獅子洋隧道盾構段掘進工程單價分析

彭永忠 鄧朝輝 韓鵬輝

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，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，穿越珠江入海口的獅子洋，河面寬度6.1 km。獅子洋隧道是國內首座泥水平衡盾構穿越長距離基巖復合地層的隧道，是鐵路第一條開工建設、世界上行車速度目標值最高、國內在建最長、國內水壓力最大、國內第一條進行地中對接施工、第一次使用內襯的盾構法隧道，國內無經驗可以借鑒，因而在工程建設中困難重重，如掘進故障率高、設備修理量大、施工進度慢等。根據現場測定的結果，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段的掘進工程造價時，不能簡單的選用市政工程的盾構掘進定額，需結合現場的地層因素和施工條件進行分析。

2 獅子洋隧道盾構段掘進的主要情況

獅子洋隧道盾構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

盾構施工時因掘進斷面地層軟硬不均，使得盾構機在掘進方向上受力不均，姿態難以控制，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，巖性為泥質粉砂巖，在此地層中掘進施工，盾構機的各個系統正常工作，但需要經常維護，盾構刀具更換頻繁，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油脂的注入量，封住水源，保證盾構密封系統的性能。

圖1 獅子洋隧道縱斷面(單位:m)

2.3 復合地層中泥水分離系統

在復合地層中，盾構采用滾刀破巖，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，避免出現爆管等問題。

2.4 在掘進過程中輔助措施

盾構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。

盾構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，為恢復刀盤結構性能，需焊接刀盤。

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

3 獅子洋隧道盾構段掘進的主要材料消耗及維護情況

獅子洋隧道盾構段掘進工程經施工現場統計分析得出的主要材料消耗及維護情況見表1。

表1 盾構隧道掘進主要材料消耗及維護

4 獅子洋隧道盾構段掘進工程的單價分析

根據以上現場的實際測定結果并結合施工組織情況，得出如下單價分析，見表2。

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

(2)價格水平:獅子洋盾構單價基期人工費采用24.26元/工日，材料價采用《鐵路工程建設材料預算價格》(鐵建設［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［2006］129號文)。而廣東市政盾構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單價保持一致。

工作內容與價格水平的一致，使獅子洋盾構單價與廣東省市政盾構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正常段掘進單價(基價)為6.96萬元/m;而廣東省市政盾構單價(基價)為2.81萬元/m。獅子洋盾構單價明顯遠高于廣東省市政盾構單價。

造成這種單價差異的主要是兩種盾構單價的消耗量不相同。獅子洋隧道現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，由于其超大直徑、復雜地質等特殊性，人工、材料、機械消耗較一般市政盾構定額消耗量較大。比如在掘進過程中，獅子洋隧道由于在高水壓、復合地層中進行長距離掘進，導致刀具更換頻繁、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。而廣東省市政盾構單價則是針對一般市政工程的反應了一個平均先進消耗水平，當遇到地質條件復雜的工程項目時，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 結束語

盾構機在復合地層進行長距離掘進時，施工工效較低、設備維修量大，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場的情況進行總結分析，得出泥水平衡式盾構在復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施工的消耗單價，可供類似工程參考。

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