基于不同施工法的地鐵土建造價分析

張大偉 陳淑賢 鄭慧君 莊向仕

摘要：本文結(jié)合地鐵土建施工常用的明挖、蓋挖、淺埋暗挖、盾構(gòu)等工法的特點(diǎn)，分析不同工法下的地鐵土建造價構(gòu)成及影響地鐵土建造價的因素，從而為地鐵土建施工方案的優(yōu)化、施工工法的合理選取提供參考，以達(dá)到合理降低地鐵土建造價的目的。

關(guān)鍵詞：地鐵土建 施工工法 造價分析

隨著國家大力投資地鐵建設(shè)，國內(nèi)地鐵修建技術(shù)有了很大的提高，成功運(yùn)用了一些先進(jìn)的地鐵施工方法，形成了主要以明挖、蓋挖、暗挖、盾構(gòu)為主的施工法。然而，施工工法對地鐵造價有著重要影響，而且受諸如地質(zhì)情況、水文條件等因素的影響，不同的施工法在造價組成上又有各自的特點(diǎn)，致使在地鐵施工中選擇不同的工法，地鐵造價差異較大。由于修建地鐵所需資金較多，因而分析地鐵施工法的造價組成以及影響造價的因素，對于優(yōu)化地鐵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理控制地鐵造價，提高我國地鐵建設(shè)水平具有重要意義。

1 明挖法造價分析

1.1 明挖法概述

明挖法具有施工簡單、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全等特點(diǎn)，而被大量采用，也是現(xiàn)在地鐵建設(shè)的首選工法，被廣泛用于地鐵車站和區(qū)間隧道的施工中。該工法一般用于埋深較淺和地面條件允許的情況，但是該工法由于采用大開挖的方式進(jìn)行施工，需要占用較大場地，需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行大量拆遷，對環(huán)境和交通都會產(chǎn)生較大影響，因而在較為繁華的區(qū)域，建設(shè)成本過于高昂。[1]

1.2 明挖法造價分析

根據(jù)明挖法施工工序，明挖法的施工費(fèi)用由圍護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用、基坑開挖與支護(hù)費(fèi)用、主體結(jié)構(gòu)費(fèi)用、裝修費(fèi)用、結(jié)構(gòu)防水費(fèi)用、施工檢測費(fèi)用以及其他費(fèi)用。[2]其中前四種費(fèi)用可占地鐵土建造價80%以上。

在明挖法的費(fèi)用組成中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)對地鐵土建造價有著重要影響。在地鐵車站土建施工中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用可以占到這個車站土建造價15%-30%，而在區(qū)間隧道施工中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用所占土建費(fèi)用比重更高。合理選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)在滿足安全、可靠的前提下，有限選擇造價更加經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。

基坑的開挖和支護(hù)費(fèi)用也是影響明挖施工造價的另一因素，在有些地鐵工程中，其費(fèi)用可以占到土建費(fèi)用的20%左右。為了給施工現(xiàn)場的安全和穩(wěn)定提供可靠的

保障，在科學(xué)選擇基坑的開挖方案和合理選取支護(hù)方式的時候需要充分考慮到一些因素對它們的影響，包括施工現(xiàn)場的土層結(jié)構(gòu)和水文條件、基坑挖掘深度和挖掘速度、基坑平面尺寸的大小和基坑施工方法等各方面的因素。

主體結(jié)構(gòu)費(fèi)用是構(gòu)成明挖法造價的主要組成部分。主體結(jié)構(gòu)需要滿足地鐵性能指標(biāo)。車站結(jié)構(gòu)的使用功能要求相對較多，如用于旅客換乘、乘降和候車的場所，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一些，區(qū)間隧道主要是行車的通道。由地鐵性能指標(biāo)從而對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選取和確定產(chǎn)生影響，最終影響地鐵造價。合理確定地鐵各項(xiàng)性能指標(biāo)和外部荷載情況，從而經(jīng)濟(jì)合理建設(shè)地鐵。

2 蓋挖法造價分析

2.1 蓋挖法綜述

蓋挖法采取由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工。解決了明挖法施工需要長時間封閉交通的問題。在城市鬧市區(qū)、交通流量大的地段施工，蓋挖法的社會效益和綜合經(jīng)濟(jì)效益將遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于明挖法。[3]

2.2 蓋挖法造價分析

蓋挖法費(fèi)用主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用、臨時路面便橋與維護(hù)費(fèi)、基坑開挖與支護(hù)費(fèi)用、主體結(jié)構(gòu)費(fèi)用、裝修費(fèi)用、結(jié)構(gòu)防水費(fèi)用、施工檢測費(fèi)用以及其他費(fèi)用。蓋挖法費(fèi)用組成跟明挖法差別不大。

在該工法中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)與明挖法形式相同，但其與覆蓋結(jié)構(gòu)、中間支撐樁共同組成一個封閉的系統(tǒng)，不但保證基坑的穩(wěn)定安全，而且也要承受車輛的荷載。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式選取時，可以考慮將圍護(hù)結(jié)構(gòu)用作主體結(jié)構(gòu)邊墻，從未可以簡化施工工序，降低工程造價。

蓋挖法施工的重要環(huán)節(jié)就是挖掘土方，但是由于受到基坑空間限制，在進(jìn)行暗挖土方時，就會產(chǎn)生工作效率低、挖掘周期長、挖土及出土難度大等狀況。所以，在進(jìn)行暗挖土方之前，對挖土順序進(jìn)行優(yōu)化，明確出土孔洞的方位、數(shù)量以及具體的尺寸大小等事宜，以便于保證基坑的安全和縮短施工工期，從而實(shí)現(xiàn)控制工程造價的目標(biāo)。

主體結(jié)構(gòu)費(fèi)用也是蓋挖法造價的主要影響因素，也受地質(zhì)條件，水紋狀況，現(xiàn)場條件以及需要滿足的使用要求等因素影響。但在滿足使用功能要求的實(shí)際過程中，為了成功降低工程造價，常常把圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及中間支撐樁劃作為主體結(jié)構(gòu)的部分，這樣可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)工程造價的減少。

3 淺埋暗挖法造價分析

3.1 淺埋暗挖法概述

淺埋暗挖法是一種在離地表很近的地下進(jìn)行各種類型地下洞室暗挖施工的方法，它是我國的工程技術(shù)人員在充分借鑒新奧法原理且結(jié)合我國基本國情以及土層、水文地質(zhì)等因素情況下創(chuàng)造出來的一種工程施工方法。淺埋暗挖法是針對埋置深度較淺、松散不穩(wěn)定的上層和軟弱破碎巖層等圍巖不能形成承載拱時而提出來的，以初期支護(hù)和二次襯砌為基本支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.2 淺埋暗挖法造價分析

淺埋暗挖法費(fèi)用主要有輔助工程措施費(fèi)、初期支護(hù)費(fèi)、土方開挖費(fèi)、二次襯砌費(fèi)、出入口和風(fēng)道費(fèi)用以及其他費(fèi)用等。

淺埋暗挖法中的輔助工程措施費(fèi)和初期支護(hù)費(fèi)直接影響工程施工的造價。在實(shí)際工程中，應(yīng)針對不同區(qū)段的工程地質(zhì)條件、地面環(huán)境等因素，采取不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而避免結(jié)構(gòu)剛度過大造成浪費(fèi)，有效降低造價。同時，提高初期支護(hù)防水能力，從而可以降低工程造價。

暗挖土方開挖費(fèi)明顯高于明挖施工。受圍巖的工程地質(zhì)條件、工期要求、機(jī)械配備能力、經(jīng)濟(jì)水平等等這些因素的影響，必須要選擇合適的開挖方法。選擇不當(dāng)?shù)拈_挖方法會嚴(yán)重影響工程造價、施工進(jìn)度及施工安全。

暗挖法主體結(jié)構(gòu)與明挖法主體結(jié)構(gòu)的梁、板、柱不同。在進(jìn)行淺埋暗挖的施工時，經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)是復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，它是由初期支護(hù)和二次襯砌構(gòu)成。二次襯砌是為結(jié)構(gòu)提供安全度的。二次襯砌費(fèi)用受結(jié)構(gòu)形式、受力情況、地下水情況、抗震等因素影響，再加上在洞內(nèi)受施工降效和運(yùn)距影響，因而，二次襯砌結(jié)構(gòu)施工方案的確定，會對地鐵建設(shè)造價造成一定的影響。

4 盾構(gòu)法造價分析

4.1 盾構(gòu)法概述

在我國城市地鐵建設(shè)快速發(fā)展時期，盾構(gòu)法以其安全、快速的特點(diǎn)被廣泛采用，多運(yùn)用在區(qū)間隧道的施工中。該施工方法適用于用明挖法不適宜建造的隧道，或者地表以下比較松軟巖層及隧道埋深的情況，它能夠起到在某些施工建設(shè)過程中對公眾生活減少干擾的作用，而且具有在施工時不受氣候條件影響、易于管理、機(jī)械化水平高、人工強(qiáng)度低等特點(diǎn)。但是盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)向比較困難，盾構(gòu)機(jī)直徑難以做到過大。

4.2 盾構(gòu)法造價分析

盾構(gòu)法施工費(fèi)用主要是由盾構(gòu)機(jī)的安拆、轉(zhuǎn)場費(fèi)、盾構(gòu)掘進(jìn)及出渣費(fèi)、管片費(fèi)以及進(jìn)出口土體加固費(fèi)等等一切相關(guān)費(fèi)用。

盾構(gòu)施工中，盾構(gòu)機(jī)的安拆和轉(zhuǎn)場費(fèi)用所占比重不大，但因盾構(gòu)機(jī)安拆所需時間較長，要依據(jù)地層地址、地面構(gòu)筑物情況、施工進(jìn)度等條件，合理選擇盾構(gòu)機(jī)械，否則會增加施工成本；并且合理做好施工部署，依據(jù)地層狀況，安排好相應(yīng)的場地、設(shè)施，可以縮短組裝時間，從而可以提高其施工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，降低工程造價。

在該工法中，盾構(gòu)掘進(jìn)和出渣費(fèi)、管片費(fèi)是盾構(gòu)施工造價組成的主要部分，可以占到80%。該部分費(fèi)用與掘進(jìn)長度、盾構(gòu)直徑成正比。但在掘進(jìn)一定長度內(nèi)，隨著掘進(jìn)長度的增加，每延米分?jǐn)偟耐馏w加固費(fèi)、盾構(gòu)安差費(fèi)等固定費(fèi)用相應(yīng)減少，從而使每延米造價有所降低。因而，需要合理控制掘進(jìn)長度。

5 結(jié)語

地鐵土建施工費(fèi)用能占到地鐵建設(shè)成本40%以上，而采用不同的施工工法對地鐵造價影響很大，針對各種工法的特點(diǎn)，分析其影響地鐵土建造價的因素，從而有針對性的降低地鐵造價，實(shí)現(xiàn)地鐵建設(shè)的精細(xì)化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]戰(zhàn)啟芳，楊石柱.地鐵車站施工[M].北京：人民交通出版社， 2011.

[2]張冰.地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論[M].安徽：安徽教育出版社，2004.

[3]薛玉琴.地鐵土建工程造價控制環(huán)節(jié)探析[J].價值工程，2011（11）.

作者簡介：

張大偉（1986-），男，山東威海人，承德石油高等?？茖W(xué)校建筑工程系，教師，碩士研究生，主要研究方向：工程造價、綠色建筑。