隧道冻结法施工成本管理措施探究

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摘要：对于现代化隧道工程来说，冻结法是推动其得以顺利开展的关键技术。但是，由于冻结法在我国长期缺乏良好的成本管理措施，导致相应的效果不理想，尚未形成完善的管理模式，给隧道施工造成了一定的阻碍。对此，文章以港珠澳大桥拱北隧道为背景，围绕冻结法成本管理展开探讨，在总结具体问题的基础上提出了针对性的解决措施，以便更好地为成本管控提供指导，给隧道施工创设优良条件。

关键词：隧道工程；冻结法；国有企业；成本管理

冻结法的突出特点在于机械化水平高，但却没有对竞争者的准入资格提出相匹配的要求，因此在激烈竞争的大环境下，民营企业的灵活性往往更能有效地发挥出成本体制的优势。对此，国有企业要实现持续发展，就必须突破技术壁垒，全面做好成本管控工作，尽可能地降低成本，以进一步提升企业的效益性。

一、工程概况

拱北隧道暗挖段施工环境复杂，下穿拱北口岸限定区域，纵观国内工程状况，为首座曲线管幕法施工隧道，基于工程实际情况，确保曲线管幕施工质量至关重要。根据暗挖段施工环境，采取的是“管幕+冻结法”相综合的方式，单根管慕平均长度257.927m，分别设置在缓和曲线与圆曲线上（对应曲率半径介于885.852m～906.298m），各管幕直径均为1620m，本次施工中总量为37根。由多个4m长节段构成，采取的是F型承插口连接方式，不同壁厚的管幕数量不尽相同，24mm的19根，20mm的18根。设置试验管，其布设标高介于-1.02m～-3.9m，埋深7m～8m。

二、冻结管的布置设计

冻结模式遵循的是“纵向分区、横向分块”的基本原则，并在此基础上合理控制冻土帷幕体积。具体设置方式为：奇数顶管处采取的是横向5台阶、纵向3大区的方式；偶数管内异形管处理时，需充分考虑到台阶开挖与纵向距离，在此基础上选择合适时机启闭盐水循环，尽可能降低冻结施工所需成本。顶管施工采取两种方案相综合的形式，即充填或不充填处理，具体为相间布置的方式；通过对设计图的分析，奇数顶管处采取充填措施，并于两腰部分别设置冻结管，为提升冻结效果，较为可行的是无缝钢管材料；在规格方面，冻结管长255m，本工程共使用到36根。设置纤维管，在其作用下有效控制冻结帷幕范围，具体设置区域以靠近顶管外边缘处为宜，各管长均为255m，此环节使用总量为18根。基于上述方案，部分顶管内并未采取充填混凝土措施，以设计方案为准，合理设置异形冻结管（通过焊接的方式与顶管内壁有效连接，以便形成具有良好密封性的腔体结构），以实际开挖作业时间为准，在前30天异型管便要冻结，通过此方式缓解空气对流现象，降低对冻土的不良影响。冻结管长度均为255m，此处共使用到36根。

三、冻结运行方式设计

（一）冻结运行方式

控制冻土帷幕体积，在此基础上尽可能降低成本，确定合理的冻结运行方式，具体做如下分析。综合考虑开挖工序与设计方案中对于顶管尺寸的要求，向填有混凝土的顶管内设置冻结管，在此基础上再向冻结管内安装工供液管，当设置好两根冻结管后，将会形成3个冻结回路，且彼此处于相对独立的状态，具体示意图如图1、2所示。余下未填混凝土的顶管，需设置适量干管及16个彼此相互独立的回路，通过电控三通阀的作用可以得到具有相互独立的冻结区域，总量为16个。

（二）冻结控制施工顺序

为了有效控制冻土体积，通常会考虑使用暗挖方案，即在横断面上有效处理冻土帷幕，使其形成5个单独区域。做好开挖之前的准备工作，启动圆形冻结管内的1～3区回路，经过60天的冻结处理，并在此基础上再开启异形管，让其能够有效冻结30天。处理完上述步骤后，技术人员要检测冻结帷幕厚度，并在保证符合设计标准的前提瞎进入到开挖环节，一般采取的是5台阶10步的方式：要求各台阶都设置工字钢支撑结构，并随即施作衬砌，控制好二次衬砌的位置，该结构与初期支护面间距为5m；当结束二次衬砌施工作业后，便要设置中板并施作三次衬砌；经开挖使得东西作业距离均达到84m，且1、3区二衬施工符合质量要求后，便要暂停1、3区的冻结。在整个冻结过程中，需密切分析冻土帷幕厚度，若达到了设计限制，需随即启用限位管，在其作用下可达到控制冻土帷幕持续发展的效果。

四、影响成本的主要因素

相较于常规工程项目而言，冻结法施工中涉及到的要素较多，如水文、施工现场管线等均会对施工质量造成影响，这相应地提升了成本控制的难度。

（一）成本构成复杂

从工作内容的角度来看，冻结法主要体现在造孔、冻结系统设置、开挖、支护等多个环节中。但若从专业角度分析，则体现在机电、土方、钢筋模板等多个层面。总体而言，该工程涉及到的专业较多，管理难度也随之提升，这并不利于成本控制。（二）劳务队伍多采用冻结法施工时，工作量会相对较大，因此易出现劳务分包多的情况。此时，若分包数量较多，加之市场环境持续变动的特点，部分已中标的项目极容易受到市场因素的影响，如分包价格上涨等，随之降低项目总体利润。

（三）组织协调影响的成本

冻结法工程量较大，需通过分包的方式交由专业队伍完成各环节施工。而在施工队伍数量提升的背景下，难免会引发各类问题，这很大程度地提升了业主、总包、监理等工程参与者的管理难度，导致彼此间的协调工作存在不确定因素、施工人员积极性下降、设备处于闲置状态等，增加了不必要的工程成本。

（四）公司成本管理体系影响的成本

虽然很多公司都创建了成本管理体系，但因实际落实情况才是决定性因素的缘故，往往会造成成本控制效果不理想的显现。这是因为，即使公司已经建立了完善的成本管理体系，若内部员工无法积极将其落实到位，也会导致成本控制作用降低情况的出现。

五、施工前期成本管理

（一）技术手段降低成本冻结法顺利施工的前提在于得到专业设计单位的支持，从工程整体开展状况来看，设计会对其造成直接影响。对此，相关设计人员需要从工程情况出发，对施工现场做全面的了解，综合考虑施工经验，围绕材料、工艺等层面做出合理优化。以盐水干管施工为例，传统方式下使用的是规格为φ159mm×5mm的钢管，存在运输效率低、成本高的问题，且焊接工作量明显提升，后续拆除作业时需采取切割措施，每平米成本高达150元。相较之下，若使用PVC塑料制品，每平米成本将减少60元，且整个施工过程效率更高，施工人员工作量得到有效控制。

（二）管理手段降低成本

基于工程情况，创建成本管控体系，定期总结成本管理工作并从中汲取经验。从施工前期来看，此阶段的成本管理可分为三个方面，具体做如下分析。1.投标成本评估。此环节主要面向与成本有关的条款、约定、招标人资质等方面展开综合评估，从招标要求出发，围绕公司的综合水平做出评估，充分涉及到技术能力、运输能力、风险能力等多个层面。2.中标且顺利签订合同后，便要做好成本分析工作，此环节对于整个成本管理而言尤为关键，需考虑到工程需求、市场行情、技术水平等。成本分析紧密联系实际是最为基础的前提，工程数量遵循科学性原则、单价遵循合理性原则。冻结法注重的是围绕工程项目展开全过程分析，经项目人员商讨后形成成本分析清单，将所得结果交由成本考核小组做全面审核，并给出意见。3.成本任务书是进场前尤为关键的一项工作，公司与项目部就各项工程事宜加以商讨，并形成共识。成本任务书涉及到的内容较多，诸如项目经理职责、成本奖惩等方面。

（三）施工阶段成本管理

从费用构成的角度分析，将施工成本划分为多个类别，诸如人工费、管理费、税金等，项目部具备直接管理各项成本的权力。冻结法施工工期相对较短，各道工序之间的转换速度极快，因此施工中会出现人员频繁进出场的情况，这导致施工队伍通常都缺乏稳定性，加大了员工工资管理难度。对此，在结束多个项目施工后，施工单位可以对人工成本形成较为准确的认知并确定较合适的范围。也就是说，当项目经理能够对整体员工状况形成准确认知时，项目管理的可行性也得到了一定的提升。冻结法覆盖至多个专业层面的内容，就冻结造孔与开挖两方面而言，采取的是劳务分包的方式，这一般都需交由具备高度专业素质的施工队伍完成。故而，从这一角度来看，施工单位需注重对劳务分包队伍的选择，以具备丰厚施工经验的队伍为宜，为后续施工与管理提供保障。

六、项目竣工的成本评价及考核

结束整个项目施工作业后，创建考核小组，展开系统性考评，全面考虑整个项目成本情况，分析实际成本与目标成本的差异，从中总结具有可行性的经验，将其应用于其他项目中。其中，部分项目的成本明显超出设计要求，需对其做深入分析并阐明原因，将其作为其他项目的指导，避免此类成本问题。

七、结语

冻结法由于具有工期短、工序切换快等多重特点，因此成本管理难度较大。对此，施工单位在结束本工程作业后，需从中总结经验，并将其应用于后续项目中，以便给成本管理提供指导，从而不断的积累成本管理经验，为下一项目成本管理的基本依据创建施工成本良性管理机制，同时通过此方式优化成本管理模式，提升其应用水平，确保成本管控质量。

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作者:贺铁刚 单位:中铁十八局集团有限公司