[摘要]土壓平衡式盾構(gòu)法是當(dāng)前國內(nèi)隧道施工主要采用的方法之一。本文對盾構(gòu)隧道的相關(guān)概念進行了分析，并主要針對土壓平衡式盾構(gòu)隧道施工法，從盾構(gòu)機制造價格、地層情況、鋼筋混凝土管片費用、以及地面建筑物這四個方面對其影響盾構(gòu)隧道工程造價的主要因素進行了闡述。

[關(guān)鍵詞]盾構(gòu)隧道；工程造價；影響因素

隨著城市化進程的加快，城市的交通日益擁堵，使得越來越多的城市開始發(fā)展地下的軌道交通。城市的軌道交通工程主要由區(qū)間隧道與車站兩個部分組成，其中盾構(gòu)法就是區(qū)間隧道暗挖法施工中的一種。所謂盾構(gòu)法，是一種全機械化的區(qū)間隧道施工方法。其中土壓平衡式盾構(gòu)由于具有可靠、安全、干擾小的優(yōu)點，在我國得到了廣泛的應(yīng)用?？茖W(xué)合理的盾構(gòu)隧道工程造價管理，能夠?qū)崿F(xiàn)對資源、設(shè)備等的合理調(diào)配與充分利用，從而在很大程度上降低工程的成本，并促使工程保質(zhì)保量地按時完成。本文著重探討的是土壓平衡式盾構(gòu)法隧道工程造價的主要影響因素。

1、盾構(gòu)隧道概述

盾構(gòu)機械是盾構(gòu)隧道施工法中至關(guān)重要的組成部分。在盾構(gòu)隧道工程建設(shè)中，通過操作盾構(gòu)機可以實現(xiàn)開挖面控制、保持周圍土體穩(wěn)固不塌陷、隧道掘進、出渣等工作的同時進行，并通過在盾構(gòu)機內(nèi)拼裝管片形成襯砌與進行壁后注漿來修筑隧道的一種機械化隧道施工方法。盾構(gòu)隧道施工法是一項極其復(fù)雜且專業(yè)的工作過程，其主要包括了開挖面支護、土體開挖運輸、盾構(gòu)推進、襯砌拼裝、以及盾尾脫空和壁后注漿等幾個技術(shù)環(huán)節(jié)。

盾構(gòu)隧道施工法的安全性能較高，隧道掘進的速度快，并可實現(xiàn)全自動化作業(yè)，使得施工勞動的程度相對較低。盾構(gòu)隧道施工法對周圍環(huán)境的干擾較小，主要表現(xiàn)為在施工中沒有擾動與噪音，在進行地下施工時，不會對地面的交通與設(shè)施造成影響，也不會破壞地下的管線等設(shè)施；同時環(huán)境對盾構(gòu)隧道施工法的干擾性也較小，在進行盾構(gòu)施工時，不會受到季節(jié)、風(fēng)雨等氣候條件的影響與制約。此外，在松軟含水地層中用盾構(gòu)施工法來修建埋深較大的長隧道，在經(jīng)濟方面與技術(shù)方面具有很大的優(yōu)勢。

但是盾構(gòu)隧道施工法不可避免地也存在著缺點，例如其價格昂貴并且針對性很強，在進行隧道施工時需要對每一條隧道的水文地質(zhì)條件與工程地質(zhì)、結(jié)構(gòu)斷面尺寸等來進行專門的隧道設(shè)計制造，且該設(shè)計制造方案往往不能重復(fù)使用與其他隧道的施工中。同時，當(dāng)隧道頂?shù)母餐撂珳\或者隧道的曲率半徑太小，也往往會造成施工困難等。

2、盾構(gòu)隧道工程造價的主要影響因素

對于采用土壓平衡式盾構(gòu)施工法的隧道工程而言，其影響工程造價的主要因素通常包括盾構(gòu)機的制造價格、鋼筋混凝土的管片費用、盾構(gòu)隧道穿越的底層情況、以及地面的建筑物或構(gòu)筑物等。下面本文將展開具體的分析。

2.1盾構(gòu)機制造價格對盾構(gòu)隧道工程造價的影響

盾構(gòu)機的制造價格非常昂貴，根據(jù)盾構(gòu)機類型的不同，價格分別從2000萬元到6000多萬元不等。并且盾構(gòu)機的壽命里程通常只有10千米，在達到壽命里程后就需要重新購置盾構(gòu)機。在盾構(gòu)隧道工程建設(shè)中，盾構(gòu)機購置費用相對比較龐大，約占到了隧道工程總造價的四分之一。因此合理選擇不同類型的盾構(gòu)機對于工程造價管理具有極其重大的意義。

由于我國地幅遼闊，且不同區(qū)域之間的地質(zhì)情況千差萬別，即使是同一個城市之間，也通用存在著多種地質(zhì)情況。而盾構(gòu)機的選擇就需要根據(jù)不同的地質(zhì)情況來評估盾構(gòu)機對不同地層進行掘進工作時的適應(yīng)性。由于盾構(gòu)機在穿越地層時，其遇到的地層強度越高，所需要的主軸承抗扭強度與盾構(gòu)機刀盤的剛度、強度等也就越高，其相應(yīng)的盾構(gòu)機制造價格也就越昂貴。因此，通常需要根據(jù)隧道的穿越地層來選擇合適的盾構(gòu)機。由于盾構(gòu)機的壽命里程只有10公里，因此在隧道施工中需要根據(jù)隧道的長度來合理購置相應(yīng)數(shù)量的盾構(gòu)機。同時，由于同一隧道的地層結(jié)構(gòu)也可能存在很大不同，因此同一隧道工程所購置的盾構(gòu)機類型也可能完全不同。因此，在計算隧道工程中盾構(gòu)機的每米工程造價時，應(yīng)對不同的盾構(gòu)機加以區(qū)分計算。以確保合理的控制盾構(gòu)隧道的工程造價。

2.2不同的盾構(gòu)機穿越地層對盾構(gòu)隧道工程造價的影響

（1）盾構(gòu)機刀具的價格對盾構(gòu)隧道工程造價的影響

在土壓平衡式盾構(gòu)隧道施工法中，隧道的掘進工作主要通過刀具切削土體與巖體來進行的，因此不同的地層對所需要的盾構(gòu)機刀片的剛度、強度等要求不同，需要根據(jù)不同的地層情況來選擇相應(yīng)的盾構(gòu)機道具。同時盾構(gòu)機的刀具價格高，且屬于易消耗品，因此也占到隧道工程造價的相當(dāng)比例。盾構(gòu)機的使用刀具有兩種，分別為刮刀與滾刀，其主要區(qū)別如下：

①滾刀的價格高于刮刀的價格。

②刮刀主要用于土體切削，磨損較小，所需要更換刀具的次數(shù)也相對較少。

③滾刀主要用于巖體的破碎。隨著巖石強度的不同，其磨損程度也不同，但總體磨損程度較大，需要經(jīng)常更換刀具。因此在盾構(gòu)隧道工程中，滾刀的消耗量遠大于刮刀。

綜上所述，在進行不同隧道地層的開挖與掘進工作時，需要根據(jù)地層情況配置不同的刀具。由于滾刀的價格相對更高且消耗量大，且刀具的頻繁更換在一定程度上影響了盾構(gòu)機的開挖與掘進速度，并使得機械臺班費與人工費用也相應(yīng)地有所增加。因此在隧道開掘的過程中，如何合理地使用滾刀并降低滾刀的損耗，對于隧道的工程造價而言意義重要。通常在隧道的實際開挖過程中，工人往往會根據(jù)土層或巖層的強度不同而使用不同的刀具數(shù)量。在土層中進行隧道的開挖與掘進時，往往會將部分正面滾刀拆卸下來，不僅能夠提高開挖與掘進的速度，還能直接減少刀具的使用與磨損消耗，進而降低了盾構(gòu)隧道的每米刀具攤銷。

（2）盾構(gòu)機的挖掘速度對盾構(gòu)隧道工程造價的影響

在不同的地層情況中，盾構(gòu)機的開挖與掘進速度也不同。具體如表一所示：

如上圖所示，盾構(gòu)機在粘土層與巖層之間的開挖掘進速度存在著很大的區(qū)別，在不同風(fēng)化程度的巖層之間的挖掘速度也有著一定的差別。不同地層中盾構(gòu)機開挖與掘進速度的不同，就會造成每米盾構(gòu)隧道工程造價中的刀具費用、機械臺班費、電費、人工費等費用也存在著不同。

（3）特殊地層對盾構(gòu)隧道工程造價的影響

特殊地層主要是指溶洞、土洞、孤石等。其中溶洞與土洞主要在石灰?guī)r地層中存在。若是在隧道施工路線及擾動范圍內(nèi)存在著土洞或溶洞，就需要提前對其進行注漿填充。而對溶洞與土洞注漿填充的費用低至幾百萬元，高至數(shù)千萬元，對于盾構(gòu)隧道的工程造價而言，且所占的比例無疑十分巨大。因此在隧道設(shè)計的過程中，應(yīng)對地層情況進行充分的調(diào)查、考據(jù)、分析，以便在規(guī)劃隧道路線時，在保持隧道路線合理性及整體最優(yōu)化的前提下，有效地避開溶洞與土洞等特殊地層。

而孤石則主要存在于花崗巖的全風(fēng)化殘積層中，常常會導(dǎo)致盾構(gòu)機的切割無法推進或者卡刀盤的現(xiàn)象。處理孤石的費用則相對較低，通常在幾萬到百萬之間。但是如果不能及時發(fā)現(xiàn)并處理大直徑的孤石，就會使得盾構(gòu)機的掘進被迫停滯，且處理時間通常長達一至數(shù)個月，不僅造成工人窩工與機械停臺的情況，還需要支付每個月高達幾十萬元的處理費用。因此對于孤石的處理重在提前發(fā)現(xiàn)并提前處理，以有效避免因盾構(gòu)機掘進工作停滯，而導(dǎo)致工期延長，處理費用大幅增長的狀況。

2.3鋼筋混凝土管片對盾構(gòu)隧道工程造價的影響

在進行盾構(gòu)隧道施工時，隧道主要依靠鋼筋混凝土管片來進行土體的支撐作用，因此管片的配筋量、厚度以及寬度的不同，都會對隧道工程造價造成不同的影響。當(dāng)前國內(nèi)使用的鋼筋混凝土管片厚度主要是300毫米與350毫米兩種規(guī)格，寬度主要有1500毫米與1200毫米兩種規(guī)格，且1500毫米規(guī)格的鋼筋混凝土管片所使用的螺栓數(shù)量與防水材料對比1200毫米規(guī)格的鋼筋混凝土管片而言相對較少。以一個3000米的隧道工程項目為例，厚度為300毫米的管片與厚度為350毫米的管片，其在整個隧道工程中的費用能相差五六百萬元。因此在盾構(gòu)隧道工程的建設(shè)施工過程中，根據(jù)土體的支撐需要來選擇合適的鋼筋混凝土管片，對于隧道工程的造價管理影響很大。

2.4地面建筑物對盾構(gòu)隧道工程造價的影響

盾構(gòu)隧道主要是用于城市的地下軌道交通，因此其隧道上方往往會存在著極大數(shù)量的建筑物或者構(gòu)筑物。盾構(gòu)隧道施工法對地面上的建筑物與構(gòu)筑物不會造成影響，但若是建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)侵入隧道，則需要根據(jù)相應(yīng)的情況來進行樁基托換的工作。同時，若是建筑物與構(gòu)筑物所處的地質(zhì)情況較差，則需要進行加固處理。通常在市中心進行盾構(gòu)隧道施工時，其所需要加固或托換的樓房基礎(chǔ)數(shù)量較多，而每一棟樓房加固或托換的費用大約在幾十至幾百萬元之間。一旦處理的樓房基礎(chǔ)數(shù)量過多，其也會對隧道工程造價產(chǎn)生很大的影響。

結(jié)語：

盾構(gòu)隧道施工法是一項極其復(fù)雜的工程項目，其影響工程造價的因素有很多。在進行隧道工程的造價預(yù)算時，對刀具與盾構(gòu)機等設(shè)備及配件的費用可以進行較好的掌握，但對于隧道所經(jīng)的地層情況、地質(zhì)因素等難以進行有效的確定。部分地面建筑物由于基礎(chǔ)資料的缺失，也導(dǎo)致無法對其基礎(chǔ)進行有效的確定。這兩個不確定因素在很大程度上導(dǎo)致了盾構(gòu)隧道工程造價的不確定性與多變性。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展與應(yīng)用，在這二者上會實現(xiàn)很大的突破，從而有效地促進盾構(gòu)隧道工程造價管理質(zhì)量與水平的提升。