文／胡新亮、徐原文、钟翰虎 长沙市公共工程建设中心 湖南长沙 410007

近年来，盾构法作为隧道工程的主流工艺，在城市轨道交通工程中应用广泛，随着国内城轨的快速兴起，盾构从装备到结构理论再到施工运维，都有了突飞猛进的发展[1]。2011-2018年全国对城市轨道的投资随着城市轨道建设的不断增长，年总投资额从1628 亿元增长至5470 亿元，增长236%，且未来仍有一定的增长趋势[2]。随着国内城市轨道年总投资额的不断增长，且盾构生产80%左右为小直径盾构（φ ≤5m）[3]，城轨附属配套供电工程采用小直径盾构电力隧道的情况日益增多，小直径盾构在市政各类工程中具有广阔的应用价值及发展前景。

目前，国内对于盾构造价的相关研究较少，已有的盾构造价研究主要涉及盾构区间的造价构成、影响因素、经济指标[4]、盾构机摊销费用[5]及各省市定额对比分析[6]等，对于盾构穿越不同类型关键节点区间（各类风险源影响下的不利条件）较正常掘进段的水平差异研究近趋于无。兹结合湖南省某小直径盾构电力隧道项目，以实测数据资料为依据，开展小直径盾构穿越不同类型关键节点区间造价控制研究，量化不同关键节点类型对盾构造价的影响，并归纳总结相关造价控制建议及设计施工技术经验，为在后类似小直径盾构项目的顺利建设和投资控制的合理确定提供可靠的数据参考及经验指导，具有十分重要的理论价值及现实意义。

1、研究区概况

经长期全过程现场跟踪测算，兹选取湖南省某小型盾构隧道为研究对象，对该小型盾构隧道的关键节点（各不利条件），如小转弯、下穿高架桥墩、下穿民房区间、下穿地铁区间、下穿高压铁塔、下穿浏阳河，进行造价控制分析研究。某小型盾构隧道全程设置3 个盾构井和8 个电缆出线井，管线全长约5836.318m，其中南线3025.176m，北线2811.142m，隧道内径3.6m，外径4.1m。盾构沿线地层较为复杂，主要为砾岩（50.88%）、泥质粉砂岩（18.37%）、卵石（18.12%）等，共计8种不同地质结构类型。盾构全线下穿各类型关键节点共计47 处，其中：小转弯20 处、民房区间3 处、高架桥墩8处、地铁区间12 处、高压铁塔3 处、浏阳河1 处。

图1 盾构隧道地质剖面(南线)

2、数据来源

数据资料来源于某小型盾构电力隧道现场跟踪实测及实际调研。其中，人工耗时、机械台班主要来源于现场实测；材料消耗主要依据项目部仓库记录及现场实测；劳务组织情况摸底于劳务班组，并结合参考市场调研水平；材料、机械设备价格主要依据项目部购买或租赁单价（适当考虑摊销次数），并参考人材机库价格及市场调研水平综合取定。材料、机械清单根据各省轨道定额“正常段掘进子目”，并根据项目现场实际情况予以调整。

3、关键节点造价水平分析

3.1 分析原则及方法

3.1.1 人工费分析

人工费主要包含掘进班费用、测量班费用，维保班及机上人工费均计入机械费中。区间人工费具体分析计算方法如下：

班组出勤班次根据掘进区间全过程跟踪记录天数按早晚2 个班制（24h）计取；区间掘进班、测量班人工费根据班组人员月工资费用折算，其中掘进班考虑每班1h 正常清淤时间，并根据正常掘进占总掘进时间占比，剔除非正常掘进因素影响。目前盾构劳务管理模式基本为劳务分包，由具备相应资质的劳务分包单位承包，考虑其合理的管理费及利润，最终折计得盾构区间每延米人工费。

班组出勤班次=区间掘进天数＊2 班

C 掘=掘进班单班费用＊出勤班次＊1.083＊n%

C 测=测量班月工资＊总工期/隧道总长度＊区间长度

区间人工费=（C 掘+C 测）＊（1+29.86%+7%）

区间延米人工费=区间人工费/区间长度

式中：C 掘为区间掘进班费用；C 测为区间测量班费用；1.083 为清淤系数，按每班1h 计；n%为正常掘进占总掘进时间占比；29.86%为管理费；7%为利润。

3.1.2 材料费分析

材料费主要包含盾构刀具费、各类油脂、管片连接螺栓、电缆及其他材料费。盾构刀具费根据总换刀费用综合地质情况考虑，材料费与正常段的主要区别在于各类油脂，其余材料基本与正常段保持一致。

3.1.3 机械费分析

机械费主要包含盾构机、电瓶车组、门式起重机及其他机械费，与正常段的主要区别在于盾构机，龙门吊存在一定影响，其余机械基本与正常段保持一致。

3.2 分析结果

根据以上分析方法，对正常段、小转弯、下侧穿建构筑物、下侧穿地铁、下穿浏阳河关键节点进行统计测算，可得出“关键节点与正常段掘进费用对比表”，如表1所示。

表1 关键节点与正常段掘进费用对比表

4、关键节点造价控制要点

4.1 采用专业素质较强的施工团队

通过对某电力隧道项目全线所有关键节点的人工耗时进行统计分析，计算1 个盾构班组（正常为18 人）掘进、拼装1m 所需总用时，得到图2 某电力隧道人工耗时指标图。由图分析可知，部分段指标较为异常，工期延误较为严重，主要原因在于清理隧道、补漏注浆、机械损坏维修等非正常停机过多所致。

图2 某电力隧道人工耗时指标图

盾构机掘进、管片拼装、注浆、出渣等各环节联系紧密，系为一个完整的循环系统，某一环节出现问题，往往导致整个系统无法正常运行，致使整体工期延误。专业素质不够的施工团队在应对关键节点、复杂地层、正规操作保养机械等方面均有所欠缺，出现问题后往往导致长时间停机停工。采用专业素质较强的施工团队，能够从施工组织管理及实际施工操作等方面有效减少此类非正常原因导致的停工延误，从而大大减少不必要的人工及机械费用支出，保证工程按期顺利推进完成。

4.2 盾构机台班降效

通过对某电力隧道项目全过程驻场跟踪测算，实时记录各关键节点区间盾构机掘进的真实施工情况，再对其机械工作时间消耗予以分类整理，去除掉其中不合理的损失时间，如长时间盾构维保停工、洞内清淤、工人迟到早退等，考虑正常维保及清淤等工作时间，按正常每班1h 清淤+1h日常维护，每周集中维保24h 计，进而得到盾构机必须消耗的时间。针对各关键节点区间及正常段盾构机必须消耗时间进行对比分析，从而得出表2 关键节点与正常段盾构机台班消耗及降效表。

表2 关键节点与正常段盾构机台班消耗及降效表

不同类型关键节点其盾构机台班降效系数不同，综合考虑大致在6%左右。针对关键节点盾构机台班降效，可从以下几方面采取措施予以预防控制：1.正式穿越前对所有施工人员进行技术交底；对基础等建构筑物进行必要的补探，对岩溶地区加密钻探，确定建构筑物、岩溶与隧道的相对位置关系。2.掘进过程中合理设定土压力平衡值，控制土仓压力，使土仓压力在静止土压力和被动土压力之间，以避免欠挖和超挖；严格控制和调整推进速度，加密、加勤测量，减小轴线误差，尽量避免大纠偏；根据地质情况和线路走向趋势，复核调整盾构备姿态；加强对盾构机的日常及定期维修保养。

4.3 控制盾构过井费用

盾构过井作为电力隧道盾构掘进过程中多次经过的关键节点，首先需明确实际施工是“先隧后井”还是“先井后隧”，若为“先隧后井”，则无中间段盾构过井费用，仅有盾构始发及接收费用。盾构过井方式常规采用盾构基座过井；根据地质情况及井端头注浆加固效果，可考虑采用钢套筒过井；回填过井虽可缩短工期，但可能影响主体结构质量，安全风险较大，且对端头加固质量要求较高，分层破洞门时透水风险较大，工序转换较多，施工组织难度较大，一般不建议采用[7]。

小型盾构过井不同于地铁过站，其实际施工作业面小，无法按照地铁过站方式进行施工组织，且针对砂卵石富水地层，如井端头注浆加固效果不佳，常规盾构基座过井方式并不可取，需采用钢套筒，会导致费用大大增加，但可根据项目具体情况，合理确定需采用钢套筒的长度，以此控制并降低钢套筒过井成本。

结语：

本文结合湖南某小型盾构电力隧道工程，在大量的基础数据采集统计及广泛的调研工作基础上，对小直径盾构关键节点区间与正常段造价水平进行了分析，并针对关键节点的造价控制要点进行了较为详细的阐述，得出的结论有：（1）对比正常段掘进，不同类型关键节点区间费用均有所上升，比例系数介于1.04-1.08 之间；（2）采用专业素质较强的施工团队，能够从施工组织管理及实际施工操作等方面有效减少非正常原因导致的停工延误，从而大大减少不必要的人工及机械费用支出；（3）不同类型关键节点其盾构机台班降效系数不同，综合考虑大致在6%左右。（4）盾构过井方式常规建议采用盾构基座，钢套筒视地质情况及注浆加固效果采用，回填过井一般不建议采用。本文从实际出发，对小直径盾构隧道关键节点造价水平及控制要点开展了相关研究工作，旨在为在后国内类似小直径盾构隧道关键节点有关造价工作提供可靠的参考依据及借鉴。