武漢長江隧道公鐵合建與分建的經(jīng)濟性對比分析

熊朝輝， 彭慧瓊， 孫雪兵

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司， 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號線長江隧道、地鐵4號線長江隧道(外徑6.2 m)、地鐵8號線長江隧道(外徑12.1 m)和地鐵7號線三陽路公鐵合建長江隧道(簡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]、濟南黃河隧道[2-3]、武漢長江公鐵隧道。前2個隧道預(yù)留的地鐵線路尚未運營，武漢長江公鐵隧道地鐵和公路均已運營。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[14]等方面，尚未有從經(jīng)濟角度研究武漢過江隧道的文獻，且國內(nèi)外也未有從經(jīng)濟角度對公鐵合建盾構(gòu)隧道與分建盾構(gòu)隧道進行對比分析的文獻。

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號線長江隧道(單建單管，2017年通車)、武漢長江公鐵隧道(與7號線合建，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)濟角度出發(fā)，對武漢過江隧道公鐵合建與分建模式下的土建費用進行對比分析，以期為后續(xù)水下盾構(gòu)隧道公鐵合建與分建方案經(jīng)濟比選提供依據(jù)。

1 工程實施方案

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。雙管隧道合計為雙向4車道，設(shè)計車速為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)機房(簡稱風(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)量分數(shù)高達65%，使得盾構(gòu)刀具磨耗嚴重。

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號線長江隧道)

1.3.1 隧道工程概況

武漢地鐵8號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、粉細砂層、圓礫土、強風(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20 cm左右，抗壓強度大于180 MPa，該段盾構(gòu)掘進刀盤磨損大，結(jié)泥餅嚴重，施工進度慢。

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，隧道最低點處可設(shè)置廢水泵房，如圖8所示。

圖7 武漢地鐵8號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級疏解，兩岸共設(shè)置8個匝道，漢口側(cè)設(shè)置有地下2層三陽路站(側(cè)式站臺)、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)、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營階段抗浮的前提下設(shè)計縱斷面，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，實現(xiàn)地鐵隧道與公路隧道豎向上的分離，并為地鐵7號線車站的設(shè)置提供條件。

隧道穿越的地層主要為中密—密實粉細砂層，局部下切強風(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)泥餅嚴重，施工進度較地鐵8號線長江隧道慢，掘進較為困難。

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)機房(簡稱風(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。

為了合理分攤地鐵與公路隧道的土建投資，分攤原則為按項目使用的內(nèi)輪廓橫斷面面積比例分攤。盾構(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，分攤到地鐵部分約0.6座。故本文按盾構(gòu)段內(nèi)3∶7原則分攤地鐵和公路土建投資。

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個部分對土建投資進行對比分析。

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)對于各方案盾構(gòu)隧道橫斷面面積，公鐵合建方案分攤的地鐵面積(約108.9 m2)較地鐵單建方案(115.0 m2)略?。?分攤的公路斷面面積(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)對于公路隧道每車道分攤面積，單建雙管4車道分攤為47.52 m2，單建雙管6車道分攤為47.7 m2，公鐵合建方案分攤為42.35 m2。可以看出公鐵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，公鐵合建隧道分攤的地鐵部分單線凈空斷面面積與地鐵單建單管方案基本一致； 公鐵合建隧道分攤的公路部分每車道凈空斷面面積與單建雙管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)濟分析

2.1 地鐵部分投資對比

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

2.1.1 盾構(gòu)區(qū)間土建費用對比

盾構(gòu)區(qū)間包括掘進及出渣、管片預(yù)制及運輸、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、監(jiān)測、降水)，具體經(jīng)濟指標見表2。從工程數(shù)量對比來看，公鐵合建按3∶7比例分攤，合建方案分攤的地鐵盾構(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。從單價對比來看，管片預(yù)制及運輸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、端頭加固、泥漿處理系統(tǒng)等指標基本相同。經(jīng)濟指標差異主要集中在盾構(gòu)區(qū)間的掘進及出渣、盾構(gòu)攤銷方面。受盾構(gòu)掘進斷面、注漿量、防水量、出渣量等影響，合建掘進及出渣單價比單建高3.31萬元/延米。

直徑15 m級盾構(gòu)設(shè)備購置及運輸費約4億元/臺，直徑12 m級盾構(gòu)設(shè)備購置及運輸費約3.1億元/臺，兩者均以10 km掘進距離攤銷時，盾構(gòu)每延米的攤銷費用相差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)，因此需單獨為此項目制造盾構(gòu)，且后續(xù)同類項目較少，為了更符合實際市場情況，按設(shè)備購置費的40%攤銷較為合適，2臺盾構(gòu)分攤到地鐵部分的投資需額外增加1.31萬元/延米。

從表2可見，對于純盾構(gòu)區(qū)間土建費用，合建分攤的地鐵經(jīng)濟指標約為21.65萬元/延米，單建地鐵經(jīng)濟指標約為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)濟指標對比

2.1.2 風(fēng)井工程土建費用對比

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)墻圍護結(jié)構(gòu)，其土建費用約為46 469萬元，分攤到地鐵的費用約為13 940萬元。

秘色瓷文化具有自身的文化優(yōu)勢，這是不可否認。但是文化的進步過程中，文化之間的交流是必不可少的。加強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。例如新時代背景下，人們對于健康的品質(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。中國人對于茶文化的熱愛，在一定程度上也帶動了秘色瓷文化的發(fā)展。新時代背景下，我們在打造秘色瓷品牌文化的過程中，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，合建方案分攤的地鐵經(jīng)濟指標變?yōu)?5.83萬元/延米，比單建地鐵經(jīng)濟指標22.30萬元/延米增加3.53萬元/延米。合建段分攤的地鐵部分費用如表3所示。

表3 合建段分攤的地鐵部分費用

2.1.3 地鐵車站工程土建費用對比

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，造成土建費用指標比單建高。地鐵兩岸車站(含小盾構(gòu)段)土建費用對比如表4所示。

表4 地鐵兩岸車站(含小盾構(gòu)段)土建費用對比

2.1.4 地鐵投資對比

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進行對比分析，合建方案分攤的地鐵費用較單建地鐵方案增加1.74億元，合建方案分攤的地鐵經(jīng)濟指標約47.25萬元/延米，單建地鐵方案經(jīng)濟指標約43.10萬元/延米，2種方案經(jīng)濟指標相差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、兩岸車站土建費用對比

2.2 公路部分投資對比

2.2.1 單建雙向4車道方案與公鐵合建方案對比

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)費用與武漢長江公鐵隧道經(jīng)濟指標存在較大差異，人工價格增幅87%，混凝土及水泥價格等增幅26%，鋼材價格增幅10%，電價格增幅32%。整體價格增幅較大，折算為平均整體增幅約52%，因此僅從宏觀上進行簡單比較分析。

2.2.1.1 盾構(gòu)段土建費用對比

武漢長江公路隧道和武漢長江公鐵隧道盾構(gòu)段土建費用對比見表6。由表可知，武漢長江公鐵隧道土建經(jīng)濟指標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、管片、盾構(gòu)攤銷、中間風(fēng)井等數(shù)量及費用相差較大。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)段土建費用對比

2.2.1.2 總投資對比

武漢長江公路隧道和武漢長江公鐵隧道總投資對比見表7。由表6和表7可知，武漢長江公鐵隧道總投資經(jīng)濟指標約為長江公路隧道的3倍，土建費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，拆遷費高，此部分費用導(dǎo)致總投資經(jīng)濟指標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比

2.2.2 單建雙管6車道方案與公鐵合建方案土建費用對比

見表8。

表8 單建雙管6車道方案與公鐵合建方案土建費用對比

從表8可知，2方案在公路隧道方面有以下特點：

1)盾構(gòu)段，因武漢長江公鐵隧道分攤的公路盾構(gòu)段斷面小，其盾構(gòu)段費用較單建雙管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)，合建處費用分攤按公路隧道建筑面積與地鐵結(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)合計費用約為13.02億元，單建方案明挖結(jié)構(gòu)合計費用約為12.11億元，合建方案比單建方案費用高約0.91億元。

綜上，公鐵合建雙管方案分攤的6車道費用比單建雙管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)濟性差異分析

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

1)純盾構(gòu)段，合建方案分攤的地鐵盾構(gòu)土建經(jīng)濟指標為21.65萬元/延米(已考慮超大直徑盾構(gòu)攤銷費用增加)，單建地鐵經(jīng)濟指標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，合建方案分攤的地鐵土建經(jīng)濟指標為47.25萬元/延米，單建地鐵(含車站)經(jīng)濟指標為43.10萬元/延米，合建公鐵隧道分攤后的地鐵土建經(jīng)濟指標較單建地鐵經(jīng)濟指標高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)井和車站費用增加，致使合建方案分攤的地鐵費用較單建地鐵費用高。當(dāng)合建方案車站與公路隧道不合建時，且車站埋深未因公路隧道加大時，那么僅有合建段處風(fēng)井工程增加的費用。

3)考慮盾構(gòu)段、區(qū)間風(fēng)井和明挖段情況下，合建方案分攤后的公路隧道(雙管雙向6車道)土建經(jīng)濟指標為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)濟指標(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)段費用較合建方案分攤的公路費用高約4.07億元；合建方案引起風(fēng)井和車站處基坑深度大，導(dǎo)致分攤的公路費用增加約0.91億元。單建方案較合建方案費用合計高3.16億元。

4)根據(jù)2)和3)經(jīng)濟指標分析，合建方案每延米造價約102.76萬元，單建地鐵+單建公路(6車道)每延米造價約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，公鐵合建隧道分攤后的公路隧道(雙向6車道)土建經(jīng)濟指標為59.21萬元/延米，是單建長江公路隧道(雙向4車道)經(jīng)濟指標(28.36/延米)的1.37倍(已扣除物價上漲的1.52倍)，與車道面積比(分攤6車道面積/分攤4車道面積=1.34)基本相當(dāng)。

6)除了土建工程費用，總投資還包含大量的工程拆遷費用，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攤，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行對比分析，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攤面積小，分攤的地鐵隧道費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)致合建分攤的地鐵明挖結(jié)構(gòu)(風(fēng)井和車站)費用較單建明挖結(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，則合建分攤的地鐵費用更高。

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，較合建分攤的公路隧道費用高；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)分攤的公路隧道費用有一定增加。綜合考慮盾構(gòu)段+明挖段，合建方案較單建方案費用低。

3)綜合地鐵+公路土建費用，合建方案土建總費用約45.61億元，單建方案土建總費用約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)險可控，則單建公路單管+單建地鐵單管方案費用較合建雙管方案低，該種單建方案將是最優(yōu)的經(jīng)濟方案。

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用不多，單建方案公路隧道增加投資費用不多。過江隧道在前期是否采用公鐵合建方案，不僅要從經(jīng)濟上進行對比分析，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、征地拆遷、工期等因素。