城市軌道交通地下工程造價影響因素探析

樊穎　孫太朋

【摘? ? 要】： 對不同城市軌道交通工程造價指標進行統計分析，歸納總結軌道交通線路的總成本構成和主要成本組成部分，指出優化軌道交通項目投資需著重關注的費用；從宏觀和微觀兩個層面分析了城市軌道交通地下工程造價水平的主要影響因素，重點識別了不同因素與工程造價水平的內在邏輯關系。

【關鍵詞】： 軌道交通；造價；成本；工程投資

【中圖分類號】：U251.1【文獻標志碼】：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取得了快速發展，但持續升高的工程投資給各級政府帶來了沉重的財政壓力，在一定程度上制約了城市軌道交通的可持續發展[1]；因此對軌道交通建設投資控制的研究具有重要意義。當前國內對軌道交通投資控制研究更多是從單一因素進行分析，本文將軌道交通線路作為一個系統，從宏觀因素和微觀因素兩個層面分析造價影響因素內在邏輯，形成一套造價控制方面比較系統的投資指標控制參考體系。

1 投資涵蓋內容及控制要素

軌道交通（地鐵）是由多系統構成的城市大型基礎設施，涵蓋了土建系統（車站、區間、軌道等）、設備安裝系統（通信、信號、供電、給排水等）及車輛等十余個子系統，涉及造價子目繁多，投資體系全面而復雜。

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、區間構成的土建系統造價在地鐵全線路中投資占比最高，為35%～40%，平均35.99%；其次為機電工程費，為23%～26%，平均23.28%；再次是前期工程費，為10%～25%，平均16.01%；其他費用平均為8.11%，預備費用約為4%，車輛購置費及建設期貸款利息各占約12%～15%，平均12.45%。見表1。

2 造價水平宏觀影響因素

土建（車站、區間）費用、設備安裝（機電）費用和前期費用（征拆、管線切改等）是軌道交通（地鐵）投資控制的主要部分，這些費用受地質條件、周邊環境、建設標準及方案、定額水平等因素影響。

2.1 地質條件及周邊環境

地質條件和環境決定了車站的技術特征（埋深、大小、形式和層高等）、區間的工法選擇、風險源處置措施。以天津為例，作為典型的軟土地區，軟土層、砂（粉）性土層及高地下水位是主要地質特征，為了保證基坑的穩定性，車站主體一般選用地下連續墻等穩定性好、止水性強的圍護結構形式[2]，因此天津地區圍護結構占車站投資比例約為30%；而大連、烏魯木齊地區圍護結構一般選用鉆孔樁且不設止水帷幕，其圍護結構投資占比為20%。

2.2 建設（設計）標準

軌道交通所處城市區位是建設標準設定的重要條件；同時隨著經濟水平提高和經濟社會發展，軌道交通智慧化和設備先進性也在不斷提高，提高標準對乘車體驗、舒適性及節能的效果也愈發明顯。作為軌道交通線路的宏觀指標，建設標準的高低是影響軌道交通投資最顯著因素。

2.3 建設規劃及線路走向

軌道交通建設規劃涉及的地鐵線路建設次序及走向對建設投資影響巨大。一般市區段由于人口密度大，住宅、社區、商業相對集中，平均站間距相對較小，線路經濟指標相對較高，同時市區段有大量拆遷和管線切改等前期工程內容，投資也較高；郊區段則反之，站間距可以相對加大，征拆投資也相對市區段便宜。因此地鐵線路市區段及郊區段所占比重對線路經濟指標影響最為直接；另一方面隨著城市軌道交通線路織密，后續線路建設因埋深不斷加大，換乘站越來越多，也會導致線路經濟指標逐步升高。

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北洋園校區站為例，比選方案為①地下兩層站和②地下一層站；從投資因素進行比選，方案①土建造價高、前期占地費用少；方案②土建造價低、前期費用相對多。綜合土建及前期費用只考慮該車站方案，方案②更優；但是考慮對區間工程影響，方案②區間埋深較淺，導致靠近車站兩側區間區段需采用頂管法，投資大幅增加；因此，選用方案①地下兩層站才為最優解。從上述案例可以看出，從全線的角度對土建方案進行比選對節約軌道交通投資具有重要作用。

2.5 機電工程設備

機電設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、FAS及BAS系統、通風系統等多個機電系統進行設備合理選型，對節約建設投資也有一定積極作用。

2.6 列車車型選擇及編組

一般根據軌道交通線路走向，高峰時斷面客流，結合運營時行車間隔等因素來確定列車車型及編組數量，車型影響區間斷面尺寸，編組影響車站長度規模，進而影響軌道交通線路長度經濟指標。

2.7 各地城市軌道交通計價水平

不同城市軌道交通概預算編制選用的定額、取費和價格信息對投資結果也有較大影響。同樣的設計方案在不同城市進行定額組價，結果有時差異較大；這主要是受當地建設單位管理水平和施工企業平均先進水平的影響。隨著市場化不斷擴大，城市區域間建設管理技術水平正在逐步縮小。

2.8 小結

通過各地軌道交通投資指標對比，發現車輛編組及車型、平均站間距、平均車站面積、前期工程費對線路的正線指標影響顯著。

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

3 造價水平微觀影響因素

基于城市軌道交通項目宏觀影響因素分析，結合實際工程實踐及相關案例，城市軌道交通項目造價水平微觀影響因素包括施工工法、土建圍護結構形式、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、風險源和設備系統智能化。

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用最低，征地拆遷、管線切改、交通導行、綠化遷移等涉及場地的前期費用投資較大，場地條件優良的區域可優先選擇明挖法施工。與明挖法相比蓋挖法土建投資略高，綜合考慮前期費用總造價與明挖法相差不大，一般在城市中心區域征拆補償成本較高區段優先選用蓋挖法。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，在地質條件和工期允許且征拆成本較高時可選用。

3.1.2.區間

較為成熟的方法有明挖法、盾構法、礦山法，3種工法有各自的適用范圍和特點。一般明挖法適用于出入段線及區間埋深較淺區域，由于特有的圍護結構施工，區間經濟指標高；礦山法施工難度大、周期長，區間經濟指標較高；盾構法是軌道交通地下區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，在區間施工中為優先選擇工法。從投資角度，上述區間造價指標一般明挖法＞礦山法＞盾構法。

3.2 圍護結構形式

主要有地下連續墻、鉆孔灌注樁、鉆孔咬合樁和SMW 工法樁。地下連續墻多適用于地下水位高的軟土地區，天津、上海等地區一般采用該種圍護形式；鉆孔灌注樁適用于多種地質條件，根據所在區域地下水位高低選擇是否設置止水帷幕，天津地區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墻低，比鉆孔灌注樁高，沈陽、大連等地區多采用該種圍護形式。SMW工法樁在軟土地區車站附屬結構圍護中采用較多，天津地區車站出入口及風道圍護結構多采用該種形式。從投資角度，地下連續墻＞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

一般包括支撐結構、立柱和圍檁。在實際施工中根據圍護結構支撐承載力要求、基坑深度、整體剛度要求選用鋼支撐、混凝土支撐及是否設置格構柱。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，格構柱一般在基坑較深時設置。

3.5 混凝土強度及抗滲、防水等級

車站主體結構混凝土包括底板、頂板、中板、側墻、頂梁、底梁、中梁、柱、軌頂風道、站臺板、樓梯等，區間主體結構主要為混凝土管片、暗挖襯砌混凝土等。車站、區間埋深，混凝土及防水等級及不同城市地質條件和區域水系對造價水平有一定影響。

3.6 鋼筋含量

混凝土結構鋼筋含量對造價水平影響較大，地質條件和周邊環境決定混凝土結構鋼筋含量。根據當地實際地質條件及相關工程案例整理結果，標準站總體設計單位會提供推薦值；但特殊站需根據實際承載力計算確認鋼筋含量。不同地區一般主體結構鋼筋含量偏差不大；受地質條件差異影響，圍護結構鋼筋含量有一定差異。

3.7 風險源

風險源作為軌道交通項目土建工程差異化較大的影響因素，在實際項目中經常出現預估不足或過大情況，對造價控制造成影響。施工中風險源實際影響因素有：鄰近建構筑物變形及破壞；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。

在勘察設計階段對風險源識別及防范措施作出準確預估對造價控制具有重要作用。

3.8 設備系統智能化

3.8.1 環保

項目環境影響報告書是軌道減振和降噪設計的主要依據，近年來對軌道減振要求越來越高，涉及環保投資也在加大。

3.8.2 全自動駕駛

全自動駕駛新技術采用現代技術信息手段，整合計算機、通信和控制模式等系統集成技術實現列車全自動化運行。以天津地鐵8號線為例，這種駕駛模式線路較常規投資增加約1 500萬元/km（正線）。

隨著科學技術的發展，越來越多的智能化設備納入軌道交通工程中，近年來，風水聯動系統技術、智慧軌道逐步應用，公安通信、消防標準要求也越來越高，這些都增加了軌道交通的建設期投資[4]。

4 結語

城市軌道交通工程項目作為一種復雜的大型系統，造價影響因素十分復雜。通過測算軌道交通各系統投資權重，得出土建工程費投資占比最高，為軌道交通工程投資控制重點。從宏觀因素和微觀因素兩個方面分析了軌道交通造價影響因素，宏觀因素作為項目實際的客觀條件決定了設計方案的比對選擇，進而對微觀因素進行組合分析測算不同方案造價水平，最終實現全線路造價控制。

參考文獻：

[1]劉丹.城市軌道交通工程造價控制分析[J].鐵道工程學報，2014，（6）：104-108.

[2]林少華.地鐵車站深基坑圍護結構設計研究［J］.屋舍，2019，（17）：89.

[3]張憲堂，高文樂，張金泉，等.天然氣管道溝槽石方爆破開挖技術研究［J］.巖土力學，2006，27（S2）：1045-1049.

[4]巫玲玲.城市軌道交通經濟指標統計及其影響因素分析［J］.施工技術，2020，49（S1）：1432-1436.