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[摘要]土压平衡式盾构法是当前国内隧道施工主要采用的方法之一。本文对盾构隧道的相关概念进行了分析，并主要针对土压平衡式盾构隧道施工法，从盾构机制造价格、地层情况、钢筋混凝土管片费用、以及地面建筑物这四个方面对其影响盾构隧道工程造价的主要因素进行了阐述。
[关键词]盾构隧道；工程造价；影响因素
随着城市化进程的加快，城市的交通日益拥堵，使得越来越多的城市开始发展地下的轨道交通。城市的轨道交通工程主要由区间隧道与车站两个部分组成，其中盾构法就是区间隧道暗挖法施工中的一种。所谓盾构法，是一种全机械化的区间隧道施工方法。其中土压平衡式盾构由于具有可靠、安全、干扰小的优点，在我国得到了广泛的应用。科学合理的盾构隧道工程造价管理，能够实现对资源、设备等的合理调配与充分利用，从而在很大程度上降低工程的成本，并促使工程保质保量地按时完成。本文着重探讨的是土压平衡式盾构法隧道工程造价的主要影响因素。
1、盾构隧道概述
盾构机械是盾构隧道施工法中至关重要的组成部分。在盾构隧道工程建设中，通过操作盾构机可以实现开挖面控制、保持周围土体稳固不塌陷、隧道掘进、出渣等工作的同時进行，并通过在盾构机内拼装管片形成衬砌与进行壁后注浆来修筑隧道的一种机械化隧道施工方法。盾构隧道施工法是一项极其复杂且专业的工作过程，其主要包括了开挖面支护、土体开挖运输、盾构推进、衬砌拼装、以及盾尾脱空和壁后注浆等几个技术环节。
盾构隧道施工法的安全性能较高，隧道掘进的速度快，并可实现全自动化作业，使得施工劳动的程度相对较低。盾构隧道施工法对周围环境的干扰较小，主要表现为在施工中没有扰动与噪音，在进行地下施工时，不会对地面的交通与设施造成影响，也不会破坏地下的管线等设施；同时环境对盾构隧道施工法的干扰性也较小，在进行盾构施工时，不会受到季节、风雨等气候条件的影响与制约。此外，在松软含水地层中用盾构施工法来修建埋深较大的长隧道，在经济方面与技术方面具有很大的优势。
但是盾构隧道施工法不可避免地也存在着缺点，例如其价格昂贵并且针对性很强，在进行隧道施工时需要对每一条隧道的水文地质条件与工程地质、结构断面尺寸等来进行专门的隧道设计制造，且该设计制造方案往往不能重复使用与其他隧道的施工中。同时，当隧道顶的覆土太浅或者隧道的曲率半径太小，也往往会造成施工困难等。
2、盾构隧道工程造价的主要影响因素
对于采用土压平衡式盾构施工法的隧道工程而言，其影響工程造价的主要因素通常包括盾构机的制造价格、钢筋混凝土的管片费用、盾构隧道穿越的底层情况、以及地面的建筑物或构筑物等。下面本文将展开具体的分析。
2.1盾构机制造价格对盾构隧道工程造价的影响
盾构机的制造价格非常昂贵，根据盾构机类型的不同，价格分别从2000万元到6000多万元不等。并且盾构机的寿命里程通常只有10千米，在达到寿命里程后就需要重新购置盾构机。在盾构隧道工程建设中，盾构机购置费用相对比较庞大，约占到了隧道工程总造价的四分之一。因此合理选择不同类型的盾构机对于工程造价管理具有极其重大的意义。
由于我国地幅辽阔，且不同区域之间的地质情况千差万别，即使是同一个城市之间，也通用存在着多种地质情况。而盾构机的选择就需要根据不同的地质情况来评估盾构机对不同地层进行掘进工作时的适应性。由于盾构机在穿越地层时，其遇到的地层强度越高，所需要的主轴承抗扭强度与盾构机刀盘的刚度、强度等也就越高，其相应的盾构机制造价格也就越昂贵。因此，通常需要根据隧道的穿越地层来选择合适的盾构机。由于盾构机的寿命里程只有10公里，因此在隧道施工中需要根据隧道的长度来合理购置相应数量的盾构机。同时，由于同一隧道的地层结构也可能存在很大不同，因此同一隧道工程所购置的盾构机类型也可能完全不同。因此，在计算隧道工程中盾构机的每米工程造价时，应对不同的盾构机加以区分计算。以确保合理的控制盾构隧道的工程造价。
2.2不同的盾构机穿越地层对盾构隧道工程造价的影响
（1）盾构机刀具的价格对盾构隧道工程造价的影响
在土压平衡式盾构隧道施工法中，隧道的掘进工作主要通过刀具切削土体与岩体来进行的，因此不同的地层对所需要的盾构机刀片的刚度、强度等要求不同，需要根据不同的地层情况来选择相应的盾构机道具。同时盾构机的刀具价格高，且属于易消耗品，因此也占到隧道工程造价的相当比例。盾构机的使用刀具有两种，分别为刮刀与滚刀，其主要区别如下：
①滚刀的价格高于刮刀的价格。
②刮刀主要用于土体切削，磨损较小，所需要更换刀具的次数也相对较少。
③滚刀主要用于岩体的破碎。随着岩石强度的不同，其磨损程度也不同，但总体磨损程度较大，需要经常更换刀具。因此在盾构隧道工程中，滚刀的消耗量远大于刮刀。
综上所述，在进行不同隧道地层的开挖与掘进工作时，需要根据地层情况配置不同的刀具。由于滚刀的价格相对更高且消耗量大，且刀具的频繁更换在一定程度上影响了盾构机的开挖与掘进速度，并使得机械台班费与人工费用也相应地有所增加。因此在隧道开掘的过程中，如何合理地使用滚刀并降低滚刀的损耗，对于隧道的工程造价而言意义重要。通常在隧道的实际开挖过程中，工人往往会根据土层或岩层的强度不同而使用不同的刀具数量。在土层中进行隧道的开挖与掘进时，往往会将部分正面滚刀拆卸下来，不仅能够提高开挖与掘进的速度，还能直接减少刀具的使用与磨损消耗，进而降低了盾构隧道的每米刀具摊销。
（2）盾构机的挖掘速度对盾构隧道工程造价的影响
在不同的地层情况中，盾构机的开挖与掘进速度也不同。具体如表一所示：
如上图所示，盾构机在粘土层与岩层之间的开挖掘进速度存在着很大的区别，在不同风化程度的岩层之间的挖掘速度也有着一定的差别。不同地层中盾构机开挖与掘进速度的不同，就会造成每米盾构隧道工程造价中的刀具费用、机械台班费、电费、人工费等费用也存在着不同。 （3）特殊地层对盾构隧道工程造价的影响
特殊地层主要是指溶洞、土洞、孤石等。其中溶洞与土洞主要在石灰岩地层中存在。若是在隧道施工路线及扰動范围内存在着土洞或溶洞，就需要提前对其进行注浆填充。而对溶洞与土洞注浆填充的费用低至几百万元，高至数千万元，对于盾构隧道的工程造价而言，且所占的比例无疑十分巨大。因此在隧道设计的过程中，应对地层情况进行充分的调查、考据、分析，以便在规划隧道路线时，在保持隧道路线合理性及整体最优化的前提下，有效地避开溶洞与土洞等特殊地层。
而孤石则主要存在于花岗岩的全風化残积层中，常常会导致盾构机的切割无法推进或者卡刀盘的现象。处理孤石的费用则相对较低，通常在几万到百万之间。但是如果不能及时发现并处理大直径的孤石，就会使得盾构机的掘进被迫停滞，且处理时间通常长达一至数个月，不仅造成工人窝工与机械停台的情况，还需要支付每个月高达几十万元的处理费用。因此对于孤石的处理重在提前发现并提前处理，以有效避免因盾构机掘进工作停滞，而导致工期延长，处理费用大幅增长的状况。
2.3钢筋混凝土管片对盾构隧道工程造价的影响
在进行盾构隧道施工时，隧道主要依靠钢筋混凝土管片来进行土体的支撑作用，因此管片的配筋量、厚度以及宽度的不同，都会对隧道工程造价造成不同的影响。当前国内使用的钢筋混凝土管片厚度主要是300毫米与350毫米两种规格，宽度主要有1500毫米与1200毫米两种规格，且1500毫米规格的钢筋混凝土管片所使用的螺栓数量与防水材料对比1200毫米规格的钢筋混凝土管片而言相对较少。以一个3000米的隧道工程项目为例，厚度为300毫米的管片与厚度为350毫米的管片，其在整个隧道工程中的费用能相差五六百万元。因此在盾构隧道工程的建设施工过程中，根据土体的支撑需要来选择合适的钢筋混凝土管片，对于隧道工程的造价管理影响很大。
2.4地面建筑物对盾构隧道工程造价的影响
盾构隧道主要是用于城市的地下轨道交通，因此其隧道上方往往会存在着极大数量的建筑物或者构筑物。盾构隧道施工法对地面上的建筑物与构筑物不会造成影响，但若是建筑物或构筑物的基础侵入隧道，则需要根据相应的情况来进行桩基托换的工作。同时，若是建筑物与构筑物所处的地质情况较差，则需要进行加固处理。通常在市中心进行盾构隧道施工时，其所需要加固或托换的楼房基础数量较多，而每一栋楼房加固或托换的费用大约在几十至几百万元之间。一旦处理的楼房基础数量过多，其也会对隧道工程造价产生很大的影响。
结语：
盾构隧道施工法是一项极其复杂的工程项目，其影响工程造价的因素有很多。在进行隧道工程的造价预算时，对刀具与盾构机等设备及配件的费用可以进行较好的掌握，但对于隧道所经的地层情况、地质因素等难以进行有效的确定。部分地面建筑物由于基础资料的缺失，也导致无法对其基础进行有效的确定。这两个不确定因素在很大程度上导致了盾构隧道工程造价的不确定性与多变性。相信随着科学技术的进一步发展与应用，在这二者上会实现很大的突破，从而有效地促进盾构隧道工程造价管理质量与水平的提升。
[关键词]盾构隧道；工程造价；影响因素
随着城市化进程的加快，城市的交通日益拥堵，使得越来越多的城市开始发展地下的轨道交通。城市的轨道交通工程主要由区间隧道与车站两个部分组成，其中盾构法就是区间隧道暗挖法施工中的一种。所谓盾构法，是一种全机械化的区间隧道施工方法。其中土压平衡式盾构由于具有可靠、安全、干扰小的优点，在我国得到了广泛的应用。科学合理的盾构隧道工程造价管理，能够实现对资源、设备等的合理调配与充分利用，从而在很大程度上降低工程的成本，并促使工程保质保量地按时完成。本文着重探讨的是土压平衡式盾构法隧道工程造价的主要影响因素。
1、盾构隧道概述
盾构机械是盾构隧道施工法中至关重要的组成部分。在盾构隧道工程建设中，通过操作盾构机可以实现开挖面控制、保持周围土体稳固不塌陷、隧道掘进、出渣等工作的同時进行，并通过在盾构机内拼装管片形成衬砌与进行壁后注浆来修筑隧道的一种机械化隧道施工方法。盾构隧道施工法是一项极其复杂且专业的工作过程，其主要包括了开挖面支护、土体开挖运输、盾构推进、衬砌拼装、以及盾尾脱空和壁后注浆等几个技术环节。
盾构隧道施工法的安全性能较高，隧道掘进的速度快，并可实现全自动化作业，使得施工劳动的程度相对较低。盾构隧道施工法对周围环境的干扰较小，主要表现为在施工中没有扰动与噪音，在进行地下施工时，不会对地面的交通与设施造成影响，也不会破坏地下的管线等设施；同时环境对盾构隧道施工法的干扰性也较小，在进行盾构施工时，不会受到季节、风雨等气候条件的影响与制约。此外，在松软含水地层中用盾构施工法来修建埋深较大的长隧道，在经济方面与技术方面具有很大的优势。
但是盾构隧道施工法不可避免地也存在着缺点，例如其价格昂贵并且针对性很强，在进行隧道施工时需要对每一条隧道的水文地质条件与工程地质、结构断面尺寸等来进行专门的隧道设计制造，且该设计制造方案往往不能重复使用与其他隧道的施工中。同时，当隧道顶的覆土太浅或者隧道的曲率半径太小，也往往会造成施工困难等。
2、盾构隧道工程造价的主要影响因素
对于采用土压平衡式盾构施工法的隧道工程而言，其影響工程造价的主要因素通常包括盾构机的制造价格、钢筋混凝土的管片费用、盾构隧道穿越的底层情况、以及地面的建筑物或构筑物等。下面本文将展开具体的分析。
2.1盾构机制造价格对盾构隧道工程造价的影响
盾构机的制造价格非常昂贵，根据盾构机类型的不同，价格分别从2000万元到6000多万元不等。并且盾构机的寿命里程通常只有10千米，在达到寿命里程后就需要重新购置盾构机。在盾构隧道工程建设中，盾构机购置费用相对比较庞大，约占到了隧道工程总造价的四分之一。因此合理选择不同类型的盾构机对于工程造价管理具有极其重大的意义。
由于我国地幅辽阔，且不同区域之间的地质情况千差万别，即使是同一个城市之间，也通用存在着多种地质情况。而盾构机的选择就需要根据不同的地质情况来评估盾构机对不同地层进行掘进工作时的适应性。由于盾构机在穿越地层时，其遇到的地层强度越高，所需要的主轴承抗扭强度与盾构机刀盘的刚度、强度等也就越高，其相应的盾构机制造价格也就越昂贵。因此，通常需要根据隧道的穿越地层来选择合适的盾构机。由于盾构机的寿命里程只有10公里，因此在隧道施工中需要根据隧道的长度来合理购置相应数量的盾构机。同时，由于同一隧道的地层结构也可能存在很大不同，因此同一隧道工程所购置的盾构机类型也可能完全不同。因此，在计算隧道工程中盾构机的每米工程造价时，应对不同的盾构机加以区分计算。以确保合理的控制盾构隧道的工程造价。
2.2不同的盾构机穿越地层对盾构隧道工程造价的影响
（1）盾构机刀具的价格对盾构隧道工程造价的影响
在土压平衡式盾构隧道施工法中，隧道的掘进工作主要通过刀具切削土体与岩体来进行的，因此不同的地层对所需要的盾构机刀片的刚度、强度等要求不同，需要根据不同的地层情况来选择相应的盾构机道具。同时盾构机的刀具价格高，且属于易消耗品，因此也占到隧道工程造价的相当比例。盾构机的使用刀具有两种，分别为刮刀与滚刀，其主要区别如下：
①滚刀的价格高于刮刀的价格。
②刮刀主要用于土体切削，磨损较小，所需要更换刀具的次数也相对较少。
③滚刀主要用于岩体的破碎。随着岩石强度的不同，其磨损程度也不同，但总体磨损程度较大，需要经常更换刀具。因此在盾构隧道工程中，滚刀的消耗量远大于刮刀。
综上所述，在进行不同隧道地层的开挖与掘进工作时，需要根据地层情况配置不同的刀具。由于滚刀的价格相对更高且消耗量大，且刀具的频繁更换在一定程度上影响了盾构机的开挖与掘进速度，并使得机械台班费与人工费用也相应地有所增加。因此在隧道开掘的过程中，如何合理地使用滚刀并降低滚刀的损耗，对于隧道的工程造价而言意义重要。通常在隧道的实际开挖过程中，工人往往会根据土层或岩层的强度不同而使用不同的刀具数量。在土层中进行隧道的开挖与掘进时，往往会将部分正面滚刀拆卸下来，不仅能够提高开挖与掘进的速度，还能直接减少刀具的使用与磨损消耗，进而降低了盾构隧道的每米刀具摊销。
（2）盾构机的挖掘速度对盾构隧道工程造价的影响
在不同的地层情况中，盾构机的开挖与掘进速度也不同。具体如表一所示：
如上图所示，盾构机在粘土层与岩层之间的开挖掘进速度存在着很大的区别，在不同风化程度的岩层之间的挖掘速度也有着一定的差别。不同地层中盾构机开挖与掘进速度的不同，就会造成每米盾构隧道工程造价中的刀具费用、机械台班费、电费、人工费等费用也存在着不同。 （3）特殊地层对盾构隧道工程造价的影响
特殊地层主要是指溶洞、土洞、孤石等。其中溶洞与土洞主要在石灰岩地层中存在。若是在隧道施工路线及扰動范围内存在着土洞或溶洞，就需要提前对其进行注浆填充。而对溶洞与土洞注浆填充的费用低至几百万元，高至数千万元，对于盾构隧道的工程造价而言，且所占的比例无疑十分巨大。因此在隧道设计的过程中，应对地层情况进行充分的调查、考据、分析，以便在规划隧道路线时，在保持隧道路线合理性及整体最优化的前提下，有效地避开溶洞与土洞等特殊地层。
而孤石则主要存在于花岗岩的全風化残积层中，常常会导致盾构机的切割无法推进或者卡刀盘的现象。处理孤石的费用则相对较低，通常在几万到百万之间。但是如果不能及时发现并处理大直径的孤石，就会使得盾构机的掘进被迫停滞，且处理时间通常长达一至数个月，不仅造成工人窝工与机械停台的情况，还需要支付每个月高达几十万元的处理费用。因此对于孤石的处理重在提前发现并提前处理，以有效避免因盾构机掘进工作停滞，而导致工期延长，处理费用大幅增长的状况。
2.3钢筋混凝土管片对盾构隧道工程造价的影响
在进行盾构隧道施工时，隧道主要依靠钢筋混凝土管片来进行土体的支撑作用，因此管片的配筋量、厚度以及宽度的不同，都会对隧道工程造价造成不同的影响。当前国内使用的钢筋混凝土管片厚度主要是300毫米与350毫米两种规格，宽度主要有1500毫米与1200毫米两种规格，且1500毫米规格的钢筋混凝土管片所使用的螺栓数量与防水材料对比1200毫米规格的钢筋混凝土管片而言相对较少。以一个3000米的隧道工程项目为例，厚度为300毫米的管片与厚度为350毫米的管片，其在整个隧道工程中的费用能相差五六百万元。因此在盾构隧道工程的建设施工过程中，根据土体的支撑需要来选择合适的钢筋混凝土管片，对于隧道工程的造价管理影响很大。
2.4地面建筑物对盾构隧道工程造价的影响
盾构隧道主要是用于城市的地下轨道交通，因此其隧道上方往往会存在着极大数量的建筑物或者构筑物。盾构隧道施工法对地面上的建筑物与构筑物不会造成影响，但若是建筑物或构筑物的基础侵入隧道，则需要根据相应的情况来进行桩基托换的工作。同时，若是建筑物与构筑物所处的地质情况较差，则需要进行加固处理。通常在市中心进行盾构隧道施工时，其所需要加固或托换的楼房基础数量较多，而每一栋楼房加固或托换的费用大约在几十至几百万元之间。一旦处理的楼房基础数量过多，其也会对隧道工程造价产生很大的影响。
结语：
盾构隧道施工法是一项极其复杂的工程项目，其影响工程造价的因素有很多。在进行隧道工程的造价预算时，对刀具与盾构机等设备及配件的费用可以进行较好的掌握，但对于隧道所经的地层情况、地质因素等难以进行有效的确定。部分地面建筑物由于基础资料的缺失，也导致无法对其基础进行有效的确定。这两个不确定因素在很大程度上导致了盾构隧道工程造价的不确定性与多变性。相信随着科学技术的进一步发展与应用，在这二者上会实现很大的突破，从而有效地促进盾构隧道工程造价管理质量与水平的提升。