隨著中國經濟的快速發展，城市化程序空前加快，城市人口的大規模擴張導致交通需求激增為了解決人們跨過大河的交通需求，除了建造大量的橋梁外，大直徑隧道它也成為過河、穿越人口稠密和建築區的重要選擇。
在許多隧道施工方案中，大直徑泥水平衡盾構在隧道施工工程中得到越來越廣泛的應用。 該施工方法適用於富水軟土、復合地層等土體條件，在地層變形控制、施工安全和環境影響等方面優勢明顯。
本文以長三角和珠三角地區為背景多個單管直徑14m以上的超大口徑泥水平衡盾構隧道工程統計研究分析對大口徑漿料平衡盾構的影響建築成本的因素總結。
一、漿料平衡盾牌的工作原理
在泥漿加壓過程中，隨著泥漿不斷滲入土壤中，砂粒會充滿土壤的孔隙，形成滲透係數很小的泥膜。 水壓是通過泥膜的張力來平衡作用在開挖工作面上的土壓力，從而保持穩定，可以有效防止開挖工作面的變形和坍塌。 同時，在盾構推進過程中，盾構機的刀盤在泥濘環境中旋轉切割，被切割的土壤和漿液罐中的漿液通過攪拌裝置攪拌混合形成泥漿，然後通過排泥管輸送到泥漿處理站， 渣漿和泥漿在泥漿處理站分離，泥漿濃度達標後再輸送到渣漿罐。如圖 1 所示
圖：漿料平衡護罩的工作原理
二、超大口徑泥水平衡盾構施工成本的影響因素
1.盾構機的採購和組裝盾構機是隧道盾構施工的主要機械，開挖直徑大、結構複雜的超大直徑泥水平衡盾構機是大型專用機械。 14公尺以上國產漿料平衡盾構機採購價格在2左右4～3.2億元，目前國內幾大建築集團已設立盾牌製造公司;進口漿料平衡盾構機的採購價格約為3 35億元，主要供應商為德國品牌海瑞克。 影響隧道成本的主要因素之一是：EPB成本攤銷通常一台新型盾構機的原始價值按照10公里的隧道實體攤銷比較合理，而一般盾構斷面的隧道長度通常在2 4公里左右，這也導致無法**在單個隧道中**盾構機的所有原始價值。 在對施工企業進行成本核算時，如果後續接到開挖直徑相近的新盾構隧道工程，且合同中沒有要求購買新的盾構機，也可以考慮對原有的盾構機進行改造公升級，以適應新隧道的建設。 據不完全統計，對於14m以上的盾構機，開挖直徑變化為05公尺以內的改造費用約為6000萬元。 如果沒有新的施工任務，這對建築公司來說是乙個巨大的成本考慮。 這也導致目前市場對企業下手是因為其成本優勢而任務繁重，想要進入該項目的企業因為巨大的成本門檻而望而卻步，從長遠來看，這種大口徑隧道施工技術的成長並不好。 大口徑泥漿平衡盾構的長度一般在160m左右，由多種裝置組成，包括：刀盤、主傳動、橋架、後支撐小車及各種儀器裝置。 其中，超大超重的裝置很多，如刀盤重約450t，主傳動重約550t等，這也是整個盾構機最重要的部分。 因此，對起重裝置的選型和吊裝安全性要求極高，現場吊裝採用起重能力1000t左右的大型專用起重裝置。 同時，盾構機的裝配過程需要大量的機械和人工輔助。 因此延長組裝期這也將不可避免地導致成本的增加。 2.地質條件對建築人體工程學的影響通過對長三角、珠三角地區多個超大直徑泥水平衡盾構隧道工程的實地考察，針對隧道盾構掘進施工中遇到的不同地質條件，選取了3個主要地質作為典型代表，選擇的典型地質如下：砂、復合地層、硬岩。從表2-1可以看出，不同地質條件下盾構掘進速率會有明顯差異。 在砂層開挖中，由於砂層土比較鬆散，容易切割和推進刀盤，因此，盾構掘進率達到80m 天;當盾構機遇到堅硬的岩石環境時，由於堅硬岩石的質地堅硬，圍岩強度高，盾構機需要花費更多的時間進行切割和推進，因此盾構掘進率僅為25m 天;復合地層的推進速度介於兩者之間，約為 60m 天;需要注意的是，開挖速度不僅受土層的影響，還受施工組織的影響。 表2-1 不同地質條件下盾構掘進速率
、盾尾潤滑脂在不同的地質條件下，盾尾的耗油量也會有所不同。 在盾構推進過程中，由於盾尾和管片沒有完全密封，存在一定的氣孔，需要不斷注入盾尾潤滑脂，使盾尾密封刷的潤滑脂與管片外圓弧面緊密結合，形成可靠牢固的密封層， 從而防止地下水和同步注漿漿液進入盾構機，防止地下水和同步注漿液的流失。因此Shieldtail 潤滑脂消耗量這是非常可觀的，是盾構建設的重要成本。 結合長三角、珠三角多個超大口徑泥水平衡盾構隧道工程，發現盾尾潤滑脂整體消耗量波動不大，但會受到地質條件的影響。 例如，在上軟下硬復合地層條件下，由於圍岩強度不穩定，周圍受力不均，掘進過程中對岩體的擾動較大，盾構機的推力和扭矩變化較大，盾構機切入下部岩層的難度較大， 導致盾構機的姿態不易控制，造成偏差。在調整偏差的過程中，盾尾與管片之間的間隙會發生變化，這將導致盾尾潤滑脂注入量大，該地質條件下盾尾潤滑脂的平均消耗量約為14724kg/m；當盾構穿過砂層的地質環境時，由於土壤相對鬆散，地質條件相對簡單，盾體尾部潤滑脂的平均消耗量約為10957kg/m。刀在不同的地質條件下，刀具消耗也會有差異。 超大直徑漿水平衡盾構工程一般需要在井下穿越各種複雜的地質條件，大直徑、長距離的盾構掘進不可避免地會導致盾構機刀具的磨損。 對於刀盤刀具的消耗，主要分為正常磨損和異常磨損兩大類。 正常磨損是指在盾構推進過程中，當刀具反覆切割土壤時，刀具被土壤中堅硬的細顆粒磨碎;非正常磨損是指刀具在頂部軟硬、底部硬、全斷面岩石等地質條件下出現開裂、碎齒等現象。根據對長三角、珠三角多個超大直徑泥水平衡盾構隧道工程的調查，統計了不同地質條件下盾構掘進的刀具變化次數。 請參見表 2-2。 表2-2 需要更換的刀具數量
3.漿料處理這三層分別對應整個隧道的里程長度，分別為1240m、216m和904m。 結合刀具更換次數可得出，在砂層地質條件下，共更換刀具61臺，平均每掘進20m更換刀具一次在復合地層條件下，共更換刀具54臺，平均每掘進4m更換刀具1臺在硬岩地質條件下，共更換刀具308臺，平均更換2臺9m一小撮。 因此，地質條件會對刀具的消耗產生顯著影響，並且隨著地層中岩石含量的增加，盾構刀具的磨損變得更加嚴重，更換量增加。 在泥水平衡盾構隧道工程中，泥漿處理站這是乙個不可或缺的設施。 主要負責篩砂、除泥和漿料製備。 一般來說，漿料處理站由漿料處理系統、漿料混合系統、製漿系統、清水箱、漿料混合罐、漿料儲存罐、廢漿池和沉澱池等一系列設施組成。 泥漿處理站的流量與盾構機的開挖速度和土壤條件有關。 例如，在沙土條件下，盾構機每天可開挖8-12m，平均漿料進料約1000m3/m，平均漿液產量約1100m3在復合地層中，盾構機每天開挖4-7m，平均漿料進料約1500m3，平均漿液產量約1600m3/m。 在日常盾構掘進的同時，大量泥渣通過排泥管進入泥漿處理站，在那裡對泥漿進行處理，形成淤泥。 大量的淤泥被運輸卡車運送到垃圾場。 渣土的處理也是泥漿平衡盾構成本增加的重要因素。 三、結語
通過對長三角和珠三角地區多個超大直徑泥水平衡盾構隧道工程的調查，分析了盾構掘進施工成本的影響因素，得出以下結論：1）.盾構機採購成本是影響隧道造價的主要因素，施工企業應結合舊裝置改造和租賃市場來考慮降低成本，以降低隧道建設成本。 2）地質條件也是影響施工成本的重要因素，隨著地質條件的複雜，地質的硬度影響盾構掘進速度，導致這種情況建築耗材、潤滑脂、道具、電力消耗量變化，影響建設成本。 3）泥漿平衡盾構渣土處理這也是隧道建設成本的乙個主要因素。 優質作者名單