城市地鐵明挖車(chē)站經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

馮冰玉

（中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，上海 200000）

地鐵車(chē)站土建費(fèi)用受車(chē)站規(guī)模、施工方法、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等多因素的影響。地下車(chē)站規(guī)模越大、越靠近市中心、地質(zhì)條件越差，站間距越小，全線車(chē)站投資占比越大。

目前國(guó)內(nèi)地下車(chē)站主要以明挖法施工為主，文章在研究地下明挖車(chē)站的基礎(chǔ)上，分析其工程及投資組成要素，并結(jié)合幾個(gè)城市的地鐵工程具體案例，測(cè)算明挖車(chē)站技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為地下車(chē)站投資控制提供參考價(jià)值。

1 地下車(chē)站明挖法

地下車(chē)站工程常用的施工方法有明挖法、蓋挖法和暗挖法。其中，明挖法是地鐵車(chē)站施工的首選方法。一般適用于地面有條件敞口開(kāi)挖，交通和環(huán)境都準(zhǔn)許的情況下。明挖順作法，即是由上而下開(kāi)挖基坑（必要情況下需先施做基坑圍護(hù)及降低地下水），再由下向上澆筑主體與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然后回填土方，恢復(fù)路面。

地下二層車(chē)站明挖法施工基本施工工序?yàn)椋浩秸麍?chǎng)地→施做圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地基處理→基坑降水→開(kāi)挖并架設(shè)第1道支撐→開(kāi)挖并架設(shè)第2、3道支撐→施做接地構(gòu)件及墊層→施做底板防水層、底板結(jié)構(gòu)及部分側(cè)墻，并拆除第3道支撐→施做其余站臺(tái)層側(cè)墻、中板結(jié)構(gòu)、拆除第2道支撐→施做站廳層側(cè)墻、頂板結(jié)構(gòu)及防水層，拆除第1道支撐→恢復(fù)地面。具體見(jiàn)圖1所示。

圖1 明挖法施工

2 造價(jià)構(gòu)成分析

結(jié)合明挖法施工工序，明挖車(chē)站工程造價(jià)可分為：（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)；（2）土方支撐及降水；（3）主體結(jié)構(gòu)；（4）地基加固；（5）出入口及風(fēng)道；（6）車(chē)站裝修；（7）其余費(fèi)用。

土方支撐及降水費(fèi)用含土方開(kāi)挖及回填，混凝土支撐、鋼支撐安拆、租賃，施工降水及機(jī)械進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)。主體結(jié)構(gòu)費(fèi)用包括主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑、鋼筋綁扎、支架撘拆、防水處理等建筑安裝工程及大型機(jī)械進(jìn)出場(chǎng)費(fèi)用。地基加固是地鐵車(chē)站在施工過(guò)程中為了避免對(duì)其周邊的建筑物造成不良影響而進(jìn)行的地基處理，一般采用旋噴樁、攪拌樁或者注漿等方式進(jìn)行加固施工。其他費(fèi)用包含風(fēng)亭、出入口地面建筑、標(biāo)識(shí)標(biāo)牌等費(fèi)用。其中各費(fèi)用所占比例如下所示：

（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)是明挖車(chē)站的施工特色，圍護(hù)結(jié)構(gòu)及土方開(kāi)挖費(fèi)用占整個(gè)車(chē)站土建費(fèi)用的30%～40%，因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選用在某種程度上決定了車(chē)站的造價(jià)。

（2）主體結(jié)構(gòu)費(fèi)用是構(gòu)成車(chē)站總造價(jià)的主要部分，其采用哪種圍護(hù)方式對(duì)車(chē)站的整體工程造價(jià)的影響不大。

（3）出入口通道在功能上并不是車(chē)站的主要部分，但其建設(shè)費(fèi)用并不低，因此也是影響車(chē)站總造價(jià)的另一個(gè)因素，其費(fèi)用占整個(gè)車(chē)站土建費(fèi)用的20%～30%。

（4）裝修費(fèi)用最主要是受裝修標(biāo)準(zhǔn)影響，與施工方法無(wú)必然聯(lián)系，占車(chē)站總造價(jià)的10%。

收集并分析各個(gè)城市地下車(chē)站費(fèi)用構(gòu)成，形成各部分費(fèi)用比例如下圖2所示：

圖2 地鐵車(chē)站費(fèi)用構(gòu)成

3 工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

地下明挖車(chē)站，車(chē)站主體土建造價(jià)指標(biāo)為1.0～1.4萬(wàn)元/平方米；出入口通道土建造價(jià)指標(biāo)為1.5～2.0萬(wàn)元/平方米；風(fēng)道風(fēng)井土建造價(jià)指標(biāo)為1.2～1.6萬(wàn)元/平方米。

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要受?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)形式、入土比、入巖比、車(chē)站埋深、含鋼量影響。

常見(jiàn)的車(chē)站主體圍護(hù)形式有地連墻圍護(hù)和鉆孔灌注樁圍護(hù)。地連墻圍護(hù)一般由導(dǎo)墻、地下連續(xù)墻、冠梁等組成，鉆孔灌注樁一般由鉆孔樁、網(wǎng)噴混凝土、冠梁組成。地下連續(xù)墻主要受深度、墻幅接頭方式、入巖比例及含鋼量等因素影響。鉆孔樁主要受入巖比例、含鋼量及止水帷幕設(shè)置等因素影響。其中地連墻指標(biāo)為3 900～4 200元/m3；鉆孔灌注樁指標(biāo)為3 200～3 500 元 /m3。

3.2 土方、支撐、降水

土石方（含支撐及降水）主要受車(chē)站埋深、地質(zhì)情況的影響。

（1）土石方包括土方開(kāi)挖、回填及運(yùn)輸，指標(biāo)為 170～190 元 /m3。

（2）混凝土支撐包括澆筑、拆除及外運(yùn)，指標(biāo)為 2 800～3 500 元 /m3。

（3）鋼支撐包括安裝、拆除及租賃的費(fèi)用，車(chē)站主體和附屬根據(jù)鋼支撐租賃的周期不同而有所差異。其中車(chē)站主體鋼支撐按照4 200元/t，附屬鋼支撐按照 2 500～2 600 元 /t。

（4）地下車(chē)站降水主要有大口徑井點(diǎn)降水和輕型井點(diǎn)降水兩種形式。大口徑井點(diǎn)降水綜合指標(biāo)為7～8萬(wàn)元/根；輕型井點(diǎn)降水指標(biāo)為4 000～5 000元/根。

3.3 主體結(jié)構(gòu)

主體結(jié)構(gòu)包含鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和防水兩部分。其中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為2 200～2 500元/m3，防水為180～190 元 /m2。

4 工程數(shù)量指標(biāo)分析

從收集到的全國(guó)各地的工程實(shí)例及近幾年項(xiàng)目來(lái)看，明挖地鐵車(chē)站其造價(jià)指標(biāo)基本穩(wěn)定在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。在此前提下，各分項(xiàng)工程的單位指標(biāo)則取決于單位數(shù)量指標(biāo)是否合適?，F(xiàn)結(jié)合幾個(gè)城市軌道交通項(xiàng)目明挖法車(chē)站為例，就車(chē)站主體的組成要素進(jìn)行測(cè)算分析。

4.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)量指標(biāo)分析

圍護(hù)結(jié)構(gòu)是明挖車(chē)站的施工特色，文章選取最為常見(jiàn)的鉆孔灌注樁為實(shí)例，對(duì)單位數(shù)量指標(biāo)進(jìn)行分析，鉆孔樁的數(shù)量主要受樁間距，入（土）巖比、車(chē)站長(zhǎng)度、埋深的影響。樁間距越密、入巖比越大、車(chē)站越長(zhǎng)、埋深越深，圍護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)量的指標(biāo)越高。

設(shè)鉆孔樁的直徑為D，La，Lb分別表示車(chē)站的寬度及長(zhǎng)度，LC表示樁間距，H表示基坑深度，n表示入巖比。則鉆孔樁的體積可以表示為：

假設(shè)鉆孔樁入巖比n=1，則：

從公式（2）可以看出，鉆孔樁體積與基坑周長(zhǎng)和深度的乘積之比主要與樁徑和樁間距有關(guān)。例如在鉆孔樁直徑D=1 m， LC=1.3 m時(shí)，=1.208。因此可以根據(jù)的比值及鉆孔樁直徑及樁間距查看單位數(shù)量指標(biāo)是否合理。

4.2 土方、支撐數(shù)量指標(biāo)分析

4.2.1 土石方單位面積工程數(shù)量

設(shè)土石方體積為V，主體建筑面積為S，以地下兩層車(chē)站為例：

從公式（3）可以看出，兩層車(chē)站H范圍為16～18 m，則土石方單位面積工程數(shù)量為8～9之間較為合適。

4.2.2 混凝土支撐單位土方工程數(shù)量

通常情況下，明挖法地下車(chē)站基坑第一道采用鋼筋砼支撐，截面尺寸800×1 000，支撐水平間距9 m。V1代表鋼砼支撐體積，V2代表土方工程數(shù)量。兩層車(chē)站H范圍為16～18 m。

從公式（4）可以看出，明挖地鐵車(chē)站單位土方中一道混凝土支撐為0.005～0.006 m3混凝土。一般來(lái)說(shuō)，明挖地下車(chē)站中鋼筋砼支撐為第一道，即可以根據(jù)比例核對(duì)混凝土支撐數(shù)量是否合適。

4.2.3 鋼支撐單位土方工程數(shù)量

通常情況下，明挖法地下車(chē)站基坑第二道、第三道支撐采用?609、t=16 mm鋼支撐，鋼支撐每延米241 kg，支撐間距3 m。T1代表鋼支撐重量，V2代表土方工程數(shù)量。兩層車(chē)站H范圍為16～18 m。

工程數(shù)量中鋼支撐除包含φ609、t=16 mm鋼支撐外，還包含鋼橫梁、型鋼立柱、格構(gòu)柱等，因此單位土方中鋼支撐為6 kg左右一道。即可以根據(jù)鋼支撐所占土方比來(lái)判斷地鐵車(chē)站中所設(shè)鋼支撐道數(shù)，并與圖紙相對(duì)應(yīng)。

4.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)量指標(biāo)分析

4.3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)混凝土單位面積工程數(shù)量

內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)量主要受車(chē)站結(jié)構(gòu)形式的影響，包含頂板、中板、底板、側(cè)墻、柱、站臺(tái)板、壓頂梁等。通常情況下，地鐵主體結(jié)構(gòu)中頂板厚800 mm，中板厚400 mm，底板厚900 mm，側(cè)墻厚700 mm。La，Lb分別表示車(chē)站的寬度及長(zhǎng)度，H表示側(cè)墻高。V1表示主體結(jié)構(gòu)，S表示主體建筑面積。

因柱、站臺(tái)板、壓頂梁等混凝土方量所占內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)量不足10%，故暫且忽略不計(jì)。則二層車(chē)站主體結(jié)構(gòu)混凝土方量為：La×Lb×（0.8+0.4+0.9）+（La+Lb）×2×0.7×H。二層車(chē)站側(cè)墻高一般為13～14 m。

二層車(chē)站La一般為20 m左右，各個(gè)車(chē)站根據(jù)車(chē)站功能類(lèi)型等不同，長(zhǎng)度一般為150～350 m，則取值范圍為0.5～0.6，因此公式（6）中二層車(chē)站內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)量中體積與面積之比在1.5～2.0區(qū)間較為合適。即可以通過(guò)內(nèi)部混凝土單位面積工程數(shù)量來(lái)確定混凝土方量及面積是否合適。

4.3.2 防水單位面積工程數(shù)量

明挖法施工的車(chē)站主體及出入口等結(jié)構(gòu)除采用現(xiàn)澆防水混凝土外，并敷設(shè)外包防水層。設(shè)外包防水層面積為S1，則：

同理，二層車(chē)站La一般為20 m左右，Lb為150～600 m 之 間，H 一 般 為 13～14 m， 則取值范圍為0.4～0.5，因此公式（7）中二層車(chē)站防水面積與建筑面積之比為1.4～2.0區(qū)間較為合適。

從以上可以看出，圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土方、支撐、內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)量指標(biāo)雖有差異，但基本穩(wěn)定在一個(gè)合理區(qū)間。

5 結(jié)語(yǔ)

文章在研究地鐵明挖車(chē)站工程投資組成要素的基礎(chǔ)上，參考各地的工程實(shí)踐及近幾年所做的項(xiàng)目，從分析其工程數(shù)量和綜合指標(biāo)的角度出發(fā)，測(cè)算明挖車(chē)站主體結(jié)構(gòu)工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從而得出影響車(chē)站經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異的主要因素是車(chē)站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式。同時(shí)車(chē)站周邊地質(zhì)情況、周?chē)h(huán)境、風(fēng)險(xiǎn)源等則是車(chē)站選取圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)需要考慮的主要方面。并通過(guò)數(shù)量指標(biāo)及造價(jià)指標(biāo)為其他地下車(chē)站指標(biāo)分析和投資控制提供有效的參考依據(jù)。