陳科宇

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 工程經(jīng)濟(jì)院，陜西 西安 710043)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，我國在高速鐵路建設(shè)方面的投資規(guī)模也逐年增長。鐵路建設(shè)項(xiàng)目具有規(guī)模大、周期長、工程技術(shù)復(fù)雜、材料人力消耗量大等特征[1]，為加強(qiáng)鐵路建設(shè)項(xiàng)目投資管理，掌握鐵路建設(shè)項(xiàng)目投資變化規(guī)律，合理把握并控制鐵路建設(shè)項(xiàng)目投資水平，提高鐵路建設(shè)項(xiàng)目投資效益，以徐鹽高速鐵路(徐州東—鹽城)、石濟(jì)高速鐵路(石家莊—濟(jì)南東)、銀西高速鐵路(銀川—西安北)、西成高速鐵路(西安北—江油)及贛深高速鐵路(贛州西—深圳北)5 個(gè)鐵路建設(shè)項(xiàng)目為研究樣本，分析不同地區(qū)、不同速度目標(biāo)值、不同軌道類型對(duì)工程投資及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響，為高速鐵路工程在設(shè)計(jì)、施工階段合理把控投資、合理運(yùn)用建設(shè)資金提供參考。

1 鐵路建設(shè)項(xiàng)目工程概況及技術(shù)指標(biāo)

1.1 鐵路建設(shè)項(xiàng)目工程概況

在我國四通八達(dá)的鐵路規(guī)劃網(wǎng)中，徐鹽、石濟(jì)、銀西、西成、贛深等5 條高速鐵路項(xiàng)目占據(jù)著重要地位[2-3]，是各地具有代表性的鐵路項(xiàng)目。因此，研究的樣本不僅具有代表性，而且涵蓋范圍廣，基于這些樣本的研究能夠反映當(dāng)前我國高速鐵路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)水平。

（1）徐鹽高速鐵路。徐鹽高速鐵路是江蘇腹地最重要的鐵路大動(dòng)脈之一，起點(diǎn)徐州，終點(diǎn)鹽城，途經(jīng)睢寧、宿遷、泗陽、淮安、建湖，與新長(新沂—長興)、宿淮(宿州—淮安)、連淮揚(yáng)鎮(zhèn)(連云港—淮安—揚(yáng)州—鎮(zhèn)江)、連鹽(連云港—鹽城)、鹽通(鹽城—南通)等線共同構(gòu)成蘇北地區(qū)鐵路網(wǎng)骨架，是一條重要的區(qū)域性干線鐵路，線路全長約314 km。

（2）石濟(jì)高速鐵路。石濟(jì)高速鐵路是一條連接石家莊市和濟(jì)南市的高速鐵路，《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中“八縱八橫”高速鐵路主通道之一，是我國“四縱四橫”高速鐵路網(wǎng)中青太客運(yùn)專線(青島北—太原南)的中段，正線全長319 km。

（3）銀西高速鐵路。銀西高速鐵路自寧夏回族自治區(qū)銀川站引出，途經(jīng)靈武、吳忠、太陽山，甘肅省環(huán)縣、慶城、慶陽，陜西省彬縣、禮泉，引入西安樞紐西安北站，是國家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中“包海通道”的重要組成部分，線路全長618 km。

（4）西成高速鐵路。西成高速鐵路是國家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中京昆通道的重要組成部分，自西安北站引出，自北向南穿越關(guān)中平原、秦嶺山脈、漢中平原、大巴山區(qū)和川西平原進(jìn)入四川盆地，地質(zhì)條件極為復(fù)雜，是國內(nèi)首條穿越秦嶺的高速鐵路，線路全長510 km。

（5）贛深高速鐵路。贛深高速鐵路從在建的贛州西站引出，經(jīng)江西省贛州市，廣東省河源市、惠州市和東莞市，接入深圳北站，線路全長432 km。贛深高速鐵路是京九高速鐵路(北京—香港)的重要組成部分，對(duì)完善華南地區(qū)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，密切華南、華中、華東、粵贛地區(qū)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，大幅縮短珠三角、長三角人員的交通往來時(shí)間有著重要作用[4]。

1.2 鐵路建設(shè)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)

基于各條線路的基礎(chǔ)資料以及各個(gè)專業(yè)的詳細(xì)工程數(shù)量，采用國鐵科法[2017] 33 號(hào)文公布的《鐵路工程基本定額》(TZJ 2000—2017)等14 項(xiàng)鐵路工程造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)5 個(gè)樣本(徐鹽高速鐵路、石濟(jì)高速鐵路、銀西高速鐵路、西成高速鐵路、贛深高速鐵路)分別進(jìn)行了250 km/h 有砟、300 km/h有砟、300 km/h 無砟和350 km/h 無砟4 個(gè)方案的設(shè)計(jì)和研究。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表1 所示。

2 鐵路項(xiàng)目投資分析

2.1 不同地區(qū)對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

計(jì)算分析相同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)條件下各高速鐵路的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因研究主要體現(xiàn)不同地域條件下技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的差異，故采用指標(biāo)系數(shù)的形式，系數(shù)越高則技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)越高。不同線路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)系數(shù)如圖1 所示。

由圖1 分析可知，在同一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、不同地域條件下征地拆遷、路基工程、橋梁工程以及隧道工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異較大；軌道、四電及站后受地域條件影響較小，5 個(gè)樣本項(xiàng)目的指標(biāo)基本持平；大臨和過渡工程因本身指標(biāo)較低，故變化情況不明顯，但不同地域條件下也存在較大的相對(duì)差異。

表1 主要技術(shù)參數(shù)表Tab.1 Major technical parameters

（1）征地拆遷費(fèi)用受線路所經(jīng)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平影響較大。徐鹽高速鐵路、石濟(jì)高速鐵路及贛深高速鐵路所屬的東南沿海地區(qū)，經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，沿線建筑物密集，拆遷工作情況復(fù)雜、牽涉面廣，導(dǎo)致征地拆遷成本較高[5]；銀西高速鐵路所經(jīng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較差，沿線建筑物稀少且征地單價(jià)較低，征地拆遷指標(biāo)明顯低于東南沿海地區(qū)項(xiàng)目；西成高速鐵路全線幾乎處于山區(qū)，征地拆遷內(nèi)容極少，指標(biāo)遠(yuǎn)低于其他幾條高速鐵路。因此，在進(jìn)行鐵路工程設(shè)計(jì)時(shí)，征地拆遷應(yīng)緊密結(jié)合項(xiàng)目所在地的實(shí)際情況，深入了解和掌握地方的政策和要求。

（2）路基工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)受多種因素的影響。主要有沿線地形地貌、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)、路橋分界高度、路基填料、主要工點(diǎn)類型及分布情況等[6]，因此路基工程也是受地域影響較大的工程。在路基面寬度以及沉降控制標(biāo)準(zhǔn)一致的前提下，地質(zhì)情況越差，所需的地基處理措施越多，工程數(shù)量也越大，路基工程的指標(biāo)也越高。

（3）橋梁工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要受地形條件的影響。對(duì)于山嶺地區(qū)，橋梁平均墩高較高，大跨結(jié)構(gòu)、特殊結(jié)構(gòu)橋梁占比也較平原地區(qū)多，此外山嶺地區(qū)的施工難度也較大，從而引起橋梁工程的指標(biāo)偏高。西成、銀西高速鐵路所經(jīng)地區(qū)多為山區(qū)，由上述數(shù)據(jù)可見，其橋梁指標(biāo)明顯高于其他線路。

（4）隧道工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)受有效斷面及地質(zhì)條件影響較大。同等有效斷面下，Ⅳ-Ⅵ級(jí)軟弱圍巖比重越大，隧道的指標(biāo)越高。上述數(shù)據(jù)中，隧道指標(biāo)銀西高速鐵路>贛深高速鐵路>西成高速鐵路，說明西成高速鐵路隧道的圍巖級(jí)別較好，而銀西線的圍巖要差得多，各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條件下均高于其他線路。

（5）軌道、四電及站后等工程標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，且工程本身均處于已成型的路基、橋梁和隧道工程上，幾乎不受地形、地質(zhì)條件的影響，故在不同地域條件下指標(biāo)基本持平。

（6）大臨和過渡工程受地形條件影響變化較大。山嶺地區(qū)場(chǎng)地條件較差，選址困難，施工難度大，建場(chǎng)的首要因素是場(chǎng)地條件，指標(biāo)較高；平原地區(qū)，場(chǎng)地條件豐富，施工難度小，建場(chǎng)的首要因素是經(jīng)濟(jì)合理，指標(biāo)較低。由于大臨和過渡工程整體指標(biāo)較低，不同地域條件下雖有較大的相對(duì)差異，但在圖中反差并不明顯。

圖1 不同線路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)系數(shù)Fig.1 Technical and economic index of different railways

2.2 設(shè)計(jì)速度對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

列車的運(yùn)行速度是高速鐵路最主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，影響線路的方方面面，如線路走向、路基的寬度和沉降標(biāo)準(zhǔn)、橋梁的梁型和荷載要求以及隧道的斷面尺寸。這些因素的變化最終都會(huì)反映在整個(gè)線路的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上。不同速度目標(biāo)值的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異如表2 所示。

由上述數(shù)據(jù)可知：路基工程、四電及站后配套受速度目標(biāo)值的影響較大，橋梁和隧道的指標(biāo)雖然有影響，但變化不大，其余工程基本無變化。

（1）由表2 主要技術(shù)參數(shù)表可知，隨著速度目標(biāo)值的提高，300 km/h 方案的路基寬度(12.2 m)較250 km/h 方案(12 m)有所增加，沉降要求由10 cm縮減為5 cm，沉降要求大幅提升。此外，基床的厚度也增加了20% (其中表層增加17%，底層增加21%)。最終，引起路基工程的指標(biāo)增加9.89%。

（2）四電及站后配套主要是因?yàn)殡S著速度目標(biāo)值的增加，列車對(duì)電力牽引設(shè)備以及通信信號(hào)的要求提高，而房屋及其他運(yùn)營生產(chǎn)設(shè)備幾乎不受速度變化的影響。

（3）隨著速度目標(biāo)值的增加，對(duì)橋梁的荷載要求沒有影響，始終是ZK 活載(中國客運(yùn)專線標(biāo)準(zhǔn)活載)，但引起梁部和橋墩尺寸的略微增加。因此，橋梁工程的指標(biāo)雖然有所增加(0.75%)但變化不大。

（4）對(duì)于隧道工程，速度提升最大的影響在于隧道斷面的增加(由80 m2增加為86 m2)，對(duì)隧道的支護(hù)措施以及救援通道等沒有影響。隧道斷面的增加并不影響隧道圍巖級(jí)別，因此隧道的指標(biāo)雖然有所增加(2.5%)但變化不大。

表2 不同速度目標(biāo)值的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異Tab.2 Technical and economic index of different velocities

2.3 軌道類型對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

有砟軌道作為鐵路的傳統(tǒng)軌道結(jié)構(gòu)，具有彈性良好、價(jià)格低廉、更換與維修方便、吸噪特性好等優(yōu)點(diǎn)。但是，隨著行車速度的提高，其缺點(diǎn)也顯現(xiàn)出來。由于有砟軌道不均勻下沉產(chǎn)生的120 Hz以下頻率范圍的激振嚴(yán)重，軌道破損和變形加劇，從而使維修工作量顯著增加，維修周期明顯縮短[7]。無砟軌道因具有使用壽命長、線路狀況良好、不易脹軌跑道、高速行車時(shí)不會(huì)有石砟飛濺等優(yōu)點(diǎn)[8]，在國內(nèi)外高速鐵路上獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，但其建設(shè)成本較高，技術(shù)要求較高，而且建成之后比較難以進(jìn)行調(diào)整等缺點(diǎn)也在一定程度上限制了其應(yīng)用。不同軌道類型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異如表3 所示。表中列舉了300 km/h 速度條件下，不同軌道類型(有砟、無砟)的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，分析不同軌道類型下各項(xiàng)工程的指標(biāo)，為高速鐵路在軌道類型選取上提供一定的參考。

由上述數(shù)據(jù)可知：受軌道類型影響最大的是軌道工程(41.82%)和路基工程(31.89%)，橋梁工程也有一定影響(-8.88%)，其余工程內(nèi)容幾乎沒有影響。

表3 不同軌道類型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差異Tab.3 Technical and economic index of different track types

（1）無砟軌道的路基工程較有砟軌道高31.89%，主要原因是無砟軌道對(duì)基床的沉降要求非常高，要求地層均勻、連續(xù)長度大于120 m 的路基，工后沉降不超過3 cm，而有砟軌道只要求5 cm；無砟軌道的填料標(biāo)準(zhǔn)要求基床以下填料采用AB 組土或C1 組土，而有砟軌道基床以下填料一般采用C2 組、C3 組填料以及相應(yīng)的防護(hù)措施。

（2）無砟軌道的橋梁指標(biāo)相對(duì)于有砟軌道降低主要是因?yàn)槠淞翰拷Y(jié)構(gòu)寬度相對(duì)于有砟軌道窄了0.6 m，從而引起橋梁指標(biāo)的降低。

（3）通過對(duì)比可以看出，有砟軌道的造價(jià)優(yōu)勢(shì)十分明顯。無砟軌道的軌道工程指標(biāo)比有砟軌道高出41.82%，將大幅增加整個(gè)線路的工程造價(jià)。

（4）四電及站后配套、大臨和過渡工程不受軌道類型的影響，指標(biāo)幾乎沒有變化。

3 結(jié)束語

鐵路工程項(xiàng)目投資建設(shè)的影響因素有很多，且各因素對(duì)工程投資的影響是系統(tǒng)的，不宜單一、孤立地去分析，如不同地域條件下，征地拆遷、路基工程、橋梁工程、隧道工程以及大臨和過渡工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均呈現(xiàn)出較大的地域差異性；而各項(xiàng)工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也是多種設(shè)計(jì)因素和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)綜合影響的結(jié)果，如橋梁指標(biāo)的變化不僅和地形條件有關(guān)，也和速度目標(biāo)值及軌道類型息息相關(guān)。任何一條鐵路的投資分析在把控全局、綜合考慮的同時(shí)還應(yīng)結(jié)合國家政策、地方要求、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以及客觀存在的地形條件等有關(guān)因素，合理把握并控制投資水平，提高鐵路建設(shè)項(xiàng)目投資效益。