市政小型盾構(gòu)隧道關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)造價(jià)控制研究

文／胡新亮、徐原文、鐘翰虎 長沙市公共工程建設(shè)中心 湖南長沙 410007

近年來，盾構(gòu)法作為隧道工程的主流工藝，在城市軌道交通工程中應(yīng)用廣泛，隨著國內(nèi)城軌的快速興起，盾構(gòu)從裝備到結(jié)構(gòu)理論再到施工運(yùn)維，都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展[1]。2011-2018年全國對城市軌道的投資隨著城市軌道建設(shè)的不斷增長，年總投資額從1628 億元增長至5470 億元，增長236%，且未來仍有一定的增長趨勢[2]。隨著國內(nèi)城市軌道年總投資額的不斷增長，且盾構(gòu)生產(chǎn)80%左右為小直徑盾構(gòu)（φ ≤5m）[3]，城軌附屬配套供電工程采用小直徑盾構(gòu)電力隧道的情況日益增多，小直徑盾構(gòu)在市政各類工程中具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值及發(fā)展前景。

目前，國內(nèi)對于盾構(gòu)造價(jià)的相關(guān)研究較少，已有的盾構(gòu)造價(jià)研究主要涉及盾構(gòu)區(qū)間的造價(jià)構(gòu)成、影響因素、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[4]、盾構(gòu)機(jī)攤銷費(fèi)用[5]及各省市定額對比分析[6]等，對于盾構(gòu)穿越不同類型關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間（各類風(fēng)險(xiǎn)源影響下的不利條件）較正常掘進(jìn)段的水平差異研究近趨于無。茲結(jié)合湖南省某小直徑盾構(gòu)電力隧道項(xiàng)目，以實(shí)測數(shù)據(jù)資料為依據(jù)，開展小直徑盾構(gòu)穿越不同類型關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間造價(jià)控制研究，量化不同關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)類型對盾構(gòu)造價(jià)的影響，并歸納總結(jié)相關(guān)造價(jià)控制建議及設(shè)計(jì)施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為在后類似小直徑盾構(gòu)項(xiàng)目的順利建設(shè)和投資控制的合理確定提供可靠的數(shù)據(jù)參考及經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，具有十分重要的理論價(jià)值及現(xiàn)實(shí)意義。

1、研究區(qū)概況

經(jīng)長期全過程現(xiàn)場跟蹤測算，茲選取湖南省某小型盾構(gòu)隧道為研究對象，對該小型盾構(gòu)隧道的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（各不利條件），如小轉(zhuǎn)彎、下穿高架橋墩、下穿民房區(qū)間、下穿地鐵區(qū)間、下穿高壓鐵塔、下穿瀏陽河，進(jìn)行造價(jià)控制分析研究。某小型盾構(gòu)隧道全程設(shè)置3 個(gè)盾構(gòu)井和8 個(gè)電纜出線井，管線全長約5836.318m，其中南線3025.176m，北線2811.142m，隧道內(nèi)徑3.6m，外徑4.1m。盾構(gòu)沿線地層較為復(fù)雜，主要為礫巖（50.88%）、泥質(zhì)粉砂巖（18.37%）、卵石（18.12%）等，共計(jì)8種不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型。盾構(gòu)全線下穿各類型關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)共計(jì)47 處，其中：小轉(zhuǎn)彎20 處、民房區(qū)間3 處、高架橋墩8處、地鐵區(qū)間12 處、高壓鐵塔3 處、瀏陽河1 處。

圖1 盾構(gòu)隧道地質(zhì)剖面(南線)

2、數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)資料來源于某小型盾構(gòu)電力隧道現(xiàn)場跟蹤實(shí)測及實(shí)際調(diào)研。其中，人工耗時(shí)、機(jī)械臺班主要來源于現(xiàn)場實(shí)測；材料消耗主要依據(jù)項(xiàng)目部倉庫記錄及現(xiàn)場實(shí)測；勞務(wù)組織情況摸底于勞務(wù)班組，并結(jié)合參考市場調(diào)研水平；材料、機(jī)械設(shè)備價(jià)格主要依據(jù)項(xiàng)目部購買或租賃單價(jià)（適當(dāng)考慮攤銷次數(shù)），并參考人材機(jī)庫價(jià)格及市場調(diào)研水平綜合取定。材料、機(jī)械清單根據(jù)各省軌道定額“正常段掘進(jìn)子目”，并根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)際情況予以調(diào)整。

3、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)造價(jià)水平分析

3.1 分析原則及方法

3.1.1 人工費(fèi)分析

人工費(fèi)主要包含掘進(jìn)班費(fèi)用、測量班費(fèi)用，維保班及機(jī)上人工費(fèi)均計(jì)入機(jī)械費(fèi)中。區(qū)間人工費(fèi)具體分析計(jì)算方法如下：

班組出勤班次根據(jù)掘進(jìn)區(qū)間全過程跟蹤記錄天數(shù)按早晚2 個(gè)班制（24h）計(jì)取；區(qū)間掘進(jìn)班、測量班人工費(fèi)根據(jù)班組人員月工資費(fèi)用折算，其中掘進(jìn)班考慮每班1h 正常清淤時(shí)間，并根據(jù)正常掘進(jìn)占總掘進(jìn)時(shí)間占比，剔除非正常掘進(jìn)因素影響。目前盾構(gòu)勞務(wù)管理模式基本為勞務(wù)分包，由具備相應(yīng)資質(zhì)的勞務(wù)分包單位承包，考慮其合理的管理費(fèi)及利潤，最終折計(jì)得盾構(gòu)區(qū)間每延米人工費(fèi)。

班組出勤班次=區(qū)間掘進(jìn)天數(shù)＊2 班

C 掘=掘進(jìn)班單班費(fèi)用＊出勤班次＊1.083＊n%

C 測=測量班月工資＊總工期/隧道總長度＊區(qū)間長度

區(qū)間人工費(fèi)=（C 掘+C 測）＊（1+29.86%+7%）

區(qū)間延米人工費(fèi)=區(qū)間人工費(fèi)/區(qū)間長度

式中：C 掘?yàn)閰^(qū)間掘進(jìn)班費(fèi)用；C 測為區(qū)間測量班費(fèi)用；1.083 為清淤系數(shù)，按每班1h 計(jì)；n%為正常掘進(jìn)占總掘進(jìn)時(shí)間占比；29.86%為管理費(fèi)；7%為利潤。

3.1.2 材料費(fèi)分析

材料費(fèi)主要包含盾構(gòu)刀具費(fèi)、各類油脂、管片連接螺栓、電纜及其他材料費(fèi)。盾構(gòu)刀具費(fèi)根據(jù)總換刀費(fèi)用綜合地質(zhì)情況考慮，材料費(fèi)與正常段的主要區(qū)別在于各類油脂，其余材料基本與正常段保持一致。

3.1.3 機(jī)械費(fèi)分析

機(jī)械費(fèi)主要包含盾構(gòu)機(jī)、電瓶車組、門式起重機(jī)及其他機(jī)械費(fèi)，與正常段的主要區(qū)別在于盾構(gòu)機(jī)，龍門吊存在一定影響，其余機(jī)械基本與正常段保持一致。

3.2 分析結(jié)果

根據(jù)以上分析方法，對正常段、小轉(zhuǎn)彎、下側(cè)穿建構(gòu)筑物、下側(cè)穿地鐵、下穿瀏陽河關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測算，可得出“關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與正常段掘進(jìn)費(fèi)用對比表”，如表1所示。

表1 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與正常段掘進(jìn)費(fèi)用對比表

4、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)造價(jià)控制要點(diǎn)

4.1 采用專業(yè)素質(zhì)較強(qiáng)的施工團(tuán)隊(duì)

通過對某電力隧道項(xiàng)目全線所有關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的人工耗時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算1 個(gè)盾構(gòu)班組（正常為18 人）掘進(jìn)、拼裝1m 所需總用時(shí)，得到圖2 某電力隧道人工耗時(shí)指標(biāo)圖。由圖分析可知，部分段指標(biāo)較為異常，工期延誤較為嚴(yán)重，主要原因在于清理隧道、補(bǔ)漏注漿、機(jī)械損壞維修等非正常停機(jī)過多所致。

圖2 某電力隧道人工耗時(shí)指標(biāo)圖

盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)、管片拼裝、注漿、出渣等各環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，系為一個(gè)完整的循環(huán)系統(tǒng)，某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，往往導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，致使整體工期延誤。專業(yè)素質(zhì)不夠的施工團(tuán)隊(duì)在應(yīng)對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、復(fù)雜地層、正規(guī)操作保養(yǎng)機(jī)械等方面均有所欠缺，出現(xiàn)問題后往往導(dǎo)致長時(shí)間停機(jī)停工。采用專業(yè)素質(zhì)較強(qiáng)的施工團(tuán)隊(duì)，能夠從施工組織管理及實(shí)際施工操作等方面有效減少此類非正常原因?qū)е碌耐９ぱ诱`，從而大大減少不必要的人工及機(jī)械費(fèi)用支出，保證工程按期順利推進(jìn)完成。

4.2 盾構(gòu)機(jī)臺班降效

通過對某電力隧道項(xiàng)目全過程駐場跟蹤測算，實(shí)時(shí)記錄各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的真實(shí)施工情況，再對其機(jī)械工作時(shí)間消耗予以分類整理，去除掉其中不合理的損失時(shí)間，如長時(shí)間盾構(gòu)維保停工、洞內(nèi)清淤、工人遲到早退等，考慮正常維保及清淤等工作時(shí)間，按正常每班1h 清淤+1h日常維護(hù)，每周集中維保24h 計(jì)，進(jìn)而得到盾構(gòu)機(jī)必須消耗的時(shí)間。針對各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間及正常段盾構(gòu)機(jī)必須消耗時(shí)間進(jìn)行對比分析，從而得出表2 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與正常段盾構(gòu)機(jī)臺班消耗及降效表。

表2 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與正常段盾構(gòu)機(jī)臺班消耗及降效表

不同類型關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)其盾構(gòu)機(jī)臺班降效系數(shù)不同，綜合考慮大致在6%左右。針對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)盾構(gòu)機(jī)臺班降效，可從以下幾方面采取措施予以預(yù)防控制：1.正式穿越前對所有施工人員進(jìn)行技術(shù)交底；對基礎(chǔ)等建構(gòu)筑物進(jìn)行必要的補(bǔ)探，對巖溶地區(qū)加密鉆探，確定建構(gòu)筑物、巖溶與隧道的相對位置關(guān)系。2.掘進(jìn)過程中合理設(shè)定土壓力平衡值，控制土倉壓力，使土倉壓力在靜止土壓力和被動土壓力之間，以避免欠挖和超挖；嚴(yán)格控制和調(diào)整推進(jìn)速度，加密、加勤測量，減小軸線誤差，盡量避免大糾偏；根據(jù)地質(zhì)情況和線路走向趨勢，復(fù)核調(diào)整盾構(gòu)備姿態(tài)；加強(qiáng)對盾構(gòu)機(jī)的日常及定期維修保養(yǎng)。

4.3 控制盾構(gòu)過井費(fèi)用

盾構(gòu)過井作為電力隧道盾構(gòu)掘進(jìn)過程中多次經(jīng)過的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，首先需明確實(shí)際施工是“先隧后井”還是“先井后隧”，若為“先隧后井”，則無中間段盾構(gòu)過井費(fèi)用，僅有盾構(gòu)始發(fā)及接收費(fèi)用。盾構(gòu)過井方式常規(guī)采用盾構(gòu)基座過井；根據(jù)地質(zhì)情況及井端頭注漿加固效果，可考慮采用鋼套筒過井；回填過井雖可縮短工期，但可能影響主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，且對端頭加固質(zhì)量要求較高，分層破洞門時(shí)透水風(fēng)險(xiǎn)較大，工序轉(zhuǎn)換較多，施工組織難度較大，一般不建議采用[7]。

小型盾構(gòu)過井不同于地鐵過站，其實(shí)際施工作業(yè)面小，無法按照地鐵過站方式進(jìn)行施工組織，且針對砂卵石富水地層，如井端頭注漿加固效果不佳，常規(guī)盾構(gòu)基座過井方式并不可取，需采用鋼套筒，會導(dǎo)致費(fèi)用大大增加，但可根據(jù)項(xiàng)目具體情況，合理確定需采用鋼套筒的長度，以此控制并降低鋼套筒過井成本。

結(jié)語：

本文結(jié)合湖南某小型盾構(gòu)電力隧道工程，在大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集統(tǒng)計(jì)及廣泛的調(diào)研工作基礎(chǔ)上，對小直徑盾構(gòu)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間與正常段造價(jià)水平進(jìn)行了分析，并針對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的造價(jià)控制要點(diǎn)進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述，得出的結(jié)論有：（1）對比正常段掘進(jìn)，不同類型關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)區(qū)間費(fèi)用均有所上升，比例系數(shù)介于1.04-1.08 之間；（2）采用專業(yè)素質(zhì)較強(qiáng)的施工團(tuán)隊(duì)，能夠從施工組織管理及實(shí)際施工操作等方面有效減少非正常原因?qū)е碌耐９ぱ诱`，從而大大減少不必要的人工及機(jī)械費(fèi)用支出；（3）不同類型關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)其盾構(gòu)機(jī)臺班降效系數(shù)不同，綜合考慮大致在6%左右。（4）盾構(gòu)過井方式常規(guī)建議采用盾構(gòu)基座，鋼套筒視地質(zhì)情況及注漿加固效果采用，回填過井一般不建議采用。本文從實(shí)際出發(fā)，對小直徑盾構(gòu)隧道關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)造價(jià)水平及控制要點(diǎn)開展了相關(guān)研究工作，旨在為在后國內(nèi)類似小直徑盾構(gòu)隧道關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)有關(guān)造價(jià)工作提供可靠的參考依據(jù)及借鑒。