基于工程造價控制導向下的地鐵盾構機施工技術應用

馮永勝

摘要：為了在保障施工質量前提下降低市政地鐵盾構工程的造價，對市政地鐵盾構機施工技術與工程造價控制進行研究。以工程造價控制為導向，將土壓平衡式盾構機作為施工裝置，并對具體的運行參數加以設置，從克服超高強度硬質巖石對刀具磨損和破碎作用角度出發，將強韌性16Mnr鋼材復合式刀盤（輻條+面板）作為盾構機的刀盤配置，以此降低由于換刀操作帶來的施工成本。結合具體盾構區間的巖性，對盾構機刀盤轉速進行差異化控制。測試結果顯示，所設計施工技術僅對材料費的控制結果，與預控標準成本之間的差異為329.92元，其余費用構成與預控標準成本之間的差異均穩定在100元以內，最小偏差僅為8.50元。

關鍵詞：工程造價控制；土壓平衡式盾構機；刀具磨損；刀盤配置；換刀；轉速

0? ?引言

近年來，對于地下空間的開發利用開始受到越來越多相關施工設計人員的關注。加大對地下空間的合理利用，不僅可以有效緩解地面交通的擁擠問題，同時也可以對緩解城市用地緊張問題起到一定的促進作用。

地鐵作為深受大家的歡迎交通工具之一，具有運送能力強、能源消耗低的特點，與綠色出行的理念完美契合，并且其不受高峰期堵車影響，為人們的出行帶來極大的便利。盾構施工是地鐵施工過程中極為重要的施工內容之一，對其進行深入研究，不僅有利于提高施工質量，對于施工成本控制也具有重要的現實意義。

本文提出市政地鐵盾構機施工技術與工程造價控制研究，并以實際的施工案例為基礎，開展了對比測試，分析驗證了設計施工技術在成本控制方面的作用。

1? ?盾構機施工參數設置

結合具體市政地鐵施工項目的基本情況，本文將土壓平衡式盾構機作為施工裝置。在具體運行階段，相關運行參數的設置情況如表1所示。

在此基礎上，在盾尾部設置3道鋼絲刷結構的密封，使得其最大工作壓力可以達到0.3MPa，以此確保其能夠適應不同強度地質結構的盾構需求。

地鐵工程可能存在轉彎或爬坡等形態，對應的盾構施工階段也要據此進行必要的調整。本文設置土壓平衡式盾構機的水平最大轉彎半徑為25.0m，縱向爬坡范圍為50‰，按照被動鉸接的鉸接形式開展具體的盾構施工。

2? ?盾構刀盤與刀具的選取

盾構刀盤與刀具的選取也是關系到施工效率和工程造價的關鍵因素之一，合理配置刀盤有利于增強其削切土體能力。

本文從克服超高強度硬質巖石對刀具磨損和破碎作用角度出發，為了能夠最大限度減少在盾構掘進過程中，由于換刀操作造成的施工時間的拖延及施工成本增大，將強韌性16MnR鋼材復合式刀盤（輻條+面板）作為盾構機的刀盤配置。

強韌性16MnR鋼材復合式刀盤具體規格為φ6470mm×1595mm。其中包含6把中心雙刃滾刀、35把單刃滾刀、12把邊刮刀、43把正面切刀以及17把耐磨合金刀。在對刀盤開口進行設置時，按照45%的標準設置，以此確保盾構期間能夠適應軟硬不均復合地層的掘進需求。

3? ?盾構機刀盤轉速設置

在對市政地鐵盾構機施工進行控制時，本文充分考慮施工時間與施工造價之間的關系。在相同的施工條件下，施工時間越長，對應的造價越高。以此為基礎，在保障施工質量的前提下，最大限度縮短盾構施工的時間就成為了控制工程造價的關鍵。針對此，本文以盾構施工區間的基本地質情況為基礎，設置了不同的盾構機刀盤轉速，具體如圖1所示。

按照圖1所示的方式，當盾構施工區間的地質構成為強風化花崗巖時，控制盾構機刀盤轉速在1.2～1.4r/min區間范圍內；當盾構施工區間的地質構成為中風化花崗巖時，控制盾構機刀盤轉速在0.95～1.2r/min區間范圍內；當盾構施工區間的地質構成為微風化閃長巖時，控制盾構機刀盤轉速在1.05～1.2r/min區間范圍內；當盾構施工區間的地質構成為微風化正長斑巖時，控制盾構機刀盤轉速在0.9～1.0r/min區間范圍內。按照以上方法進行盾構施工，既可保障施工進度、質量，也可最大限度縮短盾構施工的時間，有效控制工程造價。

4? ?測試與分析

4.1? ?測試環境概述

研究本文設計施工技術對造價控制效果時，本文以某市的地鐵施工項目為參照開展了對比測試。其中，參與測試的對照組分別為文獻[4]和文獻[5]提出的施工技術。在此基礎上，對其施工項目的基本情況進行分析，具體情況如表2所示。

對盾構施工區間的基本情況進行分析，整體線路沿線呈現出地形較平坦的特點，在地質構成方面，主要為粉土和粉質黏土，且無地下明顯水層。在此基礎上，分別采用3種方法開展盾構施工，對單位距離的施工造價進行分析。

4.2? ?測試結果與分析

在上述測試環境基礎上，分別統計了不同施工技術下的造價情況，得到的數據結果如表3所示。為了便于統計，最大限度降低由于客觀情況導致的統計結果誤差，本文將單位距離的造價（100.0元）作為對比指標。

從表3所示的測試結果可知，3種不同施工技術的單位距離施工造價表現出了不同的特點。其中，在文獻[4]施工技術下，材料費、間接費以及專業分包費的控制效果與預控標準成本之間的差異較大，分別達到了362.99元、242.43元以及323.88元。除此之外，對于稅金的控制效果與預控標準成本之間的差異也達到了152.92元，其余成本構成的控制結果誤差均穩定在100.0元以內。

在文獻[5]施工技術下，造價的控制誤差主要集中體現在材料費方面，與預控標準成本之間的差異達到了732.83元。除此之外，僅對其他直接費的控制效果與預控標準成本之間的差異達到了100元以上（112.6元），其余費用構成與預控標準成本之間的差異均穩定在100.0元以內。

相比之下，在本文設計施工技術的測試結果中，僅材料費控制結果與預控標準成本之間的差異達到了100元以上（329.92元），其余費用構成與預控標準成本之間的差異均穩定在100.0元以內，最小偏差僅為8.50元。從整體角度對不同施工技術的造價控制情況進行分析，文獻[4]施工技術下的造價高于預控標準成本1141.35元，文獻[5]施工技術下的造價高于預控標準成本1440.60元，本文施工技術下的造價僅高于預控標準成本583.78元。

綜合上述測試結果可以得出結論，本文設計的市政地鐵盾構機施工技術能夠起到良好的工程造價控制作用。

5? ?結束語

對于市政地鐵施工項目而言，其具有施工規模較大、施工周期較長、施工環境較為復雜、施工成本較高的特點，針對此，對其展開針對性研究是十分必要的。

本文以工程造價控制為導向，將土壓平衡式盾構機作為施工裝置，并對具體的運行參數加以設置，從克服超高強度硬質巖石對刀具磨損和破碎作用角度出發，將強韌性16MnR鋼材復合式刀盤（輻條+面板）作為盾構機的刀盤配置，以此降低由于換刀操作帶來的施工成本。結合具體盾構區間的巖性，對盾構機刀盤轉速進行差異化控制。借助本文的設計與研究，希望能夠為相關盾構施工提供一定的參考價值。

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