再談降低地下鐵道工程造價問題

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　引言

　　在1998年12月召開的第三屆城市軌道交通學(xué)術(shù)研討會上我曾對此問題提出一些看法和建議。許多有識之士在許多場合都對此問題發(fā)表了相當(dāng)中肯的意見。在此次會議上，我認為有必要再次談一談這個問題。因為這個問題仍然是困擾我們大力發(fā)展城市軌道運輸?shù)囊粋€瓶頸問題。

　　擴大內(nèi)需加大基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，是我國經(jīng)濟發(fā)展的重大舉措。而解決城市交通瓶頸的關(guān)鍵是大力發(fā)展城市軌道交通系統(tǒng)。主要城市對軌道交通有較大需求，建設(shè)積極性較高。如北京提出到2008年要新建線路157km總投資達638億元，上海提出再修建193km，總投資達757億元。但土木工程，特別是以地下工程為基本框架的地下鐵道，從初期投資的造價上看，是比較昂貴的。在一定程度上，它制約了城市地下鐵道的發(fā)展。因此，如何降低地下鐵道的工程造價，如何認識地下鐵道的經(jīng)濟效益就成為我們當(dāng)前必須認真討論的問題。

　　1、經(jīng)濟效益的認識目前我們對地下鐵道的定位是“公共事業(yè)”，是以政府的公共投資修建的、服務(wù)于城市交通的基礎(chǔ)設(shè)施“，不是以”贏利“為目的的企業(yè)。由于其外延效益不能直接體現(xiàn)在自身收益中，財務(wù)效益水平普遍較差，這也是軌道交通自身的特點。因此，強調(diào)地下鐵道要”贏利“的觀點是不可取的。但也不能不考慮地下鐵道的經(jīng)濟效益而盲目地發(fā)展。這里牽涉到我們對地下鐵道經(jīng)濟效益的認識問題。

　　從交通經(jīng)濟學(xué)的角度出發(fā)，地下鐵道的經(jīng)濟效益可歸納為：直接效益：走行費用的節(jié)??；輸送時間的縮短；交通舒適度的增加；交通事故的減少；司機疲勞度的減輕等間接效益：周邊區(qū)域的資源開發(fā)城市人口的分散；市場圈范圍的擴大，特別是以地下鐵道車站為中心的市場的形成；交通運輸?shù)暮侠砘?；交通設(shè)施建設(shè)自身誘發(fā)的就業(yè)、材料等的需求增加等。

　　這些效益是很難用“金錢”來衡量的。交通經(jīng)濟學(xué)正在解決如何用“經(jīng)濟價值”衡量這些效益的方法。我們也應(yīng)該進行這方面的努力。

　　因此，地下鐵道的經(jīng)濟效益主要是通過上述的效益來體現(xiàn)的。也就是說，如綜合考慮這些效益的存在和從城市的可持續(xù)發(fā)展的觀點出發(fā)，地下鐵道的經(jīng)濟效益是顯著的，也是肯定的。這也是為什么在城市發(fā)展到一定水平后，紛紛修建地下鐵道的原因。

　　2、降低造價的政府主導(dǎo)作用但不管怎么說，地下鐵道的造價是很可觀的。因此，目前許多國家都非常注意如何降低土木工程造價，當(dāng)然也包括地下工程的造價問題。例如日本在比較了與美國在一些丁程領(lǐng)域中的工程費后，明確指出：平均來說，日本的工程費約比美國高出28％-45％。因此，日本建設(shè)省提出削減丁程費的提議，提出了“降低土木工程造價的行動計劃”，并制定了“降低土木工程造價的指導(dǎo)方針”，要求從沒設(shè)計階段開始就采取縮小結(jié)構(gòu)物斷面、結(jié)構(gòu)物形狀單純化、構(gòu)什預(yù)制化、材料規(guī)格化和標(biāo)準化及施工技術(shù)標(biāo)準化等5大基本措施。日本許多會社和公司紛紛響應(yīng)，以提高技術(shù)水平為手段，提出了許多降低工程造價的技術(shù)措施，收到良好的效果。以地下工程為例，在盾構(gòu)隧道中，減薄襯砌、縮小斷面可降低工程費約30％，在山嶺隧道中，縮小斷面也取得較好的效果，例如新干線隧道，凈空內(nèi)半徑從4.80m減小到4.75m，東名高速公路隧道將建筑限界的寬度縮小1.5m，使開挖斷面積從230m減小到195m‘使工程費減小15％-16％。而降低工程費最顯著的是東京都的12號線的小斷面地鐵，降低丁程費達30％以上。又如在山嶺隧道中，如能控制好隧道斷面的超欠挖，就可把隧道工程費降低3％-5％等等。

　　這個經(jīng)驗指出，降低工程造價，必須以政府為主導(dǎo)，充分發(fā)揮各方面的積極性，特別是施工企業(yè)自主開發(fā)技術(shù)的積極性，群策群力才能收到預(yù)期的效果。也就是說，降低造價要有政策上的支持。

　　3、降低地下鐵道造價的基本認識總的來說，地下鐵道的造價主要決定于地下鐵道的規(guī)模和水準。例如莫斯科地下鐵道，特別是車站，要求符合“宮殿式”的建筑。這必然大大提高修建的成本。而歐洲一些國家，則根據(jù)地質(zhì)情況，因地制宜，甚至可以修成圍巖裸露的車站，其成本必然很低。許多國家強調(diào)地卜鐵道應(yīng)該以“交通服務(wù)為本”，因此，地下鐵道的效益也就體現(xiàn)在服務(wù)的質(zhì)量上。在經(jīng)濟條件可能的前提下追求安全、快速、準時、舒適?？墒窃诤荛L一段時間，我們的“攀比”風(fēng)是相當(dāng)嚴重的。你的車輛寬度是2.8m，我就要3.0m，你是3.0m，我就采用3.1m.你是5輛編組，我就要6輛甚至8輛編組，使地下鐵道車站的站臺長度愈來愈長。這都是“ 攀比”風(fēng)所造成的。在政府的干預(yù)下目前這種風(fēng)氣有所收斂，因此降低造價首先要從地下鐵道的規(guī)模和技術(shù)水準上著手。這一點大家都有共識。

　　其次，我們也要認識到：“獨木不成林”，地下鐵道不成網(wǎng)，就不可能充分發(fā)揮地下鐵道的功能，就不可能更好的體現(xiàn)地下鐵道的效益。目前許多城市者6認識到這一點，紛紛加速“成網(wǎng)”路線的建設(shè)，這是非常正確的決策。因此，在規(guī)劃地下鐵道時，要從“成網(wǎng)”的觀點來規(guī)劃第l條地下鐵道的建設(shè)。從客流預(yù)測、規(guī)模等加以規(guī)劃。不宜把第1條線的規(guī)模搞得標(biāo)準太高。

　　第三點要指出的是，地下鐵道基本上是以地下工程為主體的結(jié)構(gòu)物，是屬于“維修難”一類的結(jié)構(gòu)物。建成后投入的維修管理費用，將逐年增加。在地下鐵道的運營成本中，其比重也將逐年增加最近日本一些有識之士提出2920年的警鐘。即“日本將從土建大國變成修繕大國”。2020年的結(jié)構(gòu)物維修費用和改建費用，僅建設(shè)省就超過2兆億（日元），是現(xiàn)在的3倍，維修費用將成為國家財政的巨大負擔(dān)。因此，結(jié)構(gòu)物不管是新建的還是既有的，都要建立“少維修”的設(shè)計理念，這對降低運營成本是有直接影響的。

　　第四點就是設(shè)計要創(chuàng)造降低造價的條件和空間。意思是設(shè)計要為采用新技術(shù)留有余地。大家知道，施工前的設(shè)計始終是一個具有預(yù)設(shè)計性質(zhì)的設(shè)計。應(yīng)該容許施工單位在確保工程質(zhì)量的前提下采用新技術(shù)，充分發(fā)揮施工企業(yè)采用技術(shù)方法降低工程造價的積極性。這一點我們做得非常差，這當(dāng)然與設(shè)計施工體制有關(guān)。最后，我們要搞清楚，地下鐵道的建設(shè)費的構(gòu)成。一般說地下鐵道的建設(shè)費主要由3部分構(gòu)成。即：作為基礎(chǔ)設(shè)施的土建工程的建設(shè)費，如線路、各種建筑物及其附屬設(shè)施等；車輛等可移動設(shè)備以及運行系統(tǒng)的引導(dǎo)、控制、管理等設(shè)備和設(shè)施的購置費；因建設(shè)造成的損失補償費，如搬遷補償、對既有結(jié)構(gòu)物的損傷補償?shù)取?/p>

　　因此，降低建設(shè)費也必須從這3方面著手。

　　從地下鐵道的造價構(gòu)成看，降造首先要從降低購置費，即設(shè)備費著手。其次是運營管理費這兩項都是規(guī)劃設(shè)計的問題。我這里主要談如何降低作為基礎(chǔ)設(shè)施的土建工程的費用問題。降低土建工程費用既要解決認識上的問題，也要解決技術(shù)上的問題。前者是基礎(chǔ)，后者是手段。

　　在認識上，首先應(yīng)該認識到，土建工程的造價是有潛力可挖的。其次是“降造”要形成“雙贏”的局面。最后要認識到，只有提高技術(shù)水平才能真正地把土建工程的造價降下來……降低造價是有潛力可挖的目前許多城市都加速了地下鐵道的建設(shè)。北京、上海、廣州等城市的軌道交通的里程有明顯大幅度延伸的趨勢，成網(wǎng)速度加快。一些城市的第1條地下鐵道也開始修建或正在規(guī)劃之中。在這種情況下，應(yīng)該從一開始就關(guān)注如何降低地下鐵道的造價這個永恒的課題。

　　我們目前的工程造價水平，不好與國外比較。但就我們目前采取的人為的“降造措施來看，是完全有潛力可挖的。因為業(yè)主要求承包商，在承包額的甚礎(chǔ)上”降造“5％-2毗，有的甚至”降造“30％以上。這只能說明造價是可以降低的。但這種”人為“的、”強行“的降造方法，實際上是以降低工程質(zhì)量為代價的，是不可取的。

　　“降造”要形成“雙贏”的局面這里所謂的“雙贏”，就是“降造”對業(yè)主有利，對承包商也有利。否則，“降造”就是一句空活。

　　例如，日本規(guī)定在承包價確定以后，承包商采取技術(shù)措施而降低造價的部分，歸承包商所有。這樣就鼓勵了承包商采用技術(shù)手段降低工程造價的積極性。這也是為什么日本的地下和隧道技術(shù)不斷發(fā)展的一個重要原因。目前設(shè)計施工兩張皮的體制，制約了新技術(shù)、新方法、新工藝、新材料的發(fā)展和應(yīng)用。也制約了施工企業(yè)自主開發(fā)的積極性。應(yīng)該改革。目前是承包商一旦獲得承包工程后，千方百計地變更沒計，力求把降造的損失補回來，這是可以理解的。作為業(yè)主應(yīng)該把施工企業(yè)的降造積極性引到提高技術(shù)水平方向上來。日本最近實施的在投標(biāo)中要有降造措施。例如降造5％，必須指明采用什么技術(shù)降造。這個做法可以借鑒。要實現(xiàn)這一點，就必須徹底地改變我們的投標(biāo)的體制和方法……只有提高技術(shù)水平才能真正地把造價降下來。這也是本文的重點。

　　4、降低建設(shè)費的技術(shù)措施從目前的技術(shù)發(fā)展趨勢看，降低工程建設(shè)費的基本途徑有：

　　4.1  縮小結(jié)構(gòu)物斷而尺以山嶺隧道，盾構(gòu)隧道為例，在確保必要的功能前提下盡量減小結(jié)構(gòu)物的斷面尺寸。例如，日本在盾構(gòu)隧道中，為減小一次襯砌的厚度，采用了高強的薄管片。在瓦斯管道中，過去的管片厚度為175~200mm，改為150mm.這樣使隧道外徑變?yōu)? 950 mm.此外，為減小二次襯砌厚度，采用噴2、3mm樹脂的方法，使外徑從3.8m，變?yōu)?.4m，減小0.4m.這樣，開挖土方量減少25％，工期縮短40％。在某一共同溝工程中，將二次襯砌省去節(jié)省造價9.9％。當(dāng)然省略二次襯砌是有條件的。

　　在山嶺隧道中日本鐵道公團，在北陸新干線的隧道工程中，將拱部內(nèi)半徑從4.8m改為4.75m，減小5cm.在舞子隧道的通風(fēng)橫洞（斷而積80m）中，在一次襯砌的（15cm）上，增噴5cm的高強噴混凝土，而取消了厚35cm的二次襯砌。由此可見，縮小斷面尺寸、主要與采用新技術(shù)，新工藝有關(guān)。如采用高強的噴混凝土和混凝土，噴射樹脂等，其次在滿足凈空的條件下，盡可能地縮小隧道內(nèi)輪廓尺寸，最終減薄二次襯砌或取消二次襯砌。

　　例如，在增加列車運行密度的前提下，減少列車編組長度，就可以縮短車站和站臺的長度。采用寬度小的車輛，也可以減少凈空尺寸，從而減少坑道的開挖量。目前，我國采用的盾構(gòu)管片的厚度是35cm，如果證明采用30cm是可行的，也可以降低工程的造價等等措施都是行之有效的。

　　4.2  結(jié)構(gòu)物形狀的單純化從實際出發(fā)，除地下鐵道車站外，隧道的斷面形狀是比較單純的。形狀單純化，可使鋼筋和模板的架設(shè)簡單，與之配套的資材也可以標(biāo)準化和規(guī)格化。如采用鋼筋骨架和定尺鋼筋等。隧道的拱部最好采用單心圓，在公路隧道中，整個上部也最好采用單心圓等。對鋼筋混凝土襯砌的鋼筋，采用預(yù)制的鋼筋骨架方式，也取得了良好的效果。例如，4車道的公路隧道，是采用4車道的大斷面隧道，或是采用聯(lián)拱型4車道斷面，就需要進一步研究，從形狀單純化角度看，顯然采用形狀單純的4車道斷面是合理的，同時也簡化了施工程序。實踐已指出，目前采用的聯(lián)拱隧道的成本是比較高的。

　　地下鐵道車站形式的標(biāo)準化，也是各國追求的目標(biāo)。在滿足功能要求的前提下盡量縮小車站的規(guī)模也是車站設(shè)計的主流趨勢。應(yīng)該盡量減少用礦山法修筑地下鐵道車站。在必須用暗挖法修筑地下鐵道的場合，最好采用盾構(gòu)法。因為盾構(gòu)法車站易于標(biāo)準化。這也是“降造”所要求的。

　　4.3構(gòu)件預(yù)制化結(jié)構(gòu)形狀單純化與構(gòu)件預(yù)制化是有聯(lián)系的。構(gòu)件預(yù)制化，使制造簡單，質(zhì)量可靠，安裝方便，且便于采用新材料。盾構(gòu)法是實現(xiàn)構(gòu)件預(yù)制化的典型，技術(shù)是十分成熟的。

　　在已經(jīng)實現(xiàn)預(yù)制化的構(gòu)件，盡可能地向大型、長尺寸方向發(fā)展。如日本的瓦斯管道的管片寬度從0.2m改為1.2m，使架設(shè)時間大為縮短。

　　在鐵路隧道中，仰拱構(gòu)件預(yù)制化是一個方向，特別是單線鐵路隧道，更有發(fā)展前景。秦嶺隧道的仰拱采用預(yù)制仰拱獲得成功。在鐵路隧道中研究二襯砌的構(gòu)件預(yù)制化的問題是有重要意義的。

　　隧道襯砌、明洞等結(jié)構(gòu)物的預(yù)制化，是提高結(jié)構(gòu)物質(zhì)量、降低造價的基本措施。也是許多國家正在研究的課題。下面介紹2個示例，僅是其中的一部分。

　　仰拱：為了降低成本和提高修筑仰拱的速度，在某—公路隧道采用預(yù)制構(gòu)件修筑仰拱。首先開挖隧道底部后，灌注坍落度為0的混凝土。而后在其上鋪設(shè)預(yù)制的帶突起的混凝土板，用振搗器搗固，使與混凝土成為一體。隧道是雙車道的，施工長度約6m，一塊板的大小約寬3m，長1.5m.施工后車輛可以立即通行?？梢宰咝袧M載土砂的總質(zhì)量達39t的卡車。仰拱的下沉量只有3mm.因為不需要設(shè)置和拆除模板，比現(xiàn)場灌注混凝土降低成本10％~15％。隧道開挖后，能夠立即施工仰拱，從而能夠控制底部的變形。

　　襯砌預(yù)制板：在山嶺隧道的二次襯砌中，也開發(fā)出預(yù)制板兼模板的技術(shù)。預(yù)制板是鋼筋混凝土板；鋼筋從板背后伸出，現(xiàn)場灌注混凝土?xí)r使之成為一體。開挖后向巖面噴射混凝土，沿內(nèi)壁架設(shè)鋼架（間距1-2m），使用專門機具把預(yù)制板用螺栓連接到鋼架上。預(yù)制板上設(shè)有直徑10cm的孔，用以灌注混凝土。此法較采用活動模板灌注混凝土的方法能夠降低成本20％~30％，并縮短了工期。

　　目前廣州地鐵，已經(jīng)著手研究明挖區(qū)間隧道的預(yù)制技術(shù)，并已選擇試驗段進行試施工。鐵路隧道也將其作為研究課題，準備在某條新線上實施。

　　4.4  材料標(biāo)準化和規(guī)格化材料的規(guī)格化和標(biāo)準化是與結(jié)構(gòu)斷面的單純化相聯(lián)系的。將材料按照設(shè)計規(guī)格，予以標(biāo)準化，而在TV或工地預(yù)制好，可大大技術(shù)減少架設(shè)的時間和材料的無理消耗。例如日本在某管路工程中，采用高流動性混凝土管片（直徑4m），在長1km的隧道中，節(jié)省約4 000萬日元。目前許多國家在規(guī)范中都非常強調(diào)材料的規(guī)格化和工藝的標(biāo)準化，這無論對工程質(zhì)量和工程造價都具有重要的意義。

　　4.5  施工技術(shù)標(biāo)準化和模式化隧道施工方法的標(biāo)準化和漠式化是提高隧道修建速度和質(zhì)量，降低工程造價的關(guān)鍵。目前，在隧道工程中，采用的施工方法，越來越集中在少數(shù)幾種方法上，如超短臺階法及全斷面法，中隔壁法及眼鏡等，因此，使這幾種方法標(biāo)準化和模式化是當(dāng)務(wù)之急。應(yīng)該指出，目前施工方法混亂、工藝不標(biāo)準、施工機械不配套等，是使隧道造價增加的重要原因之一。

　　在城市地下鐵道中，目前主要從礦山法、盾構(gòu)法和明挖法中選擇。但在不良地質(zhì)條件下，不論采用何種施工方法，都必須采用各種輔助工法。這是工程中最難控制造價的部分。

　　在施工中，輔助施工方法常常是不可避免的，特別是礦山法。在設(shè)計中，輔助施工方法的選擇，對控制造價是極端重要的。

　　為了規(guī)范城市礦山法隧道的技術(shù)標(biāo)準，  日本最近出版了“城市礦山法隧道技術(shù)標(biāo)準”（2002年）。對礦山法中存在的問題加以規(guī)范化。其中特別對超前支護技術(shù)提出了標(biāo)準化的要求并作了具體的規(guī)定。

　　5、加強工程程費的統(tǒng)計分析加強工程費的統(tǒng)計分析，找出工程費與各種施工方法的內(nèi)在關(guān)系是很重要的、具有基礎(chǔ)研究性質(zhì)的工作。目前在城市地下鐵道中，基本上是采用明挖法、盾構(gòu)法和礦山法三種方法。這三種方法各有利弊?？筛鶕?jù)工程性質(zhì)、規(guī)模、地質(zhì)條件、環(huán)境條件等選擇。

　　從施工工廠化程度上看，應(yīng)該說，盾構(gòu)法排在首位，其次是明挖法，最后是礦山法。

　　從造價控制的難易程度上看，首位也是盾構(gòu)法，其次是明挖法，最后是礦山法。

　　從造價的高低看很，很難比較。因為各種施工方法的應(yīng)用條件不同。例如地下車站，多數(shù)采用明挖法，但不能采用明挖法時，就只有采用礦山法或盾構(gòu)法。在區(qū)間隧道，盾構(gòu)法與明挖法可以做比較，一般說，國外的場合盾構(gòu)法都優(yōu)于明挖法，因為國女嘟把施工對周邊環(huán)境（交通、生活、結(jié)構(gòu)物危害等）的影響列入造價之中。