軌道交通工程機械法聯絡通道工程造價技術經濟性分析

摘要 機械法聯絡通道工法無需進行大范圍的地基加固，施工工期短，在城市軌道交通工程中具有較好的推廣前景。文章依托于實際工程，研究了機械法聯絡通道的費用構成及分布，并與主線盾構區間進行對比，得出機械法聯絡通道分部工程的主要技術經濟指標及影響因素，以及與主線盾構區間的差異性及原因，研究對于機械法聯絡通道的投資控制、工藝推廣具有重要的應用價值。

關鍵詞 機械法聯絡通道；軌道交通；工程造價

中圖分類號 U231 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）02-0186-03

0 引言

盾構法施工是目前城市軌道交通工程的重要工法，而雙線盾構區間橫向聯絡通道是災情發生時重要的消防疏散通道。目前聯絡通道多采用礦山法，其地層采用注漿加固或冷凍法，礦山法適應性廣、技術成熟，但存在地層加固費用高、工期長、風險高等缺點。

近年來，寧波、上海、蘇州、深圳等地城市軌道交通工程均采用機械法聯絡通道，該工法無須進行大范圍的地基加固，施工工期短，具有較好的推廣前景[1]。由于該工法應用尚處于起步階段，目前對該工法的工程造價技術經濟性分析較少。新工藝的投資控制過于寬松，造價指標高，導致建設單位望而卻步，不利于工法的推廣；新工藝的投資控制過緊，工程造價低于市場行情，參建方無利潤可言，工法推廣的積極性下降。因此，依托在建、已建的機械法聯絡通道工程，系統分析其造價費用組成及比例，得出機械法聯絡通道的主要技術經濟指標及影響因素，對于機械法聯絡通道的投資控制、工藝推廣等具有重要的應用價值。

1 機械法聯絡通道施工組織

目前市面上主流的機械法聯絡通道分為頂管法、盾構法等，主隧道中心線間距16 m以內一般采用頂管法，而間距16 m以上則一般采用盾構法。兩種工法的施工組織及工藝流程相似，該文主要以盾構法聯絡通道作為研究對象。

為深入分析機械法聯絡通道的費用組成及技術經濟指標，類比于正線區間盾構施工，該文將其費用構成分為六個部分工程，即盾構進出場及吊裝、吊拆，洞門處理，鋼套筒始發及接收，盾構掘進及出渣，盾構管片及防水，盾構壁后注漿等[2]。

1.1 盾構進出場及吊裝、吊拆

盾構機直徑為3 290 mm，由刀盤系統、主驅動系統、盾體系統、渣土處理系統、后配套系統、推進系統、管片拼裝系統、注漿系統、泡沫系統等組成。后配套為五節拖車，布置有盾構主機、反力架、制漿機、接收鋼套筒等。聯絡通道施工時，一臺盾構機及五節車架需從洞口吊裝并運輸至聯絡通道施工處。

1.2 洞門處理

洞門鋼環焊接在開洞特殊管片的預留洞門處，通過法蘭盤將鋼環與始發套筒的連接，以形成完全密封結構。

洞門接口處主隧道與聯絡通道隧道的進出洞處存在間隙，需進行注漿封堵，并澆筑高3.46 m的現澆環梁，包括橫梁及立柱，環梁強度不低于主隧道的結構強度。

1.3 鋼套筒始發及接收

機械法聯絡通道采用套筒法進出洞，鋼套筒始發接收具有施工安全、工期短、可重復利用等優點，無須進行地層預加固。始發及接收鋼套筒隨臺車整體運輸至進出洞處，與洞門鋼環焊接；套筒內部填充介質，以保證始發接收時的土壓平衡狀態，主機與鋼套筒存在間隙，一般采用三道鋼絲繩、盾尾油脂進行密封，以保證始發過程中接口的密封性。沿套筒接縫方向設置反力油缸，調節反力油缸以確保套筒連接處始終處于受壓狀態，保證套筒密封良好。

1.4 盾構掘進及出渣

盾構始發時，采用鋼套筒密封，切割洞門主隧道管片混凝土始發；盾構接收時也應切割洞門主隧道管片混凝土到達；在掘進過程中使用泡沫劑等渣土改良劑對土體進行改良，以穩定工作面、便于排土；機械法聯絡通道無法采用常規方式出土，需采用人力推車將渣土推至主隧道內，再由主隧道渣土車外運至井口后，吊出至地面。

1.5 盾構管片及防水

管片防水材料黏貼在地面完成，防水材料一般采用遇水膨脹條、三元乙丙橡膠彈性密封墊。管片由吊機系統從地面運送至洞內管片拼裝的工作范圍等待安裝，管片由隧道底部開始依次拼裝，最后安裝封頂塊，安裝到位后及時用推進油缸頂緊管片以穩定管片，并連接管片螺栓。

1.6 盾構壁后注漿

在聯絡通道施工前，需對主隧道聯絡通道洞門附近左右線的前后10環進行二次注漿[3]。聯絡通道施工時，盾構臺車上設置有注漿泵，同步注漿時應通過管片預留的注漿孔注入水泥-水玻璃漿液。在盾構接收后，針對填充漿液收縮的空隙及滲漏點進行二次注漿，漿液同樣采用水泥-水玻璃漿液。

2 機械法聯絡通道工程造價分析

2.1 工程概況

某盾構區間聯絡通道地層情況主要為黏土、淤泥層，埋深17 m，線間距17 m，采用盾構機械法聯絡通道工藝進行施工，其主要項目特征及工程量如表1所示：

2.2 總費用分析

基于分部分項構成及費用，機械法聯絡通道指標為318萬元/座，圖1為機械法聯絡通道分部工程造價費用占總工程造價比例測算結果，從圖中可以看出，盾構進出場及吊裝、吊拆工程費用105萬元/座，占比最高，將近33%；其次為盾構掘進及出渣90萬元/座，占比28%；洞門處理40萬元/座，鋼套筒始發接收40萬元/座，均占比13%；盾構管片及防水31.91萬元/座，占比10%；盾構壁后注漿10.83萬元/座，占比3%。

與同等長度的常規礦山法聯絡通道進行對比，若地層不需要加固，費用指標約150萬元/座；若地層需要加固，由于加固范圍及要求差異較大，費用指標離散性較大，約300～500萬元/座。可見，機械法聯絡通道對于地質條件一般、采用礦山法必須進行地層預加固的工程來講，具有較好的經濟性。

2.3 盾構進出場及吊裝、吊拆費用分析

機械法聯絡通道盾構機直徑為3 290 mm，遠小于常見的主線隧道盾構機直徑6 480 mm，其進出場運輸、吊裝吊拆分項工程單價低于主線區間，但機械法聯絡通道的盾構進出場及吊裝、吊拆費用占比高達33%，以某雙線長度1 150 m的主線隧道為例，其盾構進出場及吊裝、吊拆費用占比1.5%，遠遠低于機械法聯絡通道的33%。究其原因，主要在于主線區間長度普遍在400～2 000 m之間，而聯絡通道通常只有10～20 m，但盾構機進出場及吊裝、吊拆費用與區間長度無關，費用較為固定，因此區間長度越短，其費用占比越高。

2.4 洞門處理、鋼套筒始發接收

洞門處理、鋼套筒始發接收工作內容較為常規，其分項工程費用單價與主線盾構區間單價無明顯差異，機械法聯絡通道洞門處理、鋼套筒始發接收合計占比高達26%，遠高于主線隧道區間的2.5%。究其原因，這與盾構進出場及吊裝、吊拆費一致，該部分工程費用與區間掘進長度無關，但因聯絡通道掘進長度過短，因而其占比較高。

2.5 盾構掘進及出渣

聯絡通道線間距為17 m，掘進長度約11.25 m，則機械聯絡通道盾構掘進及出渣單價為8萬元/單延米，遠高于常見的主線盾構區間掘進及出渣的3～4萬元/單延米[4]。經分析，盾構掘進的材料及普通機械與主線盾構掘進無明顯區別，單價的差別主要在于盾構機的攤銷費用。常規6 480 mm盾構機單價約6 000萬元/臺，通常按8 km攤銷考慮，盾構機租賃費用約8 500元/單延米；聯絡通道盾構機單價約2 000萬元/臺，假設一條線有10座聯絡通道采用機械法，每個聯絡通道長度按16 m考慮，則全線機械法聯絡通道總長度僅160 m，且由于工期考慮及各工點承包商不同，不可能全線僅用一臺聯絡通道盾構機，再考慮目前聯絡通道采用機械法的比例不高，該技術尚在起步階段，因此其聯絡通道盾構機的攤銷長度遠遠小于主線區間盾構機。經調研，目前一座線間距為16 m的機械法聯絡通道盾構機租賃費用約40萬/座，折合成掘進長度指標約40 000元/單延米，遠高于常規6 480 mm盾構機的租賃單價8 500元/單延米。

綜上，盾構掘進及出渣的費用主要與盾構機費用攤銷緊密相關，隨著機械法聯絡通道技術的推廣，市場需求增多，聯絡通道盾構機在各項目中周轉使用，利用率提高，其盾構機攤銷費用將大幅降低。

2.6 盾構管片及防水

機械法聯絡通道主要采用的是外徑3 150 mm、內徑2 650 mm、環寬550 mm的混凝土管片，常規6.2 m盾構區間采用的是外徑6 200 mm、內徑5 500 mm、環寬1 500 mm的管片，為比較兩者在同范圍的單價差別，將管片及防水費用均折算成管片體積。經調研分析，機械法聯絡通道混凝土管片及防水單價為5 000元/立方米，而常規6.2盾構區間管片及防水單價約3 200元/立方米，兩者存在較大差距。

盡管兩種管片的工藝基本一致，但單價差距較大，其主要原因在于兩種管片的市場需求差異巨大。假設1條地鐵線路盾構的區間長度為30 km，其中機械法聯絡通道10座（長度為16 m），則全線6.2 m盾構管片數量約19萬立方米，而聯絡通道管片數量僅需365 m3，兩者差距達到530倍。盾構管片采用工廠化生產，建廠、模具、機械化系統等費用為固定成本，管片生產數量越大，管片成本越低，因此市場需求少的聯絡通道管片，其管片單價高于市場需求量大的主線盾構管片。

2.7 盾構壁后注漿

機械法聯絡通道管片與掘進斷面的空隙約0.71 m3/m，遠低于常規6.2 m盾構區間的2.79 m3/m，但機械法聯絡通道盾構壁后的注漿單價為10 000元/單延米，高于常規6.2 m盾構區間約7 000元/單延米。經分析其原因在于，機械法聯絡通道需對主隧道聯絡通道洞門附近左右線的前后10環進行二次注漿，其注漿量遠大于聯絡通道掘進時的注漿量，扣除其影響，機械法聯絡通道盾構壁厚的注漿單價約2 000元/單延米。

3 結語

該文依托于機械法聯絡通道實際工程，從分部和分項工程技術經濟指標出發，研究了機械法聯絡通道的費用構成及分布，并與主線盾構區間進行了對比，主要得到以下結論：

機械法聯絡通道（線間距為16 m）工程造價約318萬元/座。對于地質條件一般、采用礦山法必須進行地層預加固的工程，具有較好的經濟性。

機械法聯絡通道具體費用組成及分布如下：盾構進出場及吊裝、吊拆工程費用105萬元/座，占比最高，將近33%；其次為盾構掘進及出渣90萬元/座，占比28%；洞門處理40萬元/座，鋼套筒始發接收40萬元/座，均占比13%；盾構管片及防水31.91萬元/座，占比10%；盾構壁后注漿10.83萬元/座，占比3%。

機械法聯絡通道盾構掘進及出渣單價約8萬元/單延米，遠高于主線盾構區間，原因在于聯絡通道盾構機攤銷長度短，導致單價高，市場需求增多，盾構機利用率提高，其盾構機攤銷費用將存在大幅的降低空間。

機械法聯絡通道混凝土管片及防水單價為5 000元/立方米，高于主線盾構區間，原因在于建廠、模具、機械化系統等費用為固定成本，聯絡通道管片目前市場需求偏小，導致分攤成本較大。

機械法聯絡通道盾構壁后的注漿單價10 000元/單延米，扣除主隧道聯絡通道洞門附近的注漿影響，注漿單價約2 000元/單延米。

參考文獻

[1]姚燕明，黃毅，周俊宏，等.寧波軌道交通4號線盾構隧道聯絡通道多種工法實踐研究[J].隧道建設（中英文）， 2021（6）：1007-1014.

[2]城市軌道交通工程設計概算編制辦法[M].北京：中國計劃出版社， 2017.

[3]丁修恒.地鐵區間聯絡通道盾構法修建關鍵技術[J].建筑施工， 2019（4）：667-671.

[4]王立勇.城市軌道交通工程技術經濟指標[M].北京：中國建筑工業出版社， 2016.