彭永忠 鄧朝輝 韓鵬輝

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，湖北武漢 430063)

1 概述

獅子洋隧道是廣深港客運專線的控制性工程，全長10.8 km，其中盾構(gòu)段9.34 km，為雙管單線隧道，外徑10.8 m。該隧道位于廣深港客專東涌站至虎門站之間，穿越珠江入?？诘莫{子洋，河面寬度6.1 km。獅子洋隧道是國內(nèi)首座泥水平衡盾構(gòu)穿越長距離基巖復(fù)合地層的隧道，是鐵路第一條開工建設(shè)、世界上行車速度目標值最高、國內(nèi)在建最長、國內(nèi)水壓力最大、國內(nèi)第一條進行地中對接施工、第一次使用內(nèi)襯的盾構(gòu)法隧道，國內(nèi)無經(jīng)驗可以借鑒，因而在工程建設(shè)中困難重重，如掘進故障率高、設(shè)備修理量大、施工進度慢等。根據(jù)現(xiàn)場測定的結(jié)果，掘進的平均進度為130 m/月，較穿越軟土地層的掘進進度慢了很多，故在確定該隧道盾構(gòu)段的掘進工程造價時，不能簡單的選用市政工程的盾構(gòu)掘進定額，需結(jié)合現(xiàn)場的地層因素和施工條件進行分析。

2 獅子洋隧道盾構(gòu)段掘進的主要情況

獅子洋隧道盾構(gòu)段主要穿越軟硬不均地層及全斷面基巖地層。隧址縱斷面如圖1。

2.1 軟硬不均地層掘進

盾構(gòu)施工時因掘進斷面地層軟硬不均，使得盾構(gòu)機在掘進方向上受力不均，姿態(tài)難以控制，因而需降低掘進速度，加大泥漿流速以增加其攜碴能力，頻繁使用破碎機等。另外，因軟土無法提供足夠的摩擦扭矩轉(zhuǎn)動滾刀，引起在基巖地層破巖過程中刀具偏磨等異常損壞，需采用帶壓進倉的方式更換刀具。

2.2 全斷面基巖地層掘進

盾構(gòu)機掘進入全斷面基巖地層后，洞身穿越地層主要為巖石弱風化帶，巖性為泥質(zhì)粉砂巖，在此地層中掘進施工，盾構(gòu)機的各個系統(tǒng)正常工作，但需要經(jīng)常維護，盾構(gòu)刀具更換頻繁，滾刀刀圈、刀體消耗，以及刮刀、切刀的消耗量較大。為保證掘進順利，需在高水壓地層中不斷增加盾構(gòu)油脂的注入量，封住水源，保證盾構(gòu)密封系統(tǒng)的性能。

圖1 獅子洋隧道縱斷面(單位:m)

2.3 復(fù)合地層中泥水分離系統(tǒng)

在復(fù)合地層中，盾構(gòu)采用滾刀破巖，刀具開挖的碴土顆粒較大，排漿管的磨損較大，泥漿管易爆裂，因而需及時更換磨損部件，避免出現(xiàn)爆管等問題。

2.4 在掘進過程中輔助措施

盾構(gòu)機首次安裝的盾尾密封刷的耐久性難以滿足高水壓、長距離掘進要求，而在后續(xù)更換中，一般只能更換最后一道密封刷，造成該道密封刷受力過大，耐久性下降，需對整個盾尾密封裝置進行修復(fù)。

盾構(gòu)進入全斷面基巖地層后，刀盤外圈梁、前面板、攪拌臂等均磨損嚴重，為恢復(fù)刀盤結(jié)構(gòu)性能，需焊接刀盤。

綜上所述，獅子洋隧道在高水壓、復(fù)合地層中進行長距離掘進，導(dǎo)致刀具更換頻繁，油脂消耗量大，泥漿管道與泵的磨損嚴重，需要不斷調(diào)制新鮮泥漿，帶壓進倉次數(shù)多，刀盤及盾尾刷修復(fù)次數(shù)多等現(xiàn)狀。因此，其掘進的費用較高。

3 獅子洋隧道盾構(gòu)段掘進的主要材料消耗及維護情況

獅子洋隧道盾構(gòu)段掘進工程經(jīng)施工現(xiàn)場統(tǒng)計分析得出的主要材料消耗及維護情況見表1。

表1 盾構(gòu)隧道掘進主要材料消耗及維護

4 獅子洋隧道盾構(gòu)段掘進工程的單價分析

根據(jù)以上現(xiàn)場的實際測定結(jié)果并結(jié)合施工組織情況，得出如下單價分析，見表2。

根據(jù)《廣東省市政工程綜合定額》(2006年)第八冊“隧道工程”中D．8.3.21φ≤11 000刀盤式泥水平衡盾構(gòu)正常段，以其消耗量以及按鐵路定額2005年價格水平單價如表3。

(1)工作內(nèi)容:獅子洋盾構(gòu)單價與廣東市政盾構(gòu)單價，主要工作均包括操作盾構(gòu)機、水力出土、管片拼裝、管線鋪設(shè)、施工測量、排泥水出井口等內(nèi)容，獅子洋盾構(gòu)單價與廣東市政盾構(gòu)單價工作內(nèi)容一致。

(2)價格水平:獅子洋盾構(gòu)單價基期人工費采用24.26元/工日，材料價采用《鐵路工程建設(shè)材料預(yù)算價格》(鐵建設(shè)［2006］129號文);機械臺班價采用《鐵路工程施工機械臺班費用定額》(鐵建設(shè)［2006］129號文)。而廣東市政盾構(gòu)單價消耗量采用采用《廣東省市政工程綜合定額》(2006年)第八冊“隧道工程”中D．8.3.21，人工、材料、機械臺班單價與獅子洋盾構(gòu)單價保持一致。

工作內(nèi)容與價格水平的一致，使獅子洋盾構(gòu)單價與廣東省市政盾構(gòu)單價具有較強的可比性。從表2與表3單價分析可以看出，獅子洋φ≤11 000刀盤式泥水平衡盾構(gòu)正常段掘進單價(基價)為6.96萬元/m;而廣東省市政盾構(gòu)單價(基價)為2.81萬元/m。獅子洋盾構(gòu)單價明顯遠高于廣東省市政盾構(gòu)單價。

造成這種單價差異的主要是兩種盾構(gòu)單價的消耗量不相同。獅子洋隧道現(xiàn)場通過施工過程對消耗的人工、材料以及機械臺班的分析總結(jié)，由于其超大直徑、復(fù)雜地質(zhì)等特殊性，人工、材料、機械消耗較一般市政盾構(gòu)定額消耗量較大。比如在掘進過程中，獅子洋隧道由于在高水壓、復(fù)合地層中進行長距離掘進，導(dǎo)致刀具更換頻繁、油脂消耗量大、泥漿管道與泵的磨損嚴重等原因，需要油脂、液刀、切刀、保護刀等消耗量較大。而廣東省市政盾構(gòu)單價則是針對一般市政工程的反應(yīng)了一個平均先進消耗水平，當遇到地質(zhì)條件復(fù)雜的工程項目時，定額水平與實際消耗偏差會較大。

表2 單價分析(獅子洋隧道消耗)

表3 單價分析(廣東省市政定額)

5 結(jié)束語

盾構(gòu)機在復(fù)合地層進行長距離掘進時，施工工效較低、設(shè)備維修量大，需多次更換刀盤、刀具、排漿泵、盾尾刷，主要材料消耗明顯高于在軟土地層中掘進，通過對獅子洋隧道施工現(xiàn)場的情況進行總結(jié)分析，得出泥水平衡式盾構(gòu)在復(fù)合地層中掘進的單價分析，然后通過與廣東省市政定額進行比較分析，分析驗證獅子洋盾構(gòu)施工的消耗單價，可供類似工程參考。

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