基于工程造價(jià)控制導(dǎo)向下的地鐵盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)應(yīng)用

馮永勝

摘要：為了在保障施工質(zhì)量前提下降低市政地鐵盾構(gòu)工程的造價(jià)，對(duì)市政地鐵盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)與工程造價(jià)控制進(jìn)行研究。以工程造價(jià)控制為導(dǎo)向，將土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)作為施工裝置，并對(duì)具體的運(yùn)行參數(shù)加以設(shè)置，從克服超高強(qiáng)度硬質(zhì)巖石對(duì)刀具磨損和破碎作用角度出發(fā)，將強(qiáng)韌性16Mnr鋼材復(fù)合式刀盤(pán)（輻條+面板）作為盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)配置，以此降低由于換刀操作帶來(lái)的施工成本。結(jié)合具體盾構(gòu)區(qū)間的巖性，對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速進(jìn)行差異化控制。測(cè)試結(jié)果顯示，所設(shè)計(jì)施工技術(shù)僅對(duì)材料費(fèi)的控制結(jié)果，與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異為329.92元，其余費(fèi)用構(gòu)成與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異均穩(wěn)定在100元以?xún)?nèi)，最小偏差僅為8.50元。

關(guān)鍵詞：工程造價(jià)控制；土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)；刀具磨損；刀盤(pán)配置；換刀；轉(zhuǎn)速

0? ?引言

近年來(lái)，對(duì)于地下空間的開(kāi)發(fā)利用開(kāi)始受到越來(lái)越多相關(guān)施工設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。加大對(duì)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(wèn)題，同時(shí)也可以對(duì)緩解城市用地緊張問(wèn)題起到一定的促進(jìn)作用。

地鐵作為深受大家的歡迎交通工具之一，具有運(yùn)送能力強(qiáng)、能源消耗低的特點(diǎn)，與綠色出行的理念完美契合，并且其不受高峰期堵車(chē)影響，為人們的出行帶來(lái)極大的便利。盾構(gòu)施工是地鐵施工過(guò)程中極為重要的施工內(nèi)容之一，對(duì)其進(jìn)行深入研究，不僅有利于提高施工質(zhì)量，對(duì)于施工成本控制也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文提出市政地鐵盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)與工程造價(jià)控制研究，并以實(shí)際的施工案例為基礎(chǔ)，開(kāi)展了對(duì)比測(cè)試，分析驗(yàn)證了設(shè)計(jì)施工技術(shù)在成本控制方面的作用。

1? ?盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)設(shè)置

結(jié)合具體市政地鐵施工項(xiàng)目的基本情況，本文將土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)作為施工裝置。在具體運(yùn)行階段，相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置情況如表1所示。

在此基礎(chǔ)上，在盾尾部設(shè)置3道鋼絲刷結(jié)構(gòu)的密封，使得其最大工作壓力可以達(dá)到0.3MPa，以此確保其能夠適應(yīng)不同強(qiáng)度地質(zhì)結(jié)構(gòu)的盾構(gòu)需求。

地鐵工程可能存在轉(zhuǎn)彎或爬坡等形態(tài)，對(duì)應(yīng)的盾構(gòu)施工階段也要據(jù)此進(jìn)行必要的調(diào)整。本文設(shè)置土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的水平最大轉(zhuǎn)彎半徑為25.0m，縱向爬坡范圍為50‰，按照被動(dòng)鉸接的鉸接形式開(kāi)展具體的盾構(gòu)施工。

2? ?盾構(gòu)刀盤(pán)與刀具的選取

盾構(gòu)刀盤(pán)與刀具的選取也是關(guān)系到施工效率和工程造價(jià)的關(guān)鍵因素之一，合理配置刀盤(pán)有利于增強(qiáng)其削切土體能力。

本文從克服超高強(qiáng)度硬質(zhì)巖石對(duì)刀具磨損和破碎作用角度出發(fā)，為了能夠最大限度減少在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，由于換刀操作造成的施工時(shí)間的拖延及施工成本增大，將強(qiáng)韌性16MnR鋼材復(fù)合式刀盤(pán)（輻條+面板）作為盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)配置。

強(qiáng)韌性16MnR鋼材復(fù)合式刀盤(pán)具體規(guī)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(duì)刀盤(pán)開(kāi)口進(jìn)行設(shè)置時(shí)，按照45%的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，以此確保盾構(gòu)期間能夠適應(yīng)軟硬不均復(fù)合地層的掘進(jìn)需求。

3? ?盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速設(shè)置

在對(duì)市政地鐵盾構(gòu)機(jī)施工進(jìn)行控制時(shí)，本文充分考慮施工時(shí)間與施工造價(jià)之間的關(guān)系。在相同的施工條件下，施工時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的造價(jià)越高。以此為基礎(chǔ)，在保障施工質(zhì)量的前提下，最大限度縮短盾構(gòu)施工的時(shí)間就成為了控制工程造價(jià)的關(guān)鍵。針對(duì)此，本文以盾構(gòu)施工區(qū)間的基本地質(zhì)情況為基礎(chǔ)，設(shè)置了不同的盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，具體如圖1所示。

按照?qǐng)D1所示的方式，當(dāng)盾構(gòu)施工區(qū)間的地質(zhì)構(gòu)成為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖時(shí)，控制盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速在1.2～1.4r/min區(qū)間范圍內(nèi)；當(dāng)盾構(gòu)施工區(qū)間的地質(zhì)構(gòu)成為中風(fēng)化花崗巖時(shí)，控制盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速在0.95～1.2r/min區(qū)間范圍內(nèi)；當(dāng)盾構(gòu)施工區(qū)間的地質(zhì)構(gòu)成為微風(fēng)化閃長(zhǎng)巖時(shí)，控制盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速在1.05～1.2r/min區(qū)間范圍內(nèi)；當(dāng)盾構(gòu)施工區(qū)間的地質(zhì)構(gòu)成為微風(fēng)化正長(zhǎng)斑巖時(shí)，控制盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速在0.9～1.0r/min區(qū)間范圍內(nèi)。按照以上方法進(jìn)行盾構(gòu)施工，既可保障施工進(jìn)度、質(zhì)量，也可最大限度縮短盾構(gòu)施工的時(shí)間，有效控制工程造價(jià)。

4? ?測(cè)試與分析

4.1? ?測(cè)試環(huán)境概述

研究本文設(shè)計(jì)施工技術(shù)對(duì)造價(jià)控制效果時(shí)，本文以某市的地鐵施工項(xiàng)目為參照開(kāi)展了對(duì)比測(cè)試。其中，參與測(cè)試的對(duì)照組分別為文獻(xiàn)[4]和文獻(xiàn)[5]提出的施工技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)其施工項(xiàng)目的基本情況進(jìn)行分析，具體情況如表2所示。

對(duì)盾構(gòu)施工區(qū)間的基本情況進(jìn)行分析，整體線路沿線呈現(xiàn)出地形較平坦的特點(diǎn)，在地質(zhì)構(gòu)成方面，主要為粉土和粉質(zhì)黏土，且無(wú)地下明顯水層。在此基礎(chǔ)上，分別采用3種方法開(kāi)展盾構(gòu)施工，對(duì)單位距離的施工造價(jià)進(jìn)行分析。

4.2? ?測(cè)試結(jié)果與分析

在上述測(cè)試環(huán)境基礎(chǔ)上，分別統(tǒng)計(jì)了不同施工技術(shù)下的造價(jià)情況，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果如表3所示。為了便于統(tǒng)計(jì)，最大限度降低由于客觀情況導(dǎo)致的統(tǒng)計(jì)結(jié)果誤差，本文將單位距離的造價(jià)（100.0元）作為對(duì)比指標(biāo)。

從表3所示的測(cè)試結(jié)果可知，3種不同施工技術(shù)的單位距離施工造價(jià)表現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)。其中，在文獻(xiàn)[4]施工技術(shù)下，材料費(fèi)、間接費(fèi)以及專(zhuān)業(yè)分包費(fèi)的控制效果與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異較大，分別達(dá)到了362.99元、242.43元以及323.88元。除此之外，對(duì)于稅金的控制效果與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異也達(dá)到了152.92元，其余成本構(gòu)成的控制結(jié)果誤差均穩(wěn)定在100.0元以?xún)?nèi)。

在文獻(xiàn)[5]施工技術(shù)下，造價(jià)的控制誤差主要集中體現(xiàn)在材料費(fèi)方面，與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異達(dá)到了732.83元。除此之外，僅對(duì)其他直接費(fèi)的控制效果與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異達(dá)到了100元以上（112.6元），其余費(fèi)用構(gòu)成與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異均穩(wěn)定在100.0元以?xún)?nèi)。

相比之下，在本文設(shè)計(jì)施工技術(shù)的測(cè)試結(jié)果中，僅材料費(fèi)控制結(jié)果與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異達(dá)到了100元以上（329.92元），其余費(fèi)用構(gòu)成與預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本之間的差異均穩(wěn)定在100.0元以?xún)?nèi)，最小偏差僅為8.50元。從整體角度對(duì)不同施工技術(shù)的造價(jià)控制情況進(jìn)行分析，文獻(xiàn)[4]施工技術(shù)下的造價(jià)高于預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本1141.35元，文獻(xiàn)[5]施工技術(shù)下的造價(jià)高于預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本1440.60元，本文施工技術(shù)下的造價(jià)僅高于預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)成本583.78元。

綜合上述測(cè)試結(jié)果可以得出結(jié)論，本文設(shè)計(jì)的市政地鐵盾構(gòu)機(jī)施工技術(shù)能夠起到良好的工程造價(jià)控制作用。

5? ?結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于市政地鐵施工項(xiàng)目而言，其具有施工規(guī)模較大、施工周期較長(zhǎng)、施工環(huán)境較為復(fù)雜、施工成本較高的特點(diǎn)，針對(duì)此，對(duì)其展開(kāi)針對(duì)性研究是十分必要的。

本文以工程造價(jià)控制為導(dǎo)向，將土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)作為施工裝置，并對(duì)具體的運(yùn)行參數(shù)加以設(shè)置，從克服超高強(qiáng)度硬質(zhì)巖石對(duì)刀具磨損和破碎作用角度出發(fā)，將強(qiáng)韌性16MnR鋼材復(fù)合式刀盤(pán)（輻條+面板）作為盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)配置，以此降低由于換刀操作帶來(lái)的施工成本。結(jié)合具體盾構(gòu)區(qū)間的巖性，對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)轉(zhuǎn)速進(jìn)行差異化控制。借助本文的設(shè)計(jì)與研究，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)盾構(gòu)施工提供一定的參考價(jià)值。

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