关于城市轨道交通盾构区间造价分析

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摘要：在城市轨道交通枢纽设计和施工中，运用盾构法的区间越来越常见。盾构法是一种近几年刚刚开始流行的区间施工办法，对于这种新型的方式，人们的认识还是不够深入的，尤其是在把握工程质量和合理造价的平衡方面。在招投标中，盾构区间的造价显得尤为重要，只有这样才能够使盾构区间规模化、商业化的发展。本文将简析盾构法区间的施工方法、工程程序、所需资源以及诸如材料、工具以及维修消耗费用等，研究城市轨道交通盾构区间的造价影响因素，从而总结出如何合理控制盾构区间的造价，为此类的工程提供科学的参考依据。

关键词：轨道交通；盾构区间；盾构施工；造价

中图分类号： U45 文献标识码： A

1.引言

城市的轨道交通，按类型来划分，大体上可以分为车站和区间隧道两种。本文重点研究的是区间隧道这种轨道交通的形式。当采用盾构法用于区间隧道工程的施工，从施工方法上来讲，这是属于暗挖法的一种。这种先进的方式，经过无数成功案例的证实，成为目前较为安全可靠且对周边的居民以及生态环境都影响较小的一种，因此这种方法也在全国范围内大受欢迎，广泛的被各大城市用于轨道交通的施工中。

2. 城市轨道交通盾构区间的施工

盾构区间的施工，尤其当在复杂、繁冗的城市轨道交通中，往往需要考虑很多方面的因素，诸如盾构区间工程的地理位置(途径区域、地形、地下埋度等等)、整个工程的规模和长度(工期、所需人员、消耗时间等等)、工程所在区域的地质情况(土壤情况、水源情况等等)、如果该盾构区间的施工工程位于地下，那么地下水的类型和特征以及隧道的横截面积乃至形状等都是在施工方法、工具以及整体造价方面需要综合考虑的重要因素【1】。当有其中一个因素变化时，很有可能会给整个工程的造价带来巨大的影响。所以把握好每一个因素，是控制整体造价的重点工作。以南京的某盾构区间工程为例，浅析该工程的造价：

2.1 盾构机的价格对盾构区间工程造价的影响

南京属于丘陵地区，这里汇集了紫金山、栖霞山、牛首山、将军山等大大小小的山丘，而且从南至北、从东至西，地域的跨度是非常大的，在不同的地区，地址环境和条件也是千差万别。比如说，在江北以及下关区，由于靠近长江，所以 地质比较疏松，地下水源十分丰富，因此在盾构区间施工的过程中，需要对土壤的强度等情况进行充分计算。而在栖霞区，由于靠近栖霞山，附近也没有大江或大河，因此土质的含水量相对较少，质地比较厚实坚硬，承重力也比较良好，所以当盾构区间贯穿这两个区域的时候，所使用的工艺和盾构机就是不一样的。而工程开始之初，最先要进行施工设备的采买，盾构机作为盾构区间施工的重要设备，在采购时就要充分考虑工程所经过的不同地区的地址条件情况。通常来说，一台 盾构机的购买价格在2 000万人民币至6 000万人民币之间不等，可见这是一笔非常昂贵的之初。据经验判断，通常在盾构区间的工程中，盾构机的采购费用会占到工程总造价的约1/4，如果盾构机采购不当，这给工程带来的影响将是巨大的。就南京的地质条件来说，在采购盾构机的时候先要描绘出工程所贯穿的地质以及地层的线路图，再分析每个区域的特点，最后才能慎重做出盾构机采购的选择【2】。当土壤的强度提高时，盾构机刀具的强度、刚度和主轴承抗扭强度的需求也会相应的提高，当然，当对刀具、主轴承有更高的要求时，盾构机的价格势必会有所提升。

虽说盾构机的价格十分昂贵，但在计算工程的造价时，若将盾构机的总价完全列入到其中，也是不科学的。因为通常来说，一台盾构机的寿命里程是l0km，所以一台盾构机有时可以在其寿命范围内完成多个盾构区间工程的施工。因此，要据此推算出盾构机每米的平均费用，再根据该盾构区间工程的总长度来计算出在该项工程中，盾构机的消耗预算是多少，这种方法才比较可取。

2.2 盾构区间贯穿不同的地层 对工程造价的影响

首先， 在任何地层中施工都必须要使用到盾构机，这一点是毫无疑问的。那么同时，盾构机在不同地层进行施工时，其速度也是存在差异的。 根据生产厂家提供的相关文件，整理出盾构机在不同地层的掘进速度如下所示：

A. 在粘土层(相当于1～6号地层)中为4.80m/h

B. 在强风化岩层(相当于7号地层)中为2.70m/h

C. 在中风化岩层(相当于号8号地层)中为2.30m/h

D. 在微风化岩层(相当于9号地层)中为2.25m/h

因此不难看出，在不同的地层，盾构机的掘进速度都或多或少存在差别，尤其是在粘土层中，与强风化岩层、中风化岩层以及微风化岩层中的掘进速度相差了接近一倍【3】。为什么说不同的掘进速度会对盾构区间工程的造价产生影响呢?这是因为盾构机在工作时，需要消耗大量的电力和人力，所以同样的施工长度，当在不一样的地层中进行时，人工的成本和电费的成本都是不一样的。此外，盾构机还涉及到机械台班费，这个费用也是有所差异的。例如在粘土层施工，就比在 强风化岩层、中风化岩层和微风化岩层中施工平均每米的造价要低。

其次，地层对于盾构区间工程造价的影响不止单纯体现在这一方面，上文中也曾提到，在不同的地层中施工，对于盾构机所使用刀具的需求也是不尽相同。盾构机在地下施工时的原理可想而知，是利用锋利的刀具高速转动从而产生对于土壤的巨大切割力，进而进行掘进的。而这种锋利异常的精密刀具，不仅价格不菲，更加是属于消耗品。因为在施工的过程中，由于刀刃与土壤的长期摩擦，势必会使它不能够长期保持和当初一样的尖利，因此在经过一段时间后还需要进行更换。 盾构机使用的刀具又分为滚刀和刮刀，根据不同的施工地层来进行选择。一般来说，同一品牌的刮刀价格会低于滚刀的价格，因此在不同地层施工时，刀具价格对工程总体造价的影响就这样产生了。在从刀具的消耗程度上来分析，我们都有这样一个常识，当土壤的硬度和强度增大时，刀具的磨损一定是会相应提高的，所以不管是更换刀具的费用，还是浪费在更换刀具上的时间、人力、机械台班费都会有所提高。

此外，现实中有时候会遇到一些构造特殊的地层环境，比如说溶洞、孤石等。首先，溶洞主要存在于石灰岩地层中， 如果盾构区间所贯穿的线路上的地质层中存在溶洞一定要做好提前勘测和提前预防的准备，不然工程施工过程中乃至完结后都会存在很大的安全隐患。而应对溶洞以及土洞的方法，通常是在开挖隧道前找到其所在的准确方位，对其进行进行注浆填充，而这项工作也是要消耗大量的费用，根据经验来看通常是在几百万元到几千万元之间不等，这样的巨大金额支出，会对工程的整体造价产生天差地别的影响。

再来看孤石，孤石一般是在花岗岩全风化残积层中， 与溶洞不同的是， 孤石对于施工的影响将是导致盾构机无法掘进，使其卡刀盘。这样看来，孤石也必须在施工开始之前想方设法进行移除，否则如果在施工开始以后盾构机切割刀此处时再发现，就会导致工程的停滞，施工无法正常进行，这不仅影响到造价，还会影响到工期的问题。而这时候再来进行处理的话，将消耗几十万元的费用。

3. 钢筋混凝土管片对工程造价的影响

上文中有提到，盾构施工法属于暗挖的一种，这种挖掘方式主要依靠钢筋混凝土管片来作为支撑的力量，不同的钢筋混凝土管片价格不一，对于盾构区间工程的造价也是一个影响因素【4】。管片的宽度、厚度和配筋量的不同直接影响隧道工程造价。目前我国使用的钢筋混凝土管片宽度主要有1 200mm和1 500mm两种，不同宽度的管片所使用的防水材料和螺栓数量不一，因此防水性能和支撑力量也不一样。

4. 地面建筑对盾构区间工程造价的影响

本文所分析的城市轨道交通的盾构区间，均为在地下的施工工程，除了受到地下因素的影响以外，地面上的建筑情况对工程施工和造价也会产生一定的影响。例如，假设该盾构区间的地表上建有高层建筑物，而其地基又侵入区间或者十分靠近隧道，那由此可见，在工程施工之前必须要对该地基进行相应的处理，否则很有可能造成地面建筑的变形或倾覆。即使地面建筑的地基没有侵入区间，但是当盾构机再向前切割并掘进时，会产生较大的冲击力，如果地质条件不佳，就会对地基产生一定的影响。需要花费一定的费用来事前进行处理，尤其是当该盾构区间位于市中心地带时，造价通常是较高的。

5. 结语

本文从盾构机的价格对盾构区间工程造价的影响、盾构区间贯穿不同的地层 对工程造价的影响、钢筋混凝土管片对工程造价的影响以及地面建筑对盾构区间工程造价的影响几个重要因素出发，进行了城市轨道交通盾构区间造价的分析，希望能够对城市中类似的施工工程有一定的参考借鉴价值。

参考文献：

[1] 郑健.谈新时期铁路工程定额基本特征与工作方法[J].铁路工程造价管理。2010(1).

[2] 路轩.让“人便其行、货畅其流”早日变成现实[J].中国铁路，2010(10).

[3] 沈东升.客运专线无砟轨道技术的应用与发展 [J].中国铁路，2011(10).

[4] 乐贵平.地铁车站盾构法与矿山法联合施工技术 [J].市政技术 ，2012，(4 ).