城市軌道交通地下工程造價(jià)影響因素探析

樊穎　孫太朋

【摘? ? 要】： 對不同城市軌道交通工程造價(jià)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，歸納總結(jié)軌道交通線路的總成本構(gòu)成和主要成本組成部分，指出優(yōu)化軌道交通項(xiàng)目投資需著重關(guān)注的費(fèi)用；從宏觀和微觀兩個(gè)層面分析了城市軌道交通地下工程造價(jià)水平的主要影響因素，重點(diǎn)識別了不同因素與工程造價(jià)水平的內(nèi)在邏輯關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】： 軌道交通；造價(jià)；成本；工程投資

【中圖分類號】：U251.1【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2023）05-44-04

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.05.011

Influencing Factors of Urban Rail Transit Underground Engineering Cost

FAN Ying，SUN Taipeng

（Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute Co. Ltd.， Tianjin 300392， China）

【Abstract】：The paper makes a statistical analysis of the cost indicators of rail transit projects in different cities， summarizes the total cost composition and main cost components of rail transit lines， points out the key points that need to be paid attention to when optimizing rail transit project investment cost， and analyzed the main influencing factors of the cost level of urban rail transit underground projects from the macro and micro levels， focusing on identifying the internal logical relationship between different factors and project cost levels.

【Key words】：rail transit; cost; engineering investment

近年來，我國城市軌道交通建設(shè)取得了快速發(fā)展，但持續(xù)升高的工程投資給各級政府帶來了沉重的財(cái)政壓力，在一定程度上制約了城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展[1]；因此對軌道交通建設(shè)投資控制的研究具有重要意義。當(dāng)前國內(nèi)對軌道交通投資控制研究更多是從單一因素進(jìn)行分析，本文將軌道交通線路作為一個(gè)系統(tǒng)，從宏觀因素和微觀因素兩個(gè)層面分析造價(jià)影響因素內(nèi)在邏輯，形成一套造價(jià)控制方面比較系統(tǒng)的投資指標(biāo)控制參考體系。

1 投資涵蓋內(nèi)容及控制要素

軌道交通（地鐵）是由多系統(tǒng)構(gòu)成的城市大型基礎(chǔ)設(shè)施，涵蓋了土建系統(tǒng)（車站、區(qū)間、軌道等）、設(shè)備安裝系統(tǒng)（通信、信號、供電、給排水等）及車輛等十余個(gè)子系統(tǒng)，涉及造價(jià)子目繁多，投資體系全面而復(fù)雜。

以天津地鐵8號線、大連地鐵4號線和沈陽地鐵6號線為例，由車站、區(qū)間構(gòu)成的土建系統(tǒng)造價(jià)在地鐵全線路中投資占比最高，為35%～40%，平均35.99%；其次為機(jī)電工程費(fèi)，為23%～26%，平均23.28%；再次是前期工程費(fèi)，為10%～25%，平均16.01%；其他費(fèi)用平均為8.11%，預(yù)備費(fèi)用約為4%，車輛購置費(fèi)及建設(shè)期貸款利息各占約12%～15%，平均12.45%。見表1。

2 造價(jià)水平宏觀影響因素

土建（車站、區(qū)間）費(fèi)用、設(shè)備安裝（機(jī)電）費(fèi)用和前期費(fèi)用（征拆、管線切改等）是軌道交通（地鐵）投資控制的主要部分，這些費(fèi)用受地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及方案、定額水平等因素影響。

2.1 地質(zhì)條件及周邊環(huán)境

地質(zhì)條件和環(huán)境決定了車站的技術(shù)特征（埋深、大小、形式和層高等）、區(qū)間的工法選擇、風(fēng)險(xiǎn)源處置措施。以天津?yàn)槔?，作為典型的軟土地區(qū)，軟土層、砂（粉）性土層及高地下水位是主要地質(zhì)特征，為了保證基坑的穩(wěn)定性，車站主體一般選用地下連續(xù)墻等穩(wěn)定性好、止水性強(qiáng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式[2]，因此天津地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)占車站投資比例約為30%；而大連、烏魯木齊地區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般選用鉆孔樁且不設(shè)止水帷幕，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)投資占比為20%。

2.2 建設(shè)（設(shè)計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)

軌道交通所處城市區(qū)位是建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的重要條件；同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)水平提高和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，軌道交通智慧化和設(shè)備先進(jìn)性也在不斷提高，提高標(biāo)準(zhǔn)對乘車體驗(yàn)、舒適性及節(jié)能的效果也愈發(fā)明顯。作為軌道交通線路的宏觀指標(biāo)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的高低是影響軌道交通投資最顯著因素。

2.3 建設(shè)規(guī)劃及線路走向

軌道交通建設(shè)規(guī)劃涉及的地鐵線路建設(shè)次序及走向?qū)ㄔO(shè)投資影響巨大。一般市區(qū)段由于人口密度大，住宅、社區(qū)、商業(yè)相對集中，平均站間距相對較小，線路經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對較高，同時(shí)市區(qū)段有大量拆遷和管線切改等前期工程內(nèi)容，投資也較高；郊區(qū)段則反之，站間距可以相對加大，征拆投資也相對市區(qū)段便宜。因此地鐵線路市區(qū)段及郊區(qū)段所占比重對線路經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響最為直接；另一方面隨著城市軌道交通線路織密，后續(xù)線路建設(shè)因埋深不斷加大，換乘站越來越多，也會導(dǎo)致線路經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐步升高。

2.4 土建工程方案

由于土建工程占軌道交通投資比重較大，為35%左右；因此土建工程方案選擇對軌道交通投資影響舉足輕重。以天津地鐵6號線二期工程天津大學(xué)北洋園校區(qū)站為例，比選方案為①地下兩層站和②地下一層站；從投資因素進(jìn)行比選，方案①土建造價(jià)高、前期占地費(fèi)用少；方案②土建造價(jià)低、前期費(fèi)用相對多。綜合土建及前期費(fèi)用只考慮該車站方案，方案②更優(yōu)；但是考慮對區(qū)間工程影響，方案②區(qū)間埋深較淺，導(dǎo)致靠近車站兩側(cè)區(qū)間區(qū)段需采用頂管法，投資大幅增加；因此，選用方案①地下兩層站才為最優(yōu)解。從上述案例可以看出，從全線的角度對土建方案進(jìn)行比選對節(jié)約軌道交通投資具有重要作用。

2.5 機(jī)電工程設(shè)備

機(jī)電設(shè)備安裝工程投資占軌道交通全線總投資比重約12%，也是投資中重要組成部分。對通信系統(tǒng)、FAS及BAS系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等多個(gè)機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備合理選型，對節(jié)約建設(shè)投資也有一定積極作用。

2.6 列車車型選擇及編組

一般根據(jù)軌道交通線路走向，高峰時(shí)斷面客流，結(jié)合運(yùn)營時(shí)行車間隔等因素來確定列車車型及編組數(shù)量，車型影響區(qū)間斷面尺寸，編組影響車站長度規(guī)模，進(jìn)而影響軌道交通線路長度經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

2.7 各地城市軌道交通計(jì)價(jià)水平

不同城市軌道交通概預(yù)算編制選用的定額、取費(fèi)和價(jià)格信息對投資結(jié)果也有較大影響。同樣的設(shè)計(jì)方案在不同城市進(jìn)行定額組價(jià)，結(jié)果有時(shí)差異較大；這主要是受當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)單位管理水平和施工企業(yè)平均先進(jìn)水平的影響。隨著市場化不斷擴(kuò)大，城市區(qū)域間建設(shè)管理技術(shù)水平正在逐步縮小。

2.8 小結(jié)

通過各地軌道交通投資指標(biāo)對比，發(fā)現(xiàn)車輛編組及車型、平均站間距、平均車站面積、前期工程費(fèi)對線路的正線指標(biāo)影響顯著。

車輛編組對車站規(guī)模和區(qū)間斷面大小影響較大，對投資影響為正相關(guān)；平均站間距越小，正線指標(biāo)越大，一般軌道交通市區(qū)段站間距比郊區(qū)段平均站間距小，所以當(dāng)線路市區(qū)段占比越高正線指標(biāo)也就越大。此外，車站的平均埋深對正線公里指標(biāo)也有一定影響，一般隨著城市軌道線網(wǎng)越來越密，后續(xù)線路換乘站等非標(biāo)準(zhǔn)站增多，車站、區(qū)間平均埋深不斷增加，后續(xù)建設(shè)線路正線指標(biāo)也越大。見表2。

3 造價(jià)水平微觀影響因素

基于城市軌道交通項(xiàng)目宏觀影響因素分析，結(jié)合實(shí)際工程實(shí)踐及相關(guān)案例，城市軌道交通項(xiàng)目造價(jià)水平微觀影響因素包括施工工法、土建圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式、土石方開挖方式、支撐體系、混凝土等級及防滲防水、鋼筋含量、風(fēng)險(xiǎn)源和設(shè)備系統(tǒng)智能化。

3.1 施工工法

3.1.1車站

主要包括明挖法、蓋挖法（包括順作和逆作兩種）和淺埋暗挖法。明挖車站的土建工程費(fèi)用最低，征地拆遷、管線切改、交通導(dǎo)行、綠化遷移等涉及場地的前期費(fèi)用投資較大，場地條件優(yōu)良的區(qū)域可優(yōu)先選擇明挖法施工。與明挖法相比蓋挖法土建投資略高，綜合考慮前期費(fèi)用總造價(jià)與明挖法相差不大，一般在城市中心區(qū)域征拆補(bǔ)償成本較高區(qū)段優(yōu)先選用蓋挖法。與上述兩種工法相比，淺埋暗挖法土建投資最高，占地面積相對較小，在地質(zhì)條件和工期允許且征拆成本較高時(shí)可選用。

3.1.2.區(qū)間

較為成熟的方法有明挖法、盾構(gòu)法、礦山法，3種工法有各自的適用范圍和特點(diǎn)。一般明挖法適用于出入段線及區(qū)間埋深較淺區(qū)域，由于特有的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，區(qū)間經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高；礦山法施工難度大、周期長，區(qū)間經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較高；盾構(gòu)法是軌道交通地下區(qū)間最常用的施工工法，其可以較好控制地面沉降及防水效果好，在區(qū)間施工中為優(yōu)先選擇工法。從投資角度，上述區(qū)間造價(jià)指標(biāo)一般明挖法＞礦山法＞盾構(gòu)法。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式

主要有地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、鉆孔咬合樁和SMW 工法樁。地下連續(xù)墻多適用于地下水位高的軟土地區(qū)，天津、上海等地區(qū)一般采用該種圍護(hù)形式；鉆孔灌注樁適用于多種地質(zhì)條件，根據(jù)所在區(qū)域地下水位高低選擇是否設(shè)置止水帷幕，天津地區(qū)一般采用鉆孔灌注樁+止水帷幕形式，大連、沈陽、烏魯木齊等地一般采用不設(shè)止水帷幕的鉆孔灌注樁形式；鉆孔咬合樁整體剛度比地下連續(xù)墻低，比鉆孔灌注樁高，沈陽、大連等地區(qū)多采用該種圍護(hù)形式。SMW工法樁在軟土地區(qū)車站附屬結(jié)構(gòu)圍護(hù)中采用較多，天津地區(qū)車站出入口及風(fēng)道圍護(hù)結(jié)構(gòu)多采用該種形式。從投資角度，地下連續(xù)墻＞鉆孔灌注樁＞鉆孔咬合樁＞SMW 工法樁。

3.3 土石方開挖方式

主要包括機(jī)械開挖、微差爆破和靜力爆破。見表3。

3.4 支撐體系

一般包括支撐結(jié)構(gòu)、立柱和圍檁。在實(shí)際施工中根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐承載力要求、基坑深度、整體剛度要求選用鋼支撐、混凝土支撐及是否設(shè)置格構(gòu)柱。鋼支撐為最常用的支撐方式，混凝土支撐整體剛度性能最好，格構(gòu)柱一般在基坑較深時(shí)設(shè)置。

3.5 混凝土強(qiáng)度及抗?jié)B、防水等級

車站主體結(jié)構(gòu)混凝土包括底板、頂板、中板、側(cè)墻、頂梁、底梁、中梁、柱、軌頂風(fēng)道、站臺板、樓梯等，區(qū)間主體結(jié)構(gòu)主要為混凝土管片、暗挖襯砌混凝土等。車站、區(qū)間埋深，混凝土及防水等級及不同城市地質(zhì)條件和區(qū)域水系對造價(jià)水平有一定影響。

3.6 鋼筋含量

混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋含量對造價(jià)水平影響較大，地質(zhì)條件和周邊環(huán)境決定混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋含量。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際地質(zhì)條件及相關(guān)工程案例整理結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)站總體設(shè)計(jì)單位會提供推薦值；但特殊站需根據(jù)實(shí)際承載力計(jì)算確認(rèn)鋼筋含量。不同地區(qū)一般主體結(jié)構(gòu)鋼筋含量偏差不大；受地質(zhì)條件差異影響，圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋含量有一定差異。

3.7 風(fēng)險(xiǎn)源

風(fēng)險(xiǎn)源作為軌道交通項(xiàng)目土建工程差異化較大的影響因素，在實(shí)際項(xiàng)目中經(jīng)常出現(xiàn)預(yù)估不足或過大情況，對造價(jià)控制造成影響。施工中風(fēng)險(xiǎn)源實(shí)際影響因素有：鄰近建構(gòu)筑物變形及破壞；鄰近管線變形及破壞，特別是電力管線的傾覆折斷引發(fā)的事故；鄰近路面變形及塌陷；地下溶洞及液化土層等。

在勘察設(shè)計(jì)階段對風(fēng)險(xiǎn)源識別及防范措施作出準(zhǔn)確預(yù)估對造價(jià)控制具有重要作用。

3.8 設(shè)備系統(tǒng)智能化

3.8.1 環(huán)保

項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書是軌道減振和降噪設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，近年來對軌道減振要求越來越高，涉及環(huán)保投資也在加大。

3.8.2 全自動駕駛

全自動駕駛新技術(shù)采用現(xiàn)代技術(shù)信息手段，整合計(jì)算機(jī)、通信和控制模式等系統(tǒng)集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車全自動化運(yùn)行。以天津地鐵8號線為例，這種駕駛模式線路較常規(guī)投資增加約1 500萬元/km（正線）。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的智能化設(shè)備納入軌道交通工程中，近年來，風(fēng)水聯(lián)動系統(tǒng)技術(shù)、智慧軌道逐步應(yīng)用，公安通信、消防標(biāo)準(zhǔn)要求也越來越高，這些都增加了軌道交通的建設(shè)期投資[4]。

4 結(jié)語

城市軌道交通工程項(xiàng)目作為一種復(fù)雜的大型系統(tǒng)，造價(jià)影響因素十分復(fù)雜。通過測算軌道交通各系統(tǒng)投資權(quán)重，得出土建工程費(fèi)投資占比最高，為軌道交通工程投資控制重點(diǎn)。從宏觀因素和微觀因素兩個(gè)方面分析了軌道交通造價(jià)影響因素，宏觀因素作為項(xiàng)目實(shí)際的客觀條件決定了設(shè)計(jì)方案的比對選擇，進(jìn)而對微觀因素進(jìn)行組合分析測算不同方案造價(jià)水平，最終實(shí)現(xiàn)全線路造價(jià)控制。

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