围岩级别分类对高速公路隧道造价的影响

李鹏飞

(山西省交通科学研究院)

围岩级别分类对高速公路隧道造价的影响

李鹏飞

(山西省交通科学研究院)

拟从隧道围岩级别这一角度入手，就其对施工图设计阶段公路造价的影响做一简单分析。

高速公路;隧道;围岩级别;造价;影响

0 引言

随着四万亿投资的逐渐实施，高速公路建设经历了一波前所未有的高峰期。根据山西省“三纵十一横十一环”的总体规划，高速公路建设正走向山区，纵深发展。公路建设中桥隧比例越来越大，建设投资规模也愈发庞大，桥隧结构物一般能占到投资比例的50%以上，如此而来，准确确定桥隧构造物的造价对于公路建设的前期设计工作来讲尤为重要。

隧道属于地下构造物，其造价主要受设计标准、地质条件控制。隧道的设计工作主要依赖于地勘资料，不同级别的围岩其相应设计支护参数相差甚大，隧道延米造价亦有很大区别，所以，从某种意义上来讲，地勘资料中隧道围岩级别划分的精确程度直接关系着隧道设计的合理程度，造价的准确程度。

1 围岩级别分类与相应支护设计标准

依据2004版《公路隧道设计规范》公路隧道围岩分级标准规定，公路隧道围岩一般分为Ⅵ、Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ六个级别。山西地处黄土高原区，常见隧道围岩大致有Ⅴ级围岩浅埋段、Ⅴ级围岩黄土浅埋段、Ⅴ级围岩深埋段、Ⅴ级围岩黄土深埋段、Ⅳ级围岩有仰拱段、Ⅳ级围岩无仰拱段、Ⅲ级围岩段、Ⅱ级围岩段共八种类型。拟就这八种围岩分别进行造价计算，对其经济性作对比分析。

选择设计速度为80 km/h，整体式路基宽24.5 m，分离式路基宽12.25 m，分离式双洞4车道高速公路隧道作为研究对象。隧道衬砌断面采用经济性较好、施工方便、外形美观的三心圆形式，建筑限界净宽10.25 m，限界净高5 m。

隧道衬砌设计根据使用要求、围岩级别、埋置深度、结构受力特点等，综合考虑地质条件、断面形状、支护结构、施工条件及围岩自身承载能力，采用复合式衬砌。各围岩级别具体设计支护参数详见表1。

表1 隧道围岩支护参数表

2 隧道各围岩级别造价分析

隧道工程量主要由洞门及明洞工程、洞身开挖、初期支护、二次衬砌、防排水、洞内装饰及路面等构成。围岩级别分类主要影响洞身开挖、初期支护和二次衬砌的工程量及造价。现行公路隧道预算编制的主要依据为2007版《公路工程基本建设项目概算预算编制办法》、《公路工程预算定额》及各省补充规定。

所编制隧道工程洞身开挖、初期支护和二次衬砌预算，依据2007版《概预算编制办法》、《预算定额》及山西省补充规定。人工费根据《山西省补充规定》按43.5元/工日计人工及机械工工资;外购材料采用《山西公路工程造价管理信息》2012年第2期，地方材料选用山西吕梁地区现场实际调查价格，材料运杂费采用汽车运输方式根据《山西省补充规定》计算;机械台班费用根据财政部财综［2008］84号文件精神，在部颁《机械台班定额》计算的基础上，取消养路费计取。

2.1 各围岩级别总体造价分析

采用同望8.2.4版本软件对Ⅴ级围岩浅埋段、Ⅴ级围岩黄土浅埋段、Ⅴ级围岩深埋段、Ⅴ级围岩黄土深埋段、Ⅳ级围岩有仰拱段、Ⅳ级围岩无仰拱段、Ⅲ级围岩段、Ⅱ级围岩段共八种类型围岩单洞每延米造价以山西基价为基准进行计算。在预算编制过程中，隧道长度按1 km以内考虑，隧道弃渣统一按12 t自卸汽车，运距增运5 km计算，混凝土采用拌和站集中拌和，运距按2 km计取。预算结果详见表2所列。

表2 洞身开挖、初期支护、二次衬砌各围岩类型单洞每延米预算价

根据预算结果可知，从Ⅴ级至Ⅱ级围岩段，预算价由大到小，差别明显。其原因分析如下。

从洞身开挖角度来看，各级别围岩由于预留变形量、初期支护喷混凝土及二次衬砌厚度的不同，从Ⅴ级至Ⅱ级围岩段断面开挖量由大到小，分别为Ⅴ级围岩浅埋103.2 m3，Ⅴ级围岩深埋97.65 m3，Ⅳ级围岩有仰拱95.47 m3，Ⅳ级围岩无仰拱83.52 m3，Ⅲ级围岩80.68 m3，Ⅱ级围岩77.5 m3。对于Ⅴ级、Ⅳ级围岩应设置超前支护措施，对掌子面前方围岩进行预加固，以防止在开挖过程中出现坍塌等。

从初期支护角度来看，由于各级别围岩基本质量指标的差异，初期支护强度由强到弱，支护工程量由多到少。需要注意的是黄土围岩中的初期支护锚杆应选用药卷式锚杆来代替早强砂浆锚杆，用以降低湿陷性黄土洞身因为砂浆中水的缘故而导致工程事故的可能性。

从二次衬砌角度来看，除了Ⅴ级围岩，其余均采用素混凝土衬砌，衬砌厚度由厚变薄，工程量变化明显。需要注意的是，对于Ⅳ级围岩，在隧道设计规范中规定的岩质和土质两种情况下，在设计中应根据地基实际承载力的大小，具体决定是否设置仰拱。

2.2 不同围岩级别支护参数造价分析

从预算结果中可知，各围岩级别造价相差甚大。从设计支护参数的角度，对其进行深入分析对比，研究在设计过程中，若有围岩级别变更情况，具体设计参数对其造价的影响。

开挖洞身土石方，从Ⅴ级至Ⅱ级围岩断面开挖量由大到小，综合各级别围岩的开挖难易程度及超前支护的设置情况，开挖单洞每延米预算价相差不大，具体详见表3。

表3 洞身开挖及超前支护单洞每延米预算价

对于不同级别的围岩，初喷混凝土厚度取值不同，所配置钢筋网规格各异。从Ⅴ级至Ⅱ级围岩，随着支护强度的减弱，初喷混凝土预算价逐渐降低。具体详见表4。

表4 初喷混凝土单洞每延米预算价

由于不同级别围岩基本质量指标的差异及自身性质的不同，初期支护锚杆型号、规格、用量等均有较大差异，对不同级别围岩造价指标影响较大。具体详见表5。

表5 初期支护锚杆单洞每延米预算价

用于加强支护措施的型钢拱架，一般只用在Ⅴ级和Ⅳ级围岩中，其型号、规格与隧道埋深、围岩级别有关，对各级别围岩造价指标影响巨大。具体详见表6。

表6 加劲措施型钢拱架单洞每延米预算价

二次衬砌作为隧道结构的安全储备，围岩级别、开挖断面对其设计参数起着决定性的作用，各围岩级别二次衬砌造价指标差异明显，对隧道整体造价影响较大。具体详见表7。

表7 二衬各围岩类型单洞每延米预算价

3 结语

通过对山西境内常见的Ⅴ级围岩浅埋段、Ⅴ级围岩黄土浅埋段、Ⅴ级围岩深埋段、Ⅴ级围岩黄土深埋段、Ⅳ级围岩有仰拱段、Ⅳ级围岩无仰拱段、Ⅲ级围岩段、Ⅱ级围岩段等八种类型围岩情况下的高速公路隧道单洞每延米造价详细计算、分析，得出各围岩情况下隧道造价优劣的量化结果，可有效提高在设计过程中对隧道造价乃至整个项目的控制效果，可快速为项目总体方案的确定提供准确的依据，简化领导层面的决策过程。对保障设计工作的高效有序以及减少施工过程中可能出现的各种隧道设计变更，都具有重要意义。

［1］重庆交通科研设计院.公路隧道设计规范(JTG D70—2004)［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］交通公路工程定额站.公路工程预算定额(JTG/T B06-02—2007)［S］. 北京：人民交通出版社，2007.

［3］交通公路工程定额站.公路工程基本建设项目概算预算编制办法(JTG B06—2007)［S］.北京：人民交通出版社，2007.

U415.1

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1008-3383(2012)11-0011-02

2012-06-11