我国第十三个五年规划已经将“构建现代基础设施网络”和“交通基础设施”列入现阶段我国建设的重要工程。由于地铁施工对已有的结构、道路和环境的影响小,建成后基本不占用城市地上空间,所以成为了各城市轨道交通的重要组成部分。盾构施工法作为地铁项目的重要施工方法,具有进度快、噪声小等诸多优点,但是同一区间由不同单位给出的投标价格存在较大的差距,这就给业主方的投、融资带来了困难。并且材料费用在盾构施工地铁项目的建安费占比一般都在55%以上,所以材料费用管理是项目成本管理的重点,故有必要对材料费用进行仿真和研究。论文的主要研究成果包括:(1)通过对比分析定额,使用“ABC分类法”原理,筛选出了9种对材料费用影响较大的材料,并识别了影响材料费用的因素。首先,根据国家最新的交通工程概算定额条目以及市政工程消耗量定额条目,借用ABC分类法原理,分析得出预制钢筋混凝土管片材料费用占比在盾构区间材料费用的55.18%~61.87%之间;管片连接螺栓材料费用占比在7.19%~8.06%之间;衬砌压浆使用不同材料时,硅酸钠材料费用占比平均约为6.65%,中砂材料费用占比平均约为3.17%,复合硅酸盐水泥(32.5)材料费用占比在1.15%~2.78%之间,粉煤灰材料费用占比平均约为1.92%;盾构油脂材料费用占比平均约为1.68%;管片嵌缝使用材料不同时,环氧聚氨酯嵌缝膏和乳胶水泥的材料费用占比平均分别约为0.95%和2.50%。其次,根据“量价分离原则”识别了影响材料费用消耗量和单价的因素,其中,影响材料消耗量的因素有材料的净使用量及其影响因素、额外的材料消耗量及其影响因素以及库存和购买方式的影响;影响材料单价的因素有材料原价及其影响因素、运杂费及其影响因素、运输损耗率和采购保管费率。(2)通过分析盾构施工地铁项目材料费用影响因素之间的因果关系,利用系统动力学原理建立了基于系统动力学的盾构施工地铁项目材料费用仿真模型。在确定了系统目标、系统边界之后,首先利用系统动力学软件Vensim-PLE绘制了由盾构施工地铁项目材料费用子系统、盾构掘进材料费用子系统、衬砌压浆材料费用子系统、预制管片材料费用子系统和管片嵌缝材料费用子系统组成的盾构施工地铁项目材料费用的因果反馈图,各子系统中材料费用由影响材料消耗量和材料单价的因素相互影响。其次,根据因果反馈图,绘制了适用于土压平衡盾构机盾构施工地铁项目的材料费用系统流图,并结合实际情况构建了模型中辅助变量的方程。通过模型准确性测试、量纲一致性测试和参数估计测试验证了该系统仿真模型。(3)对沈阳在建地铁某盾构区间进行了实证研究,并得出了一些结论。经过对沈阳在建地铁沈阳北站站~皇寺路站盾构区间的仿真研究,预计该盾构区间施工发生材料费4088.87万元,平均每延米24534.56元。在影响材料消耗量方面,材料的购买速率、盾构掘进速度对材料费用的影响不呈线性关系;材料原价、运输损耗率和采购保管费率对材料费用的影响呈线性关系;材料运输距离对材料费用的影响基本呈线性关系。在工程中采用6250mm直径的盾构机施工,每天购入的材料满足2天施工需求,采用外径6000mm、内径5400mm、环宽1500mm的管片更具经济性。