详情

原文传递盾构施工地铁项目机械费用仿真研究

论文题名：	盾构施工地铁项目机械费用仿真研究
关键词：	盾构施工;地铁工程;机械费用;系统动力学
摘要：	随着我国城市化进程的加快，作为缓解城市交通压力的主要工具之一，地铁建设在各城市得到大力发展，然而高昂的建设费用加剧了政府和项目参与方的经济负担和投资风险，控制地铁项目建设费用显得极为重要。本文依托系统动力学的相关理论，从机械费用的构成入手，分析出影响盾构施工地铁项目机械费用的影响因素，借助Vensim-PLE软件，建立了能够反映盾构施工地铁项目机械费用的系统结构和功能的系统动力学仿真模型，并以厦门市某地铁项目作为实证研究对象，对其建设期机械费用进行了模拟预测，主要研究成果有: 　　(1)筛选出盾构施工地铁项目的5种主要施工机械，识别出机械费用的主要影响因素。　　通过对比分析两种现行定额，对盾构施工地铁项目施工流程进行划分，在此基础上结合确定条件下得出的机械费用，从模型简洁高效的角度出发，筛选出土压平衡盾构机、龙门式起重机50t、盾构同步压浆泵、电动灌浆机、灰浆搅拌机共5种主要施工机械。针对筛选出的主要施工机械，从机械费用的构成入手，识别出了盾构施工地铁项目机械费用构成中机械台班消耗量的主要影响因素有:项目自身特点的影响、停工的影响、地质条件的影响、施工组织设计的影响、机械工作效率的影响;机械台班单价的影响因素主要有:机械价格的影响、人工费的影响、燃料动力费的影响等。　　(2)建立了盾构施工地铁项目机械费用的系统动力学仿真模型。　　利用系统动力学原理，确定了盾构施工地铁项目机械费用的系统目标与系统边界。依据确定的系统目标和边界及盾构施工地铁项目的机械费用构成，绘制出了机械费用因果关系总图和盾构掘进、衬砌压浆及管片防水三大子系统的因果关系图。其中:盾构掘进机械费用又受盾构机机械费用、盾构掘进龙门吊机械费用和盾构掘进其它机械费用共同影响;衬砌压浆机械费用受灰浆搅拌机机械费用、同步压浆泵机械费用和衬砌压浆龙门吊机械费用三者共同影响;管片防水机械费用受管片嵌缝机械费用和手孔封堵机械费用的影响。通过对系统变量的划分，针对绘制的各因果关系图分别绘制了系统存量流量图，并将变量间的关系进行了定量化表达，建立了系统结构方程。最终建立了盾构施工地铁项目的系统动力学仿真模型。　　(3)以厦门市某地铁项目作为实证研究对象进行了模拟和分析。　　模拟结果为:该区间工程最终机械费用为17139900元，平均每延米机械费10541.14元。机械费用随着掘进距离的增加整体呈现线性增长趋势。通过改变不同因素的参数值，从机械价格、盾构开挖直径和掘进速度三个方面进行了实证研究。结果表明:机械价格对机械费用呈线性影响，其中影响最大的是盾构机价格，其每波动1％会引起机械费用0.87％的同向波动，其余机械的影响较小可以忽略不计;盾构开挖直径对机械费用的影响为随着盾构开挖直径的增加，机械费用增长趋势变大;计划掘进速度对机械费用的影响为:当进度滞后时，随着掘进速度的增加，机械费用呈现出明显的增长趋势;当进度超前时，随着掘进速度增加，机械费用呈下降趋势，但下降趋势逐渐减缓。
作者：	刘兴旺
专业：	土木工程建造与管理
导师：	王恩茂
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文