狮子洋隧道盾构段掘进工程单价分析

彭永忠 邓朝辉 韩鹏辉

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063)

1 概述

狮子洋隧道是广深港客运专线的控制性工程，全长10.8 km，其中盾构段9.34 km，为双管单线隧道，外径10.8 m。该隧道位于广深港客专东涌站至虎门站之间，穿越珠江入海口的狮子洋，河面宽度6.1 km。狮子洋隧道是国内首座泥水平衡盾构穿越长距离基岩复合地层的隧道，是铁路第一条开工建设、世界上行车速度目标值最高、国内在建最长、国内水压力最大、国内第一条进行地中对接施工、第一次使用内衬的盾构法隧道，国内无经验可以借鉴，因而在工程建设中困难重重，如掘进故障率高、设备修理量大、施工进度慢等。根据现场测定的结果，掘进的平均进度为130 m/月，较穿越软土地层的掘进进度慢了很多，故在确定该隧道盾构段的掘进工程造价时，不能简单的选用市政工程的盾构掘进定额，需结合现场的地层因素和施工条件进行分析。

2 狮子洋隧道盾构段掘进的主要情况

狮子洋隧道盾构段主要穿越软硬不均地层及全断面基岩地层。隧址纵断面如图1。

2.1 软硬不均地层掘进

盾构施工时因掘进断面地层软硬不均，使得盾构机在掘进方向上受力不均，姿态难以控制，因而需降低掘进速度，加大泥浆流速以增加其携碴能力，频繁使用破碎机等。另外，因软土无法提供足够的摩擦扭矩转动滚刀，引起在基岩地层破岩过程中刀具偏磨等异常损坏，需采用带压进仓的方式更换刀具。

2.2 全断面基岩地层掘进

盾构机掘进入全断面基岩地层后，洞身穿越地层主要为岩石弱风化带，岩性为泥质粉砂岩，在此地层中掘进施工，盾构机的各个系统正常工作，但需要经常维护，盾构刀具更换频繁，滚刀刀圈、刀体消耗，以及刮刀、切刀的消耗量较大。为保证掘进顺利，需在高水压地层中不断增加盾构油脂的注入量，封住水源，保证盾构密封系统的性能。

图1 狮子洋隧道纵断面(单位:m)

2.3 复合地层中泥水分离系统

在复合地层中，盾构采用滚刀破岩，刀具开挖的碴土颗粒较大，排浆管的磨损较大，泥浆管易爆裂，因而需及时更换磨损部件，避免出现爆管等问题。

2.4 在掘进过程中辅助措施

盾构机首次安装的盾尾密封刷的耐久性难以满足高水压、长距离掘进要求，而在后续更换中，一般只能更换最后一道密封刷，造成该道密封刷受力过大，耐久性下降，需对整个盾尾密封装置进行修复。

盾构进入全断面基岩地层后，刀盘外圈梁、前面板、搅拌臂等均磨损严重，为恢复刀盘结构性能，需焊接刀盘。

综上所述，狮子洋隧道在高水压、复合地层中进行长距离掘进，导致刀具更换频繁，油脂消耗量大，泥浆管道与泵的磨损严重，需要不断调制新鲜泥浆，带压进仓次数多，刀盘及盾尾刷修复次数多等现状。因此，其掘进的费用较高。

3 狮子洋隧道盾构段掘进的主要材料消耗及维护情况

狮子洋隧道盾构段掘进工程经施工现场统计分析得出的主要材料消耗及维护情况见表1。

表1 盾构隧道掘进主要材料消耗及维护

4 狮子洋隧道盾构段掘进工程的单价分析

根据以上现场的实际测定结果并结合施工组织情况，得出如下单价分析，见表2。

根据《广东省市政工程综合定额》(2006年)第八册“隧道工程”中D．8.3.21φ≤11 000刀盘式泥水平衡盾构正常段，以其消耗量以及按铁路定额2005年价格水平单价如表3。

(1)工作内容:狮子洋盾构单价与广东市政盾构单价，主要工作均包括操作盾构机、水力出土、管片拼装、管线铺设、施工测量、排泥水出井口等内容，狮子洋盾构单价与广东市政盾构单价工作内容一致。

(2)价格水平:狮子洋盾构单价基期人工费采用24.26元/工日，材料价采用《铁路工程建设材料预算价格》(铁建设［2006］129号文);机械台班价采用《铁路工程施工机械台班费用定额》(铁建设［2006］129号文)。而广东市政盾构单价消耗量采用采用《广东省市政工程综合定额》(2006年)第八册“隧道工程”中D．8.3.21，人工、材料、机械台班单价与狮子洋盾构单价保持一致。

工作内容与价格水平的一致，使狮子洋盾构单价与广东省市政盾构单价具有较强的可比性。从表2与表3单价分析可以看出，狮子洋φ≤11 000刀盘式泥水平衡盾构正常段掘进单价(基价)为6.96万元/m;而广东省市政盾构单价(基价)为2.81万元/m。狮子洋盾构单价明显远高于广东省市政盾构单价。

造成这种单价差异的主要是两种盾构单价的消耗量不相同。狮子洋隧道现场通过施工过程对消耗的人工、材料以及机械台班的分析总结，由于其超大直径、复杂地质等特殊性，人工、材料、机械消耗较一般市政盾构定额消耗量较大。比如在掘进过程中，狮子洋隧道由于在高水压、复合地层中进行长距离掘进，导致刀具更换频繁、油脂消耗量大、泥浆管道与泵的磨损严重等原因，需要油脂、液刀、切刀、保护刀等消耗量较大。而广东省市政盾构单价则是针对一般市政工程的反应了一个平均先进消耗水平，当遇到地质条件复杂的工程项目时，定额水平与实际消耗偏差会较大。

表2 单价分析(狮子洋隧道消耗)

表3 单价分析(广东省市政定额)

5 结束语

盾构机在复合地层进行长距离掘进时，施工工效较低、设备维修量大，需多次更换刀盘、刀具、排浆泵、盾尾刷，主要材料消耗明显高于在软土地层中掘进，通过对狮子洋隧道施工现场的情况进行总结分析，得出泥水平衡式盾构在复合地层中掘进的单价分析，然后通过与广东省市政定额进行比较分析，分析验证狮子洋盾构施工的消耗单价，可供类似工程参考。

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