浅析TBM盾构在地铁施工造价的指标分析

浅析TBM盾构在地铁施工造价的指标分析

李响

深圳市市政设计研究院有限公司  广东省 深圳市518000 

摘要：随着轨道交通工程在城市中的大力发展，地铁作为生活中的十分常用的出行方式，在轨道交通的施工过程中，盾构作为一种广泛应用的工法，能够显著的提升施工效率并减少有施工工作所带了的影响，TBM盾构机作为盾构的一种，对硬岩掘进有着更好的掘进效率提升和适应力，下面我从施工造价的角度，简单的分析一下TBM盾构施工造价指标。

关键词：城市地铁；造价指标；分析

1 TBM盾构施工简述

现代地铁施工过程中，盾构施工使用的主要设备为盾构机TBM广义的含义是全断面隧道掘进机, 隧道施工过程中开挖、支护、出渣等工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的标准化隧道施工装备。在我国，将用于岩石地层的称为TBM，用于软土地层的称为盾构机。

2 TBM盾构相较传统盾构的区别

TBM盾构工法有别与传统盾构，TBM用于硬岩，盾构机用于土层的挖掘；两者的掘进，平衡，支护系统都不一样；TBM比盾构技术更先进，更复杂；工作的环境也不一样，TBM是硬岩掘进机，一般用在山岭隧道或大型引水工程，盾构是软土类掘进机，主要是城市地铁，及小型管道；普通泥水平衡盾构机，单台造价在5000~7000万人民币，双护盾TBM盾构机单台造价在12000~15000万人民币。

3 TBM盾构与普通盾构指标差异分析

现选取深圳地铁6号线二期工程区间中普通盾构和TBM盾构指标对比如下：

深圳市城市轨道交通6号线二期工程民乐停车场出入线隧道线路大体呈东-西走向，隧道右线长2721.37m；左线长2799.58m。起点为翰梅区间，线路出区间后，分别穿越东江引水隧道，厦深高铁，开始沿塘朗山山脊往西行，并先后穿越地铁4号线，新彩通道，广深港高铁，最后转向东北方向行走接入民乐停车场。隧道穿越地层主要为强、中、微风化花岗岩。隧道主要采用TBM工法和矿山法施工，局部采用明挖法施工;其中TBM段总长4525.2单延米，小曲线半径段区间长度2137.66单延长米。

如上表可知，双延米指标对比， TBM盾构相较普通盾构高约47.81%，主要原因分析如下

1.普通盾构机车架5台次，总重量约500吨；TBM盾构机车架10节，总重量900吨，因车架和总重量增加。指标高于普通盾构14.39%；

2.盾构掘进主要人材机指标见下表：

相较普通盾构，因TBM盾构硬岩掘进，使得人工、耗电量、机械台班均有所增加，此段TBM存在小曲线半径区间，导致施工降效严重，主要原因如下：

1）小曲率半径施工容易卡盾，需频繁换步。根据TBM施工特点，正常掘进与管片拼装可以同步进行。小曲率半径施工管片已做特殊设计的情况下（通用管片为1.5米/环，小曲率半径管片为1.2米/环），每掘进一环需要换步3次，即每掘进0.3-0.4米需要换步一次，而正常施工掘进1.5米一次换步完成。且由于盾体转弯需要，左右伸缩盾间隙不一致，左侧基本无间隙，造成右侧间隙过大，渣土从间隙内涌入，造成盾体卡死。每掘进一环需人工清渣，每次清渣需耗时2-3小时，导致效率低。

2）小曲率半径施工，由于需要转弯，油缸需要调整压力，左侧油缸基本不受力。刀盘受力不均导致刀具偏磨等刀具异常损耗严重，换刀频繁，成本攀高，功效降低。

3）测量换站影响功效，正常段可达100米换站一次。而本项目曲率过大，平均8-10m需要换站一次。根据小半径通视条件限制，小半径段全站仪只能设置在靠近盾体附近，TBM掘进过程振动及振幅较大，管片传振造成全站仪失稳，导向故障频发。因测量耽误的时间每班不少于3小时。

综合上述因素，导致TBM盾构机机械效率大幅下降，使掘进造价指标远远高于正常掘进段。

3.普通盾构同步注浆采用水泥粉煤灰、水泥砂浆材料；TBM盾构背后回填材料采用吹填豆粒石及灌浆，单方造价约1200元/m3，远远高于正常盾构；

4.管片部分，常规盾构管片厚度350mm，单环长度1.5m，因TBM盾构过硬岩段，水压力大采用双层止水密封，管片厚度采用400mm，部分小半径段，管片单环长度1.2m。导致TBM管片指标高于普通盾构23.79%；

5.盾构滑槽采用相同内容，指标基本一致。

4 TBM盾构的优点及其不足

优点：TBM盾构适用于中~厚埋深、中~高强度的岩层掘进的隧道。虽较传统的钻爆法成本有所提升，但是在同样的条件下，掘进的速度是常规工法的4~10倍，大大提升了施工效率，具有快速、优质、安全的特别，减小对土体的扰动，不影响地面建筑物和交通，减少地上、地下的大量拆迁，从而达到节省投资，缩短工期，使项目尽早竣工运营，提前创造价值。

缺点：TBM施工受地质条件的制约因素较大，如在不适宜的地层或某些不良地段施工，施工难以正常进行，且容易发生施工施工。需采取合理的措施进行预防；当隧道曲线半径过小时,施工较为困难，小曲线半径TBM盾构段相比正常盾构施工降效严重，刀盘磨损严重，投资增加较大。

5 结语

随着城市轨道交通的大力发展和城市规模建设的不断提升,TBM工法在城市轨道交通的建设中会得到越来越广泛的应用，TBM的设计制造技术和施工技术，将随着工程地质条件的复杂性不断发展进步，产出更经济、适用、安全、高效的盾构机械，更好的发挥在轨道交通的建设当中。

参考文献

[1]唐志强 双护盾TBM在城市轨道交通中应用的关键技术 2016

    [2]唐  锞简析TBM在城市轨道交通工程中的应用    工程技术 2016年 第02期

[3]深圳市城市轨道交通工程概算编制规程（2017）深圳市建设工程造价管理站