浅谈设计与施工对隧道工程造价影响_建筑设计论

浅谈设计与施工对隧道工程造价影响

兰祯春

【摘 要】我国公路建设的飞速发展，隧道工程建设规模越建越大，隧道造价的控制成本公路建设造价控制的关键因素。由于影响隧道工程造价的因素较多，本文从隧道设计及施工两方面分不同角度浅述如何合理有效地降低隧道工程造价。

【关键词】隧道 工程造价 设计施工

0 前言

近年来，随着我国交通基础设施建设的迅速发展，公路工程施工技术的不断提高，公路隧道（主要指山岭隧道）的建设规模有了很大提高，隧道工程造价在公路建设总造价中所占比例也越来越大，有的山区高速公路项目，隧道造价能占到工程总造价的50%以上。因此合理控制隧道工程规模，成为设计阶段的重点，也是控制投资规模的一个重要环节。本文从设计及施工两个方面，结合国内目前隧道工程建设的实际情况，提出几点降低隧道工程造价的看法。

1 隧道设计

1.1 隧址选择

因隧道工程造价高，施工风险大，因此在路线方案的选择上，如何合理的设置隧道工程对路线的整体造价影响较大。隧址确定应贯彻地质和环境选线，宜避开各种不良地质体，不得不穿越时应遵循“避重就轻、趋利避害”的原则，进行多方案综合分析和比选，使其对隧道工程的影响最低，并应有针对性的工程处治方案和预案。

隧道设计应有完整的勘测、调查资料，综合考虑地形、地质、水文、气象、地震和交通量及其构成，以及营运和施工条件，进行多方案的技术、经济、环保比较，使隧道设计符合安全实用，质量可靠，经济合理，技术先进的要求。

1.2 隧道平面线形

隧道平面布置一般有三种布置形式：一、隧道上下行分离式大间距隧道；二、上下行分离式小间距隧道；三、连拱隧道。同等地质围岩情况下，一般连拱隧道的造价最高，施工难度最大，其次为小间距隧道，而分离式隧道造价最低。因此在平面布置上，在地形、地质条件等允许的条件下应尽量采用上下行分离式隧道降低工程造价。

对于隧道群段的路线平纵设计，路线展布应考虑隧道群的特点，综合考虑平纵线形，将整个隧道群作为一座隧道来进行整体设计，保证行车的安全，对于个别洞口较近的隧道，应考虑采用遮光棚连接隧道洞口，以降低因洞口亮度突变频繁和冰雪灾害引起交通事故的频率，在优化工程方案的同时降低隧道照明费用。

1.3 隧道平曲线、纵坡合理确定

在考虑车辆营运安全的前提下，为节省工程造价，可按照如下参数进行调整。

1、隧道需设置平曲线时，其超高值一般不宜大于4%，即圆曲线最小半径≧710m。

2、一般分离式隧道宜布置为平行双洞为宜，为便于双洞间横通道的设置，左右洞高差不宜过大，尽量使横通道纵坡控制在5%以内。

3、隧道纵坡一般应不小于0.3％，并不大于3％，当受地形条件限制时，中、短隧道纵坡可适当加大，但不宜大于4%。

4、针对长、特长隧道的情况，一般长度大于1000m的隧道纵坡以不大于2.5％为宜，长度大于2000m的隧道纵坡以不大于2.0％为宜，长度大于3000m的特长隧道纵坡以不大于1.5％为宜；

5、 岩溶地区或地下水发育的长、特长隧道为便于施工及排水，宜设置为人字坡。

1.4 隧道支护参数

隧道结构设计应确保结构的耐久性、车辆行驶的安全性、养护维修的可行性、防灾救灾的有效性。

在衬砌设计过程中，V级及IV级围岩地段的衬砌一般应以结构内力计算与强度分析为主，IV级围岩及III级围岩地段的衬砌一般应以围岩稳定分析为主。应特别注意洞口浅埋地段、偏压地段、V级及IV级围岩地段及其高地应力地段的结构强度的计算分析。在洞口浅埋地段、偏压地段、围岩较差且地下水较发育地段，二次衬砌宜采用钢筋混凝土结构。连拱隧道宜采用复合式中墙的结构形式，芯墙厚度不宜小于1.0m。

小净距隧道应根据隧道净距大小采用不同的加固方式，其初期支护、二次衬砌宜相应加强。针对净距大于18m且小于规范间距的隧道，可只考虑爆破、施工工序、监控量测等进行控制，其相应的初期支护、二次衬砌可按常规分离式隧道设计。在设计中根据具体情况，隧道结构形式还可根据地形采用半明半暗隧道、棚洞等构造形式，综合比较各结构形式，灵活设计，因地制宜，减少工程造价。

1.5 隧道的优化设计

隧道结构设计应根据隧道施工过程中所显示的详细地质资料，进行动态设计，以使隧道工程造价尽量符合实际。围岩条件明显变好的情况下，应及时进行隧道结构和支护参数的调整，以适应隧道工程实际情况，并节约工程造价。在Ⅳ级围岩段，当下半断面围岩完整性和强度达到Ⅲ级围岩时，应在设计中取消仰拱，达到节省造价的目的。隧道结构设计应尽量采用新材料与新技术，如在初期支护中，喷射混凝土加入适量钢纤维，并取消钢筋网，可十分有效的增加喷射混凝土的强度，减小喷射混凝土的设计厚度。在喷射混凝土时由于回弹量的有效降低，增加了材料的利用率，节约了施工成本。在Ⅳ级围岩段，尽量采用钢格栅支护，代替钢拱架，也可以有效的减少工程造价。

2 隧道施工

2.1 控制隧道开挖

减少和控制超挖对降低工程造价，具有重要意义。据统计，如能控制好开挖断面的超挖．就可把隧道工程造价降低3～5％。在隧道施工中，由爆破造成的超欠挖，是个严重而普遍的问题。它对隧道施工速度和成本有着不容忽视的影响。在超欠挖严重的情况下，对坑道的稳定性也会产生一定的影响。由于爆破引起的超欠挖虽然是不可避免的，但是可以控制的。因此，研究和实施控制超欠挖的技术是十分必要的。

根据研究和调查的结果，影响超欠挖的因素可以归纳为以下几点：1．钻孔精度；2．爆破技术；3．施工组织管理；4．测量划线；5．地质条件变化；6．其它

在控制隧道超欠挖中，建立一个比较完善、系统的质量保证体系．对作业全过程及相关因素实行严格科学的管理是非常重要和必要的。管理的目的就是要把众多的因素处于可控的状态，达到爆破设计的基本要求。

2.2 减少施工事故的发生

我国隧道施工的事故发生率，与国外相比，还是相对比较高的。特别是塌方事故频繁不断。有的隧道在施工期间，连续发生大小塌方数次，是很难令人想象的。由于事故发生后的处理，费时、费力，更增加了施工成本。有的隧道仅仅因为事故处理的费用就使施工成本成倍增加。隧道施工发生与稳定性有关的事故，主要是掌子面失稳和塌方、支护结构变异等几类，因此，应加强对其发生、机理及预测、控制技术的研究。根据地质条件，采用合适的辅助工法，是避免事故发生的重要方法。

例如：加强施工地质监测预报，是隧道施工中的重要环节。世界各国极其重视施工中的地质预报工作。地质预报是避免工程事故的重要手段。目前采用掌子面摄影方法观察暴露的地质情况，是十分有效的方法。施工地质预报手段的落后，是造成事故频繁的原因之一。监控量测费用，已经在《公路工程基本建设项目概算预算编制办法》的施工辅助费中综合考虑，而超前地质预报的费用需要根据工程实际需要另行计算，这部分费用不应该节省。事故才是影响工程造价的重要因素。

2.3 提高施工管理水平，加强专业队伍的建设

在隧道施工灾害的统计分析中，明确指出：有80％的事故，是由于人为的原因造成的。其中，指导不力、组织不当、决策错误、施工方法不合适、队伍管理不善等，都与管理水平有关。因此，提高施工管理水平是极为重要的。良好的施工管理是保证工程质量、降低过程造价水平的重要保证。。

3 结论

根据以上从设计角度及施工角度对隧道造价的影响分析。设计和施工是控制隧道工程建设造价的两个关键环节，忽视任何一个环节，都将使公路隧道工程造价难于控制。这两阶段也是相辅相成的，有优秀的设计，并采用优良的施工队伍，合理的施工方法，才能保证工程质量，工程造价合理。