3.1.2 二次衬砌的省略

　　盾构施工法中施作二次衬砌的作用在于:防腐、放水、防火、隧道内表面光滑、管片拼装蛇行修正以及隧道衬砌的补强作用。在确保衬砌强度和结构安全性的条件下,二次衬砌的省略,其优点主要有以下几点:

　　(1) 由于二次衬砌的省略,直接导致成本的降低;

　　(2) 由于二次衬砌的省略,工期得以缩短;

　　(3) 由于掘削断面的缩小,排出的弃土将会减少,从而使得机器设备、始发及到达竖井等的规模缩小。

　　3.1.3 增加管片宽度

　　通过增加管片的宽度,则沿隧道纵向管片接头的数目可以减少,从而管片的生产费用就会降低;在隧道长度不变的情况下,增加管片宽度,组装次数减少,日推进量增加,工期可以缩短;增加管片宽度,相应减少了隧道的环缝数量,不仅改善隧道的防水状况,而且还减少了接缝止水材料以及连接件的投资。但是,管片宽度的增加可能会出现这样的问题:由于管片环接头螺栓处产生的剪切力的作用,导致管片弯曲应力增加,并且主要集中于管片断面的边缘部位。对此,Y.TAYAGAKI[3]提出将加宽后的管片按错缝拼装使其具有很高的强度,以此来保证隧道的结构安全;另外,采取高强连接接头、管片边缘部位钢筋加密以及等分布置管片等措施,能很好的消除接头部位的应力集中。

　　3.1.4 预应力高强管片的使用

　　这是一种新型的盾构隧道用管片,其作法是将在工厂制作的混凝土管片在盾构机后方组装成一个环,并将预应力钢绞线插入预先埋设在管片内的套管中进行张拉和锚固,从而形成一个预应力管片环,并具有无裂缝,以及真圆性、止水性、耐久性等均好的特点。

　　使用这种结构的优点在于:

　　(1) 由于省去了二次衬砌和减小了构件厚度,使盾构隧道的外径缩小,这样可以降低总的建设费用。

　　(2) 由于省去了管片之间、环之间的接头螺栓类,提高了施工性,有利于缩短工期。此外,由于接头部分省去了螺栓等金属物件,使得管片钢筋配置简单化。

　　(3) 不使金属物件露在表面,不仅提高了止水性也使内表面相对平滑,这对省去二次衬砌也具有很好的适应性。

　　3.2 机器设备的成本缩减

　　3.2.1 合理的盾构机选型

　　盾构机选型主要包括:盾构类型的选择,如泥水式还是土压式;盾构机具体结构的选择,如刀盘形式、刀头配置、开口位置及开口率、推进千斤顶的推进行程等。盾构机选型不仅直接关系到设备的购置费,更与造价的合理性有关。不合理的选型,一方面会因为设备的预留储备过多,设备的利用率低,从而造成设备购置费用占整个工程造价的比重过高,形成不必要的浪费;另一方面,如果所选盾构不具有很好的地层适应性,不仅会造成高能耗低产出,而且会造成工期的延误,从而最终导致工程造价的剧增。因此,合理而科学的盾构选型应结合拟建隧道的功能、总长度、埋深、地质条件、沿线地面建筑物、地下构筑物和管线等环境条件,以及对地表变形的控制要求等做综合的分析后决定,从而使得所选盾构产生最大的费效比。

　　3.2.2 特种盾构机的使用[7]

　　(1) 适应长距离掘进的盾构机

　　盾构掘进的长距离化,一方面有助于减少同时施工的盾构机台数,另一方面也有利于减少中间连接竖井的数量和进出洞时的地层改良次数,从而达到降低工程造价的目的。

　　(2) 适应断面形状变化的盾构机

　　地铁隧道大多是圆形的,在地铁建设过程中,往往会遇到两种不同断面形状的隧道在地中结合的情况(如地铁车站等处)。通常,都是在断面变化处建造竖井,并分别采用不同断面形状的盾构机来施工。无论是不同断面形状的盾构机的使用,还是中间连接竖井的建造,都势必造成整个施工成本的高涨。因此,应对的措施是采用断面形状可伸缩变化的特种盾构机。举例来说,就是当遇到地铁隧道与车站相连的情况时,在相邻车站间的隧道采用圆形盾构,而到达车站时,则两翼展开成三圆盾构进行车站的掘进;当遇到断面直径由大突变至小的情况,宜采用母子盾构机,并在变径处实现母、子盾构机分离。所有这些情况均只采用一台盾构来施工,而将中间的连接竖井省略掉,从而达到降低造价的目的。