地鐵隧道土壓平衡盾構施工的成本控制研究

姜騰飛

摘要：為了優化地鐵隧道土壓平衡盾構施工成本控制效果，實現節約施工成本、增加工程利潤的目標，以北京軌道交通22號線（平谷線）14合同段隧道工程土壓平衡盾構施工為例，開展了盾構施工成本控制方法的全面、系統研究。采用WBS工作分解結構法，分解了土壓平衡盾構施工的目標成本，將目標成本細化到各個責任成本中心。在此基礎上采用掙值法計算施工成本偏差，找出施工成本超支的具體原因，進而對施工目標成本費用進行控制與優化。通過工程實例對3種成本控制方法的實驗結果進行分析對比，驗證了本文提出的成本控制方法取得了施工成本最少、節約費用最多的良好結果。

關鍵詞：地鐵隧道；土壓平衡；盾構施工；成本控制

0? ?引言

在地下空間高效開發的背景下，地鐵建設規模越來越大。在地鐵工程施工過程中，土壓平衡盾構施工屬于重要的組成部分[1]。從廣義角度分析，土壓平衡盾構又稱為泥土加壓式盾構[2]。其在保持地鐵隧道開挖面處于穩定狀態的前提條件下，將隧道正面土體切削下來，輸入切削刀盤后面的密封腔內，使密封腔內具有適當的壓力，與隧道開挖面水土壓力達到平衡狀態，以減少地層土體的擾動，有效控制地鐵隧道地表沉降變形[3]。

1? ?研究成本控制方法的重要性

土壓平衡盾構施工流程復雜，施工體量較大，在施工過程中容易受到隧道內部條件與地質條件等不確定因素的干擾，容易遇到各種難以預料的突發情況，這些因素都會增加施工成本、降低企業效益。因此，研究科學合理的土壓平衡盾構施工成本控制方法至關重要。

傳統的土壓平衡盾構施工成本控制方法大都采用文獻[4]和文獻[5]提出的方法，其中文獻[4]方法在實際地鐵隧道建設工程施工成本控制過程中仍然存在一定的不足，主要體現在成本控制不能做到全覆蓋，不能較好地實現施工成本最小化、工程利潤最大化目標。文獻[5]方法從不同施工環節入手實施成本的全程控制，但是其控制效果不佳，存在超支問題。

為了改善上述問題，本文以北京軌道交通22號線（平谷線）14合同段隧道工程為例，開展了土壓平衡盾構施工成本控制方法的研究，以期為推動地鐵隧道工程健康發展、提高其施工成本管控水平做出一點貢獻。

2? ?盾構施工成本控制方法

2.1? ?土壓平衡盾構施工目標成本分解

本文所述地鐵隧道土壓平衡盾構施工成本控制方法，依據目標責任成本管理控制原則，分解土壓平衡盾構施工目標成本，將目標成本細化至各個責任成本中心的最小單元，為后續施工成本控制提供有力的支持。

采用WBS工作分解結構法，將地鐵隧道土壓平衡盾構施工項目按照一定的規律進行分解。土壓平衡盾構施工項目WBS工作分解結構如圖1所示。

按照圖1分層進行分解，首先將施工項目分解成任務，其次將任務分解成工序，然后將工序分解到每個施工人員，直至將施工項目分解到最小單元為止。

根據圖1分解結構，明確目標成本責任范圍和對應的工作內容，實施全員、全過程管控[6]。在此基礎上，對土壓平衡盾構施工目標成本進行分解，如表1所示。

從表1可獲取地鐵隧道土壓平衡盾構施工目標成本各項分解費用及對應的成本責任中心。按照規定日期，對各項成本費用進行核算，若存在異常問題，及時向相關的成本責任中心了解有關情況，實現目標成本費用精細化管控[7]。

2.2? ?基于掙值法控制盾構施工成本

在上述地鐵隧道土壓平衡盾構施工目標成本分解完畢后，明確了各項施工目標成本費用及對應的成本責任中心，能夠對各項費用進行精細化管控。在此基礎上，利用掙值法進行全方位、多維度的監管控制土壓平衡盾構施工成本[8]。對掙值法中的基本參數進行計算，包括盾構施工計劃成本、盾構施工掙值及盾構施工實際成本，通過對比這3個參數之間的差額，獲取施工成本中存在的問題，進而制定相應的成本控制措施。掙值法基本參數計算公式如下所示：

BCWS（t）=∑t0 （P·S），（0≤t≤T）? ? ? （1）

BCWP（t）=∑t0 （A·S），（0≤t≤T）? ? ? （2）

ACWP（t）=∑t0 （A·C），（0≤t≤T）? ? ? ?（3）

式（1）、（2）、（3）中：BCWS（t）表示盾構施工計劃成本；BCWP（t）表示盾構施工掙值；ACWP（t）表示盾構施工實際成本；P表示計劃工程量；S表示預算定額；A表示實際工程量；C表示實際單價。通過上述公式，獲取掙值法的3個基本參數，計算盾構施工成本偏差R，其計算公式如下：

R= BCWP（t）- ACWP（t）? ? ? ? ? （4）

若R＞0，說明盾構施工實際成本低于預計成本，處于節支狀態；若R=0，說明盾構施工實際成本與預計成本一致，應當實時監控盾構施工中各項目標成本費用的動態變化，避免出現超支情況；若R＜0，則說明盾構施工實際成本大于預計成本，成本超支[9]。判定成本超支后，應當在監督機制下，找出超支的具體原因，立即對表1中土壓平衡盾構施工目標成本費用進行控制與優化。

采用精細化成本動態管理方法，控制盾構施工單價和用工量，對施工材料費、人工費與機械設備費用進行全面控制，定期審查、核對各類施工成本費用，控制施工成本偏差，全方位、多維度地實現土壓平衡盾構施工成本控制的目標。

3? ?施工實驗與結果分析

3.1? ?施工成本控制方法的實驗

上述成本控制方法的全部流程，均是針對北京軌道交通22號線（平谷線）14合同段隧道工程的土壓平衡盾構施工提出的。在提出該施工成本控制方法投入實際地鐵隧道工程應用前，需要對該方法的有效性及成本控制結果做出客觀驗證分析，保證其成本控制結果符合地鐵隧道建設工程要求后，方可投入實際工程應用。基于此，通過地鐵隧道土壓平衡盾構施工實例，對該施工成本控制方法進行實驗，從而驗證其應用效果并進行分析研究。

3.2? ?地鐵隧道工程概況

選取北京軌道交通22號線（平谷線）14合同段隧道工程作為此次研究目標。14合同段隧道工程施工區間為政務中心東站（不含）-政燕區間1#明挖井（不含），該施工區間采用明挖+暗挖+盾構等3種工法進行施工。

該施工區間全長2591.35m，其中暗挖段位于通濟路與兆善大街相交路口，其長度為101.522m；明挖段沿兆善大街向東敷設，西側端頭設置了一處站后區間風井，其長度為623.572m；盾構段沿兆善大街向東敷設，依次下穿左堤路、減河公園、運潮減河、右堤路，設置了3座聯絡通道，終端位于22號線1#區間風井，其長度為1866.256m。該隧道工程施工現場如圖2所示。

3.3? ?施工成本控制實驗結果分析

在掌握了該地鐵隧道工程相關概況信息后，應用本文所述土壓平衡盾構施工成本控制方法，對盾構施工段的成本進行全方位控制，以獲取成本控制結果。

為了能夠更加直觀地判斷本文提出的施工成本控制方法是否具有可行性，增強實驗結果的說服力，在此次實驗中，引入了對比分析的方法。將本文提出的地鐵隧道土壓平衡盾構施工成本控制方法設置為實驗組，將文獻[4]、文獻[5]提出的施工成本控制方法分別設置為對照組1和對照組2，以便對應用這3種施工成本控制方法，得出的盾構施工成本控制結果作對比分析。

采用上述3種施工成本控制方法，分別對14標段盾構工程展開施工成本控制，模擬其控制全過程。利用SPSS統計分析軟件，獲取土壓平衡盾構施工實際成本，并與預算成本進行比較，獲取盾構施工成本差額。根據施工成本差額，確定施工成本屬于超支或節支。該地鐵隧道土壓平衡盾構施工采用3種成本控制方法進行實驗的結果，如表2所示。

由表2可知，這3種施工成本控制方法的實驗數據存在較大差異。其中應用本文所述施工成本控制方法，土壓平衡盾構施工成本均得到了有效控制，施工成本比預算成本節支26.57萬元；應用對照組1的施工成本控制方法，施工成本比預算成本超支43.26萬元；應用對照組2的施工成本控制方法，施工成本比預算成本超支56.24萬元。

由3種成本控制方法實驗數據對比結果可知，本文所述施工成本控制方法具有較高的可行性，能夠減少土壓平衡盾構施工中不必要的費用支出，實現節支目標。

4? ?結束語

綜上所述，為了適當減少地鐵隧道工程土壓平衡盾構施工成本，提高地鐵隧道工程的質量和效益，開展地鐵隧道土壓平衡盾構施工成本控制方面的實驗和研究是十分必要和重要的。應用本文所述的土壓平衡盾構施工成本控制方法，取得了實際成本小于預算成本的效果，實現了地鐵隧道工程施工節約成本的目標，提升了地鐵隧道盾構工程施工成本管控水平，具有良好的可行性和應用前景。

參考文獻

[1] 班彩力.地鐵盾構項目施工的成本控制要點分析[J]. 運輸

經理世界， 2023（13）：134-136.

[2] 何育才.地質雷達和微動探測技術在地鐵隧道區間孤石探

測中的聯合運用研究[J].低碳世界，2022，12（12）： 130-132.

[3] 潘秋景，李曉宙，黃杉，等.機器學習在盾構隧道智能施工

中的應用：綜述與展望[J].隧道與地下工程災害防治， 2022，

4（3）：10-30.

[4] 顏治軍.地鐵工程施工單位的成本管理與控制策略探究[J].

現代商貿工業，2022，43（13）：98-100.

[5] 馬江坤.精細化管理模式在地鐵施工項目成本控制工作中

的運用[J].中小企業管理與科技（下旬刊）， 2021（11）： 31-33.

[6] 張志龍，趙金鵬，趙庚亮，等.基于模糊層次分析法的巖溶

區土壓平衡盾構適應性評價[J].科學技術與工程， 2021，21

（32）：13933-13943.

[7] 陳叔，吳志昊，鄒坤秘.特殊復雜地質條件下穿越城區鐵路

隧道的盾構機選型[J].建設機械技術與管理， 2021，34（5）：

36-42.

[8] 智學民.地鐵盾構隧道施工安全管理及成本控制研究[J].中

華建設，2020（6）：60-61.

[9] 申艷平.地鐵盾構隧道施工安全管理及成本控制[J].工程

技術研究， 2020，5（2）：163-164.