临江大道-阅江路隧道钢壳沉管结构主体造价构成分析

0引言
临江大道-阅江路隧道钢壳沉管管节采用外裹钢壳+内填自密实混凝土的“三明治”结构，在国内还没有已建成项目经验可供参考，其结构形式技术难度高，对自密实混凝土品质要求非常严格，单个标准管节隔仓数量多达1092个，混凝土浇筑方量约
0.5万m 3。

沉管隧道采用单箱三室结构形式，两侧为行车道孔，中间为综合管廊，管廊内分三层，上层为专用排烟通道；中层为安全横通道；下层为电缆沟和河底泵房。

为确保工程顺利开展，本文结合深中通道项目对工程造价进行分析。

1项目概况
临江大道-阅江路隧道北起临江大道，向南下穿珠江前航道、阅江路，南至海洲路。

道路等级为城市次干路，路线全长约1.3km ，其中隧道长约为1.16km 。

根据车道数和埋深布置隧道结构，其中北岸A 匝道暗埋段长约320m ，敞开段长130m ，北岸B 匝道暗埋段长约300m ，敞开段长120m ，南岸主线暗埋段长175m ，敞开段长145m ；江中沉管段长390m 。

沉管采用最新的钢壳沉管技术，采用矩形双层钢壳内部填充混凝土的“三明治”结构型式。

沉管段采用4节标准钢壳管节组成，管节尺寸：97.5×6.9×22.1m ，管节包括左右行车道孔及中间管廊，沉管段隧道总长390m ，由北向南管段编号依次为E1~E4。

如图1所示。

2管节钢壳制造造价分析2.1制造流程
2.1.1钢壳结构构造因钢壳管节由相对独立密闭的隔仓组成，其浇筑过程靠自密实混凝土自身的流动性填充密实整个隔仓，这就要求管节隔仓构造必须有足够的混凝
土流动通道及仓内气体排出通道，故为适应管节浇筑质量，管节构造形式较复杂[1]。

2.1.2钢壳结构拼装因钢壳管节体量较大，以前期考察的深中通道项目为例，单个标准管节尺寸为165m ×46m ×10.6m ，如此庞大体量的钢壳制造加工必须将其分割成若干小块体进行拼装方能实现，拼装量大大增加，导致制造精度控制难度较大。

以深中通道项目标准管节为例，管节长165m ，左、右对称划分，其两半分别在沿纵向方向每约15m 划分1个半环形小节段，共22个半环形小节段。

同时，根据管节拼装需求，每个15m 半环形小节段再划分为4个块体（即：顶板块体、中墙块体、底板块体和边墙块体），单个标准管节合计88个块体。

根据块体的结构特点，块体进一步分为若干个板单元，面板及结构划分为10m~17m ×15m 的板单元片体；横隔板按不同的板厚分布，划分为1.5m ×7m 左右的板单元片体；纵隔板划分为1.5m ×3m 的板单元片体。

2.1.3钢壳用钢量为适应钢壳加工制造及自密实混凝土浇筑需求，钢壳结构构造复杂，用钢量明显增加；同
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—作者简介:付亮玲（1973-），女，江西抚州人，高级工程师，本科，
研究方向为工程造价审核。

临江大道阅江路隧道钢壳沉管结构主体造价构成分析
Analysis on Main Cost Composition of Steel Shell Submerged Tube Structure of Linjiang
Avenue-Yuejiang Road Tunnel
付亮玲FU Liang-ling
（广州市市政工程设计研究总院有限公司，广州510060）
（Guangzhou Municipal Engineering Design and Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510060，China ）
摘要:临江大道-阅江路隧道工程沉管施工采用钢壳沉管技术，沉管关节为外裹钢壳+内填自密实混凝土的“三明治”结构，为确
保工程顺利开展，本文针对钢壳沉管工程开展造价分析，重点从钢壳制造、钢壳混凝土浇筑、管节拖航三个关键施工环节展开分析，结合各施工环节的施工流程明确费用消耗来源，能够为同类工程造价分析提供参考。

Abstract:The sinking pipe construction of Linjiang Avenue -Yuejiang Road tunnel adopts steel shell sinking pipe technology,and the sinking pipe joint is a "sandwich"structure of outer steel shell +inner self -compacting concrete.In order to ensure the smooth development of the project,this paper analyzes the cost of the sinking pipe project of steel shell,focusing on the analysis of three key construction links:steel shell manufacturing,steel shell concrete placement and pipe joint towing.The source of cost consumption is clarified combined with the construction process of each construction link,which can provide participation in the cost analysis of similar projects.
关键词:钢壳沉管；工程造价；临江大道-阅江路隧道Key words:steel shell submerged tube ；project cost ；Linjiang Avenue -Yuejiang Road Tunnel 中图分类号:U459文献标识码:A 文章编号:1006-4311（2023）22-114-03
doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.22.037
图1工程位置示意图
Value Engineering
时，钢壳面板及各种加劲肋需开设众多通气孔及浇筑孔，钢壳加工过程中的人孔在加工完成后需重新开设新板材焊接完善，耗材主要来自钢板开孔及人孔修补等；同时在管节浇筑完成后，需重新开设型材对浇筑孔及排气孔进行密封焊接，耗材主要来自管面工艺孔封孔钢板。

2.2造价分析
由于钢壳沉管用钢量大、损耗率高；与钢箱梁智能化制造相比，钢壳管节制造难度及制造精度要求均比较严格，其所需智能化制造水平较高，所需智能化制造设备投入量较大，引起施工成本增加；通过钢壳与钢箱梁询价对比，钢壳制造价格远高于钢箱梁制造，由此可见钢壳制造的技术难度也远高于钢箱梁制造，因此概算中的采用钢箱梁定额进行测算，其单价已低于实际价格水平。

如表1所示，通过对比三家单位钢壳、钢箱梁造价，前者造价相对后者更高，每吨相差单价约5000元。

3钢壳混凝土浇筑造价分析
3.1施工流程
3.1.1混凝土生产根据前期自密实混凝土模型试验研究，初步确定自密实混凝土配合比设计，根据配合比进行混凝土生产，主要材料为P·Ⅱ42.5水泥、I级粉煤灰、S95矿粉、中粗砂细骨料、5-10mm和10-20mm粗骨料、自来水与减水剂。

管节出坞浮运至隧址码头进行二次浮态浇筑时，混凝土采用项目附近的商品搅拌站进行供应，为匹配自密实混凝土工作性能要求，同时提高生产效率，本项目需在广州市现有搅拌站（特别是项目附近的商混站）基础之上进行改造，将双卧轴强拌式主机改为更适应高性能混凝土和自密实混凝土等特殊混凝土的搅拌生产的行星立轴式搅拌机进行混凝土生产，同时提高搅拌站原材料储备能力、夏季制冰机储冰能力。

3.1.2混凝土运输一次陆域浇筑自密实混凝土在自建搅拌站生产完成后，经出机性能检测合格后沿规划好的运输路线运输至浇筑点进行到场性能检测，到场性能满足需求后续方能卸料泵送；二次浮态浇筑自密实混凝土在隧址附近经改造后的商混站进行生产，经出机性能检测合格后沿规划好的运输路线运输至浇筑点进行到场性能检测，到场性能满足需求后续方能卸料泵送。

3.1.3混凝土浇筑钢壳管节坞内总拼完成后，在船厂船坞开始管节一次混凝土陆域浇筑，即在船厂船坞内浇筑钢壳底板、部分墙体及顶板隔仓混凝土；一次浇筑完成后，安装管内、管面舾装件及端封门，接着坞内灌水，经绞移出坞。

采用湿拖的方式将管节浮运至隧址附近临时码头，将管节系泊于临时码头，进行二次浮态浇筑及二次舾装，浇筑方式均采用“混凝土输送泵+智能浇筑设备”进行[2]。

①管节一次陆域浇筑阶段。

管节节段在平台线制作完成后，运至坞岸，利用坞岸900t门吊将节段吊装坐落于已布置好的支撑体系上进行焊接总拼，支承高度根据坞墩布设位置在0.9m~1.1m调整。

管节总拼完成后，钢壳管节在船坞进行管节钢壳一次混凝土浇筑任务，管节混凝土生产在项目营地附近自建的搅拌站进行生产，沿混凝土运输路线运输至坞岸卸料点后，通过“混凝土输送泵+智能浇筑设备”的形式将混凝土泵送至指定隔仓内。

每节管节左右行车道孔底板及顶板各布置2套浇筑设备，共布置4套浇筑设备。

②管节二次浮态浇筑。

在隧址附近选择合适位置进行临时浇筑码头搭设，浇筑区码头要满足3个沉管浇筑停泊水域的布置需求。

将布料设备放置于平台浇筑工位指定位置，一个浇筑工位共布置4套布料设备进行混凝土浇筑，泵送设备直接布置于系泊平台，布料设备使用200t浮吊进行吊装作业，以及浇筑过程的移机。

管节在系泊码头完成系泊并做好浇筑前准备工作后，进行管节剩余墙体及顶板浇筑，墙体及顶板浇筑采用“混凝土输送泵+智能布料设备”的形式，通过泵送设备与布料设备连接可实现墙体及顶板隔仓全覆盖泵送浇筑，管节二次浮态浇筑混凝土供应通过商品混凝土搅拌站完成供应需求。

每节管节左右行车道孔顶板各布置2套浇筑设备，共布置4套。

3.1.4搅拌站改造由于自密实混凝土性能要求较高，原材料储备能力、夏季制冰机储冰能力等都必须得到有效保证，故要想得到高性能混凝土，需对现有搅拌站进行改造升级。

3.2造价分析
钢壳混凝土浇筑费用主要由拌合站建设改造费、混凝土生产运输费、混凝土浇筑费等费用组成。

其中，拌合站场地建设费主要包括拌合站场地租用、场地建设、供水供电设施建设、场地拆除清理及复垦（包含浇筑中控室，混凝土品控室）等费用；混凝土生产运输主要包括C50自密实混凝土材料费、冰块以及人工费；混凝土浇筑费用包括人工费，顶板浇筑支撑架、粉料中转库、台车轨道及预埋垫板、卸料点防雨棚、粉料罐底托架、管内通风照明设施等材料费，筑拖泵行走、灌注及管内照明等施工水电费，管面满铺玻璃钢格栅遮阳板费用，机械费等。

C50混凝土单价=水泥用量kg×水泥单价元/kg+粗砂用量m3×粗砂单价元/m3+卵石用量m3×卵石单价元/m3+用水量m3×水价元/m3
根据上面公式计算出钢壳沉管自密实混凝土和钢箱梁混凝土的价格及其他费用，其中临江大道混凝土生产计算价格750元/m3（不含税），参考深中项目计算施工损耗系数1.1，参考价为825元/m3。

沉管自密实高强C50混凝土概算单价，造价对比情况如表2所示。

通过对比钢壳、钢箱梁在混凝土浇筑方面的单价，前者造价相对后者更低，每立方米相差单价约500元。

4管节拖航造价分析
4.1施工流程
临江大道—阅江路隧道沉管隧道工程沉管拖航方式采用湿拖的方案将沉管管段浮运至二次浇筑点，已知单次管节重量约10000t，湿拖沉管吃水4.6m，拖轮吃水4m，在水深5.1m时可进行拖航作业。

本次拖航主拖轮采用主尺度35.5×9.8×4.3m，主机功率3400HP拖轮2艘；尾拖轮采用主尺度35.5×9.8×4.3m，主机功率3400HP拖轮2艘；辅拖轮采用主尺度32.0×10.0×
表1钢壳及钢箱梁询价对比表
询价单位
钢壳询价
（含防腐）
（元/t）
钢箱梁询价
（含防腐）
（元/t）
备注
中铁山桥集团有限公司
武船重型工程股份有限公司
中铁科工集团轨道交通装备有限公司20906
18800
19824
13515
14995
13194
不含税
不含税
不含税
4.5m，主机功率4100HP拖轮2艘；“应急救助拖轮”采用主尺度29.5×8.01×3.80m，主功率1670HP拖轮2艘。

管节出运前，收集气象信息，有满足要求的水文气象窗口条件方可进行并通报海事相关部门，提前向海事部门申请发布通航警（通）告，派遣海事警戒巡逻船清理航道，并报广州港海事处；拖航前拖轮调遣时间按往返2天考虑；考虑到拖航中可能出现不可预见性因素，在长洲岛水域申请一个应急锚地[3]。

拖轮调遣就位后，安置相应的拉移出坞设备，将管节拉移出船坞，并调整姿态，预计花费1天时间；根据拖航航线可知，从预制船坞拖至长洲岛运距为72km，预计时间约10小时；从长洲岛至隧址的航程，航速控制在2节，拖航距离8km，预计时间约2.5个小时。

考虑航道占用及海事警戒可能存在的不确定因素，拖航时间预计共需4天。

4.2造价分析
临江大道阅江路隧道沉管拖航费用主要由拖轮费、拖轮论证费、海事警戒船舶费、锚地申请费用及其他费用组成[4]。

根据拖航路线可知，费用构成主要有以下几方面：①拖航过程中需配备海事警戒巡逻船；②同时需在长洲岛水域申请一个应急锚地；③珠江前航道拖航过程中需进行封航，封航过程中，对珠江夜游、游艇等运营造成的影响。

拖航费计算如下：
拖航费=拖轮拖航单价×台班数量+拖轮往返调遣费单价×台班数量+拖航论证费（管节×次数）+港务航道占用、海事警戒船舶单价×艘班次数+锚地申请费用+拉移出
坞设备费+拖缆、索具、绞车等辅助材料及配合人员费用。

由拖航运距可推算出单节沉管拖航造价约为1176万元。

具体拖航费用如表3。

经核实，钢箱梁与钢壳施工两者在运输方面价格相差不大，差41000元。

5结语
综上所述，临江大道-阅江路隧道钢壳沉管结构主体造价主要包括钢壳制造、钢壳混凝土浇筑、管节拖航几部分，钢壳制造经中铁山桥、武船重工、中铁科工等多家公司询价确认价格远高于钢箱梁制造费用；混凝土浇筑因涉及自重混凝土浇筑需进行拌合站改造，涉及额外费用支出；管节拖航主要由拖轮费、拖轮论证费、海事警戒船舶费、锚地申请费用及其他费用组成，具体费用支出需要根据拖航路线确定。

同时，对比钢壳与钢箱梁施工形式，两者费用相差不大，单钢壳施工质量相对更高，建议采用钢壳沉管施工形式。

参考文献院
[1]苏宗贤，谭立心，宋神友，等.深中通道超宽钢壳混凝土沉管管节浇筑变形控制[J].中国公路学报，2022，35（10）：36-46.
[2]彭英俊，赵伟.钢壳沉管自密实混凝土浇筑质量控制[J].广东公路交通，2022，48（02）：38-43.
[3]彭英俊，吴旭东，何涛.深圳至中山跨江通道钢壳沉管施工关键技术[J].武汉理工大学学报，2020，42（12）：13-20.
[4]陈文旭，张文剑.内河沉管隧道成本数据分析及造价管理启示研究——
—以车陂路沉管工程为例[J].工程经济，2020，30（09）：29-31.
表2沉管自密实高强C50混凝土与钢箱梁混凝土价格单价对比表
项目名称深中通道项目调研
价格（m3/元）钢壳沉管自密实混凝土
价格（m3/元）钢箱梁混凝土
价格（m3/元）备注
搅拌站建设或改造费用145.91310.71500.61不含税
混凝土生产及运输893.31825
2130.16含材料费、人工费、间接费、施工损耗1.1等，不含税
混凝土浇筑1017.071017.07含人工费、小五金等易耗物品、小型材料、施工用水电费、管节遮阳措施、机械费、间接费等，不含税
合计2056.292152.782630.77
表3拖航费用分析表
序号名称单位
钢壳施工钢箱梁施工备注工程量单价合价（元）工程量单价合价（元）
1拖轮拖航根据专项施工方案拖航时间按4天考虑.
1.1拖轮（1670HP）台班963600034560009360003492000
1.2拖轮（3400HP）台班19280500154560001928050015456000
1.3拖轮（4100HP）台班9680500772800096805007728000
2拖轮往返调遣费根据专项施工方案拖航时间按2天考虑.
2.1拖轮（1670HP）台班16360005760001636000576000
2.2拖轮（3400HP）台班3280500257600032805002576000
2.3拖轮（4100HP）台班1680500128800016805001288000
3拖航论证费管节*次4800000320000048000003200000暂按80万元/节估列
4港务航道占用、海事警
戒船舶费00
4.1南沙港进港航道、出海
航道南段
艘班85000400009500045000
4.2广州港出海航道北段
（海事警戒-南沙/番禺海
事）/单向封航道艘班6480000512000064800005120000单封航1万/小时
5锚地申请费用项116000001600000116000001600000锚地每次申请费用：40万6拉移出坞设备费管节*次410000004000000410000004000000暂按100万元/节估列
7拖缆、索具、绞车等辅助
材料及配合人员管节*次4500000200000045000002100000暂按50万元/节估列
8合计管节*次4117600004704000041176000047081000。