浅埋暗挖法地铁车站工程造价控制分析与探讨

吴昌裔

（贵阳市城市轨道交通集团有限公司，贵州 贵阳 550081）

随着国内城市化进程不断加快，地面交通压力增大，地铁工程作为一项投资巨大的城市交通建设项目备受关注。根据国内已经建成运营的北京、上海、广州、深圳地铁投资情况，其投资通常在7～10亿元/km。高昂的造价制约着城市地铁的发展，而影响城市地铁工程综合造价的因素诸多，地铁线路标准选择的合理性、施工方案的可行性、过程中工程安全、质量、进度的管控措施等都是影响工程造价的主要因素。在地铁工程项目建设中土建工程造价约占总造价的50%，因此如何控制这部分造价显得尤为重要。浅埋暗挖法作为常用的一种地铁施工工法，可保证在施工安全质量的同时有效地控制地铁工程造价。文献对地铁车站土建工程造价控制进行了一定的分析研究，得出了一些控制措施。本文以某市地铁某号线一期工程为例，从多个方面对浅埋暗挖法工程造价进行分析探讨，希望能为类似地铁工程建设提供一定的参考价值。

1 工程案例背景

1.1 工程概况

某市地铁某号线一期工程为某市南北向骨干线，串联白云区、观山湖区、云岩区和南明区，线路全长27.6km，均为地下线。该工程起于白云区白云西站，终于南明区油榨街站，共设车站24座，穿越主城区主要采用浅埋暗挖法施工。该工程总造价为201.34亿元，技术经济指标为72948.18万元/正线公里。

1.2 地质、水文及周边环境情况

该工程项目位于某市向斜盆地北西侧台地之上，沿线整体地势北西高、南东低。地下岩溶形态多为隐伏型的溶洞、溶隙、溶沟、溶槽等，岩溶洞穴多被黏土充填，属岩溶弱至中等发育场地，局部岩溶强发育。沿线地下水主要以松散层孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩溶水。

该工程穿越大量建（构）筑物和各类主干管线线路，征拆迁量大、费用高。

2 施工方法经济比选

浅埋地铁工程施工主要采用明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法等施工方法，其施工方法主要受工程地质条件、周边环境、施工机具及资金状况等因素影响较大，仅工程造价来说，工程造价水平差异甚大。

1）明挖法施工简单，工程造价较低，但受周边环境影响较大，一般在市郊才能采用；2）盖挖法多为交通组织过渡段，工程造价介于明挖法和浅埋暗挖法之间；3）浅埋暗挖法多用于松散土层和围岩软弱破碎段，工程造价比明挖法高出很多。

所有的施工方法各有优缺点，因地制宜合理选择施工方法是降低地铁工程造价的一个重要因素。结合某市地区地形地貌和城市交通状况，从投资、工期和施工安全质量等方面出发，该工程最终选择浅埋暗挖法作为主城区主要的施工方法。浅埋地铁工程施工方法对比分析见表1所示。

表1 浅埋地铁工程施工方法对比分析表

3 工程造价主要控制因素分析

浅埋暗挖法地铁车站工程造价构成因素主要包括：土石方开挖、初期支护、辅助措施、二次衬砌、附属工程、站后工程等费用。这些工程费用大小与施工工艺关系紧密，直接影响地铁车站土建工程费用高低。

3.1 设计阶段造价主要控制因素分析

根据已建成地铁相关资料分析，浅埋暗挖法地铁车站在设计阶段造价影响因素占比约75～95%。其主要的控制因素：1）地铁工程相关标准的制定；2）车站规模大小和站位的合理选择；3）主体及附属工程的施工方法；4）地下空间的合理利用。

3.2 施工阶段造价主要控制因素分析

1）采用浅埋暗挖法进行地铁车站施工时，初期支护和辅助措施费用是控制车站工程造价的重点，应该合理选择支护参数，优化施工工序，进而实现降低工程造价的目的；2）在土石方开挖费用方面，浅埋暗挖法受到运距和降效影响，人工和机械费用消耗量约是明挖法的1.3倍，故浅埋暗挖法车站通过优化车站断面来减少土石方开挖量；3）在车站主体混凝土浇筑费用方面浅埋暗挖法明显高于明挖法，应科学组织施工。

4 浅埋暗挖法地铁车站工程造价控制措施

4.1 优化车站埋深

浅埋暗挖法车站埋深对工程造价影响较大，其埋深应综合考虑城市规划、交通组织、施工难易度、工程造价等因素，尽量设置在自稳性较好的岩层中，一般要求车站拱顶有一定的岩层覆盖厚度来减少支护措施，达到节省造价与加快施工速度的目的。

4.2 加强地质探察及预处理措施

针对某市岩溶地区地质特点，该工程在施工前加大了工程地质探察费用的投入，通过勘察钻孔、地质雷达扫描、井间层析成像（跨孔CT）、微动剖面探测等先进的地质探测技术手段，查明了工程地质和水文地质情况，分析评价了围岩稳定性，预测了可能出现的岩土工程问题，进而优化了围岩加固与支护、地下水控制、周边环境保护方案。施工过程中通过地表及地质岩体联合探测研判，互相验证探测结果用于对周边围岩预注浆处理和指导浅埋暗挖施工，有效地降低了因地质原因增加工程成本的风险。

4.3 合理选择施工工艺

浅埋暗挖法一般在房屋征收、管线改迁、交通疏解等相关费用方面与明挖（盖挖）法相比较低，但在施工工法方面费用相比较高，故在施工工法比选时不应轻易舍弃任何可行的方案，以此来减少工程费用。

结合工程地质水文情况、覆土深度、工程规模及造价等因素，浅埋暗挖法常用有全断面法、台阶法、中隔墙法、交叉中隔墙法、双侧壁导坑法、双层叠合初支拱盖法等几种施工方法。不同的施工方法，工程造价差异很大，应结合工程实际情况进行选取合适的施工方法。针对全断面法、台阶法、中隔墙法和交叉中隔墙法来说，因开挖断面受限主要适用于地铁区间隧道施工，本文仅对双侧壁导坑法和双层叠合初支拱盖法进行技术经济分析，其余不加以赘述。

1）双侧壁导坑法。双侧壁导坑法是在新奥法的施工理念的基础上发展起来的一种隧道开挖方法，将大断面转化为多个小断面进行开挖，各导洞独立开挖封闭，有利于因施工原因导致地表沉降加以控制。经国内不同城市地铁施工数据统计分析，双侧壁导坑法的施工沉降大约为台阶法的一半，因此施工的安全性较高。此种工法工艺复杂、施工进度缓慢、工程造价高，常用于Ⅴ级Ⅵ级围岩地层以及对地表沉降控制要求较严格的大断面隧道工程。针对某市主城区地质围岩较破碎、埋深比较浅的特点，该工程1号暗挖站采用了双侧壁导坑法施工，并取得很好的技术经济效果。

2）双层叠合初支拱盖法。根据某市岩溶地区上软下硬、岩面相对较高的实际地质情况，该工程在双侧壁导坑法基础上改进形成了双层叠合初支拱盖法。该方法能充分利用下部围岩的稳定性和承载能力，在弱爆破或机械冷开条件下进行拱盖施工，能充分保证施工的安全性。双层叠合初支拱盖法克服了其他工法一些技术经济方面的不足之处，具备广阔的应用前景。该工程2号暗挖车站采用了此种工法，并取得了很好的技术经济效果。

4.4 隧道开挖控制

结合工程实际情况，该工程在开挖前制定了切实可行的开挖方案，以保证施工安全和达到控制工程成本的目的，在开挖过程中严格遵循“管超前、严注浆、弱爆破（或机械冷开）、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”方针进行开挖施工，并根据揭示的围岩情况和监控量测结果进行支护参数动态调整。

4.5 合理选取初期支护参数

初期支护是由系统锚杆、钢拱架（格栅拱架）、钢筋网片和喷射混凝土组成的支护体系，在施工期间作为主要承载结构，应具有足够的强度和刚度。在确保施工安全性和地表沉降不超标的情况下合理选取支护参数，达到降低施工成本的目的。该工程典型浅埋暗挖法支护参数见表2所示。

表2 该工程典型浅埋暗挖法支护参数表

4.6 初期支护背后及时回填注浆

初期支护背后回填注浆可以减少初期支护背后空洞、不密实以及开挖后处置面渗漏水情况，有效的降低后期运营成本。此项工作应贯穿于初期支护施工的全过程，待初期支护喷射混凝土完成后，根据现场实际情况及时对初期支护背后进行注浆回填。该工程在二衬施作前制定了一套可行的初期支护背后注浆方案，并取得了很好的技术经济效果。

5 典型施工方法工程造价分析

以某市地铁某号线一期工程主城区2座浅埋暗挖车站为例，对浅埋暗挖法部分施工工艺和工程造价进行对比分析。该工程1号暗挖站车站长度180m，宽度22.1m，高度19.2m，断面面积362.9m，拱顶埋深17～26m，采用了双侧壁导坑法施工；2号暗挖站车站长度200m，宽度20.9m，高度17.7m，断面面积363.2m，拱顶埋深7.5～9.3m，采用了双层叠合初支拱盖法施工。主城区2座浅埋暗挖车站部分工程造价信息见表3所示。

表3 该工程典型施工方法部分工程造价信息表（单位：万元）

结合地铁造价的构成，通过表3我们可以看出：1号暗挖站工程总量为11573.0m，工程费用概算总额为16793.47万元，技术经济指标93297万元/正线公里（1.4511万元/每平方）；2号暗挖站工程总量为12540.7m，工程费用概算总额为17042.75万元，技术经济指标85214万元/正线公里（1.3590万元/每平方）。进而得出双侧壁导坑法和双层叠合初支拱盖法两种不同工法技术经济性，2号暗挖站采用双层叠合初支拱盖法经济性更优一些。

6 结语

浅埋暗挖地铁车站施工工法对工程造价的影响主要包括工程费和工程其他费用两个方面，其中工程其他费用对主城区地铁车站造价影响甚大，选择合理的施工工法显得尤为重要。浅埋暗挖法车站工程造价受施工场地因素影响很小，交通疏解、管线改迁、临时占地费等在工程造价方面占比低，当存在车站地质条件差、周边环境复杂、交通压力大或征拆困难时，应优先考虑选用。在某市主城区岩溶地层中，对比于其他工法来说，浅埋暗挖法工程造价和施工安全优势明显。通过浅埋暗挖法在该工程中的实际应用分析，充分验证了浅埋暗挖法在某市岩溶地区中施工的可行性和经济性，为某市地区后续施工积累宝贵经验，提高了某市地区施工管理水平。通过该工程部分浅埋暗挖法车站工程案例分析总结了以下几点建议，供后续类似工程参考和借鉴：1）应尽量优化车站断面，减小车站埋深，减少车站施工工作量，进而降低地铁车站工程造价；2）为避免因设计变更导致工程造价的上升，在项目开工前，一定要做好工程地质勘察工作，尽量确保勘察报告的准确性，最大程度上避免进行设计变更，若确实需要变更时，应结合现场实际情况提供切实可行的处理方案，减少因变更带来的经济损失；3）根据浅埋暗挖车站地质条件和周边环境选取在造价、工期上均占优势的施工工法，实现提高施工效率和减少资金投入的目的；4）采用浅埋暗挖法施工的初期支护、临时加强支护和辅助措施费用是控制土建工程造价的重点。施工过程中应该选取合理的支护参数，优化施工工序。