彭永忠 鄧朝輝 韓鵬輝

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430063)

1 概述

獅子洋隧道是廣深港客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的控制性工程，全長(zhǎng)10.8 km，其中盾構(gòu)段9.34 km，為雙管單線(xiàn)隧道，外徑10.8 m。該隧道位于廣深港客專(zhuān)東涌站至虎門(mén)站之間，穿越珠江入?？诘莫{子洋，河面寬度6.1 km。獅子洋隧道是國(guó)內(nèi)首座泥水平衡盾構(gòu)穿越長(zhǎng)距離基巖復(fù)合地層的隧道，是鐵路第一條開(kāi)工建設(shè)、世界上行車(chē)速度目標(biāo)值最高、國(guó)內(nèi)在建最長(zhǎng)、國(guó)內(nèi)水壓力最大、國(guó)內(nèi)第一條進(jìn)行地中對(duì)接施工、第一次使用內(nèi)襯的盾構(gòu)法隧道，國(guó)內(nèi)無(wú)經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，因而在工程建設(shè)中困難重重，如掘進(jìn)故障率高、設(shè)備修理量大、施工進(jìn)度慢等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的結(jié)果，掘進(jìn)的平均進(jìn)度為130 m/月，較穿越軟土地層的掘進(jìn)進(jìn)度慢了很多，故在確定該隧道盾構(gòu)段的掘進(jìn)工程造價(jià)時(shí)，不能簡(jiǎn)單的選用市政工程的盾構(gòu)掘進(jìn)定額，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地層因素和施工條件進(jìn)行分析。

2 獅子洋隧道盾構(gòu)段掘進(jìn)的主要情況

獅子洋隧道盾構(gòu)段主要穿越軟硬不均地層及全斷面基巖地層。隧址縱斷面如圖1。

2.1 軟硬不均地層掘進(jìn)

盾構(gòu)施工時(shí)因掘進(jìn)斷面地層軟硬不均，使得盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)方向上受力不均，姿態(tài)難以控制，因而需降低掘進(jìn)速度，加大泥漿流速以增加其攜碴能力，頻繁使用破碎機(jī)等。另外，因軟土無(wú)法提供足夠的摩擦扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)滾刀，引起在基巖地層破巖過(guò)程中刀具偏磨等異常損壞，需采用帶壓進(jìn)倉(cāng)的方式更換刀具。

2.2 全斷面基巖地層掘進(jìn)

盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)入全斷面基巖地層后，洞身穿越地層主要為巖石弱風(fēng)化帶，巖性為泥質(zhì)粉砂巖，在此地層中掘進(jìn)施工，盾構(gòu)機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)正常工作，但需要經(jīng)常維護(hù)，盾構(gòu)刀具更換頻繁，滾刀刀圈、刀體消耗，以及刮刀、切刀的消耗量較大。為保證掘進(jìn)順利，需在高水壓地層中不斷增加盾構(gòu)油脂的注入量，封住水源，保證盾構(gòu)密封系統(tǒng)的性能。

圖1 獅子洋隧道縱斷面(單位:m)

2.3 復(fù)合地層中泥水分離系統(tǒng)

在復(fù)合地層中，盾構(gòu)采用滾刀破巖，刀具開(kāi)挖的碴土顆粒較大，排漿管的磨損較大，泥漿管易爆裂，因而需及時(shí)更換磨損部件，避免出現(xiàn)爆管等問(wèn)題。

2.4 在掘進(jìn)過(guò)程中輔助措施

盾構(gòu)機(jī)首次安裝的盾尾密封刷的耐久性難以滿(mǎn)足高水壓、長(zhǎng)距離掘進(jìn)要求，而在后續(xù)更換中，一般只能更換最后一道密封刷，造成該道密封刷受力過(guò)大，耐久性下降，需對(duì)整個(gè)盾尾密封裝置進(jìn)行修復(fù)。

盾構(gòu)進(jìn)入全斷面基巖地層后，刀盤(pán)外圈梁、前面板、攪拌臂等均磨損嚴(yán)重，為恢復(fù)刀盤(pán)結(jié)構(gòu)性能，需焊接刀盤(pán)。

綜上所述，獅子洋隧道在高水壓、復(fù)合地層中進(jìn)行長(zhǎng)距離掘進(jìn)，導(dǎo)致刀具更換頻繁，油脂消耗量大，泥漿管道與泵的磨損嚴(yán)重，需要不斷調(diào)制新鮮泥漿，帶壓進(jìn)倉(cāng)次數(shù)多，刀盤(pán)及盾尾刷修復(fù)次數(shù)多等現(xiàn)狀。因此，其掘進(jìn)的費(fèi)用較高。

3 獅子洋隧道盾構(gòu)段掘進(jìn)的主要材料消耗及維護(hù)情況

獅子洋隧道盾構(gòu)段掘進(jìn)工程經(jīng)施工現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)分析得出的主要材料消耗及維護(hù)情況見(jiàn)表1。

表1 盾構(gòu)隧道掘進(jìn)主要材料消耗及維護(hù)

4 獅子洋隧道盾構(gòu)段掘進(jìn)工程的單價(jià)分析

根據(jù)以上現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)定結(jié)果并結(jié)合施工組織情況，得出如下單價(jià)分析，見(jiàn)表2。

根據(jù)《廣東省市政工程綜合定額》(2006年)第八冊(cè)“隧道工程”中D．8.3.21φ≤11 000刀盤(pán)式泥水平衡盾構(gòu)正常段，以其消耗量以及按鐵路定額2005年價(jià)格水平單價(jià)如表3。

(1)工作內(nèi)容:獅子洋盾構(gòu)單價(jià)與廣東市政盾構(gòu)單價(jià)，主要工作均包括操作盾構(gòu)機(jī)、水力出土、管片拼裝、管線(xiàn)鋪設(shè)、施工測(cè)量、排泥水出井口等內(nèi)容，獅子洋盾構(gòu)單價(jià)與廣東市政盾構(gòu)單價(jià)工作內(nèi)容一致。

(2)價(jià)格水平:獅子洋盾構(gòu)單價(jià)基期人工費(fèi)采用24.26元/工日，材料價(jià)采用《鐵路工程建設(shè)材料預(yù)算價(jià)格》(鐵建設(shè)［2006］129號(hào)文);機(jī)械臺(tái)班價(jià)采用《鐵路工程施工機(jī)械臺(tái)班費(fèi)用定額》(鐵建設(shè)［2006］129號(hào)文)。而廣東市政盾構(gòu)單價(jià)消耗量采用采用《廣東省市政工程綜合定額》(2006年)第八冊(cè)“隧道工程”中D．8.3.21，人工、材料、機(jī)械臺(tái)班單價(jià)與獅子洋盾構(gòu)單價(jià)保持一致。

工作內(nèi)容與價(jià)格水平的一致，使獅子洋盾構(gòu)單價(jià)與廣東省市政盾構(gòu)單價(jià)具有較強(qiáng)的可比性。從表2與表3單價(jià)分析可以看出，獅子洋φ≤11 000刀盤(pán)式泥水平衡盾構(gòu)正常段掘進(jìn)單價(jià)(基價(jià))為6.96萬(wàn)元/m;而廣東省市政盾構(gòu)單價(jià)(基價(jià))為2.81萬(wàn)元/m。獅子洋盾構(gòu)單價(jià)明顯遠(yuǎn)高于廣東省市政盾構(gòu)單價(jià)。

造成這種單價(jià)差異的主要是兩種盾構(gòu)單價(jià)的消耗量不相同。獅子洋隧道現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)施工過(guò)程對(duì)消耗的人工、材料以及機(jī)械臺(tái)班的分析總結(jié)，由于其超大直徑、復(fù)雜地質(zhì)等特殊性，人工、材料、機(jī)械消耗較一般市政盾構(gòu)定額消耗量較大。比如在掘進(jìn)過(guò)程中，獅子洋隧道由于在高水壓、復(fù)合地層中進(jìn)行長(zhǎng)距離掘進(jìn)，導(dǎo)致刀具更換頻繁、油脂消耗量大、泥漿管道與泵的磨損嚴(yán)重等原因，需要油脂、液刀、切刀、保護(hù)刀等消耗量較大。而廣東省市政盾構(gòu)單價(jià)則是針對(duì)一般市政工程的反應(yīng)了一個(gè)平均先進(jìn)消耗水平，當(dāng)遇到地質(zhì)條件復(fù)雜的工程項(xiàng)目時(shí)，定額水平與實(shí)際消耗偏差會(huì)較大。

表2 單價(jià)分析(獅子洋隧道消耗)

表3 單價(jià)分析(廣東省市政定額)

5 結(jié)束語(yǔ)

盾構(gòu)機(jī)在復(fù)合地層進(jìn)行長(zhǎng)距離掘進(jìn)時(shí)，施工工效較低、設(shè)備維修量大，需多次更換刀盤(pán)、刀具、排漿泵、盾尾刷，主要材料消耗明顯高于在軟土地層中掘進(jìn)，通過(guò)對(duì)獅子洋隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行總結(jié)分析，得出泥水平衡式盾構(gòu)在復(fù)合地層中掘進(jìn)的單價(jià)分析，然后通過(guò)與廣東省市政定額進(jìn)行比較分析，分析驗(yàn)證獅子洋盾構(gòu)施工的消耗單價(jià)，可供類(lèi)似工程參考。

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