地铁隧道土压平衡盾构施工的成本控制研究

姜腾飞

摘要：为了优化地铁隧道土压平衡盾构施工成本控制效果，实现节约施工成本、增加工程利润的目标，以北京轨道交通22号线（平谷线）14合同段隧道工程土压平衡盾构施工为例，开展了盾构施工成本控制方法的全面、系统研究。采用WBS工作分解结构法，分解了土压平衡盾构施工的目标成本，将目标成本细化到各个责任成本中心。在此基础上采用挣值法计算施工成本偏差，找出施工成本超支的具体原因，进而对施工目标成本费用进行控制与优化。通过工程实例对3种成本控制方法的实验结果进行分析对比，验证了本文提出的成本控制方法取得了施工成本最少、节约费用最多的良好结果。

关键词：地铁隧道；土压平衡；盾构施工；成本控制

0   引言

在地下空间高效开发的背景下，地铁建设规模越来越大。在地铁工程施工过程中，土压平衡盾构施工属于重要的组成部分[1]。从广义角度分析，土压平衡盾构又称为泥土加压式盾构[2]。其在保持地铁隧道开挖面处于稳定状态的前提条件下，将隧道正面土体切削下来，输入切削刀盘后面的密封腔内，使密封腔内具有适当的压力，与隧道开挖面水土压力达到平衡状态，以减少地层土体的扰动，有效控制地铁隧道地表沉降变形[3]。

1   研究成本控制方法的重要性

土压平衡盾构施工流程复杂，施工体量较大，在施工过程中容易受到隧道内部条件与地质条件等不确定因素的干扰，容易遇到各种难以预料的突发情况，这些因素都会增加施工成本、降低企业效益。因此，研究科学合理的土压平衡盾构施工成本控制方法至关重要。

传统的土压平衡盾构施工成本控制方法大都采用文献[4]和文献[5]提出的方法，其中文献[4]方法在实际地铁隧道建设工程施工成本控制过程中仍然存在一定的不足，主要体现在成本控制不能做到全覆盖，不能较好地实现施工成本最小化、工程利润最大化目标。文献[5]方法从不同施工环节入手实施成本的全程控制，但是其控制效果不佳，存在超支问题。

为了改善上述问题，本文以北京轨道交通22号线（平谷线）14合同段隧道工程为例，开展了土压平衡盾构施工成本控制方法的研究，以期为推动地铁隧道工程健康发展、提高其施工成本管控水平做出一点贡献。

2   盾构施工成本控制方法

2.1   土压平衡盾构施工目标成本分解

本文所述地铁隧道土压平衡盾构施工成本控制方法，依据目标责任成本管理控制原则，分解土压平衡盾构施工目标成本，将目标成本细化至各个责任成本中心的最小单元，为后续施工成本控制提供有力的支持。

采用WBS工作分解结构法，将地铁隧道土压平衡盾构施工项目按照一定的规律进行分解。土压平衡盾构施工项目WBS工作分解结构如图1所示。

按照图1分层进行分解，首先将施工项目分解成任务，其次将任务分解成工序，然后将工序分解到每个施工人员，直至将施工项目分解到最小单元为止。

根据图1分解结构，明确目标成本责任范围和对应的工作内容，实施全员、全过程管控[6]。在此基础上，对土压平衡盾构施工目标成本进行分解，如表1所示。

从表1可获取地铁隧道土压平衡盾构施工目标成本各项分解费用及对应的成本责任中心。按照规定日期，对各项成本费用进行核算，若存在异常问题，及时向相关的成本责任中心了解有关情况，实现目标成本费用精细化管控[7]。

2.2   基于挣值法控制盾构施工成本

在上述地铁隧道土压平衡盾构施工目标成本分解完毕后，明确了各项施工目标成本费用及对应的成本责任中心，能够对各项费用进行精细化管控。在此基础上，利用挣值法进行全方位、多维度的监管控制土压平衡盾构施工成本[8]。对挣值法中的基本参数进行计算，包括盾构施工计划成本、盾构施工挣值及盾构施工实际成本，通过对比这3个参数之间的差额，获取施工成本中存在的问题，进而制定相应的成本控制措施。挣值法基本参数计算公式如下所示：

BCWS（t）=∑t0 （P·S），（0≤t≤T）      （1）

BCWP（t）=∑t0 （A·S），（0≤t≤T）      （2）

ACWP（t）=∑t0 （A·C），（0≤t≤T）       （3）

式（1）、（2）、（3）中：BCWS（t）表示盾構施工计划成本；BCWP（t）表示盾构施工挣值；ACWP（t）表示盾构施工实际成本；P表示计划工程量；S表示预算定额；A表示实际工程量；C表示实际单价。通过上述公式，获取挣值法的3个基本参数，计算盾构施工成本偏差R，其计算公式如下：

R= BCWP（t）- ACWP（t）          （4）

若R＞0，说明盾构施工实际成本低于预计成本，处于节支状态；若R=0，说明盾构施工实际成本与预计成本一致，应当实时监控盾构施工中各项目标成本费用的动态变化，避免出现超支情况；若R＜0，则说明盾构施工实际成本大于预计成本，成本超支[9]。判定成本超支后，应当在监督机制下，找出超支的具体原因，立即对表1中土压平衡盾构施工目标成本费用进行控制与优化。

采用精细化成本动态管理方法，控制盾构施工单价和用工量，对施工材料费、人工费与机械设备费用进行全面控制，定期审查、核对各类施工成本费用，控制施工成本偏差，全方位、多维度地实现土压平衡盾构施工成本控制的目标。

3   施工实验与结果分析

3.1   施工成本控制方法的实验

上述成本控制方法的全部流程，均是针对北京轨道交通22号线（平谷线）14合同段隧道工程的土压平衡盾构施工提出的。在提出该施工成本控制方法投入实际地铁隧道工程应用前，需要对该方法的有效性及成本控制结果做出客观验证分析，保证其成本控制结果符合地铁隧道建设工程要求后，方可投入实际工程应用。基于此，通过地铁隧道土压平衡盾构施工实例，对该施工成本控制方法进行实验，从而验证其应用效果并进行分析研究。

3.2   地铁隧道工程概况

选取北京轨道交通22号线（平谷线）14合同段隧道工程作为此次研究目标。14合同段隧道工程施工区间为政务中心东站（不含）-政燕区间1#明挖井（不含），该施工区间采用明挖+暗挖+盾构等3种工法进行施工。

该施工区间全长2591.35m，其中暗挖段位于通济路与兆善大街相交路口，其长度为101.522m；明挖段沿兆善大街向东敷设，西侧端头设置了一处站后区间风井，其长度为623.572m；盾构段沿兆善大街向东敷设，依次下穿左堤路、减河公园、运潮减河、右堤路，设置了3座联络通道，终端位于22号线1#区间风井，其长度为1866.256m。该隧道工程施工现场如图2所示。

3.3   施工成本控制实验结果分析

在掌握了该地铁隧道工程相关概况信息后，应用本文所述土压平衡盾构施工成本控制方法，对盾构施工段的成本进行全方位控制，以获取成本控制结果。

为了能够更加直观地判断本文提出的施工成本控制方法是否具有可行性，增强实验结果的说服力，在此次实验中，引入了对比分析的方法。将本文提出的地铁隧道土压平衡盾构施工成本控制方法设置为实验组，将文献[4]、文献[5]提出的施工成本控制方法分别设置为对照组1和对照组2，以便对应用这3种施工成本控制方法，得出的盾构施工成本控制结果作对比分析。

采用上述3种施工成本控制方法，分别对14标段盾构工程展开施工成本控制，模拟其控制全过程。利用SPSS统计分析软件，获取土压平衡盾构施工实际成本，并与预算成本进行比较，获取盾构施工成本差额。根据施工成本差额，确定施工成本属于超支或节支。该地铁隧道土压平衡盾构施工采用3种成本控制方法进行实验的结果，如表2所示。

由表2可知，这3种施工成本控制方法的实验数据存在较大差异。其中应用本文所述施工成本控制方法，土压平衡盾构施工成本均得到了有效控制，施工成本比预算成本节支26.57万元；应用对照组1的施工成本控制方法，施工成本比预算成本超支43.26万元；应用对照组2的施工成本控制方法，施工成本比预算成本超支56.24万元。

由3种成本控制方法实验数据对比结果可知，本文所述施工成本控制方法具有较高的可行性，能够减少土压平衡盾构施工中不必要的费用支出，实现节支目标。

4   结束语

综上所述，为了适当减少地铁隧道工程土压平衡盾构施工成本，提高地铁隧道工程的质量和效益，开展地铁隧道土压平衡盾构施工成本控制方面的实验和研究是十分必要和重要的。应用本文所述的土压平衡盾构施工成本控制方法，取得了实际成本小于预算成本的效果，实现了地铁隧道工程施工节约成本的目标，提升了地铁隧道盾构工程施工成本管控水平，具有良好的可行性和应用前景。

参考文献

[1] 班彩力.地铁盾构项目施工的成本控制要点分析[J]. 运输

经理世界， 2023（13）：134-136.

[2] 何育才.地质雷达和微动探测技术在地铁隧道区间孤石探

测中的联合运用研究[J].低碳世界，2022，12（12）： 130-132.

[3] 潘秋景，李晓宙，黄杉，等.机器学习在盾构隧道智能施工

中的应用：综述与展望[J].隧道与地下工程灾害防治， 2022，

4（3）：10-30.

[4] 颜治军.地铁工程施工单位的成本管理与控制策略探究[J].

现代商贸工业，2022，43（13）：98-100.

[5] 马江坤.精细化管理模式在地铁施工项目成本控制工作中

的运用[J].中小企业管理与科技（下旬刊）， 2021（11）： 31-33.

[6] 张志龙，赵金鹏，赵庚亮，等.基于模糊層次分析法的岩溶

区土压平衡盾构适应性评价[J].科学技术与工程， 2021，21

（32）：13933-13943.

[7] 陈叔，吴志昊，邹坤秘.特殊复杂地质条件下穿越城区铁路

隧道的盾构机选型[J].建设机械技术与管理， 2021，34（5）：

36-42.

[8] 智学民.地铁盾构隧道施工安全管理及成本控制研究[J].中

华建设，2020（6）：60-61.

[9] 申艳平.地铁盾构隧道施工安全管理及成本控制[J].工程

技术研究， 2020，5（2）：163-164.