TBM應用于重慶軌道交通工程中的風(fēng)險淺析

摘要：采用TBM施工暗挖隧道在國內外鐵路隧道、引水隧洞工程中已經(jīng)有較廣泛的應用，但TBM應用于軌道交通的工程實(shí)例較少，在國內重慶是第一次采用。本文結合重慶軌道交通六號線(xiàn)一期TBM試驗段工程，對重慶軌道交通工程采用TBM施工的技術(shù)風(fēng)險、設備采購風(fēng)險、工期風(fēng)險及投資風(fēng)險等主要風(fēng)險因素進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并得出以上風(fēng)險均是可控的。本文可為類(lèi)似工程提供參考和借鑒。 關(guān)鍵詞：TBM，軌道交通，重慶，風(fēng)險 TBM是暗挖隧道施工中一種先進(jìn)的工法，施工時(shí)進(jìn)度快、無(wú)噪音，對地面交通及沿線(xiàn)建筑物、地下管線(xiàn)和居民生活影響較小，利于保護周?chē)h(huán)境。目前采用TBM法施工在國外已經(jīng)有較多的工程實(shí)例，國內在鐵路隧道、引水隧洞中也已多次應用。但在城市地鐵隧道中目前只有美國紐約2號大道的七號延伸段采用TBM施工，其它還未見(jiàn)到應用的工程實(shí)例。 重慶軌道交通六號線(xiàn)一期TBM試驗段工程全長(cháng)約11.690km，起點(diǎn)位于五里店站始端，終點(diǎn)為山羊溝水庫敞開(kāi)段。線(xiàn)路位于江北區、渝北區、北部新區三大主城區境內，主要沿主干道五紅路、紅石路和龍山大道地下敷設，貫穿三大行政區主客流方向。 由于重慶軌道交通工程區間隧道一般位于城市繁華地段，地質(zhì)條件復雜，周邊建筑物密布，地下管網(wǎng)錯縱復雜，采用TBM施工的勘察、設計和施工的全過(guò)程都存在不能預先確定的內部和外部的干擾因素，這些干擾因素構成采用TBM施工的風(fēng)險。通過(guò)對現有資料和現場(chǎng)環(huán)境的調查分析，重慶軌道交通區間隧道采用TBM施工的主要風(fēng)險因素為技術(shù)風(fēng)險、設備采購風(fēng)險、工期風(fēng)險及投資風(fēng)險。 1、 技術(shù)風(fēng)險分析 ①地質(zhì)風(fēng)險因素 在工程項目可行性研究階段，對區間隧道的地質(zhì)難點(diǎn)和重點(diǎn)難以做到詳細的勘察分析，而工程實(shí)施時(shí)，工程設計和施工方案發(fā)生較大變動(dòng)的現象時(shí)有發(fā)生，從而可能導致工期拖延、投資增大及不適合TBM施工等后果。地質(zhì)風(fēng)險因素主要有：區域地形、地貌、地質(zhì)對隧道采用TBM施工的影響；不良地質(zhì)、特殊巖土對隧道采用TBM施工的影響程度；地質(zhì)勘察的不確定性程度及其它因素。 ②隧道技術(shù)風(fēng)險因素 在工程項目可行性研究階段，對控制區間隧道設計的所有條件不可能完全掌握，而隧道工程結構設計以工程類(lèi)比為主，結合結構計算結果確定，隧道本身埋置于地下，地下條件差異性很大，這就增加了隧道設計的不確定性。本項目位于城市繁華段，隧道設計需綜合考慮其在城市環(huán)境條件下的可行性及風(fēng)險條件，工程設計發(fā)生變化或區間隧道本身的線(xiàn)形、輔助坑道條件發(fā)生變化都有可能導致工期拖延、投資增大及不適合TBM施工等后果。 ③TBM設備選型風(fēng)險 TBM設備選型風(fēng)險：目前可供選擇的TBM有敞開(kāi)式、單護盾式以及雙護盾式三種類(lèi)型，三種類(lèi)型的TBM各有優(yōu)缺點(diǎn)，所選擇的TBM類(lèi)型若不完全適合重慶軌道交通工程，導致TBM施工進(jìn)度緩慢，易發(fā)生設備被卡等事故，或者設備未到設備使用壽命期而需提前大修或報廢。由于在項目實(shí)施前進(jìn)行了嚴格的選型論證，該風(fēng)險一般不會(huì )發(fā)生。 2、 設備采購風(fēng)險分析 關(guān)于TBM的采購臺數應該做細致的調研分析，假如出現采購不當的情況，不但造成了巨大的經(jīng)濟損失和資金浪費，而且對后期的施工技術(shù)和工期也有影響。TBM設備的安全運輸、設備的組裝、調試也是風(fēng)險點(diǎn)。 3、 工期風(fēng)險分析 重慶軌道交通工程采用TBM施工的工期風(fēng)險分為兩個(gè)方面，一是TBM設備到場(chǎng)的工期風(fēng)險，另一個(gè)是TBM掘進(jìn)過(guò)程中的施工風(fēng)險。 ①制造運輸期風(fēng)險：TBM在購置合同簽署后，由于制造、運輸或其它原因導致TBM在合同規定的期限內不能到場(chǎng)，原計劃采用TBM施工的段落不能按期開(kāi)工，導致總工期延長(cháng)。這種風(fēng)險可在合同上進(jìn)行相應的約束，盡量降低風(fēng)險。 ②掘進(jìn)期風(fēng)險：使用TBM掘進(jìn)機在城市施工在國內尚屬首次，無(wú)類(lèi)似的工程實(shí)例和工程經(jīng)驗可以參考，加之城市地下情況復雜，特別是重慶市地表高差顯著(zhù)，地面建筑密集、地下樁基管線(xiàn)較多，軌道交通線(xiàn)路埋深相差較大等一些特點(diǎn)，會(huì )給TBM的施工帶來(lái)一些不確定的因素，故可能發(fā)生工期風(fēng)險。 4、 投資風(fēng)險分析 在重慶軌道交通工程中采用TBM施工最主要的優(yōu)點(diǎn)在于安全、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)等方面，但在其早期引進(jìn)設備時(shí)，其成本也較高，如果TBM不能在其壽命期內盡快使用，則由于設備的折舊及養護費用高而導致其經(jīng)濟性變的很差，這就要求在TBM購置后，結合路網(wǎng)規劃，在合適的區段內盡可能利用TBM施工，使TBM的設備購置費能分期分批攤消完畢，降低工程非用。 TBM的采購使用有兩種方案，分別為業(yè)主購買(mǎi)和施工單位購買(mǎi)。業(yè)主購買(mǎi)方案：業(yè)主購買(mǎi)TBM，然后租賃給施工單位施工其中標的區間隧道，施工單位向業(yè)主支付租金償還設備購置費。這種方案的風(fēng)險是施工單位租用TBM期間不能對TBM進(jìn)行很好的維修養護，有可能導致TBM未到達其壽命期而提前大修或報廢。施工單位購買(mǎi)方案：TBM由中標本標段的施工單位購買(mǎi)，施工單位根據其中標區間的具體條件，自行選購。這種方案的風(fēng)險在于：施工單位一次中標的隧道長(cháng)度由于工期等條件限制，不可能所購TBM在本項工程中全部攤消完畢，必須依靠以后的其它項目分期、分批攤消，但由于目前所有的建設項目實(shí)行招、投標制，在以后的工程中本施工單位能否中標存在不確定性，導致設備閑置時(shí)間過(guò)長(cháng)出現過(guò)多的折舊及養護費用，增加施工單位采購TBM的風(fēng)險性。 5、 規避風(fēng)險的對策和措施建議 防范與降低風(fēng)險對策主要在于三個(gè)方面，即風(fēng)險的回避、控制和轉移。重慶軌道交通工程采用TBM施工，為盡量規避風(fēng)險，需要做好以下方面的風(fēng)險防范及對策。 ①技術(shù)風(fēng)險 深化地質(zhì)勘探工作。地質(zhì)情況不明而導致TBM施工困難是工程投資增加或工程事故發(fā)生的重要原因，強化地質(zhì)勘探工作是降低工程投資、控制風(fēng)險發(fā)生的措施。在TBM施工前做好嚴格的地質(zhì)勘探和地表建筑物情況調查，盡量避免由于地質(zhì)和地下既有的樁基管線(xiàn)問(wèn)題而影響TBM的正常施工。在TBM施工中做好超前地質(zhì)預報，主要探測地下水和斷層破碎帶。對埋深較淺或地表建筑密集的地段在TBM掘進(jìn)后要及時(shí)加強襯砌支護，避免開(kāi)挖臨空圍巖暴露時(shí)間過(guò)長(cháng)。掘進(jìn)機在埋深較淺段施工時(shí)要密切關(guān)注地表的位移情況，布置監測點(diǎn)并做好監控量測工作。若發(fā)現異常情況立即調整掘進(jìn)速度，必要時(shí)停止掘進(jìn)，并采取注漿加固及加強支護等處理措施。 ②設備采購風(fēng)險 可以考慮購買(mǎi)2個(gè)（或幾個(gè)）不同公司的掘進(jìn)機設備，這樣使得生產(chǎn)廠(chǎng)家在機器設備上能夠形成良性的競爭，也可以充分保障設備的質(zhì)量。同時(shí)在設備購置合同中嚴格明確各主要技術(shù)、質(zhì)量指標，并設置嚴厲的違約責任，以降低設備采購及設備制造方面的風(fēng)險。 ③工期風(fēng)險 深化各階段設計方案深度，強化地質(zhì)勘探工作，對施工中存在的難點(diǎn)地段提前處理或準備好處理預案，避免因局部困難地段處理時(shí)間延長(cháng)導致項目工期或延長(cháng)。選擇有較高施工技術(shù)和管理水平，經(jīng)濟實(shí)力雄厚并擁有先進(jìn)施工設備的承建商，確保工程的質(zhì)量和進(jìn)度。嚴格執行監理委托合同，必要時(shí)可以推行監理職業(yè)責任保險。在擬定進(jìn)度指標時(shí)，綜合考慮各種不利因素的影響，必要時(shí)適當留有余地。在TBM購置合同中嚴格明確TBM到場(chǎng)時(shí)間，并設置嚴厲的違約責任，以降低TBM到場(chǎng)期延長(cháng)導致的工期風(fēng)險。 ④投資風(fēng)險 根據重慶市軌道交通路網(wǎng)規劃、地質(zhì)條件、各線(xiàn)開(kāi)工時(shí)間及工期要求，購置適當數量的適應重慶市軌道交通的TBM，在TBM適應段盡量采用TBM施工，使得TBM在其使用壽命期內盡快攤消完畢。 綜上所述，可以得出：重慶軌道交通工程采用TBM施工隧道工程雖然在技術(shù)、設備采購、投資和工期方面均存在不同程度的風(fēng)險，但這些風(fēng)險均在可控范圍內。