城市地铁盾构法施工技术经济分析

施 工 技 术 2005 增刊 CONSTRUCTION TECHNOLOGY 309 城市地铁盾构法施工技术经济分析 陈 超 (宏润建设集团股份有限公司，上海 200127) [摘要]以上海轨道交通杨浦线一期工程Ⅶ标为例，介绍了地铁区间隧道的施工方法、工序及造价分析。 [关键词]盾构法施工；地铁；施工方法；造价分析 [中图分类号]U455 [文献标识码]A [文章编号]1002－8498(2005)S0-0309-02 Technical and Economic Analysis of the Shield Method Construction of Urban Subways CHEN Chao (Hongrun Construction Group Holdings Co., Ltd.，Shanghai 200127,China) Abstract: Based on the construction of Ⅶ segment of Shanghai Subway Yangpu Line No.1 project,author introduces construction method, working procedure and cost analysis of subway tunnel. Key words: shield construction;subway; construction method; cost analysis 盾构法隧道施工是一种在地面下暗挖建造隧道的施 工方法，利用盾构作为开挖地下土体及支护土体和拼装 隧道衬砌的机具，掘进 1环，拼装 1环，循环工作，直 至完成整条隧道。上海市在地铁隧道施工方面，从 1989 年在地下铁道一号线工程正式采用盾构法修建区间隧 道以来，到 2003年，上海轨道交通杨浦线(M8线)首次 采用双圆盾构隧道新技术，掘进区间隧道 2.6km。上海 已拥有了世界上所有的先进设备，并掌握了其施工操作 方法和技术，隧道修建的长度、速度、质量、科研理论 均已接近世界先进水平。尽管如此，与国外还是存在着 不小的差距，从施工角度来看，中外盾构技术的差距 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现在：国外的盾构工法种类多且全，国内的工法比较单 一；断面多样化、高速施工、近邻施工、长距离、成本 控制成为国外盾构技术发展的主流；国内近年来大断 面、大深度、近邻施工的技术逐渐成熟，与国外差距不 大；国内在复杂断面、成本控制上相对落后。 1 盾构法施工的基本条件 盾构法施工的基本条件是：�线位上允许建造用于盾 构进出洞和出碴进料的工作井；�隧道要有足够的埋深， 覆土深度宜不小于隧道直径的1倍；�相对均质的地质条 件；�如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其 它建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为 水平方向 1.0m，竖直方向1.5m；⑤从经济角度讲，当工 程规模较小时，工程造价相对较高，如对于短于750m的 隧道，用统计资料显示，被认为是不经济的。 因此，在地面交通繁忙，地面建筑物和地下管线 密布，对地面沉降要求严格的城区，不宜采用明挖法， 且地下水发育，围岩稳定性差，或隧道很长而又工期 要求紧迫，不能采用较为经济的矿山法时，采用盾构 法施工才是经济合理的。 盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、 对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施 工。对于上海来说绝大部分都是软土地基，而且考虑 到地面建筑、设施密集，地下管线众多，环境保护要 求高等因素，采用盾构法施工是比较合理经济的。 2 盾构法施工的步骤 盾构法施工的工序较为复杂且施工精度及技术含 量很高，其主要施工步骤为: �在盾构法施工隧道的起 始端和终端各建一个工作井，分别称为始发井和到达 井(或称拼装室、拆卸室)；� 盾构在端头井内拼装就 位；�洞口地层加固；�依靠盾构千斤顶推力(作用在 已拼装好的衬砌环和工作井后壁上)将盾构从起始工 作井的墙壁开孔处推出(此工序为盾构出洞)；�盾构 在地层中沿着 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 轴线推进，在推进的同时不断出土 [收稿日期]2005-09-20 [作者简介]陈 超(1966—)，男，浙江像山人，宏润建设集团 股份有限公司工程师，上海浦东东方路 1359号 2CA 200127， 电话：13701703389 310 施 工 技 术 2005 增刊 和安装衬砌管片；�及时向衬砌背后的空隙注浆，防 止地层移动和固定衬砌环位置；�盾构进入终端工作 井并被拆除(此工序为盾构进洞)，如施工需要，可穿 越工作井或盾构过站再向前推进。 盾构掘进过程可划分为 4 个阶段:① 负环段掘进 (从拼装后靠管片起至盾尾离开出洞井内壁止)；② 出 洞段掘进(从盾尾离开出洞井内壁至盾尾离开出洞井 内壁 40 m 止)；③ 正常段掘进(从出洞段掘进结束到 进洞段掘进开始)；④ 进洞段掘进(从盾构切口距进洞 井外壁 5 倍盾构直径起到盾构入基座止)。 3 盾构法施工的经济分析 对于地铁建设，区间隧道结合车站结构施工，盾 构工作井可以作为车站结构一部分，隧道施工可以省 去工作井建造，这样可以节省投资。 地铁隧道盾构法施工预算的编制应包括以下 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ：� 封门制作及拆除；�管片制作及拼装；�管片场内外运输； �结构防水；�盾构基座；�平台安装(制作)及拆除；�负 环管片拆除；�盾构掘进；�盾构机吊装及拆除；�注浆； 盾构机部件进场运输； 监测； 土石方运输。 现以中兴路站～曲阜路站及曲阜路站～人民广场 站区间两处为例，按上述方法计算盾构法施工隧道技 术经济指标，含税指标如表 1所示。 表 1 盾构法施工技术经济指标 序号 项目名称 数量 经济指标/元 备 注 1 中兴路站～曲阜路 站区间工程 2113m 37831 工作井与车站结构一起施工不包括在内 1.1 盾构掘进工程 2113m 24365 上下行线共计 2113m (1) 进出洞地基加固 2900m3 535 共计 4个洞口 (2) 施工准备 1139465 包括盾构基座制作和洞门凿除等 (3) 掘进 2113m 10770 包括土方运输、监测、负环管片拼装及拆除 (4) 防水 6917539 (5) 盾构使用 1台 19119397 包括盾构进出场及盾构调头 1.2 管片制作 1765环 14242 共有管片 1765，不包括负环管片 (1) 钢模使用 2235440 (2) 管片制作及运输 22901208 1.3 旁通道工程 3317591 (1) 旁通道结构 1145808 包括开挖、防水及结构施工 (2) 加固 2171783 冰冻法地基加固 2 曲阜路站～人民广 场站区间工程 1764m 43920 工作井与车站结构一起施工不包括在内 2.1 盾构掘进工程 1764m 30689 上下行线共计 1764m (1) 进出洞地基加固 3696 m3 337 共计 4各洞口 (2) 施工准备 1200465 包括盾构基座制作和洞门凿除等 (3) 掘进 1764m 12317 包括土方运输、监测、负环管片拼装及拆除 (4) 防水 8152129 (5) 盾构使用 1台 21811357 包括盾构进出场及盾构调头 2.2 管片制作 1469环 13477 共有管片 1469，不包括负环管片 (1) 钢模使用 1862335 (2) 管片制作及运输 17935270 2.3 旁通道工程 3542822 (1) 旁通道结构 1200695 包括开挖、防水及结构施工 (2) 加固 2342127 冰冻法地基加固 从表 1可以看出，区间长度越长，技术经济指标越 低。此外，采用不同的施工方法的土建结构技术经济指 标也不同。经测算，对于区间长度大于 300m的软土地 段，采用盾构法施工较普通暗挖法经济。例如，某区间 软土地段全长 380双延米，采用普通暗挖法施工，含税 指标 137472 元/双延米，采用盾构法施工，含税指标 121730元/双延米，较前者节约造价 12.93%。可见，在 软土地段若条件允许，应优先考虑盾构法施工。 不同的施工方法在进行 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较时，其技术经济指 标在分析过程中还应考虑多方面的因素。另外不同地区 定额水平及取费的高低，也会使造价产生很大的差别。 总之，需要全面考虑影响因素，合理确定工程造价。 4 结语 随着我国工程建设法规、法制的完善、对大型工程 建设项目综合效益的要求和环境保护意识的提高，在城 市地下铁道的建设中，因埋深条件、周边环境条件等因 素的限制，在建筑物密集的繁华市区和特殊地质地形区 段普遍要求采用暗挖法施工。目前我国在暗挖法施工 中，矿山法暗挖施工是应用较普遍的施工方法。但从北 (下转第 304页) 304 施 工 技 术 2005 增刊 图 4 深层水平位移计算值和实测值对比 2.3.2 地面沉降分析 图 5为基坑开挖结束后基坑沉降等值线图，可以看 出基坑附近地面沉降最大值约 23mm，总体沉降量不大。 另外，为了进行对比分析，在数值模拟中对监测方案中 桩号为 K0+300～K1+399的位置进行了位移监控，图 6 为实测沉降与计算结果的比较，可以看出计算结果沉降 分布均匀，和实测数据吻合，验证了数值模拟的合理性。 图 5 基坑附近沉降等值线 3 结论 本文根据实际工程，利用岩土工程有限差分软件 对基坑开挖工程对周围土体的位移进行了数值模拟， 图 6 基坑附近地面沉降实测值与计算结果对比 主要分析了基坑周围深层位移及基坑开挖引起的地表 沉降，并将数值模拟结果同实测数据进行了对比分析， 得到了以下主要结论： (1)采用动态运动方程的有限差分法可以很好地 模拟基坑工程中的土体开挖、支护结构及其与土体的 相互作用。 (2)通过对数值模拟结果同实测数据的对比分析，得 到计算结果与实际基本吻合，验证了数值模拟的可靠性。 (3)现场监测表明，在基坑土方开挖过程中，基坑 桩体深层水平位移在允许范围内，周围地表的沉降量 较小，基坑施工未对环境造成不良影响。 参考文献： [1] 雷用，徐军. 基坑工程邻近建筑物安全初探[J]. 地下空间， 2000，(4). 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