摘要 機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道工法無需進(jìn)行大范圍的地基加固，施工工期短，在城市軌道交通工程中具有較好的推廣前景。文章依托于實際工程，研究了機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道的費(fèi)用構(gòu)成及分布，并與主線盾構(gòu)區(qū)間進(jìn)行對比，得出機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道分部工程的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及影響因素，以及與主線盾構(gòu)區(qū)間的差異性及原因，研究對于機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道的投資控制、工藝推廣具有重要的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞 機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道；軌道交通；工程造價

中圖分類號 U231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）02-0186-03

0 引言

盾構(gòu)法施工是目前城市軌道交通工程的重要工法，而雙線盾構(gòu)區(qū)間橫向聯(lián)絡(luò)通道是災(zāi)情發(fā)生時重要的消防疏散通道。目前聯(lián)絡(luò)通道多采用礦山法，其地層采用注漿加固或冷凍法，礦山法適應(yīng)性廣、技術(shù)成熟，但存在地層加固費(fèi)用高、工期長、風(fēng)險高等缺點。

近年來，寧波、上海、蘇州、深圳等地城市軌道交通工程均采用機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道，該工法無須進(jìn)行大范圍的地基加固，施工工期短，具有較好的推廣前景[1]。由于該工法應(yīng)用尚處于起步階段，目前對該工法的工程造價技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析較少。新工藝的投資控制過于寬松，造價指標(biāo)高，導(dǎo)致建設(shè)單位望而卻步，不利于工法的推廣；新工藝的投資控制過緊，工程造價低于市場行情，參建方無利潤可言，工法推廣的積極性下降。因此，依托在建、已建的機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道工程，系統(tǒng)分析其造價費(fèi)用組成及比例，得出機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及影響因素，對于機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道的投資控制、工藝推廣等具有重要的應(yīng)用價值。

1 機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道施工組織

目前市面上主流的機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道分為頂管法、盾構(gòu)法等，主隧道中心線間距16 m以內(nèi)一般采用頂管法，而間距16 m以上則一般采用盾構(gòu)法。兩種工法的施工組織及工藝流程相似，該文主要以盾構(gòu)法聯(lián)絡(luò)通道作為研究對象。

為深入分析機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道的費(fèi)用組成及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，類比于正線區(qū)間盾構(gòu)施工，該文將其費(fèi)用構(gòu)成分為六個部分工程，即盾構(gòu)進(jìn)出場及吊裝、吊拆，洞門處理，鋼套筒始發(fā)及接收，盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣，盾構(gòu)管片及防水，盾構(gòu)壁后注漿等[2]。

1.1 盾構(gòu)進(jìn)出場及吊裝、吊拆

盾構(gòu)機(jī)直徑為3 290 mm，由刀盤系統(tǒng)、主驅(qū)動系統(tǒng)、盾體系統(tǒng)、渣土處理系統(tǒng)、后配套系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、泡沫系統(tǒng)等組成。后配套為五節(jié)拖車，布置有盾構(gòu)主機(jī)、反力架、制漿機(jī)、接收鋼套筒等。聯(lián)絡(luò)通道施工時，一臺盾構(gòu)機(jī)及五節(jié)車架需從洞口吊裝并運(yùn)輸至聯(lián)絡(luò)通道施工處。

1.2 洞門處理

洞門鋼環(huán)焊接在開洞特殊管片的預(yù)留洞門處，通過法蘭盤將鋼環(huán)與始發(fā)套筒的連接，以形成完全密封結(jié)構(gòu)。

洞門接口處主隧道與聯(lián)絡(luò)通道隧道的進(jìn)出洞處存在間隙，需進(jìn)行注漿封堵，并澆筑高3.46 m的現(xiàn)澆環(huán)梁，包括橫梁及立柱，環(huán)梁強(qiáng)度不低于主隧道的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

1.3 鋼套筒始發(fā)及接收

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道采用套筒法進(jìn)出洞，鋼套筒始發(fā)接收具有施工安全、工期短、可重復(fù)利用等優(yōu)點，無須進(jìn)行地層預(yù)加固。始發(fā)及接收鋼套筒隨臺車整體運(yùn)輸至進(jìn)出洞處，與洞門鋼環(huán)焊接；套筒內(nèi)部填充介質(zhì)，以保證始發(fā)接收時的土壓平衡狀態(tài)，主機(jī)與鋼套筒存在間隙，一般采用三道鋼絲繩、盾尾油脂進(jìn)行密封，以保證始發(fā)過程中接口的密封性。沿套筒接縫方向設(shè)置反力油缸，調(diào)節(jié)反力油缸以確保套筒連接處始終處于受壓狀態(tài)，保證套筒密封良好。

1.4 盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣

盾構(gòu)始發(fā)時，采用鋼套筒密封，切割洞門主隧道管片混凝土始發(fā)；盾構(gòu)接收時也應(yīng)切割洞門主隧道管片混凝土到達(dá)；在掘進(jìn)過程中使用泡沫劑等渣土改良劑對土體進(jìn)行改良，以穩(wěn)定工作面、便于排土；機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道無法采用常規(guī)方式出土，需采用人力推車將渣土推至主隧道內(nèi)，再由主隧道渣土車外運(yùn)至井口后，吊出至地面。

1.5 盾構(gòu)管片及防水

管片防水材料黏貼在地面完成，防水材料一般采用遇水膨脹條、三元乙丙橡膠彈性密封墊。管片由吊機(jī)系統(tǒng)從地面運(yùn)送至洞內(nèi)管片拼裝的工作范圍等待安裝，管片由隧道底部開始依次拼裝，最后安裝封頂塊，安裝到位后及時用推進(jìn)油缸頂緊管片以穩(wěn)定管片，并連接管片螺栓。

1.6 盾構(gòu)壁后注漿

在聯(lián)絡(luò)通道施工前，需對主隧道聯(lián)絡(luò)通道洞門附近左右線的前后10環(huán)進(jìn)行二次注漿[3]。聯(lián)絡(luò)通道施工時，盾構(gòu)臺車上設(shè)置有注漿泵，同步注漿時應(yīng)通過管片預(yù)留的注漿孔注入水泥-水玻璃漿液。在盾構(gòu)接收后，針對填充漿液收縮的空隙及滲漏點進(jìn)行二次注漿，漿液同樣采用水泥-水玻璃漿液。

2 機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道工程造價分析

2.1 工程概況

某盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道地層情況主要為黏土、淤泥層，埋深17 m，線間距17 m，采用盾構(gòu)機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道工藝進(jìn)行施工，其主要項目特征及工程量如表1所示：

2.2 總費(fèi)用分析

基于分部分項構(gòu)成及費(fèi)用，機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道指標(biāo)為318萬元/座，圖1為機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道分部工程造價費(fèi)用占總工程造價比例測算結(jié)果，從圖中可以看出，盾構(gòu)進(jìn)出場及吊裝、吊拆工程費(fèi)用105萬元/座，占比最高，將近33%；其次為盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣90萬元/座，占比28%；洞門處理40萬元/座，鋼套筒始發(fā)接收40萬元/座，均占比13%；盾構(gòu)管片及防水31.91萬元/座，占比10%；盾構(gòu)壁后注漿10.83萬元/座，占比3%。

與同等長度的常規(guī)礦山法聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行對比，若地層不需要加固，費(fèi)用指標(biāo)約150萬元/座；若地層需要加固，由于加固范圍及要求差異較大，費(fèi)用指標(biāo)離散性較大，約300～500萬元/座?？梢姡瑱C(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道對于地質(zhì)條件一般、采用礦山法必須進(jìn)行地層預(yù)加固的工程來講，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

2.3 盾構(gòu)進(jìn)出場及吊裝、吊拆費(fèi)用分析

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)機(jī)直徑為3 290 mm，遠(yuǎn)小于常見的主線隧道盾構(gòu)機(jī)直徑6 480 mm，其進(jìn)出場運(yùn)輸、吊裝吊拆分項工程單價低于主線區(qū)間，但機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道的盾構(gòu)進(jìn)出場及吊裝、吊拆費(fèi)用占比高達(dá)33%，以某雙線長度1 150 m的主線隧道為例，其盾構(gòu)進(jìn)出場及吊裝、吊拆費(fèi)用占比1.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道的33%。究其原因，主要在于主線區(qū)間長度普遍在400～2 000 m之間，而聯(lián)絡(luò)通道通常只有10～20 m，但盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出場及吊裝、吊拆費(fèi)用與區(qū)間長度無關(guān)，費(fèi)用較為固定，因此區(qū)間長度越短，其費(fèi)用占比越高。

2.4 洞門處理、鋼套筒始發(fā)接收

洞門處理、鋼套筒始發(fā)接收工作內(nèi)容較為常規(guī)，其分項工程費(fèi)用單價與主線盾構(gòu)區(qū)間單價無明顯差異，機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道洞門處理、鋼套筒始發(fā)接收合計占比高達(dá)26%，遠(yuǎn)高于主線隧道區(qū)間的2.5%。究其原因，這與盾構(gòu)進(jìn)出場及吊裝、吊拆費(fèi)一致，該部分工程費(fèi)用與區(qū)間掘進(jìn)長度無關(guān)，但因聯(lián)絡(luò)通道掘進(jìn)長度過短，因而其占比較高。

2.5 盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣

聯(lián)絡(luò)通道線間距為17 m，掘進(jìn)長度約11.25 m，則機(jī)械聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣單價為8萬元/單延米，遠(yuǎn)高于常見的主線盾構(gòu)區(qū)間掘進(jìn)及出渣的3～4萬元/單延米[4]。經(jīng)分析，盾構(gòu)掘進(jìn)的材料及普通機(jī)械與主線盾構(gòu)掘進(jìn)無明顯區(qū)別，單價的差別主要在于盾構(gòu)機(jī)的攤銷費(fèi)用。常規(guī)6 480 mm盾構(gòu)機(jī)單價約6 000萬元/臺，通常按8 km攤銷考慮，盾構(gòu)機(jī)租賃費(fèi)用約8 500元/單延米；聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)機(jī)單價約2 000萬元/臺，假設(shè)一條線有10座聯(lián)絡(luò)通道采用機(jī)械法，每個聯(lián)絡(luò)通道長度按16 m考慮，則全線機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道總長度僅160 m，且由于工期考慮及各工點承包商不同，不可能全線僅用一臺聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)機(jī)，再考慮目前聯(lián)絡(luò)通道采用機(jī)械法的比例不高，該技術(shù)尚在起步階段，因此其聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)機(jī)的攤銷長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于主線區(qū)間盾構(gòu)機(jī)。經(jīng)調(diào)研，目前一座線間距為16 m的機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)機(jī)租賃費(fèi)用約40萬/座，折合成掘進(jìn)長度指標(biāo)約40 000元/單延米，遠(yuǎn)高于常規(guī)6 480 mm盾構(gòu)機(jī)的租賃單價8 500元/單延米。

綜上，盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣的費(fèi)用主要與盾構(gòu)機(jī)費(fèi)用攤銷緊密相關(guān)，隨著機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道技術(shù)的推廣，市場需求增多，聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)機(jī)在各項目中周轉(zhuǎn)使用，利用率提高，其盾構(gòu)機(jī)攤銷費(fèi)用將大幅降低。

2.6 盾構(gòu)管片及防水

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道主要采用的是外徑3 150 mm、內(nèi)徑2 650 mm、環(huán)寬550 mm的混凝土管片，常規(guī)6.2 m盾構(gòu)區(qū)間采用的是外徑6 200 mm、內(nèi)徑5 500 mm、環(huán)寬1 500 mm的管片，為比較兩者在同范圍的單價差別，將管片及防水費(fèi)用均折算成管片體積。經(jīng)調(diào)研分析，機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道混凝土管片及防水單價為5 000元/立方米，而常規(guī)6.2盾構(gòu)區(qū)間管片及防水單價約3 200元/立方米，兩者存在較大差距。

盡管兩種管片的工藝基本一致，但單價差距較大，其主要原因在于兩種管片的市場需求差異巨大。假設(shè)1條地鐵線路盾構(gòu)的區(qū)間長度為30 km，其中機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道10座（長度為16 m），則全線6.2 m盾構(gòu)管片數(shù)量約19萬立方米，而聯(lián)絡(luò)通道管片數(shù)量僅需365 m3，兩者差距達(dá)到530倍。盾構(gòu)管片采用工廠化生產(chǎn)，建廠、模具、機(jī)械化系統(tǒng)等費(fèi)用為固定成本，管片生產(chǎn)數(shù)量越大，管片成本越低，因此市場需求少的聯(lián)絡(luò)通道管片，其管片單價高于市場需求量大的主線盾構(gòu)管片。

2.7 盾構(gòu)壁后注漿

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道管片與掘進(jìn)斷面的空隙約0.71 m3/m，遠(yuǎn)低于常規(guī)6.2 m盾構(gòu)區(qū)間的2.79 m3/m，但機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)壁后的注漿單價為10 000元/單延米，高于常規(guī)6.2 m盾構(gòu)區(qū)間約7 000元/單延米。經(jīng)分析其原因在于，機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道需對主隧道聯(lián)絡(luò)通道洞門附近左右線的前后10環(huán)進(jìn)行二次注漿，其注漿量遠(yuǎn)大于聯(lián)絡(luò)通道掘進(jìn)時的注漿量，扣除其影響，機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)壁厚的注漿單價約2 000元/單延米。

3 結(jié)語

該文依托于機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道實際工程，從分部和分項工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)，研究了機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道的費(fèi)用構(gòu)成及分布，并與主線盾構(gòu)區(qū)間進(jìn)行了對比，主要得到以下結(jié)論：

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道（線間距為16 m）工程造價約318萬元/座。對于地質(zhì)條件一般、采用礦山法必須進(jìn)行地層預(yù)加固的工程，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道具體費(fèi)用組成及分布如下：盾構(gòu)進(jìn)出場及吊裝、吊拆工程費(fèi)用105萬元/座，占比最高，將近33%；其次為盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣90萬元/座，占比28%；洞門處理40萬元/座，鋼套筒始發(fā)接收40萬元/座，均占比13%；盾構(gòu)管片及防水31.91萬元/座，占比10%；盾構(gòu)壁后注漿10.83萬元/座，占比3%。

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣單價約8萬元/單延米，遠(yuǎn)高于主線盾構(gòu)區(qū)間，原因在于聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)機(jī)攤銷長度短，導(dǎo)致單價高，市場需求增多，盾構(gòu)機(jī)利用率提高，其盾構(gòu)機(jī)攤銷費(fèi)用將存在大幅的降低空間。

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道混凝土管片及防水單價為5 000元/立方米，高于主線盾構(gòu)區(qū)間，原因在于建廠、模具、機(jī)械化系統(tǒng)等費(fèi)用為固定成本，聯(lián)絡(luò)通道管片目前市場需求偏小，導(dǎo)致分?jǐn)偝杀据^大。

機(jī)械法聯(lián)絡(luò)通道盾構(gòu)壁后的注漿單價10 000元/單延米，扣除主隧道聯(lián)絡(luò)通道洞門附近的注漿影響，注漿單價約2 000元/單延米。

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