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再谈降低地下铁道工程造价问题

来源:233网校 2008年4月14日

  4、降低建设费的技术措施从目前的技术发展趋势看,降低工程建设费的基本途径有:

  4.1  缩小结构物断而尺以山岭隧道,盾构隧道为例,在确保必要的功能前提下尽量减小结构物的断面尺寸。例如,日本在盾构隧道中,为减小一次衬砌的厚度,采用了高强的薄管片。在瓦斯管道中,过去的管片厚度为175~200mm,改为150mm.这样使隧道外径变为3 950 mm.此外,为减小二次衬砌厚度,采用喷2、3mm树脂的方法,使外径从3.8m,变为3.4m,减小0.4m.这样,开挖土方量减少25%,工期缩短40%。在某一共同沟工程中,将二次衬砌省去节省造价9.9%。当然省略二次衬砌是有条件的。

  在山岭隧道中日本铁道公团,在北陆新干线的隧道工程中,将拱部内半径从4.8m改为4.75m,减小5cm.在舞子隧道的通风横洞(断而积80m)中,在一次衬砌的(15cm)上,增喷5cm的高强喷混凝土,而取消了厚35cm的二次衬砌。由此可见,缩小断面尺寸、主要与采用新技术,新工艺有关。如采用高强的喷混凝土和混凝土,喷射树脂等,其次在满足净空的条件下,尽可能地缩小隧道内轮廓尺寸,最终减薄二次衬砌或取消二次衬砌。

  例如,在增加列车运行密度的前提下,减少列车编组长度,就可以缩短车站和站台的长度。采用宽度小的车辆,也可以减少净空尺寸,从而减少坑道的开挖量。目前,我国采用的盾构管片的厚度是35cm,如果证明采用30cm是可行的,也可以降低工程的造价等等措施都是行之有效的。

  4.2  结构物形状的单纯化从实际出发,除地下铁道车站外,隧道的断面形状是比较单纯的。形状单纯化,可使钢筋和模板的架设简单,与之配套的资材也可以标准化和规格化。如采用钢筋骨架和定尺钢筋等。隧道的拱部最好采用单心圆,在公路隧道中,整个上部也最好采用单心圆等。对钢筋混凝土衬砌的钢筋,采用预制的钢筋骨架方式,也取得了良好的效果。例如,4车道的公路隧道,是采用4车道的大断面隧道,或是采用联拱型4车道断面,就需要进一步研究,从形状单纯化角度看,显然采用形状单纯的4车道断面是合理的,同时也简化了施工程序。实践已指出,目前采用的联拱隧道的成本是比较高的。

  地下铁道车站形式的标准化,也是各国追求的目标。在满足功能要求的前提下尽量缩小车站的规模也是车站设计的主流趋势。应该尽量减少用矿山法修筑地下铁道车站。在必须用暗挖法修筑地下铁道的场合,最好采用盾构法。因为盾构法车站易于标准化。这也是“降造”所要求的。

  4.3构件预制化结构形状单纯化与构件预制化是有联系的。构件预制化,使制造简单,质量可靠,安装方便,且便于采用新材料。盾构法是实现构件预制化的典型,技术是十分成熟的。

  在已经实现预制化的构件,尽可能地向大型、长尺寸方向发展。如日本的瓦斯管道的管片宽度从0.2m改为1.2m,使架设时间大为缩短。

  在铁路隧道中,仰拱构件预制化是一个方向,特别是单线铁路隧道,更有发展前景。秦岭隧道的仰拱采用预制仰拱获得成功。在铁路隧道中研究二衬砌的构件预制化的问题是有重要意义的。

  隧道衬砌、明洞等结构物的预制化,是提高结构物质量、降低造价的基本措施。也是许多国家正在研究的课题。下面介绍2个示例,仅是其中的一部分。

  仰拱:为了降低成本和提高修筑仰拱的速度,在某—公路隧道采用预制构件修筑仰拱。首先开挖隧道底部后,灌注坍落度为0的混凝土。而后在其上铺设预制的带突起的混凝土板,用振捣器捣固,使与混凝土成为一体。隧道是双车道的,施工长度约6m,一块板的大小约宽3m,长1.5m.施工后车辆可以立即通行。可以走行满载土砂的总质量达39t的卡车。仰拱的下沉量只有3mm.因为不需要设置和拆除模板,比现场灌注混凝土降低成本10%~15%。隧道开挖后,能够立即施工仰拱,从而能够控制底部的变形。

  衬砌预制板:在山岭隧道的二次衬砌中,也开发出预制板兼模板的技术。预制板是钢筋混凝土板;钢筋从板背后伸出,现场灌注混凝土时使之成为一体。开挖后向岩面喷射混凝土,沿内壁架设钢架(间距1-2m),使用专门机具把预制板用螺栓连接到钢架上。预制板上设有直径10cm的孔,用以灌注混凝土。此法较采用活动模板灌注混凝土的方法能够降低成本20%~30%,并缩短了工期。

  目前广州地铁,已经着手研究明挖区间隧道的预制技术,并已选择试验段进行试施工。铁路隧道也将其作为研究课题,准备在某条新线上实施。

  4.4  材料标准化和规格化材料的规格化和标准化是与结构断面的单纯化相联系的。将材料按照设计规格,予以标准化,而在TV或工地预制好,可大大技术减少架设的时间和材料的无理消耗。例如日本在某管路工程中,采用高流动性混凝土管片(直径4m),在长1km的隧道中,节省约4 000万日元。目前许多国家在规范中都非常强调材料的规格化和工艺的标准化,这无论对工程质量和工程造价都具有重要的意义。

  4.5  施工技术标准化和模式化隧道施工方法的标准化和漠式化是提高隧道修建速度和质量,降低工程造价的关键。目前,在隧道工程中,采用的施工方法,越来越集中在少数几种方法上,如超短台阶法及全断面法,中隔壁法及眼镜等,因此,使这几种方法标准化和模式化是当务之急。应该指出,目前施工方法混乱、工艺不标准、施工机械不配套等,是使隧道造价增加的重要原因之一。

  在城市地下铁道中,目前主要从矿山法、盾构法和明挖法中选择。但在不良地质条件下,不论采用何种施工方法,都必须采用各种辅助工法。这是工程中最难控制造价的部分。

  在施工中,辅助施工方法常常是不可避免的,特别是矿山法。在设计中,辅助施工方法的选择,对控制造价是极端重要的。

  为了规范城市矿山法隧道的技术标准,  日本最近出版了“城市矿山法隧道技术标准”(2002年)。对矿山法中存在的问题加以规范化。其中特别对超前支护技术提出了标准化的要求并作了具体的规定。

  5、加强工程程费的统计分析加强工程费的统计分析,找出工程费与各种施工方法的内在关系是很重要的、具有基础研究性质的工作。目前在城市地下铁道中,基本上是采用明挖法、盾构法和矿山法三种方法。这三种方法各有利弊。可根据工程性质、规模、地质条件、环境条件等选择。

  从施工工厂化程度上看,应该说,盾构法排在首位,其次是明挖法,最后是矿山法。

  从造价控制的难易程度上看,首位也是盾构法,其次是明挖法,最后是矿山法。

  从造价的高低看很,很难比较。因为各种施工方法的应用条件不同。例如地下车站,多数采用明挖法,但不能采用明挖法时,就只有采用矿山法或盾构法。在区间隧道,盾构法与明挖法可以做比较,一般说,国外的场合盾构法都优于明挖法,因为国女嘟把施工对周边环境(交通、生活、结构物危害等)的影响列入造价之中。

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