盾构施工经济分析

盾构施工经济分析

2007年12月18日1地铁盾构主要类型

土压平衡盾构：利用刀盘面板和隔板间充满土砂产生的压力平衡开挖面地层压力。适于粘土、粉土、砂层、砂砾层、岩石地层。2泥水加压盾构：利用面板和隔板间的加压泥水平衡开挖面地层压力。适于含水地层，冲积、洪积软弱地层。3盾构施工经济分析盾构法是在盾构机钢壳体的保护下，依靠其前部的刀盘或挖掘机开挖地层，并在盾构机壳体内完成出碴、管片拼装、推进等作业。盾构机一般为圆形断面，结构受理合理，与矿山法相比具有施工安全可靠、施工速度快、防水性好、地表沉降小等优点。同时预制管片精度高、衬砌质量可靠。在上海、广州地铁等工程中已经大规模适用。根据北京采用的车辆、设备以及线路条件要求，盾构圆形单线区间隧道的建筑限界内径为Φ5100mm，施工开挖和管片拼装误差150mm，区间隧道结构内径为Φ5400mm，衬砌厚度300mm，区间隧道结构外经为Φ6000mm。北京地铁隧道地质情况大致为粉土、粗砂、砾砂层，地质渗透性较强，隧道断面基本位于地下水位以下，若采用矿山法施工区间隧道，隧道断面开挖后较易发生流砂现象，施工难度较大，且必须采取降水、全断面超前注浆支护或冷冻法等地层加固措施才能保证施工的安全性。在高水位地段实施大量施工降水，将会对城市地下水环境造成影响，大量施工降水亦会造成地层的固结沉降，施工中对地面沉降及地面建筑物沉降的控制难以把握，同时施工降水及地层加固措施造价较高。而采用盾构法施工则能够较好的适应这些情况，施工中也无需降水、地层加固等措施。4矿山法与盾构法比较序号矿山法盾构法1技术工艺简单，无需大型机械需盾构机及配套设备，技术工艺复杂2施工灵活，尤其适于断面变化情况隧道断面尺寸固定，断面变化时需特殊处理（如岔线等）3人工开挖支护，支护封闭前安全性较差在盾构机钢壳保护下出碴以及拼装管片衬砌，安全性好4作业环境恶劣作业环境好5作业环节多，施工速度慢，每天1米机械化程度高、施工速度快，每天进度超过8米6作业面多，可以多个工作面同时开挖每台盾构只有一个工作面，工作面受盾构机数量限制7作业施工人员多，每班35人作业施工人员少，每班23人8喷射混凝土、支护质量不易控制预制管片精度高，质量可靠9一般需要二次衬砌单层衬砌即可10防水质量不易控制防水可靠11地层需要降水，造价高无需降水，造价与矿山法相当12一般需要超前支护，遇特殊地段需采取地层加固措施除在盾构进出井部位外，一般不需地层改良和预支护13无需特别附属设施需设置盾构进出竖井，附建管片预制厂14遇不良地质易塌方，沉降控制困难能够有效的控制地表沉降，受地层影响小15施工占地较小施工占地稍大5明挖法施工造价分析表6矿山法施工造价分析表盾构法施工造价分析表本造价分析是以近似实例假定测算，且不含隧道建设时发生的其它费用。表中数值仅供参考。7盾构成本摊销分析根据上海、广州、深圳及北京地铁施工经验，盾构成本摊销分两种情况，即采用日本盾构时，每延米摊销10000-12000元，3公里可以收回成本。（上海经验）采用欧美盾构，每延米摊销6000-8000元时，约6公里可以收成本。（广州经验）原因如下：日本盾构在刀盘、主轴承及马达等主要部件寿命方面为欧美产品寿命的一半。通常情况下，日本出口中国的盾构主轴承、马达寿命5000小时，千斤顶甚至4000小时，而欧美盾构主轴承、马达寿命为10000小时，千斤顶寿命超过8000小时。加之驱动方式的不同，即日本盾构多采用电机驱动，欧美则偏于液压驱动，故日本盾构价格基本上也为欧美盾构价格的一半。8所以可以得到如下结论：1、用日本盾构，3公里基本上可以收回成本，单个标段摊销。而欧美盾构可以收回成本的一半，两个标段即6公里摊销。2、掘进3公里时，日本盾构接近报废，因为主要部件寿命已经到期。而欧美盾构则可以继续掘进3公里。大修费用约占整个盾构价格的10%-15%。3、欧美盾构掘进3公里大修主要包括以下工作内容：a)更换易损件，主要是刀具；b)更换液压系统、控制系统元器件、如橡胶软管，密封元件，过滤器，油管、继电开关，传感器，灯泡等；c)更换皮带输送器部件，如皮带、滚轮等等d)更换钢丝刷e)螺旋输送器、管片拼装器等大型部件的清理和保养，有时还包括个别马达或千斤顶等重要部件的更换。但不包括轴承、刀盘等关键部件的更换，因为更换这些部件意味着整个盾构的翻新。9

4、对盾构掘进3公里后的评价：日本盾构：接近报废，技术规范较高时大修后可以继续掘进1-2公里。欧美盾构：大修后可以继续掘进3-6公里5、大修过程中哪些是必需、重要、一般的维修工作？一般来讲，易损件、电器部件、液压元器件为必须修理的。液压泵、液压马达、千斤顶、钢丝刷等部件比较