公路隧道经济指标分析与影响

公路隧道经济指标分析与影响
毛红飞;王立欣
【摘要】隧道经济指标受结构形式、断面大小、断面形式和围岩级别等诸多因素的影响.通过对各级围岩不同断面大小和形式的隧道经济指标的分析,总结出项目设计时道路等级、隧道断面形式的指导意见.通过工程实例分析隧道长度对经济指标的影响,给出线路布设时隧道规模的控制原则.
【期刊名称】《交通科技》
【年(卷),期】2011(000)001
【总页数】3页(P51-53)
【关键词】隧道经济指标;经济指标分析;隧道造价控制
【作者】毛红飞;王立欣
【作者单位】杭州华龙交通勘察设计有限公司,杭州,310030;石家庄美高公路工程咨询有限公司,石家庄,050051
【正文语种】中文
随着山区公路建设的快速发展，隧道作为公路工程中的构造物之一，其在绕避不良地质、缩短公路里程、抗震等方面有诸多的优势，在项目建设中越来越多地受到青睐。

然而由于其造价高，在项目投资中往往占据着重要比例，因此也成为项目投资的控制因素之一，有了对经济指标的掌握，便可以根据项目总的投资估算情况，通过与其他构造物进行技术经济比选，灵活掌握隧道在整个项目建设中所占的比例，
从而指导设计。

1 隧道经济指标
隧道经济指标是指隧道的延米造价。

隧道经济指标不仅与隧道结构形式有关，还与隧道的断面形式、断面大小等有关。

隧道的结构形式有多种，根据隧道所处的地质条件、施工条件和使用要求，可分为喷锚衬砌、整体式衬砌、复核式衬砌。

当今公路隧道设计主要以新奥法复合式衬砌设计为主，因此本文主要针对复合式衬砌的造价进行分析和总结。

根据隧道上、下行方向平面设计线间的关系，高等级公路（高速公路、一级公路）隧道形式可分为分离式隧道、小净距隧道和连拱隧道3种；低等级公路通常为单洞形式（单洞双向行驶）。

隧道断面大小可以简单地以车道数来划分，如双向6车道、双向4车道、双向2车道等。

另外，隧道所处的地质情况（即围岩级别）对隧道的造价有直接的影响，相同的断面形式和大小，由于所处的围岩级别不同，其造价相差是巨大的。

抛开围岩情况而简单地说双向6车道、双向4车道每延米造价多少是不科学、不严谨的。

为了避免隧道附属设施（如通风、照明等）对指标的影响，表1、表2给出了长度为100 m（即不设通风、照明等附属设施［1］）的复合式衬砌隧道各级围岩的经济指标及指标比。

表1 隧道各级围岩经济指标表万元／m注：低等级公路单洞两车道的经济指标可按分离式双向4车道指标的一半考虑。

分离式围岩22.50 13.98 23.68 16.82 IV 级 14.48 9.72 19.61 12.32 III级6.81 4.51 15.75 9.22×2 V级连拱式双向6车道80 km／h限界14.0 m×5.0 m双向4车道80 km／h限界10.25 m×5.0 m II级双向4车道80 km／h限界（10.25 m×5.0 m）×2双向4车道80 km／h限界（10.25 m×5.0 m）6.53 4.34 9.09 8.26
表2 隧道各级围岩经济指标比围岩分离式6车道／4车道连拱式6车道／4车道
连拱6车道／分离6车道连拱4车道／分离4车道V级1.61 1.41 1.05 1.20 IV 级 1.49 1.59 1.35 1.27 III级 1.51 1.71 2.31 2.04 II级1.51 1.10 1.39 1.90 对表1、表2的数据进行分析可以得出以下几点结论：
（1）同一设计时速，双向6车道和双向4车道分离式隧道指标比为1.49～1.61，连拱式指标比为1.10～1.71，平均值约等于车道数之比。

可见隧道每增加一个车道，其对造价影响是巨大的。

所以在工可阶段，对项目的标准要把握准确，既不能为了控制投资而有意降低标准，也不能一味地追求服务水平而提高设计标准。

（2）同一设计标准，连拱式隧道与分离式隧道的指标比为1.05～2.31，可见连拱式隧道的指标远高于分离式隧道。

所以在隧道线形设计时，有条件的情况下尽量采用分离式隧道，不仅有利于施工，后期病害较少，而且节省造价。

由于小净距隧道是介于两者之间的一种形式，其支护强度、施工难度等与两洞之间的净距有直接关系，并随着净距的减小而增大。

（3）根据项目设计标准的不同，横断面组成最小宽度又有所不同，比如同为一级路双向4车道，设计时速80 km的与60 km的隧道断面最小宽度分别为10.25
m 和9.75 m，两者相差0.5 m。

同一设计标准，由于考虑的因素不同，限界宽度也可能不同，从而隧道断面净空面积不同。

比如设计时速为40 km的二级公路，
若考虑行人需求，检修道宽度一般由最小宽度0.75 m调整为1.0 m，从而对净空断面也需相应的增大。

但由于隧道断面规模相当，其微小差别对支护参数取值影响不大，对单价的影响主要在开挖和材料用量方面，所以其指标可以简单地认为与周长成线比。

表中双向6车道单洞内轮廓周长40.9 m，双向4车道单洞内轮廓周长31.9 m。

2 隧道长度对指标的影响
公路隧道按其长度可分为4类［2］，见表3。

表3 公路隧道长度分类分类特长隧道长隧道中隧道短隧道长度L／m L＞3 000 3 000≥L＞1 000 1 000≥L＞500 L≤500
下面以四川省绵竹至茂县公路汉旺至牛圈沟段工程为例，分析隧道长度与经济指标的关系。

四川省绵竹至茂县公路汉旺至牛圈沟段工程属灾后重建的公路工程，项目区位于四川盆地西北部，路线所经地区为跨越龙门山脉的山岭区，线路起于绵竹市汉旺镇，经篾棚子、黑洞岩、小木岭、烂柴湾、长河坝上行于牛圈沟，设篮家岩隧道穿越九顶山，经茅香坪至茂北路接国道213线，全长约55 km，设计标准为公路二级，设计速度有60、40 km／h 2个标准，对应路基宽度分别为10.0、8.5 m。

沿线共有隧道10座，为单洞2车道双向行驶。

具体设置情况见表4。

表4 绵竹至茂县公路隧道一览表（按长度排序） m项目隧道名称八角包梁子1号隧道八角包梁子2号隧道大梁子隧道二河口隧道小岗尖隧道金鱼隧道滴水岩隧道桂花岩隧道小木岭隧道兰家岩隧道隧道长度165 420 505 630 1 270 2 015 2 120 2 670 3 175 8 125建筑限界（宽×高）9.0×5.0 10.0×5.0 9.0×5.0
隧道长度与技术经济指标关系见图1。

尽管隧道断面的大小会对单价有一定的影响，但由于2个断面宽度相差仅1 m，周长比为1.04，其支护参数取值差别不大，对经济指标的影响甚微，并不影响隧道长度对经济指标影响的整体分析。

图1 隧道长度与经济指标关系图
由图1可见：
（1）隧道长度与造价成正比，隧道越长其造价愈高。

（2）隧道长度与其指标呈梯形关系，并非想象中的正比关系。

其原因是：① 地质原因。

一座隧道穿越的围岩一般都有III、IV、V级，由于隧道洞口段埋深浅，地质条件差，通常为IV、V级，而洞身段通常为III级，隧道愈短，V级围岩所占的比例就愈大。

由于V级围岩段经济指标高得多，因此对整个隧道的造价影响就比
较大，从而造成短隧道的经济指标较高；② 隧道越长，尤其是当隧道长度大于3 km时（特长隧道），其交通等级就愈高，对机电等附属设施的配置要求就愈高，如通风、照明、监控设施等，同时，随着隧道长度的增加，为满足营运通风、逃生救灾等要求或为增加施工开挖面，还应设置辅助通道，如本项目的小木岭隧道就设置了一处横洞，兰家岩隧道就设置了平行导坑，从而导致整个隧道的造价大大增加，进而隧道的经济指标也相应的提高。

（3）从图中还可以看出，当隧道长度在500～2 000 m之间时，其指标较低。

由此也给我们以启示，在路线选线时，在整个项目隧道规模相近时，尽量避免短而多的隧道群，也尽量避免长大隧道，而以中、长隧道为宜。

3 结语
由于隧道衬砌结构设计的差异性，材料单价的市场波动性以及地方特点的影响都会引起隧道经济指标的差异，文中仅从常规角度对指标作了整理和分析，其目的在于给项目建设单位提供投资参考，给项目设计人员在道路选线、技术经济比选时提供造价控制的参考依据。

参考文献
［1］ JTJ026.1-1999公路隧道通风照明设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2000.
［2］ JTG D70-2004公路隧道设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2004.。