地鐵工程施工中的工程造價(jià)影響因素分析及其成本管控

崔俊 CUI Jun；廖志平 LIAO Zhi-ping

（武漢市工程咨詢部有限公司，武漢 430000）

0 引言

隨著城市化的不斷發(fā)展，為了緩解城市內(nèi)的交通壓力，地鐵軌道工程作為一個(gè)不占用地上空間的交通工程成為了現(xiàn)在人們出行的重要方式[1]。地鐵工程從建造到運(yùn)營(yíng)使用的過(guò)程中主要有以下幾個(gè)階段：投資決策階段、設(shè)計(jì)階段、招投標(biāo)階段、施工階段和竣工驗(yàn)收階段[2]。不同的階段對(duì)應(yīng)不同的成本管控方法。在投資決策階段能夠初步的決定整個(gè)地鐵工程的造價(jià)；在設(shè)計(jì)階段對(duì)地鐵工程進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)能夠更進(jìn)一步的明確其總成本；在招投標(biāo)階段通過(guò)合理的競(jìng)爭(zhēng)能夠產(chǎn)生價(jià)格優(yōu)惠的施工單位；在施工階段通過(guò)施工工藝和設(shè)備的選擇能夠最大程度的減少施工階段的造價(jià)；在竣工驗(yàn)收階段通過(guò)分部分項(xiàng)的驗(yàn)收能夠確保在成本范圍內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)要求[3-5]。

地鐵工程施工中的工程造價(jià)主要體現(xiàn)在其軌道的鋪設(shè)過(guò)程中。城市內(nèi)的地鐵軌道工程主要有鋼軌、軌枕、道岔、道床和相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)成[6]。根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)的要求，地鐵軌道工程一般造價(jià)在1500～2200 萬(wàn)/延公里。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)地鐵造價(jià)影響進(jìn)行了分析，Domenico Gattuso[7]利用成本函數(shù)分析了歐洲地鐵運(yùn)營(yíng)成本；何英南[8]研究了復(fù)雜艱險(xiǎn)鐵路隧道的成本控制問(wèn)題，從工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理和政策方面分析了影響鐵路成本的因素；段曉晨[9]等針對(duì)海外鐵路項(xiàng)目的成本研究了一套基于PSO 和BPNN 的人工只能估算模型，更好地補(bǔ)充了傳統(tǒng)估算方法的劣勢(shì)；劉云亮[10，11]以盾構(gòu)法開挖地鐵車站工程為例，對(duì)比分析了礦山法和盾構(gòu)法的工程造價(jià)；余軻[12]通過(guò)建立模擬方案，分析了列車的不同編組對(duì)地鐵工程造價(jià)的影響。本文針對(duì)城市地鐵工程，分析其在施工過(guò)程中影響其造價(jià)的因素并從成本管控的角度闡釋需要進(jìn)行的措施。

1 地鐵工程施工階段成本估算的相關(guān)理論

地鐵工程在進(jìn)行投資決策時(shí)，其項(xiàng)目資金在各個(gè)階段都會(huì)有現(xiàn)金的流入和流出。項(xiàng)目在不同的周期內(nèi)發(fā)生的資金流動(dòng)可以折算到項(xiàng)目的最開始階段，其計(jì)算方式為：

上式中：P、Ft、n、ic分別代表的是：項(xiàng)目的現(xiàn)值、第t年項(xiàng)目現(xiàn)金流出、方案的生命周期和項(xiàng)目的基準(zhǔn)收益率。

現(xiàn)在的學(xué)者在研究工程項(xiàng)目的全生命周期時(shí)說(shuō)使用的模型大多采用的是NPV 法[13]：

上式中：

NPVj為地鐵工程全生命周期的現(xiàn)值和；

T1、T2、T3、T4分別為：可行性研究的時(shí)間、勘察設(shè)計(jì)的時(shí)間、施工的時(shí)間、竣工驗(yàn)收的時(shí)間；

dSAVj為地鐵工程方案期末回收期的折現(xiàn)值。

通過(guò)上式的計(jì)算過(guò)程中可知：地鐵工程施工階段的成本可以通過(guò)一定的辯護(hù)由其最開始的現(xiàn)值轉(zhuǎn)化為其施工各個(gè)階段所產(chǎn)生的成本。

2 地鐵工程施工中造價(jià)的主要影響因素

地鐵工程在施工過(guò)程中，軌道床作為一個(gè)造價(jià)耗費(fèi)很高的材料占據(jù)了地鐵造價(jià)的很大一部分[14]。本節(jié)以地鐵施工過(guò)程中其鋪軌的軌道床作為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究影響其造價(jià)的因素。在鋪軌道的過(guò)程中，軌道的工程量的多少很大程度上取決于地鐵的減振措施的好壞。表1、表2 所示分別為減振措施和減振比例對(duì)軌道造價(jià)的影響。

表1 減振措施對(duì)軌道指標(biāo)的影響

表2 減振比例對(duì)軌道指標(biāo)的影響

對(duì)于普通的地鐵軌道工程，研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)環(huán)境振動(dòng)影響較大時(shí)，此時(shí)地鐵軌道軌枕上設(shè)置液態(tài)阻尼彈簧道床更有利于道床的節(jié)約；當(dāng)軌道距離建筑物在5～10m 之間時(shí)，為了能夠控制聲音的噪聲，一般采用橡膠隔振措施；對(duì)于其他的普通情況采用的是減振扣件措施[15]。

地鐵工程施工過(guò)程中的減振措施的選擇直接影響著其造價(jià)。從表1 中可以看出：當(dāng)?shù)罔F軌道不采用任何減隔震措施時(shí)，其每公里的造價(jià)約為1425.06 萬(wàn)元。當(dāng)在施工的過(guò)程中有10%的考慮了減振扣件，其每公里的造價(jià)會(huì)有小幅度的增加。當(dāng)在地鐵施工的過(guò)程中分別使用了橡膠減振措施、液態(tài)彈簧阻尼軌道時(shí)，其每公里的價(jià)格分別為：1526.59 萬(wàn)元、1689.54 萬(wàn)元，分別上漲了7.14%和18.56%。這也充分的反應(yīng)了同比例的減振措施下，采用液態(tài)彈簧阻尼軌道更加的花費(fèi)成本。

表2 所示為不同減振措施在不同減振比例下其對(duì)地鐵工程造價(jià)的影響。從表2 中可以看出：隨著減振扣件的比例逐漸增加，地鐵工程的每公里費(fèi)用也在不斷的增加。地鐵減振扣件的比例從0 上升到30%時(shí)，其建造費(fèi)用指標(biāo)也從1425.06 萬(wàn)元/公里增加到1521.36 萬(wàn)元/公里，增加6.76%，地鐵造價(jià)的增長(zhǎng)幅度與其減振扣件比例基本成正相關(guān)。

3 地鐵施工時(shí)的成本管控

由于地鐵施工過(guò)程中的軌道鋪設(shè)是其中隧道部分的主要造價(jià)，軌道的減振措施對(duì)于地鐵施工軌道造價(jià)的影響又有直接的關(guān)系。所以在地鐵施工的過(guò)程中需要隨著現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)和環(huán)境狀況進(jìn)行判斷，盡量的節(jié)約成本[16]。

本文選擇了武漢某地鐵建設(shè)為例進(jìn)行分析。其軌道工程主要采用的是6 輛B 型車組。對(duì)其地鐵施工過(guò)程中車站的造價(jià)進(jìn)行分析。選取了車站的寬度、柱墩形式、橫向跨度和縱向柱距進(jìn)行對(duì)比。地鐵工程各種不同類型結(jié)構(gòu)布置方案不同，如表3 所示。

表3 地鐵工程各類結(jié)構(gòu)布置方案

為了能夠更好的進(jìn)行對(duì)比分析，本文對(duì)以下的計(jì)算條件進(jìn)行統(tǒng)一：

①地鐵工程的防護(hù)結(jié)構(gòu)采用復(fù)合墻的形式，全范圍內(nèi)防水；

②地鐵工程在開挖的過(guò)程中采用明挖法，覆土深度為3m；

③地鐵工程的地面超載限值為25kPa，荷載按設(shè)計(jì)規(guī)范要求取值。

從表3 中可以看出：地鐵工程在施工的過(guò)程中針對(duì)無(wú)柱單跨結(jié)構(gòu)其跨度相對(duì)最大。當(dāng)站臺(tái)的寬度為8m 時(shí)，其單跨無(wú)柱的橫向最大跨度可達(dá)15.5m，比11m 的單柱雙跨結(jié)構(gòu)的橫向跨度大51%。為了保證地鐵工程在施工的過(guò)程中的穩(wěn)定性能，在選擇地鐵車站站臺(tái)寬度時(shí)會(huì)預(yù)留一部分的安全儲(chǔ)備。

針對(duì)表3 中的無(wú)柱地鐵站臺(tái)樣式，由于其橫向跨度過(guò)大，無(wú)法保證其安全性能，故本文不以考慮。對(duì)常見的單柱、雙柱地鐵車站，本文從其結(jié)構(gòu)形式等詳細(xì)的參數(shù)進(jìn)行分析。其不同結(jié)構(gòu)形式對(duì)應(yīng)的車站公區(qū)內(nèi)的造價(jià)概算如表4 所示。

表4 不同結(jié)構(gòu)方案車站公共區(qū)造價(jià)概算對(duì)比

從表4 中可以發(fā)現(xiàn)：地鐵車站的柱的結(jié)構(gòu)形式能夠很大程度上影響地鐵的總造價(jià)。雙柱車站相對(duì)于單柱車站來(lái)說(shuō)，其每延米的造價(jià)相對(duì)高13%左右。根據(jù)地鐵車站的具體造價(jià)概算指標(biāo)可以分析出其車站公區(qū)內(nèi)每米和每平方米的造價(jià)情況，如圖1 和圖2 所示。

圖1 車站公共區(qū)每平方米造價(jià)對(duì)比

圖2 車站公共區(qū)每米造價(jià)對(duì)比

結(jié)合表4、圖1 和圖2 可知：

①地鐵工程中車站在考慮每平方米的造價(jià)時(shí)，其主要受柱的布置狀況影響。無(wú)柱的造價(jià)明顯比單柱和雙柱的造價(jià)每平方米更高。其中10m 單柱的造價(jià)指標(biāo)1.056 元/m2最經(jīng)濟(jì)。這也反應(yīng)了地鐵車站中適當(dāng)?shù)脑黾又沼欣诠?jié)約整體車站站臺(tái)的造價(jià)。

②相對(duì)于單柱會(huì)雙柱地鐵站臺(tái)來(lái)看：同樣的柱墩形式，當(dāng)跨度更大時(shí)，其造價(jià)相應(yīng)的也會(huì)增加。11m 單柱指標(biāo)為1.062 萬(wàn)元/m2，10m 單柱的指標(biāo)為1.056 萬(wàn)元/m2，增加幅度為5.68%。

4 結(jié)論

地鐵工程在施工階段影響其造價(jià)的主要因素是軌道的鋪設(shè)長(zhǎng)度和其利用率。在綜合考慮環(huán)境和地質(zhì)等條件的情況下選擇合適比例的減振措施可以很好地降低地鐵工程的施工成本。同時(shí)，從綜合造價(jià)成本來(lái)說(shuō)，地鐵工程車站站臺(tái)的造價(jià)指標(biāo)對(duì)于地鐵工程的整體造價(jià)也有著很大的影響。分析表明：地鐵車站中適當(dāng)?shù)脑黾又沼欣诠?jié)約整體車站站臺(tái)的造價(jià)。同樣的柱墩形式，當(dāng)跨度更大時(shí)，其造價(jià)相應(yīng)的也會(huì)增加。