武漢長江隧道公鐵合建與分建的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析

熊朝輝， 彭慧瓊， 孫雪兵

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司， 湖北 武漢 430063)

0 引言

為解決兩江三岸的城市格局對(duì)現(xiàn)代交通的影響，武漢市除了在長江上修建多座橋梁之外，還先后修建了長江公路隧道(外徑11.0 m)、地鐵2號(hào)線長江隧道、地鐵4號(hào)線長江隧道(外徑6.2 m)、地鐵8號(hào)線長江隧道(外徑12.1 m)和地鐵7號(hào)線三陽路公鐵合建長江隧道(簡(jiǎn)稱武漢長江公鐵隧道，外徑15.2 m)5條長江隧道，地理位置見圖1。武漢長江隧道經(jīng)歷了從公路長江隧道、地鐵小直徑長江隧道、地鐵大直徑長江隧道到公路地鐵合建的超大直徑隧道的發(fā)展階段，不同洞徑修建技術(shù)豐富了武漢長江盾構(gòu)隧道建造成套技術(shù)體系。

圖1 武漢已建成長江隧道地理位置圖

對(duì)于公鐵合建盾構(gòu)隧道，國外尚未有相關(guān)案例，國內(nèi)公鐵合建盾構(gòu)隧道有上海長江隧道[1]、濟(jì)南黃河隧道[2-3]、武漢長江公鐵隧道。前2個(gè)隧道預(yù)留的地鐵線路尚未運(yùn)營，武漢長江公鐵隧道地鐵和公路均已運(yùn)營。武漢過江隧道現(xiàn)有模式有公路過江隧道、地鐵過江隧道和公鐵合建過江隧道3種。目前，關(guān)于武漢過江隧道的研究多從工程角度出發(fā)，主要集中在技術(shù)方案探討與比選[4-6]、設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)[7-9]、結(jié)構(gòu)力學(xué)性能[10-11]、隧道通風(fēng)[12]、防災(zāi)救援[13]及排水設(shè)計(jì)[14]等方面，尚未有從經(jīng)濟(jì)角度研究武漢過江隧道的文獻(xiàn)，且國內(nèi)外也未有從經(jīng)濟(jì)角度對(duì)公鐵合建盾構(gòu)隧道與分建盾構(gòu)隧道進(jìn)行對(duì)比分析的文獻(xiàn)。

基于此，本文以武漢建成的長江公路隧道(單建雙管4車道，2008年通車)、武漢地鐵8號(hào)線長江隧道(單建單管，2017年通車)、武漢長江公鐵隧道(與7號(hào)線合建，雙管6車道，2018年通車)和尚無建成的單建公路長江隧道(雙管6車道)為典型案例，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，對(duì)武漢過江隧道公鐵合建與分建模式下的土建費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比分析，以期為后續(xù)水下盾構(gòu)隧道公鐵合建與分建方案經(jīng)濟(jì)比選提供依據(jù)。

1 工程實(shí)施方案

1.1 公路單建雙管4車道方案(武漢長江公路隧道)

1.1.1 隧道工程概況

武漢長江公路隧道位于武漢長江一橋、二橋之間，又稱青島路長江隧道，是“萬里長江第一隧”，是一條解決內(nèi)環(huán)線主城區(qū)過江交通的城市主干道。隧道由主隧道和6條匝道組成，全長3 660 m。其中，盾構(gòu)段長2 540 m，其余采用明挖法施工。其總平面示意見圖2。雙管隧道合計(jì)為雙向4車道，設(shè)計(jì)車速為50 km/h,盾構(gòu)隧道內(nèi)徑10.0 m，外徑11.0 m，管片厚度為0.5 m。根據(jù)通風(fēng)防災(zāi)要求，兩岸各設(shè)1座中間風(fēng)井及風(fēng)機(jī)房(簡(jiǎn)稱風(fēng)井)。武昌風(fēng)井尺寸為22.10 m×35.09 m×19.55 m(長×寬×深)，漢口風(fēng)井尺寸為28.60 m×41.90 m×20.14 m(長×寬×深)。該工程采用2臺(tái)φ11.37 m泥水平衡盾構(gòu)先后從武昌風(fēng)井始發(fā)，在漢口風(fēng)井接收。

圖2 武漢長江公路隧道總平面示意圖

1.1.2 隧道工程地質(zhì)

隧道縱斷面如圖3所示。盾構(gòu)通過的地層主要有黏土、粉土、粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、中粗砂、卵石、泥質(zhì)粉砂巖夾砂頁巖等。其中，盾構(gòu)開挖粉細(xì)砂、中粗砂、卵石地層的比例占全隧道的80%左右，砂土地層中石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)65%，使得盾構(gòu)刀具磨耗嚴(yán)重。

1.1.3 隧道橫斷面方案

隧道橫斷面分3層布置： 上層為排煙道，中間為2車道公路，下部為疏散通道(最低點(diǎn)處設(shè)廢水泵房)，如圖4所示。

1.2 公路單建雙管6車道方案

武漢尚無建成的公路長江隧道雙管6車道，為對(duì)比研究公路單建雙管6車道方案與公鐵合建雙管6車道方案的經(jīng)濟(jì)性，將公路單建雙管6車道方案中隧道平面路徑、風(fēng)井平面位置、洞口位置和隧道長度等與公鐵合建雙管6車道方案保持一致。

圖3 武漢長江公路隧道縱斷面示意圖

圖4 武漢長江公路隧道橫斷面圖(單建雙管4車道)(單位: mm)

該隧道外徑13.5 m，內(nèi)徑12.4 m，管片厚度為0.55 m。隧道橫斷面分3層布置： 上層為排煙道，中間為3車道公路，下部為疏散通道(最低點(diǎn)處設(shè)廢水泵房)，如圖5所示。

圖5 公路單建雙管6車道方案橫斷面圖(單位: mm)

1.3 地鐵單建單管雙線方案(武漢地鐵8號(hào)線長江隧道)

1.3.1 隧道工程概況

武漢地鐵8號(hào)線長江隧道黃浦路站—徐家棚站越江區(qū)間在長江二橋上游約450 m處下穿長江，全長3 190 m。漢口側(cè)設(shè)置為地下2層黃浦路站(側(cè)式站)，武昌側(cè)設(shè)置地下3層徐家棚站(側(cè)式站)，2站1區(qū)間共長4 191 m，平面位置示意如圖6所示。黃浦路車站為地下2層站(不含架空夾層)，車站長約388 m，建筑面積30 000 m2； 徐家棚站為地下3層站，車站長約610 m，建筑面積45 000 m2。

圖6 武漢地鐵8號(hào)線長江隧道平面位置示意圖

根據(jù)《武漢市防洪管理規(guī)定》，長江大堤100 m范圍內(nèi)，地下不得施工任何永久構(gòu)筑物，故隧址處2座風(fēng)井的距離應(yīng)大于1 950 m，不滿足雙管單線過江隧道通風(fēng)防災(zāi)要求，因此采用了單管雙線隧道方案。這是國內(nèi)直徑最大的單管雙線地鐵盾構(gòu)隧道，也是國內(nèi)第1條設(shè)置雙層襯砌的地鐵盾構(gòu)隧道。本工程采用1臺(tái)φ12.51 m泥水平衡盾構(gòu)從徐家棚站始發(fā)，在漢口黃浦路站接收。

1.3.2 隧道工程地質(zhì)

隧道所穿越的地層主要為粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂層、圓礫土、強(qiáng)風(fēng)化礫巖、弱膠結(jié)礫巖、中等膠結(jié)礫巖等，如圖7所示。圓礫土及礫巖層含有粒徑較大的硬質(zhì)巖卵石，最大粒徑達(dá)20 cm左右，抗壓強(qiáng)度大于180 MPa，該段盾構(gòu)掘進(jìn)刀盤磨損大，結(jié)泥餅嚴(yán)重，施工進(jìn)度慢。

1.3.3 隧道橫斷面方案

該隧道采用雙層襯砌，隧道外徑12.1 m，外層管片厚度為0.5 m，內(nèi)層現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)厚度為0.3 m。隧道橫斷面分3層布置： 上層為排煙道，中間為行車層，下層為服務(wù)層，隧道最低點(diǎn)處可設(shè)置廢水泵房，如圖8所示。

圖7 武漢地鐵8號(hào)線長江隧道縱斷面示意圖

(a) (b)

1.4 公鐵合建雙管方案(武漢長江公鐵隧道)

1.4.1 隧道工程概況

武漢長江公鐵隧道位于長江二橋上游約1.3 km處，連接漢口三陽路和武昌秦園路，為城市道路和地鐵7號(hào)線區(qū)間合建的隧道，道路主線長4 650 m，合建段大盾構(gòu)區(qū)間長2 590 m。公路隧道為3級(jí)疏解，兩岸共設(shè)置8個(gè)匝道，漢口側(cè)設(shè)置有地下2層三陽路站(側(cè)式站臺(tái))、漢口風(fēng)井，武昌側(cè)設(shè)置有地下4層徐家棚站(島式站臺(tái))、武昌風(fēng)井，地鐵工程2站1區(qū)間長度為3 795 m。其平面位置見圖6，平面組成示意見圖9。

本工程采用2臺(tái)φ15.76 m泥水平衡盾構(gòu)從武昌風(fēng)井始發(fā)，在漢口風(fēng)井接收。

圖9 武漢長江公鐵隧道平面組成示意圖

1.4.2 隧道工程地質(zhì)

在滿足江中段施工安全和運(yùn)營階段抗浮的前提下設(shè)計(jì)縱斷面，同管合建段最大縱坡坡度為2.97%，過了兩岸風(fēng)井后，道路隧道以較大坡度快速爬升，實(shí)現(xiàn)地鐵隧道與公路隧道豎向上的分離，并為地鐵7號(hào)線車站的設(shè)置提供條件。

隧道穿越的地層主要為中密—密實(shí)粉細(xì)砂層，局部下切強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、弱風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖以及弱膠結(jié)礫巖，如圖10所示?？v斷面組成示意見圖11。切入基巖段總長度約1 100 m，切入基巖最大深度為12.6 m，超大直徑盾構(gòu)刀盤磨損大，結(jié)泥餅嚴(yán)重，施工進(jìn)度較地鐵8號(hào)線長江隧道慢，掘進(jìn)較為困難。

圖10 武漢長江公鐵隧道地質(zhì)縱斷面示意圖

圖11 武漢長江公鐵隧道縱斷面組成示意圖

1.4.3 合建盾構(gòu)段橫斷面方案

公路隧道采用雙向6車道的城市主干路，設(shè)計(jì)速度為60 km/h。公鐵合建段為雙管圓形大盾構(gòu)隧道，隧道管片外徑15.2 m，內(nèi)徑13.9 m，壁厚0.65 m。采用3層布置： 上層為公路隧道排煙道，中間為3車道公路，下層為軌道交通7號(hào)線區(qū)間及疏散通道、排煙道及管線廊道。其橫斷面見圖12。武漢長江公鐵隧道是我國內(nèi)陸地區(qū)直徑最大的公鐵合建盾構(gòu)隧道。

圖12 武漢長江公鐵隧道橫斷面圖(單位： mm)

1.4.4 風(fēng)井至車站段方案

根據(jù)通風(fēng)防災(zāi)要求，兩岸各設(shè)1座中間風(fēng)井及風(fēng)機(jī)房(簡(jiǎn)稱風(fēng)井)，武昌風(fēng)井尺寸為60 m×48 m×43.9 m(長×寬×深)，漢口風(fēng)井尺寸為60 m×48 m×27 m(長×寬×深)。

兩岸車站與風(fēng)井之間上部為公路隧道，下部為地鐵小盾構(gòu)隧道(外徑6.2 m)，長度分別為289 m和217 m，分合建轉(zhuǎn)換示意見圖13。

為了合理分?jǐn)偟罔F與公路隧道的土建投資，分?jǐn)傇瓌t為按項(xiàng)目使用的內(nèi)輪廓橫斷面面積比例分?jǐn)?。盾?gòu)管片內(nèi)徑為13.9 m，盾構(gòu)內(nèi)總橫斷面面積為151.7 m2。其中，地鐵隧道部分和一半電纜通道橫斷面面積為45 m2，約占總面積的30%； 公路隧道和另一半電纜通道橫斷面面積約為106.7 m2，約占70%。合建方案需設(shè)2座中間風(fēng)井，分?jǐn)偟降罔F部分約0.6座。故本文按盾構(gòu)段內(nèi)3∶7原則分?jǐn)偟罔F和公路土建投資。

圖13 公鐵合建方案分合建轉(zhuǎn)換示意圖

1.4.5 車站合建段方案

三陽路站為地下2層側(cè)式站，與上部地下1層公路隧道合建，車站長約362 m，建筑面積35 619 m2，其剖面見圖14。徐家棚站受武昌側(cè)長江深槽限制，標(biāo)高較低，為地下4層島式站，與上部地下1層公路隧道合建，車站長約217 m，建筑面積38 000 m2[15]，其剖面見圖15。

1.5 各方案盾構(gòu)段斷面比較

各越江隧道方案由盾構(gòu)段+風(fēng)井+車站+明挖段組成，盾構(gòu)段斷面面積見表1。本文分別從地鐵和公路2個(gè)部分對(duì)土建投資進(jìn)行對(duì)比分析。

圖14 三陽路站合建段剖面圖(漢口)

圖15 徐家棚站合建段剖面圖(武昌)

1)對(duì)于各方案盾構(gòu)隧道橫斷面面積，公鐵合建方案分?jǐn)偟牡罔F面積(約108.9 m2)較地鐵單建方案(115.0 m2)略??； 分?jǐn)偟墓窋嗝婷娣e(約254.1 m2)較公路單建方案(286.2 m2)少約32.1 m2。公鐵合建斷面面積(363 m2)較地鐵單建+公路單建總斷面面積(401.2 m2)少38.2 m2。

2)對(duì)于公路隧道每車道分?jǐn)偯娣e，單建雙管4車道分?jǐn)倿?7.52 m2，單建雙管6車道分?jǐn)倿?7.7 m2，公鐵合建方案分?jǐn)倿?2.35 m2?？梢钥闯龉F合建方案斷面面積利用率高，單建4車道與6車道每車道面積利用率基本相當(dāng)。

3)僅從提供隧道功能的凈空斷面面積來看，公鐵合建隧道分?jǐn)偟牡罔F部分單線凈空斷面面積與地鐵單建單管方案基本一致； 公鐵合建隧道分?jǐn)偟墓凡糠置寇嚨纼艨諗嗝婷娣e與單建雙管4車道方案的每車道凈空斷面面積基本相當(dāng)，比單建雙管6車道方案的每車道凈空斷面面積大。

表1 各方案隧道盾構(gòu)段斷面面積(外輪廓)

2 經(jīng)濟(jì)分析

2.1 地鐵部分投資對(duì)比

土建投資主要包括盾構(gòu)區(qū)間、風(fēng)井及兩岸車站3部分的土建費(fèi)用。

2.1.1 盾構(gòu)區(qū)間土建費(fèi)用對(duì)比

盾構(gòu)區(qū)間包括掘進(jìn)及出渣、管片預(yù)制及運(yùn)輸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、端頭加固、泥漿處理系統(tǒng)、盾構(gòu)攤銷及其他(疏散平臺(tái)、監(jiān)測(cè)、降水)，具體經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表2。從工程數(shù)量對(duì)比來看，公鐵合建按3∶7比例分?jǐn)?，合建方案分?jǐn)偟牡罔F盾構(gòu)隧道大部分延米數(shù)量比單建地鐵盾構(gòu)隧道數(shù)量少。

合建與分建2種方案中，管片均采用C50預(yù)制混凝土，單位體積含鋼量約為180 kg/m3； 內(nèi)部結(jié)構(gòu)混凝土均為C40商品混凝土及預(yù)制混凝土，單位體積含鋼量約為160 kg； 端頭加固方式以旋噴樁及凍結(jié)法為主。從單價(jià)對(duì)比來看，管片預(yù)制及運(yùn)輸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、端頭加固、泥漿處理系統(tǒng)等指標(biāo)基本相同。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異主要集中在盾構(gòu)區(qū)間的掘進(jìn)及出渣、盾構(gòu)攤銷方面。受盾構(gòu)掘進(jìn)斷面、注漿量、防水量、出渣量等影響，合建掘進(jìn)及出渣單價(jià)比單建高3.31萬元/延米。

直徑15 m級(jí)盾構(gòu)設(shè)備購置及運(yùn)輸費(fèi)約4億元/臺(tái)，直徑12 m級(jí)盾構(gòu)設(shè)備購置及運(yùn)輸費(fèi)約3.1億元/臺(tái)，兩者均以10 km掘進(jìn)距離攤銷時(shí)，盾構(gòu)每延米的攤銷費(fèi)用相差0.9萬元。但由于武漢長江公鐵隧道為首次采用外徑15.2 m的盾構(gòu)，因此需單獨(dú)為此項(xiàng)目制造盾構(gòu)，且后續(xù)同類項(xiàng)目較少，為了更符合實(shí)際市場(chǎng)情況，按設(shè)備購置費(fèi)的40%攤銷較為合適，2臺(tái)盾構(gòu)分?jǐn)偟降罔F部分的投資需額外增加1.31萬元/延米。

從表2可見，對(duì)于純盾構(gòu)區(qū)間土建費(fèi)用，合建分?jǐn)偟牡罔F經(jīng)濟(jì)指標(biāo)約為21.65萬元/延米，單建地鐵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)約為22.30萬元/延米，合建比單建節(jié)省投資0.65萬元/延米。

表2 單建、合建地鐵部分盾構(gòu)隧道經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

2.1.2 風(fēng)井工程土建費(fèi)用對(duì)比

合建段(盾構(gòu)段+風(fēng)井段)總長度約為2 710延米，合建方案設(shè)置2座中間風(fēng)井，折算成建筑面積分別為16 899 m2和11 654 m2。2座中間風(fēng)井尺寸大，地質(zhì)條件差，覆土深，采用連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其土建費(fèi)用約為46 469萬元，分?jǐn)偟降罔F的費(fèi)用約為13 940萬元。

秘色瓷文化具有自身的文化優(yōu)勢(shì)，這是不可否認(rèn)。但是文化的進(jìn)步過程中，文化之間的交流是必不可少的。加強(qiáng)文化之間的溝通交流可以讓秘色瓷文化獲得更好的發(fā)展。例如新時(shí)代背景下，人們對(duì)于健康的品質(zhì)生活追求越來越高，飲茶的人也越來越多。而秘色瓷文化和茶文化有著密切的關(guān)系。在古代，唐代茶圣陸羽就在自己所撰寫的《茶經(jīng)》中對(duì)于茶具的選擇有著較高的要求。茶具的配置也被看作是飲茶人品位追求、文化內(nèi)涵的體現(xiàn)。而秘色瓷作為一種具有高檔瓷器被大眾所追捧。中國人對(duì)于茶文化的熱愛，在一定程度上也帶動(dòng)了秘色瓷文化的發(fā)展。新時(shí)代背景下，我們?cè)诖蛟烀厣善放莆幕倪^程中，也可以積極將其與茶文化結(jié)合在一起。

增加中間風(fēng)井后，合建方案分?jǐn)偟牡罔F經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變?yōu)?5.83萬元/延米，比單建地鐵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)22.30萬元/延米增加3.53萬元/延米。合建段分?jǐn)偟牡罔F部分費(fèi)用如表3所示。

表3 合建段分?jǐn)偟牡罔F部分費(fèi)用

2.1.3 地鐵車站工程土建費(fèi)用對(duì)比

合建方案的2座車站受公路隧道影響，三陽路站一般段基坑深度為18～21 m，徐家棚站一般段基坑深度約為34 m； 單建方案黃浦路站一般段基坑深度約為19 m，徐家棚站一般段基坑深度約為24 m。合建方案的車站基坑深度較大，造成土建費(fèi)用指標(biāo)比單建高。地鐵兩岸車站(含小盾構(gòu)段)土建費(fèi)用對(duì)比如表4所示。

表4 地鐵兩岸車站(含小盾構(gòu)段)土建費(fèi)用對(duì)比

2.1.4 地鐵投資對(duì)比

綜合盾構(gòu)區(qū)間、中間風(fēng)井、兩岸車站3部分投資，按長度4 191 m進(jìn)行對(duì)比分析，合建方案分?jǐn)偟牡罔F費(fèi)用較單建地鐵方案增加1.74億元，合建方案分?jǐn)偟牡罔F經(jīng)濟(jì)指標(biāo)約47.25萬元/延米，單建地鐵方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)約43.10萬元/延米，2種方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相差4.15萬元/延米，具體見表5。

表5 地鐵盾構(gòu)區(qū)間、中間風(fēng)井、兩岸車站土建費(fèi)用對(duì)比

2.2 公路部分投資對(duì)比

2.2.1 單建雙向4車道方案與公鐵合建方案對(duì)比

武漢長江公路隧道建成于2008年，比武漢長江公鐵隧道2018年通車早10年。長江公路隧道建設(shè)費(fèi)用與武漢長江公鐵隧道經(jīng)濟(jì)指標(biāo)存在較大差異，人工價(jià)格增幅87%，混凝土及水泥價(jià)格等增幅26%，鋼材價(jià)格增幅10%，電價(jià)格增幅32%。整體價(jià)格增幅較大，折算為平均整體增幅約52%，因此僅從宏觀上進(jìn)行簡(jiǎn)單比較分析。

2.2.1.1 盾構(gòu)段土建費(fèi)用對(duì)比

武漢長江公路隧道和武漢長江公鐵隧道盾構(gòu)段土建費(fèi)用對(duì)比見表6。由表可知，武漢長江公鐵隧道土建經(jīng)濟(jì)指標(biāo)約為武漢長江公路隧道的2倍，主要差異在于兩者盾構(gòu)外徑引起的掘進(jìn)、管片、盾構(gòu)攤銷、中間風(fēng)井等數(shù)量及費(fèi)用相差較大。武漢長江公路隧道外徑11.0 m，雙管斷面面積為190.06 m2。武漢長江公鐵隧道外徑15.2 m，雙管斷面面積為363.0 m2，按3∶7折算公路隧道斷面面積為254.1 m2，則其斷面面積約為武漢長江公路隧道斷面面積的1.34倍。

表6 武漢長江公路隧道和武漢長江公鐵隧道盾構(gòu)段土建費(fèi)用對(duì)比

2.2.1.2 總投資對(duì)比

武漢長江公路隧道和武漢長江公鐵隧道總投資對(duì)比見表7。由表6和表7可知，武漢長江公鐵隧道總投資經(jīng)濟(jì)指標(biāo)約為長江公路隧道的3倍，土建費(fèi)用是武漢長江公鐵隧道的2倍。武漢長江公鐵隧道的房屋拆遷多，拆遷費(fèi)高，此部分費(fèi)用導(dǎo)致總投資經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比武漢長江隧道又多1倍。

表7 武漢長江公路隧道和武漢長江公鐵隧道總投資對(duì)比

2.2.2 單建雙管6車道方案與公鐵合建方案土建費(fèi)用對(duì)比

見表8。

表8 單建雙管6車道方案與公鐵合建方案土建費(fèi)用對(duì)比

從表8可知，2方案在公路隧道方面有以下特點(diǎn)：

1)盾構(gòu)段，因武漢長江公鐵隧道分?jǐn)偟墓范軜?gòu)段斷面小，其盾構(gòu)段費(fèi)用較單建雙管6車道公路隧道盾構(gòu)段低約4.07億元。

2)合建段明挖結(jié)構(gòu)(風(fēng)井、徐家棚站和三陽路站)，合建處費(fèi)用分?jǐn)偘垂匪淼澜ㄖ娣e與地鐵結(jié)構(gòu)建筑面積比例劃分，合建方案明挖結(jié)構(gòu)(風(fēng)井、車站和明挖段)合計(jì)費(fèi)用約為13.02億元，單建方案明挖結(jié)構(gòu)合計(jì)費(fèi)用約為12.11億元，合建方案比單建方案費(fèi)用高約0.91億元。

綜上，公鐵合建雙管方案分?jǐn)偟?車道費(fèi)用比單建雙管6車道方案(盾構(gòu)段+風(fēng)井明挖段)低約3.16億元。

2.3 經(jīng)濟(jì)性差異分析

對(duì)于武漢長江公鐵隧道，按地鐵、公路所占面積分?jǐn)?，可以總結(jié)出如下結(jié)論：

1)純盾構(gòu)段，合建方案分?jǐn)偟牡罔F盾構(gòu)土建經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為21.65萬元/延米(已考慮超大直徑盾構(gòu)攤銷費(fèi)用增加)，單建地鐵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)22.30萬元/延米，合建較單建盾構(gòu)每延米少0.65萬元。

2)考慮盾構(gòu)段、長江隧道兩端車站和區(qū)間風(fēng)井的情況下，合建方案分?jǐn)偟牡罔F土建經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為47.25萬元/延米，單建地鐵(含車站)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為43.10萬元/延米，合建公鐵隧道分?jǐn)偤蟮牡罔F土建經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較單建地鐵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高4.15萬元/延米。合建方案地鐵線路埋深大，導(dǎo)致合建段處風(fēng)井和車站費(fèi)用增加，致使合建方案分?jǐn)偟牡罔F費(fèi)用較單建地鐵費(fèi)用高。當(dāng)合建方案車站與公路隧道不合建時(shí)，且車站埋深未因公路隧道加大時(shí)，那么僅有合建段處風(fēng)井工程增加的費(fèi)用。

3)考慮盾構(gòu)段、區(qū)間風(fēng)井和明挖段情況下，合建方案分?jǐn)偤蟮墓匪淼?雙管雙向6車道)土建經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為55.51萬元/延米，較單建的長江公路隧道(雙管雙向6車道)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(62.31萬元/延米)少6.8萬元/延米。因單建雙管方案(隧道外徑13.5 m)斷面利用率低，單建方案盾構(gòu)段費(fèi)用較合建方案分?jǐn)偟墓焚M(fèi)用高約4.07億元；合建方案引起風(fēng)井和車站處基坑深度大，導(dǎo)致分?jǐn)偟墓焚M(fèi)用增加約0.91億元。單建方案較合建方案費(fèi)用合計(jì)高3.16億元。

4)根據(jù)2)和3)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，合建方案每延米造價(jià)約102.76萬元，單建地鐵+單建公路(6車道)每延米造價(jià)約105.41萬元，合建方案與單建地鐵+單建公路(6車道)方案的投資相差不大。

5)考慮盾構(gòu)與風(fēng)井段的情況下，公鐵合建隧道分?jǐn)偤蟮墓匪淼?雙向6車道)土建經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為59.21萬元/延米，是單建長江公路隧道(雙向4車道)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(28.36/延米)的1.37倍(已扣除物價(jià)上漲的1.52倍)，與車道面積比(分?jǐn)?車道面積/分?jǐn)?車道面積=1.34)基本相當(dāng)。

6)除了土建工程費(fèi)用，總投資還包含大量的工程拆遷費(fèi)用，各方案總投資不具有可比性。

3 結(jié)論與討論

本文將武漢公鐵合建隧道土建投資按照地鐵與公路面積分?jǐn)?，并與相應(yīng)的單建地鐵過江隧道、單建公路過江隧道土建投資進(jìn)行對(duì)比分析，得到以下結(jié)論：

1)在地鐵比較方面，合建方案因地鐵隧道分?jǐn)偯娣e小，分?jǐn)偟牡罔F隧道費(fèi)用較分建單管雙線隧道(外徑12.1 m)低； 合建方案中風(fēng)井和車站基坑深度大，導(dǎo)致合建分?jǐn)偟牡罔F明挖結(jié)構(gòu)(風(fēng)井和車站)費(fèi)用較單建明挖結(jié)構(gòu)高。本次比較中合建方案車站規(guī)模小、分建車站規(guī)模較大，若2種方案車站規(guī)模一致，則合建分?jǐn)偟牡罔F費(fèi)用更高。

2)在公路比較方面，單建公路采用雙管隧道(外徑13.5 m)，斷面利用率低，較合建分?jǐn)偟墓匪淼蕾M(fèi)用高；無論是合建還是分建，因公路隧道位于上層，公路隧道路面標(biāo)高可維持不變，導(dǎo)致合建段明挖結(jié)構(gòu)(風(fēng)井和車站)分?jǐn)偟墓匪淼蕾M(fèi)用有一定增加。綜合考慮盾構(gòu)段+明挖段，合建方案較單建方案費(fèi)用低。

3)綜合地鐵+公路土建費(fèi)用，合建方案土建總費(fèi)用約45.61億元，單建方案土建總費(fèi)用約47.04億元，若車站長度等規(guī)模一致的情況下，兩者差距會(huì)減小。

4)本文未研究單建公路隧道方案采用單管外徑15.5～16.0 m超大直徑盾構(gòu)的情況。若過江隧道風(fēng)險(xiǎn)可控，則單建公路單管+單建地鐵單管方案費(fèi)用較合建雙管方案低，該種單建方案將是最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)方案。

5)從城市核心區(qū)的發(fā)展方面考慮，市區(qū)內(nèi)過江通道資源有限，3車道公路隧道的服務(wù)水平遠(yuǎn)優(yōu)于2車道公路隧道。研究發(fā)現(xiàn)，合建方案中地鐵部分增加投資費(fèi)用不多，單建方案公路隧道增加投資費(fèi)用不多。過江隧道在前期是否采用公鐵合建方案，不僅要從經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行對(duì)比分析，還需考慮過江隧道的資源、技術(shù)方案、超大盾構(gòu)和超深基坑施工風(fēng)險(xiǎn)、征地拆遷、工期等因素。