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城市轨道交通车站造价分析论文
摘 要:通过对京、沪、穗、宁等城市城市轨道交通项目近100个车站造价的剖析,找到了高架车站和地下车站各自不同的造价控制因素。从而为地铁车站优化设计方案、选择施工工法、采用合理出入口方式、确定装修标准等提供参考,进而达到确定和控制地铁车站投资的目的。
关键词:城市轨道交通;车站;造价
我国城市轨道交通建设发展迅猛,不仅各种施工技术水平得到提高,而且造价逐步趋于合理。笔者对近年参与设计的京、沪、穗、宁等城市数10个城市轨道交通项目的近100个车站的造价资料分析后发现,车站费用占城市轨道交通工程土建费用的50%以上,是土建工程造价控制的重点。本文重点对各种类型的车站进行造价剖析,供同行参考。
城市轨道交通车站可分为高架车站和地下车站。两者在结构形式和造价方面均有很大差异。
1 高架车站
1.1 造价组成
高架车站的造价主要包括4部分:(1)高架站房造价;(2)地面辅助办公用房造价;(3)出入口通道及人行天桥造价;(4)车站装修造价。
高架站房是高架车站的主要部分,单方造价最高。地面辅助办公用房造价基本与项目所处城市一般房屋类似。出入口通道及人行天桥为独立结构, 与市政桥梁相类似。车站装修根据业主要求的装修档次而定。此外,高架车站造价还包含地面广场、自行车棚、绿化等费用。
1.2 造价分析
高架车站的土建综合造价目前一般为0.35~0.40万元/m2。标准高架车站土建总造价一般在1200~1500万元/站。从已建成的武汉市轨道交通一号线全高架项目,以及上海、广州既有地下又有高架的项目分析,近几年高架车站指标随着建材的涨价和技术新规范的出台有所提高,高架车站各部分费用比例见表1。
2 地下车站
地下车站的费用组成比高架车站复杂。地下车站根据车站的建筑特点可分为地下一层站、地下二层站、地下三层站,根据布置可分为岛式站和侧式站,根据功能可分为一般站和换乘站,根据施工方法可分为明挖法、浅埋暗挖法和盖挖法施工车站。因此,影响地下车站造价的因素很多,建筑层数、规模、布置、地质、水文、施工工法等因素造成地下车站造价指标差异很大,从0.5万元/m2到1.2万元/m2不等。本文从施工工法的角度分析地下车站的造价。
2.1 明挖法施工车站造价分析
目前我国大部分地下车站采用明挖法施工。明挖法车站费用可分为:(1)围护结构费用;(2)土方支撑降水费用;(3)主体结构费用;(4)地基加固费用;(5)施工监测费用;(6)出入口费用;(7)风道费用;(8)换乘通道费用;(9)车站装修费用;(10)其他费用。
围护结构是明挖法车站的施工特色,它在某种程度上决定了车站的造价。围护结构形式根据工程地质、围护的刚度、基坑防水和车站现场实际情况确定,主要分为SMW工法桩、钻孔桩加旋喷桩止水、地下连续墙等形式。土方支撑降水费用含土方开挖、回填与运输,支撑(含格构柱)安拆、租赁,施工降水及机械进出场费。某些车站将风道和主体结构设计在一起。主体结构费用包括支架搭拆、模板安拆、梁板柱混凝土浇注振捣、钢筋绑扎、防水制作、抗拔桩施工等建筑安装费及机械进出场费。地基加固是为避免对周边建筑物的影响而进行的旋喷或搅拌桩加固施工。换乘通道为换乘站所特有。其他费用包含风亭及出入口地面建筑、路引标识、自行车停车场和路面破覆等费用。
笔者对大量明挖车站进行费用分解,剔除特殊设计部分后,将明挖法施工的3种类型车站的各部分费用构成列示于表2~表4。
由以上统计资料可以得到如下结论。
(1)SMW工法桩车站造价最低,为6200~6800元/m2;钻孔桩加旋喷桩止水车站造价较高,为7800~8500元/m2;地下连续墙车站造价最高,为8500~10000元/m2。
(2)围护结构占车站总造价的比重,SMW工法桩车站最低,为15%~18%;钻孔桩加旋喷桩止水车站较高为18%~25%;地下连续墙车站最高,为25%~30%。如果工程地质允许,明挖法施工车站的围护结构应尽量采用SMW工法桩和钻孔桩。
(3)装修费用占车站总造价的4.0%~19.2%,说明该费用具有不确定性。这主要是由于地下建筑的公共区、设备区、出入口通道各城市的装修标准是不同的。因此,各个城市的轨道交通车站装修应从实际出发,首先考虑满足功能,经济实用,再考虑美观大方,切忌攀比豪华,从而节省费用,降低造价。
(4)出入口及风道占车站总造价的10.5%~33.1%。出入口通道的设置是为了满足客流的需要,在功能上是车站的辅助部分,但其建设费用并不低,甚至个别车站的出入口通道费用超过了车站主体费用。如围护结构为钻孔桩的F项目,出入口费用比主体工程费用还高约10%。因此,在出入口与风道的设计中,既要考虑使用功能,又要考虑技术经济指标。
2.2 浅埋暗挖法施工车站造价分析
在交通运输繁忙、地下管线密布、地面建筑物密集且对地面沉陷要求严格的地段修建地铁车站,如果施工不宜采用明挖且在地质状况允许、地下水位不高的情况下,车站可采用浅埋暗挖法施工。该工法能避免大量拆迁和改建工作,减少对城市既有交通干扰,降低施工对周边环境的污染。但其缺点是对施工限制条件较多。该工法施工时需采用多种辅助措施加固围岩,开挖后要及时支护。
需采用浅埋暗挖法施工的车站一般采用明暗挖相结合的施工方法。如广州5号线某车站的主体工程、出入口通道和风道同时采用了明挖法和浅埋暗挖法2种施工工法;6号线某车站的主体工程采用浅埋暗挖法施工,出入口通道和风道采用明暗挖相结合的施工方法。明暗挖造价指标对比见表5。
由以上统计资料可以得到如下分析结果。
(1)暗挖车站部分不设围护结构。
(2)暗挖法土方人力施工每立方米人工消耗是明挖法的2~4倍,石方机械施工每立方米人工消耗是明挖法的20倍左右;土石方施工暗挖法需通风、照明、三管两线及轨道安拆、排水等;明挖法石方机械采用的是岩石破碎机和挖掘机,暗挖法石方机具采用的是电动空压机、轨道式装岩机、轴流风机等。因此,暗挖土石方单价是明挖土石方的3~4倍。
(3)暗挖法主体结构施工需进行土体的预加固和预处理,如需进行超前小导管注浆、深孔注浆和大管棚超前支护等。暗挖法初期支护要用钢筋格栅、钢筋网和喷射混凝土,二次衬砌要用模筑混凝土。暗挖法主体结构也完全不同于明挖法主体结构的梁板柱工程。因此暗挖法单方综合造价约是明挖法的1.5倍。
2.3 盖挖法施工车站造价分析
在埋深较浅,又不允许较长时间占用地面交通路面的情况下,可采用盖挖法施工。该工法利用围护结构和支撑体系,在繁忙交通路段利用结构顶板或临时结构设施维持通行,在顶板下面进行施工。盖挖法根据施工顺序又可分为顺作法和逆作法施工。
在车站设计中,需要盖挖法施工的车站,明挖法施工和盖挖法施工一般结合采用。车站的主体部分采用盖挖法施工,出入口或站厅层采用明挖法施工, 可以达到降低造价的目的。如深圳的科学馆站就采用盖挖与明挖相结合的施工方法。明挖法与盖挖法施工造价指标对比见表6。
由以上统计资料可以得到如下分析结论。
(1)盖挖法的施工工序大致为:车站内临时支承桩→围护结构施工→设置第一层钢支撑→第一层开挖→安装第二层钢支撑→车站顶板立模、扎钢筋、浇筑混凝土→顶板覆盖、埋管、路面浇筑→第二层开挖(盖挖)→安装第三层钢支撑→车站中板立模、扎钢筋、浇筑混凝土→安装第四层钢支撑→浇筑底板混凝土。由于盖挖法施工工序为先明挖后盖挖,围护结构属于明挖施工完成部分,故此部分单方指标与明挖方案基本相同。
(2)由于车站盖挖必须在上部恢复地面交通后开始,所以施工通过竖井或出入口出土,土方水平运距增加,且需垂直运输。同时,由于工作面较小,盖挖土方人工消耗和机械台班消耗约是明挖土方的1.5倍。由表6统计显示,盖挖土方造价指标约是明挖土方造价的2倍。
(3)盖挖的主体结构施工方式与明挖法大致相同,但如果将盖挖法支撑体系的费用摊入主体结构,则盖挖主体结构造价指标明显要比明挖主体结构高600元/m3。经测算,采用军便梁支撑体系和路面系统,标准站此项费用需增加约800万元。
3 结论
通过对城市轨道交通各种类型车站费用的分析,确定了高架车站和地下车站控制造价的关键因素。只有抓住这些关键因素,优化设计方案,采用恰当施工工法,合理设置车站出入口和确定装修标准,才能最终控制好地铁车站的投资。
参考文献
[1]张庆贺,朱合华,庄荣等.地铁与轻轨[M].北京:人民交通出版社,2002.
[2]陶龙光,巴肇伦.城市地下工程[M].北京:科学出版社,1999.
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