田方友 李云龙 施江冲
(1.新疆大学建筑工程学院,830047,乌鲁木齐;2.中车浦镇庞巴迪运输系统有限公司,241060,芜湖∥第一作者,硕士研究生)
我国的城市轨道交通建设总体保持有序发展,但部分城市存在规划过度超前、建设规模过于集中、资金落实不到位等问题[1]。截至2018 年底,共有35个城市开通城市轨道交通运营线路185 条,7 种制式同时在运营。其中,地铁总长4 354.3 km,占比75.6%;轻轨总长255.4 km,占比4.4%;单轨总长98.5 km,占比1.7%[2]。作为中运量的跨坐式单轨,也越来越多地出现在目前在建和未来规划的城市轨道交通线网中。但对国内大部分的城市轨道交通工程造价研究主要集中在传统钢轮钢轨制式的地铁和轻轨领域,且缺乏两种制式轨道交通工程造价的对比分析。
本文通过运用国内典型城市地铁、轻轨及跨坐式单轨工程的造价数据(数据来源于各自项目的可行性研究估算或初步设计概算),对工程造价的工程费,从涉及到的多个专业出发,进行归纳与比较分析,为决策者在项目前期对城市轨道交通钢轮钢轨与跨坐式单轨制式的比选、决策,以及工程人员科学合理地控制工程造价提供参考。
城市轨道交通工程投资分为工程费用、专项费用、其他费用和预备费[3]。工程费用按照专业类别可细分为车站、区间、轨道、通信、信号、主变电站、供电、综合监控、防灾与报警、环境与设备监控、安防及门禁、自动售票、自动扶梯及电梯、站台门、运营控制中心、车辆段与综合基地、人防工程等16 项。各城市轨道交通工程的工程建设其他费用、预备费和专项费用存在显著差异,本文工程造价只对其中的工程费用进行重点分析。
线路敷设方式和系统配置不同的城市轨道交通,其各部分的造价占总投资的比例是不同的[4]。目前,我国传统的钢轮钢轨轨道交通线主要敷设方式有地下和高架2 种,不同的敷设方式对造价的影响较大,各部分所占的比例也有所不同。表1 和表2是对南通、北京、西安等城市6 节编组的地铁(全地下线)线和以高架线为主的轻轨线的工程费用统计。
由表1 可知,地铁项目工程费用为37 320 万元/km ~42 644 万元/km。车站、区间、供电系统、通信信号和车辆基地的费用占总工程费用的比例分别为33.95%~37.93%、20.66%~22.34、9.09%~14.47%、6.26%~7.68%、5.06%~7.52%,这5 项费用之和占总工程费用的81.63%~85.48%,为工程费用的主要组成部分。其中,车站和区间的土建工程费占总工程费的56.29% ~59.54%,作为“关键少数”,是地铁项目工程费用影响最大的因素。
表1 3 条地铁(全地下线)项目工程费用统计
表2 3 条高架为主的轻轨项目工程费用统计
由表2 数据可知,高架为主的轻轨项目工程费为21 354 万元/km ~24 289 万元/km。区间、供电、车站、通信信号和车辆基地的工程费占总工程费的比例分别为35.47% ~38.78%、14.66% ~17.74%、11.34%~17.3%、9.58%~10.5%、4.75%~8.41%,这5项费用之和占总工程费用的82.81%~85.59%,为工程费的主要组成部分。其中,车站和区间的土建工程费占总工程费的49.24%~52.77%,土建工程费同样是高架轻轨项目工程费用影响最大的因素。
结合表1 和表2 的数据可以看出,地铁工程造价是轻轨的1.8 倍左右。车站、区间、供电系统、通信信号和车辆基地5 项工程费用是这两种敷设方式工程造价的主要组成部分,占总工程费的80%~85%,而土建工程费占总工程费的50%~60%,是影响工程费用的最大因素。
为了更全面地分析国内跨坐式单轨的工程造价,选择重庆、中山等城市的跨坐式单轨的工程造价,并对数据进行修正,将列车统一为6 节编组形式[5]。表3 是对上述城市跨坐式单轨的工程费用统计。
表3 3 条跨坐式单轨项目工程费用统计
由表3 可以看出,跨坐式单轨项目工程费用为15 322 万元/km ~22 891 万元/km。轨道、供电、车站、通信信号和车辆基地的费用占总工程费的比例分别为15.08%~23.25%、17.65%~18.50%、12.08%~15.06%、9.08%~11.59%、10.96%~17.57%,以上几项费用之和占总工程费用的75.30%~77.55%,为工程费用的主要组成部分。其中,轨道、车站和区间的土建工程费占总工程费的43.63%~45.60%,土建工程费是跨坐式单轨交通项目工程费用影响最大的因素。
尽管不同的城市轨道交通项目的情况千差万别,本文的数据样本空间也有限,而且不同制式或线路敷设方式的轨道交通工程的运能、车辆长度和土建规模等也不同,但对地铁、轻轨和跨坐式单轨产生工程造价差别的原因进行剖析,有利于决策者的投资决策和工程人员控制造价,存在着积极的现实意义。通过对比国内中高运量6 节编组的地铁、轻轨项目和跨坐式单轨项目工程造价案例数据可以发现:
1)地铁、轻轨和跨坐式单轨工程造价的差别较大。地铁的造价是高架为主的轻轨的1.8 倍左右,是跨坐式单轨的2.3 倍左右;高架为主的轻轨造价是跨坐式单轨的1.3 倍左右。工程费从高到低依次为:地铁,轻轨和跨坐式单轨,如表4 所示。由此说明,线路敷设方式和制式选型是影响工程造价的主要因素。
表4 各种制式轨道交通线工程费比较
2)车站、区间、轨道、供电系统、通信信号和车辆基地,这5 项费用占总工程费用的80%左右。不同的线路敷设方式导致车站规模、结构形式和施工方法的不同,从而影响车站的工程费用;线路敷设方式同时对供电系统和通信信号等系统也影响较大。除了线路敷设方式,线路走向、城市规划、道路布局、客流等因素也影响区间线路的造价;电源供电方式(集中供电、分散供电和混合供电)[6]和轨道制式同样对供电费用影响较大。车辆段及综合基地,根据使用功能不同使占地面积、库房面积、配置的检修设备和数量差别很大,所以工程费用的差别也很大。
3)在地铁、轻轨以及跨坐式单轨项目中,各项费用占总工程费比例的排名有所不同,如表5 所示(按比例从大到小排列)。地铁(全地下线)的车站费用、轻轨的区间线路费用、跨坐式单轨的轨道费用分别占其总工程费的比例为最大。线路敷设方式对车站规模、结构形式、造价指标的影响主要体现在地下车站环境条件差,需设置风道、风井和设备进行排风,需配置机电系统设备和用房[6]。与地铁和轻轨不同,跨坐式单轨由于全线轨道梁预制[7],不需要过多的现场土建施工,因此,其轨道费用占比为最大,但区间土建费用占比很低,一定程度上节省了总工程费。
表5 各项费用占总工程费的比例排名
通过对国内不同制式及线路敷设方式的城市轨道交通工程造价分析可得出以下结论:车站、区间、轨道、供电系统、通信信号和车辆基地,这几项的费用占轨道交通工程项目总费用比例为80%左右,作为工程费用的“关键少数”,应在其项目全寿命周期中重点控制。但这几项的费用占总工程费用的比例排名,在地铁(全地下线)、高架为主的轻轨和跨坐式单轨上各有所不同,因此,在实际项目工程造价的控制上,应区分对待,以更加精准、科学合理地控制工程造价。考虑到技术适用性,地铁制式具有运量大、技术成熟、节约土地的优势,但也具有施工难度大、建设周期长的不足;高架为主的轻轨具有运量相对较大、建设周期较长、技术成熟的特点,但也存在选线要求高和噪音大的问题;跨坐式单轨多为高架线路,其结构形式简约、较为节约土地、运量适中,并具有噪声小、爬坡能力强、曲线半径小、建设周期短等诸多特点,但其乘客逃生较为复杂、技术成熟度也相对较低。决策者在投资决策时,应根据不同项目的具体社会、经济情况,本着“量力而行,有序推进,因地制宜,经济适用”的原则,选择适宜的城市轨道交通制式和敷设方式。