成剪切弹簧，将地基与管片环之间的相互作用用地基弹簧来表示，该法较为接近实际情况。

山朱伟等人对深圳地铁隧道工程的地质条件和衬砌管片的基木条件的计算比较结果，可得出以下结论：四种管片设计方法计算弯知的大小顺序依次为修正惯用法、梁一弹簧法、惯用法、多铰环法。多铰环的计算变形最大，其他方法间的差距不大；对于小型隧道一般用修正惯用法，对于大型隧道应尽可能采用梁一弹簧法。多铰环法只能在围岩坚硬、强度较高的情况下使用，同时要对管片接头采用特殊形式或在施工后卸除。在一般工程条件下，要避免使用，同时也不能盲目卸除接头螺栓。梁一弹簧法和修正惯用法应该是主要的设计计算方法，修正惯用法计算方法简单，结果也较符合实际且简单实用。使用梁一弹簧模型法可提高计算精度、降低管片厚度。一方而使得隧道断而缩小，另一方而降低了制造费用。

1.2衬砌省略

一次衬砌的作用在于：防腐、防水、防火、隧道内表而光滑、管片拼装蛇行修正以及隧道衬砌的补强。在确保衬砌强度和结构安全性的条件下，一次衬砌的省略，有以下优点：①直接导致成本的降低；②工期得以缩短；③因掘削断而的缩小，排出的弃土减少，从而使机器设备、始发及到达竖井等的规模缩小。

1.3增加管片宽度

加宽管片后，盾构机的长度增加，从而造成费用增加。但因采用加宽管片，管片生产费用及盾构施工所有材料的费用将降低。具体体现在以下几方面：①可减少沿隧道纵向管片接头的数目，则管片的生产费用就会降低；②隧道长度不变，组装次数减少，日推进量增加，缩短工期；③减少了隧道的环缝数量，改善了隧道的防水状况，还减少了接缝止水材料以及连接件的投资。因此，在管片设计中考虑了如下几点： a.采用等分管片；b.采用高强连接接头；c.加密管片断面边缘部位的钢筋。

1.4预应力高强竹片的使用

这是一种新型的盾构隧道用管片，其作法是将预制的混凝土管片在盾构机后方组装成一个环，并将预应力钢绞线插入预先埋设在管片内的套管中进行张拉和锚固，从而形成一个预应力管片环，并具有无裂缝及真圆性、止水性、耐久性等均好的特点。使用这种结构的优点在于：①因省去了一次衬砌和减小了构件厚度，使盾构隧道的外径缩小，降低了总的建设费用；②因省去了管片间、环间的接头螺栓类，使得管片钢筋配置简中北，提高了施工性，有利于缩短工期；③不使金属物件露在表而，可提高止水性，也可使内表而相对平滑，这对省去一次衬砌也具有很好的适应性。

2降低泪机器设备成本的措施

2.1合理的盾构机选型

盾构机选型直接关系到设备的购置费，且与造价的合理性有关。不合理的选型，会因为设备的预留储备过多(设备的利用率低)，使其购置费用占整个工程造价的比重过高，造成不必要的浪费；另外若所选盾构地层适应性不好，会造成高能耗、低产出，且会造成工期的延误，导致工程造价剧增。合理而科学的盾构选型应结合拟建隧道的功能、总长度、埋深、地质条件，以及沿线地而建筑物、地下构筑物和管线等环境条件，结合对地表变形的控制要求等做综合的分析后决定，从而使得所选盾构产生最大的费、效比。

2.2特种盾构机的使用

(1)适应长距离掘进的盾构机

盾构掘进的长距离化，可减少同时施工的盾构机台数，也可减少中间连接竖井的数量和进出洞时的地层改良次数，达到降低工程造价的目的。

(2)适应断而形状变化的盾构机

在建设过程中，往往会遇到两种不同断而形状的隧道在地中结合的情况，势必造成整个施工成本的高涨。采用断而形状可伸缩变化的特种盾构机，可达到降低造价的目的。

2.3高效、高能切削刀具的使用

为适应长距离化掘进，对所选盾构机及其配套设备有如下要求：①尽量减少损耗材料(切削刀具和密封材料)的史换次数；②提高切削刀具耐久性，合理选择刀盘和刀具形状，各种切削刀头的合理布置以及刀头的大型化等等；③施工材料和掘削土砂运输的高效化。

3降低竖井建造成本的措施

竖井数量越多，竖井建造费和盾构机进出洞处的地层改良费也越高。为了尽量减少竖井的建造成本，可采取的有效措施有：盾构掘进的长距离化，减少中间竖井的数量；采用特种盾构，使地中分叉、地中变径处的竖井得以省略；在操作空间得以保证的前提下，尽量减少竖井的建造而积。

4施工高速化

高速化施工可明显缩短工期，降低设备维护费和人工费，从而降低总建设成本。为达到高速施工，可采取以下措施：①提高掘进速度；②管片拼装高效化；③管片拼装和盾构掘进同时进行；④运输高速化。

5把好安全、质量关，提高社会效益和经济效益

搞好安全生产可保障施工生产正常运行，还可减少安全事故的发生，否则不但会影响工程进度、增加费用支出，还会影响社会信誊。为此，要建立严格的安全生产责任制和安全防范体系，对安全防护用品，一定要保证及时到位。工程质量的好坏与降低成本相辅相成，若工程质量不能达标或发生质量事故，就要返工，造成人、则、物的浪费，还可能延误工期，影响企业信誊。因此，应建立严格的质量保证体系，实行日常监督与定期大检查相结合，提高一次成优率，降低返工率，防止质量事故的发生。只有把好质量、安全这两个关口、努力提高工程质量、防止质量和安全事故发生，才能保证达到降低成本的目标。

6抓住工程预结算、施工进度和资金管理三个环节，实现降低成本

工程开工前应编制施工图进行预算，做好工料分析，为安排施工计划、统计工程进度、办理工程结算、进行成本考核提供依据。同时与工程中标价进行对比，找出投标报价与实际预算的差异，为成本分析提供依据。合理组织施工是保证工程按合同工期完成的必要条件，只有在合同工期内按时按质完工，才能保证工期效益。否则，则可能出现延误工期的索赔，

造成损失。及时依法回收资金合理有效地使用资金提高资金周转率，实现资金的综合效益。

7总结

我国地下工程施工领域自引人盾构法以来，其在速度、安全及环保等方面所具有的优点，受到了很多业主的“青睐”，所以采用盾构法施工的项目越来越多。因此，本文真对如何合理地控制盾构隧道的建设成本、降低工程造价展开了研究和分析。