韩秀娟

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

超大直径盾构机原地转场技术经济分析

韩秀娟

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

上中路隧道是国内首条采用超大直径（14.87 m）盾构机施工掘进的双管双层隧道，在完成了第一条隧道掘进施工进洞后，采用了工作井内盾构机原地调头的方案进行第二条隧道的掘进施工。针对超大直径盾构机原地转场的方案，将其与常规的盾构机进洞后解体吊装、再拼装的方案进行技术经济分析对比，证明原地转场方案在技术和经济方面的优势。

超大直径盾构；原地转场；技术经济分析

1　工程概况

上中路隧道为国内首条采用超大直径（14.87 m）盾构机施工掘进的隧道，其主体工程由南、北线两条圆隧道组成，隧道内径为13 300 mm，外径为14 500 mm，圆隧道由一台14 870盾构机掘进开挖。由于只有一台盾构机，要完成两条隧道的掘进施工，使得盾构机的转场施工成为了影响圆隧道掘进施工的关键因素。原方案为盾构转场施工，即盾构机进入浦西井后，拆卸转场至浦东工地，再重新吊装，工期较长，约4个半月。备选方案为盾构机浦西井原地转场方案（盾构原地转场时间约为3个月），即南线隧道贯通后，盾构机在浦西工作井原地转场，之后以浦西井为盾构工作井，由西向东进行北线隧道的施工。图1、图2为两个方案的简略示意图。

图1　投标主选方案

图2　投标备选方案

根据实际工程状况，本项目最终选择了盾构机浦西井原地调头的方案，通过盾构转场时间的压缩，缩短关键线路上圆隧道盾构施工的工期，进而达到缩短总工期的目的。

2　盾构机原地转场的技术经济分析

2.1浦西井原地转场方案介绍

上中路南线隧道由盾构机从浦东工作井始发向浦西方向掘进施工，进入浦西接收井后在工作井内盾构机位移，180°转向调头、就位，再向浦东方向掘进完成北线圆隧道施工。盾构机浦西工作井内原地转场施工流程如图3所示。

图3　盾构机浦西工作井内原地转场施工流程

2.2浦西井原地转场方案与原方案的技术工况条件比较分析

（1）工艺复杂性

原方案受盾构机自身结构限制，需要进行拆卸和重新组装，工艺要求高且较复杂。浦西井原地转场方案只需要井内短距离转场，且吊装条件好，施工简捷、高效。

（2）施工条件

如果采用原方案，浦西、浦东工作井周围均需临时堆放盾构机拆卸的部件，场地需求量较大，且浦西工地至浦东工地盾构运输交通组织方案复杂，沿线限制条件较多。采用浦西井原地转场方案，由于浦西井结构尺寸为46 m×22 m，满足盾构机转场条件，并且盾构机在浦西井原地转场，故对场地要求低，在浦西井东侧和北侧有一定的场地供盾构部件临时堆放，浦西井和暗埋段地面也有供盾构施工辅助设施布置的场地。

（3）施工安全性

如果采用原方案，由于盾构机分块多，增加了盾构机拆卸、运输和吊装等环节，使得不安全因素增多。浦西井原地转场方案仅在浦西井现场进行短驳，分块较少、环节少，施工相对较安全。

（4）交通组织方面

如果采用原方案，由于盾构机单件最大部件重量达到259 t，部件最大宽度7.5 m、最大高度达到4.18 m，故对运输环境要求很高，经反复调查，若采用陆路运输，必须拆除大量的建/构筑物（如输电线及其电杆、部分房屋等），同时对沿线的小型桥梁均需进行充分加固或重建，特别是浦东近施工现场的几条道路宽度均较小，对于大型平板车的通行均会造成一定难度，特大件必须采用水路过江运输，需增加两次过江吊运工作量，工期和费用将会受到严重影响。浦西井原地转场方案无需特殊交通组织，仅在浦西井现场设置盾构部件堆场，供临时堆放。

（5）对盾构机性能的影响

原方案由于盾构机分块多而小，对重新组装后的盾构性能有一定影响，盾构推进准备前调试时间较长。采用浦西井原地转场方案则盾构机分块少而大，相对而言，对重新组装后的盾构机性能影响较小，盾构推进准备前调试时间较短，有助于缩短工期。

（6）对工期的影响

原方案相当于进行了盾构机的完全拆卸和重新组装，再加上长距离运输，工期较长，需要约4个半月。浦西井原地转场方案盾构机分块少而大，简化了拆卸和组装的过程，同时节省了运输环节所消耗的时间，故周期较短。相对于盾构机浦西至浦东转场方案，可节省工期约一个半月。

从以上对两个方案各个技术工况条件的分析对比可以看出，浦西井原地转场方案不仅能缩短工期，而且减少了盾构机拆卸分块的数量并缩短了运输距离，降低了施工技术难度和风险。

2.3浦西井原地转场方案与原方案的经济效益比较分析

根据工程实施的实际情况，对成本构成要素进行分析，将浦西井原地转场方案和原方案的成本组成分类如下：（1）盾构本体井下拆卸组装费用；（2）盾构机运输移位费用；（3）转场主要机械设备费用；（4）地面现场人工配合费用；（5）技术服务费用；（6）其他零星费用。分别对两个方案的各个成本组成要素进行测算，并进行分析对比。由于实际施工中采用了浦西井原地转场方案，所以该方案的费用为实际发生费用。原方案费用相当于发生一次盾构机完全拆除退场、一次场外运输和一次进场重新吊装的费用，这些费用在本工程实施过程中都实际发生，所以可以通过测算相关成本数据估算出原方案的费用。对浦西井原地转场方案和原方案的经济效益进行分析对比，见表1。

表1　浦西井原地转场方案与盾构机浦西拆运至浦东转场方案的经济效益比较表

从表1可以看出，浦西井原地转场方案与盾构机浦西拆运至浦东转场方案相比，经济效益显著，经实际测算，浦西井原地转场方案比盾构机浦西拆运至浦东转场方案节约工程费用 （不包括由于工期缩短所节约的项经部管理费）1 017.5万元。

3　结语

通过对超大直径盾构机在工作井内原地平移调头方案的技术经济分析，得出结论：超大直径盾构机进洞后在工作井内原地平移调头方案在实际操作中是可行的，与常规的盾构机进洞后解体吊装、再拼装的方法相比，不仅降低了施工工艺复杂性和风险，而且缩短了工程工期，节约了大量的工程费用。从上中路隧道盾构机原地转场的实施效果看，该方案得到了各参建单位的认同，显示了该方案在技术和经济上的优势。随着越来越多的工程采用超大直径盾构机进行施工，本文的研究对今后超大直径盾构机转场分析具有较高的借鉴意义。

U455.43

B

1009-7716（2016）06-0246-03

2016-04-12

韩秀娟（1983-），女，山东东营人，工程师，从事造价咨询工作。