裝配式地鐵車站成本影響因素研究

羅昆

（中鐵十七局集團(tuán)第四工程有限公司，重慶 401121）

0 引言

公共交通是城市發(fā)展與建設(shè)中的重要部分，對城市的經(jīng)濟(jì)、文化、環(huán)境、社會等多方面發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。公共交通體系中的地鐵系統(tǒng)則是公共交通中的翹楚，相較于其他傳統(tǒng)交通方式，地鐵擁有能源使用效率高、運(yùn)輸時間準(zhǔn)、效率高、污染程度低、城市空間利用率高、緩解城市交通壓力等優(yōu)點(diǎn)，因此地鐵建設(shè)極大地促進(jìn)了我國城鎮(zhèn)化的發(fā)展。

在地鐵車站的建設(shè)中引入裝配式建筑施工技術(shù)不僅響應(yīng)了國家節(jié)能環(huán)保的號召，而且在實(shí)際施工中具有提高施工效率、縮短施工周期、提升工程項(xiàng)目質(zhì)量、降低經(jīng)濟(jì)成本、增加施工高新技術(shù)含量等特點(diǎn)。目前國內(nèi)外裝配式建筑發(fā)展成熟，形成了較為完整的理論體系，國外學(xué)者側(cè)重于裝配式地鐵車站發(fā)展前景、施工技術(shù)、建筑性能等方面；國內(nèi)學(xué)者側(cè)重于裝配式地鐵車站施工技術(shù)、工程質(zhì)量、成本管理等方面，但是均缺乏對成本造價方面的研究。

因此，為提升裝配式地鐵車站的經(jīng)濟(jì)效益，本文結(jié)合其工程成本造價高、企業(yè)投資大、施工周期長、建筑標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)進(jìn)行裝配式地鐵車站成本控制分析，分析影響裝配式構(gòu)件造價過高的因素，同時對主要影響因素進(jìn)行研究及優(yōu)化，以此達(dá)到降低建筑成本的目的。

1 相關(guān)概念與理論分析

1.1 裝配式地鐵車站概念

裝配式地鐵車站的組成是在構(gòu)件預(yù)制工廠將設(shè)計好的構(gòu)件進(jìn)行加工、檢測，然后將制作好的構(gòu)件成品運(yùn)送到施工現(xiàn)場，由吊裝機(jī)器進(jìn)行拼裝，通過鋼筋、水泥等將構(gòu)件進(jìn)行連接。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)的創(chuàng)新之處在于其結(jié)構(gòu)呈封閉桶狀式，整體又分為多個獨(dú)立的構(gòu)件單元，在施工過程中利用榫槽、榫頭、螺栓等將獨(dú)立的構(gòu)建單元拼接組合，從而完成整個施工過程。需要注意的是，拼裝的形式分為錯縫式和通縫式。拼裝的順序分為梯次和成環(huán)拼裝，其中梯次拼裝是最佳拼裝方式[1]。

1.2 裝配式地鐵車站特點(diǎn)

裝配式地鐵車站相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆式地鐵車站更符合未來地鐵車站建設(shè)的發(fā)展，且具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。通過對國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行分析，本文總結(jié)裝配式地鐵車站具有以下特點(diǎn)。

（1）裝配式地鐵車站優(yōu)點(diǎn)。自動化、工業(yè)化程度高，施工組織費(fèi)用低，生產(chǎn)效率高，工期更短，施工質(zhì)量高，維護(hù)成本降低。

（2）裝配式地鐵車站缺點(diǎn)。跨度大的構(gòu)件難以使用，剛度較低、抗震性能較弱，行業(yè)發(fā)展程度不夠。

1.3 裝配式地鐵車站成本分析

裝配式地鐵車站構(gòu)件需工廠預(yù)制，現(xiàn)澆式地鐵車站構(gòu)件需現(xiàn)場施工，兩者使用的人工、機(jī)械不同。同時，由于裝配式拼接方式特點(diǎn)，其防水性能要求高。因此兩者施工成本的差別主要來自于人材機(jī)直接費(fèi)以及材料費(fèi)，在規(guī)費(fèi)、企業(yè)管理費(fèi)、利潤以及稅金方面，兩者差別很小。

綜上所述，裝配式地鐵車站施工成本除了包含傳統(tǒng)現(xiàn)澆式地鐵車站成本之外，還涵蓋特有的安裝費(fèi)用：預(yù)制構(gòu)件費(fèi)用、大型吊裝、拼裝設(shè)備費(fèi)、預(yù)制構(gòu)件廠商費(fèi)、預(yù)制構(gòu)件模具費(fèi)、預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸費(fèi)、預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場吊裝費(fèi)、預(yù)制構(gòu)件儲存費(fèi)、模板費(fèi)用。

2 裝配式地鐵車站成本影響因素指標(biāo)體系

2.1 指標(biāo)體系識別原則

（1）全面性原則。裝配式地鐵車站成本構(gòu)成復(fù)雜，應(yīng)盡量識別全部影響因素，避免研究片面性。本文采用文獻(xiàn)研究法和專家調(diào)查法進(jìn)行成本影響因素的識別，保證研究全面性。

（2）重要性原則。在保證全面的情況下，抓住研究問題的關(guān)鍵，在重要因素上花費(fèi)主要研究精力，對于不重要的因素選擇放棄。

（3）時效性原則。時效性原則指在研究過程中盡量參考最新影響因素，對于過時的舊因素應(yīng)視情況進(jìn)行舍棄。

（4）系統(tǒng)性原則。裝配式地鐵車站成本影響因素研究是一個系統(tǒng)性的工程，在識別影響因素過程中需要基于全生命周期視角，考慮各個階段影響因素。

2.2 影響因素指標(biāo)體系構(gòu)建

本文首先以“裝配式地鐵車站”“裝配式地鐵車站成本影響因素”為主要關(guān)鍵詞，將檢索到的國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行篩選閱讀；其次，結(jié)合裝配式地鐵車站具體施工過程，采用實(shí)地調(diào)研法和理論分析法，從裝配式地鐵車站的相關(guān)政策、規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)制造、運(yùn)輸方式等方面進(jìn)行成本影響因素識別，初步形成裝配式地鐵車站成本影響因素清單；最后，在初步建立的影響因素清單基礎(chǔ)上，邀請裝配式建筑行業(yè)專家、高等院校教授、科研機(jī)構(gòu)相關(guān)人員等作為專家組成員，采用問卷調(diào)查法對影響因素指標(biāo)體系進(jìn)行修正篩選，將回收的問卷進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，確定裝配式地鐵車站成本影響因素指標(biāo)體系，如表1 所示。

表1 裝配式地鐵車站成本影響因素指標(biāo)體系

3 裝配式地鐵車站成本影響因素指標(biāo)體系權(quán)重計算

3.1 層次分析法

為了使裝配式地鐵車站成本影響因素的評價更加科學(xué)、合理客觀，本文采用層次分析法確定成本影響因素指標(biāo)的權(quán)重。首先將與裝配式地鐵車站成本影響因素指標(biāo)相關(guān)的元素分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層，隨后進(jìn)行定量和定性分析，將復(fù)雜問題賦予簡單化和層次化。層次分析法的主要計算步驟有以下5 點(diǎn)。

（1）構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型。依據(jù)層次分析法基本原理，將問題分解為多個元素，再根據(jù)元素的屬性將其組合，從而進(jìn)行由上到下層次排序，建立層次分析結(jié)構(gòu)模型。模型由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層組成，最上方為目標(biāo)層，含有一個元素；中間層是準(zhǔn)則層，含有多個元素；最下層是方案層，由多個影響中間準(zhǔn)則層的因素組成。

（2）構(gòu)建判斷矩陣。根據(jù)層次結(jié)構(gòu)模型，向裝配式地鐵車站行業(yè)的專家、經(jīng)驗(yàn)豐富的從業(yè)者、高校教授等相關(guān)人員發(fā)放調(diào)查問卷，根據(jù)各指標(biāo)兩兩比較的結(jié)果，進(jìn)行指標(biāo)重要性評價，從而構(gòu)建判斷矩陣。

（3）判斷矩陣一次性檢驗(yàn)。層次分析法建立的判斷矩陣由于存在客觀評價的片面性、專家認(rèn)識水平不同、研究內(nèi)容復(fù)雜等問題導(dǎo)致其判斷不一致。因此在分析過程中，為避免各判斷出現(xiàn)互相矛盾的情況，特引入判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)保證專家判斷的一致性。

（4）計算相對權(quán)重。

（5）計算組合權(quán)重。

3.2 裝配式地鐵車站成本影響因素指標(biāo)體系權(quán)重計算

3.2.1 層次分析結(jié)構(gòu)模型

層次分析結(jié)構(gòu)模型如圖1 所示。

圖1 層次分析結(jié)構(gòu)模型

3.2.2 構(gòu)建判斷矩陣

在構(gòu)建層次分析結(jié)構(gòu)模型之后，以裝配式地鐵車站行業(yè)的管理者、經(jīng)驗(yàn)豐富的從業(yè)者、資深專家、高校教授等相關(guān)人員為對象，進(jìn)行調(diào)查問卷及訪問。問卷使用1～9 標(biāo)度法將每層因素評價指標(biāo)兩兩對比，建立判斷矩陣，得出其重要性大小，重要性標(biāo)度法取值如表2 所示。

表2 重要性標(biāo)度法取值

3.2.3 一致性檢驗(yàn)

3.2.4 權(quán)重計算結(jié)果

本文以一級指標(biāo)為例，以裝配式地鐵車站行業(yè)專家、經(jīng)驗(yàn)豐富的從業(yè)者、高校教授等相關(guān)人員為對象，通過問卷調(diào)查法，得到判斷矩陣和相應(yīng)權(quán)重，如表3 所示。

表3 一級指標(biāo)判斷矩陣

由表3 計算：

檢測該判斷矩陣一致性：

由計算結(jié)果可得判斷矩陣通過一致性檢測。

本文運(yùn)用相同的方法構(gòu)建二級指標(biāo)判斷矩陣，再進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，可得裝配式地鐵車站成本影響因素權(quán)重表，如表4 所示。

表4 裝配式地鐵車站成本影響因素權(quán)重

由表4 可得，一級指標(biāo)中預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)制造權(quán)重最大，與之對應(yīng)的二級指標(biāo)中權(quán)重最大的是預(yù)制車站材料費(fèi)；一級指標(biāo)中車站主體安裝施工權(quán)重較大，與之對應(yīng)的二級指標(biāo)中，施工步序權(quán)重最大。

4 措施與建議

4.1 生產(chǎn)階段成本控制

（1）提高預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化的程度。運(yùn)用先進(jìn)生產(chǎn)模式，如機(jī)組、傳送帶流水線等方式提高工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件效率、保證構(gòu)件品質(zhì)。

（2）控制材料采購、領(lǐng)取與使用。將實(shí)際使用量與清單使用量進(jìn)行對比，安排專人清點(diǎn)，杜絕浪費(fèi)材料；通過多方渠道聯(lián)系供貨商以尋求低價高能的材料。

（3）合理確定預(yù)制率。預(yù)制率直接影響了構(gòu)件成本和生產(chǎn)速度，在設(shè)計階段應(yīng)尋找一個預(yù)制率平衡點(diǎn)以控制成本。

4.2 施工階段成本控制

（1）對施工人員進(jìn)行管控。確保在施工過程中任務(wù)落實(shí)到位，達(dá)到施工速度快、縮短工期、節(jié)省成本的高質(zhì)量要求，各階段完工后應(yīng)進(jìn)行深度復(fù)驗(yàn)。

（2）提高拼裝速度與精度。裝配式地鐵車站預(yù)制構(gòu)件的拼裝是一個重要的過程，提高拼裝速度直接降低了人工使用費(fèi)和大型吊裝機(jī)器吊裝費(fèi)用。

（3）合理進(jìn)行施工組織管理：采用科學(xué)先進(jìn)的吊裝拼接方法有利于提高施工技術(shù)人員專業(yè)水平和施工效率。

4.3 運(yùn)輸階段成本控制

（1）確定合理的運(yùn)輸方案：根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的尺寸、重量、形狀等特點(diǎn)以及道路情況、施工現(xiàn)位置選擇合適的方案。

（2）確定運(yùn)輸路線距離。由于運(yùn)輸成本隨運(yùn)輸距離增加而增加，因此預(yù)制構(gòu)件廠的選擇最好在80km 左右，不超過100km。

（3）合理安排運(yùn)輸順序。結(jié)合現(xiàn)場施工情況、施工進(jìn)度安排合理的運(yùn)輸順序；所需構(gòu)件應(yīng)提前運(yùn)輸，及時供應(yīng)，不宜超前運(yùn)輸。

5 結(jié)語

裝配式地鐵車站是我國地鐵車站未來發(fā)展建設(shè)的一種新興形式，但受到技術(shù)、環(huán)境等因素的限制，導(dǎo)致了裝配式地鐵車站建設(shè)成本偏高，使其發(fā)展較為緩慢，推廣程度較低。因此為解決該問題，本文對裝配式地鐵車站成本影響因素指標(biāo)進(jìn)行研究和優(yōu)化，采用文獻(xiàn)調(diào)研法、專家調(diào)查法、問卷調(diào)查法、層次分析法對其成本影響因素進(jìn)行分析，從多角度、多方面提出改進(jìn)建議，得出以下結(jié)論。

（1）通過文獻(xiàn)研究法對初始成本影響因素進(jìn)行識別，結(jié)合問卷數(shù)據(jù)和專家調(diào)查法完善影響因素，建立影響因素指標(biāo)體系，一級指標(biāo)分為政策、設(shè)計規(guī)劃、生產(chǎn)制造、構(gòu)件運(yùn)輸、安裝施工、其他因素。

（2）通過層次分析法計算影響因素指標(biāo)體系權(quán)重，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行重要性排序。一級指標(biāo)中，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)制造因素影響最大，該一級指標(biāo)的二級指標(biāo)中預(yù)制車站材料費(fèi)的影響最大。

（3）根據(jù)研究成果，本文提出重要階段的成本優(yōu)化建議以降低裝配式地鐵車站建設(shè)成本，推動預(yù)制裝配式技術(shù)在地鐵車站建設(shè)的廣泛應(yīng)用。