盾構(gòu)施工經(jīng)濟分析

盾構(gòu)施工經(jīng)濟分析

2007年12月18日1地鐵盾構(gòu)主要類型

土壓平衡盾構(gòu)：利用刀盤面板和隔板間充滿土砂產(chǎn)生的壓力平衡開挖面地層壓力。適于粘土、粉土、砂層、砂礫層、巖石地層。2泥水加壓盾構(gòu)：利用面板和隔板間的加壓泥水平衡開挖面地層壓力。適于含水地層，沖積、洪積軟弱地層。3盾構(gòu)施工經(jīng)濟分析盾構(gòu)法是在盾構(gòu)機鋼殼體的保護下，依靠其前部的刀盤或挖掘機開挖地層，并在盾構(gòu)機殼體內(nèi)完成出碴、管片拼裝、推進等作業(yè)。盾構(gòu)機一般為圓形斷面，結(jié)構(gòu)受理合理，與礦山法相比具有施工安全可靠、施工速度快、防水性好、地表沉降小等優(yōu)點。同時預(yù)制管片精度高、襯砌質(zhì)量可靠。在上海、廣州地鐵等工程中已經(jīng)大規(guī)模適用。根據(jù)北京采用的車輛、設(shè)備以及線路條件要求，盾構(gòu)圓形單線區(qū)間隧道的建筑限界內(nèi)徑為Φ5100mm，施工開挖和管片拼裝誤差150mm，區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)徑為Φ5400mm，襯砌厚度300mm，區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)外經(jīng)為Φ6000mm。北京地鐵隧道地質(zhì)情況大致為粉土、粗砂、礫砂層，地質(zhì)滲透性較強，隧道斷面基本位于地下水位以下，若采用礦山法施工區(qū)間隧道，隧道斷面開挖后較易發(fā)生流砂現(xiàn)象，施工難度較大，且必須采取降水、全斷面超前注漿支護或冷凍法等地層加固措施才能保證施工的安全性。在高水位地段實施大量施工降水，將會對城市地下水環(huán)境造成影響，大量施工降水亦會造成地層的固結(jié)沉降，施工中對地面沉降及地面建筑物沉降的控制難以把握，同時施工降水及地層加固措施造價較高。而采用盾構(gòu)法施工則能夠較好的適應(yīng)這些情況，施工中也無需降水、地層加固等措施。4礦山法與盾構(gòu)法比較序號礦山法盾構(gòu)法1技術(shù)工藝簡單，無需大型機械需盾構(gòu)機及配套設(shè)備，技術(shù)工藝復(fù)雜2施工靈活，尤其適于斷面變化情況隧道斷面尺寸固定，斷面變化時需特殊處理（如岔線等）3人工開挖支護，支護封閉前安全性較差在盾構(gòu)機鋼殼保護下出碴以及拼裝管片襯砌，安全性好4作業(yè)環(huán)境惡劣作業(yè)環(huán)境好5作業(yè)環(huán)節(jié)多，施工速度慢，每天1米機械化程度高、施工速度快，每天進度超過8米6作業(yè)面多，可以多個工作面同時開挖每臺盾構(gòu)只有一個工作面，工作面受盾構(gòu)機數(shù)量限制7作業(yè)施工人員多，每班35人作業(yè)施工人員少，每班23人8噴射混凝土、支護質(zhì)量不易控制預(yù)制管片精度高，質(zhì)量可靠9一般需要二次襯砌單層襯砌即可10防水質(zhì)量不易控制防水可靠11地層需要降水，造價高無需降水，造價與礦山法相當12一般需要超前支護，遇特殊地段需采取地層加固措施除在盾構(gòu)進出井部位外，一般不需地層改良和預(yù)支護13無需特別附屬設(shè)施需設(shè)置盾構(gòu)進出豎井，附建管片預(yù)制廠14遇不良地質(zhì)易塌方，沉降控制困難能夠有效的控制地表沉降，受地層影響小15施工占地較小施工占地稍大5明挖法施工造價分析表6礦山法施工造價分析表盾構(gòu)法施工造價分析表本造價分析是以近似實例假定測算，且不含隧道建設(shè)時發(fā)生的其它費用。表中數(shù)值僅供參考。7盾構(gòu)成本攤銷分析根據(jù)上海、廣州、深圳及北京地鐵施工經(jīng)驗，盾構(gòu)成本攤銷分兩種情況，即采用日本盾構(gòu)時，每延米攤銷10000-12000元，3公里可以收回成本。（上海經(jīng)驗）采用歐美盾構(gòu)，每延米攤銷6000-8000元時，約6公里可以收成本。（廣州經(jīng)驗）原因如下：日本盾構(gòu)在刀盤、主軸承及馬達等主要部件壽命方面為歐美產(chǎn)品壽命的一半。通常情況下，日本出口中國的盾構(gòu)主軸承、馬達壽命5000小時，千斤頂甚至4000小時，而歐美盾構(gòu)主軸承、馬達壽命為10000小時，千斤頂壽命超過8000小時。加之驅(qū)動方式的不同，即日本盾構(gòu)多采用電機驅(qū)動，歐美則偏于液壓驅(qū)動，故日本盾構(gòu)價格基本上也為歐美盾構(gòu)價格的一半。8所以可以得到如下結(jié)論：1、用日本盾構(gòu)，3公里基本上可以收回成本，單個標段攤銷。而歐美盾構(gòu)可以收回成本的一半，兩個標段即6公里攤銷。2、掘進3公里時，日本盾構(gòu)接近報廢，因為主要部件壽命已經(jīng)到期。而歐美盾構(gòu)則可以繼續(xù)掘進3公里。大修費用約占整個盾構(gòu)價格的10%-15%。3、歐美盾構(gòu)掘進3公里大修主要包括以下工作內(nèi)容：a)更換易損件，主要是刀具；b)更換液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)元器件、如橡膠軟管，密封元件，過濾器，油管、繼電開關(guān)，傳感器，燈泡等；c)更換皮帶輸送器部件，如皮帶、滾輪等等d)更換鋼絲刷e)螺旋輸送器、管片拼裝器等大型部件的清理和保養(yǎng)，有時還包括個別馬達或千斤頂?shù)戎匾考母鼡Q。但不包括軸承、刀盤等關(guān)鍵部件的更換，因為更換這些部件意味著整個盾構(gòu)的翻新。9

4、對盾構(gòu)掘進3公里后的評價：日本盾構(gòu)：接近報廢，技術(shù)規(guī)范較高時大修后可以繼續(xù)掘進1-2公里。歐美盾構(gòu)：大修后可以繼續(xù)掘進3-6公里5、大修過程中哪些是必需、重要、一般的維修工作？一般來講，易損件、電器部件、液壓元器件為必須修理的。液壓泵、液壓馬達、千斤頂、鋼絲刷等部件比較