成金青下穿隧洞施工方案技术经济对比分析

万 柯， 孟 凡 朋， 孔 杰

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

由于城市周边各类水网、路网、建筑物错综复杂，纵横交错，导致其后建设的工程项目投资增加，建设难度增大。因此，对于后续建设的工程项目，在其进行设计、方案选择、实施阶段都要充分考虑外围环境、构筑物对工程自身的影响，为实现工程建设期间的各种预期目标，在施工方案选择时必须选择一个安全可靠、实施性强、经济合理的方案，该方案选择的正确与否已成为预期目标实现的必要条件。

1 概 述

成金青快速通道为成都市连接青白江区的城市快速路，道路宽度为30 m，沥青混凝土路面。成金青暗渠与成金青快速路于桩号一3+202处相交。根据施工设计图纸，成金青暗渠进口桩号为一3+168.63，出口桩号为一3+288.90，设计长度为120.27 m。成金青快速通道路面高程为495.23 m，暗渠埋深为10.56 m。成金青暗渠原设计方案采用明挖施工，按照施工方案组织规划，先修建绕行道路完成对车辆的绕行保通、待交叉段暗渠施工完成并回填结束后修复快速通道破坏段的路面、恢复交通。

但在进行明挖暗渠施工前有以下几个问题亟待解决：(1)交通导流困难。成金青快速路交通量较大且多为大型集装箱货车；(2)取得征地困难；(3)成金暗渠出口有一高压铁塔迁改困难。因铁塔迁改费用问题从开工至今一直未进行迁改。以上问题导致成金青暗渠采用明挖法施工无法进行。相关部门经过多次实地考察，结合原设计和现场征地拆迁情况并综合成金青快速通道将要扩容的需要，根据类似工程经验，参建各方提出了改变原施工方案的建议：暗渠采用下穿方式穿越成金青快速路和高压铁塔段，拟定将成金青下穿隧洞的进口桩号调整为一3+140，出口桩号调整为一3+340，暗渠总长度为200 m，按浅埋隧洞“超前支护、短进尺、强支护、衬砌跟进”的原则施工，随即编制了成金青暗渠下穿施工方案，该下穿施工方案从技术、施工方面经专家论证方案可行，但需要从经济方面进行可行性分析论证，为此，开展了两种方案的经济对比分析[1]，以有助于对成金青下穿暗渠施工方案的选择。

2 两种方案的对比分析

2.1 暗渠明挖施工方案

根据原设计方案，先进行绕行道路的修筑以完成车辆绕行，再进行暗渠主体工程施工，主体工程完工后进行成金青快速路的道路恢复。

(1)绕行道路施工：根据现行道路标准和车流量，按照交通局的意见，拟修建的绕行道路宽度为20 m，长度为647.35 m，路基采用级配砂砾石分层碾压密实，基层采用5%的水泥稳定碎石碾压密实，路面铺设沥青混凝土，采用中粒式沥青混凝土碾压施工。

(2)主体工程施工：暗渠明挖施工方案规划为顺水流方向按50 m分段施工，分层开挖，基坑开挖成形后进行暗渠钢筋混凝土浇筑，渠身浇筑的分段长度按设计分缝每10 m分段，在暗渠钢筋混凝土结构达到设计强度后进行渠身回填，在形成第三段开挖的同时进行第二段渠身浇筑和第一段渠顶回填，形成渠身开挖、渠身浇筑、渠顶回填的流水作业循环。混凝土浇筑采用定型模板，10 m一段，成型断面为6.5 m×6.25 m(宽×高)。

(3)道路恢复施工：待主体工程施工完成并达到设计强度后，先进行渠道的回填，再进行成金青快速通道路面恢复施工，其标准采用成金青快速通道修筑的同等标准。根据交通局要求，除暗渠土石回填工作外，路面恢复工程应由具有相应资质的公司进行施工以确保道路工程质量。

该方案具有的优点：工程施工全部属于露天作业，机械化程度相对较高并方便现场施工管理；缺点：征地协调难度大，取得用地的时间不详，工期受到影响；施工时需要对成金青快速通道车辆实施绕行保通，但因成金青快速通道车流量大，车辆导行难度大并存在一定的安全风险，导行过程中容易出现车辆拥堵现象，对交通造成不良影响，需要选择具有相应资质的公司进行道路恢复，从而导致工程管理难度加大。

2.2 暗渠下穿施工方案

暗渠下穿施工方案[2]规划从下穿隧洞进出口双向施工，利用两端抽槽修建的道路到达隧洞施工作业面，先进行小导管施工，再进行洞身开挖、支护和洞身衬砌施工，按照“短进尺、强支护”的原则开挖一段、支护一段。进口段与出口段开挖循环施工，衬砌从进口向出口推进，穿成金青快速路交叉段时按分段开挖、分段衬砌的原则循环施工。隧洞开挖断面为8.1 m×7.65 m(宽×高)的城门洞形，永久支护为C25钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为0.6 m，衬砌成型断面为6.5 m×6.25 m(宽×高)。

地质资料揭示洞脸边坡为成都黏土，开挖临时坡比为1∶1～1∶1.5，在5 m高度处设一级马道。开挖前先进行超前预固结及超前导管支护[3]，顶拱180°范围内沿开挖轮廓线布置小导管。开挖分上下台阶进行，上台阶领先3 m，待上台阶支护施工完成后方可进行下台阶的施工。将开挖进尺控制在0.5 m，开挖后立即实施初期支护措施，初期支护措施由超前小导管+钢支撑+系统锚杆+挂钢筋网+喷混凝土等项目组成。永久支护衬砌为先进行底板施工，再采用10.2 m长的钢模台车进行边顶拱混凝土施工。

该方案具有的优点：不需要补征绕行道路用地，不需要进行各种设施、建筑物的迁改，工期可以得到保证；缺点：成都黏土段隧洞施工存在一定的安全隐患，但该项目已经施工完成了4个类似的下穿隧洞，具有相关工程经验，施工安全可控。

3 工程费用对比

由于成金青下穿隧洞需要进行方案对比分析[4]，因此，在测算下穿隧洞施工方案工程造价时，严格按照变更估价原则确定工程造价。

3.1 暗渠明挖施工方案

暗渠明挖方案施工前需先修建保通绕行公路，对交叉段的成金青快速通道进行断道施工。

暗渠明挖方案的工作内容包括成金青暗渠工程，绕行道路工程，成金快速路破除与恢复工程以及保通道路的征地、拆迁、还耕恢复等工作。

3.1.1 工程费用

成金暗渠交叉段明挖施工方案的长度为200 m，其暗渠明挖施工方案工程费用见表1(考虑到工程量及单价的保密性，在表格中不逐一列出，但数据真实可查)。

表1 暗渠明挖施工方案工程费用表

3.1.2 征地与拆迁费用

临时征地费：暗渠明挖施工方案需对现有的成金快速路进行绕行改道并保证车辆正常通行，需新增临时征地14.93亩(9 950.2 m2)；改线(光纤、水管、燃气)：顺成金青快速路方向有光纤、水管、燃气管道各一根横跨渠道。110 kV高压线塔改迁：110 kV高压铁塔位于暗渠成金快速路下游90 m处且在征地范围内，暗渠明挖施工方案征地、改拆费用预算情况见表2。

表2 暗渠明挖施工方案征地、改拆费用预算表

3.2 暗渠下穿施工方案

3.2.1 工程费用

成金青暗渠交叉段暗渠下穿隧洞长度为200 m，暗渠下穿施工方案工程费用见表3(考虑到工程量及单价的保密性，在表格中不逐一列出，但数据真实可查)。

3.2.2 征地与拆迁费用

暗渠下穿施工方案在现有征地移民基础上不需要另行增加征地、拆迁，移民征地费用为0元。

表3 暗渠下穿施工方案工程费用表

综上所述，隧道下穿施工方案的总投资约为1 622.43万元，单位造价为8.11万元/m。

3.3 公路路产损坏与占用赔(补)偿费

根据四川省发展改革委员会、四川省财政厅、四川省交通运输厅联合发文要求，须向交通运输局交纳公路路产损坏赔(补)偿费和公路路产占用补偿费。因此，无论是暗渠下穿施工方案，还是暗渠明挖施工方案均会发生公路路产占用补偿费，暗渠下穿施工方案公路路产损坏、占用补偿费见表4，暗渠明挖施工方案公路路产损坏、占用补偿费见表5。

表4 暗渠下穿施工方案公路路产损坏、占用补偿费表

表5 暗渠明挖施工方案公路路产损坏、占用补偿费表

3.4 两种方案经济性对比分析

暗渠下穿施工方案与明挖暗渠施工方案费用对比情况见表6。由表6可以看出：暗渠下穿施工方案造价为1 756.7万元，暗渠明挖施工方案造价为1 976.3万元，暗渠下穿施工方案比暗渠明挖施工方案节约投资约219.6万元，相对于暗渠明挖施工方案降低11.1%的投资。数据表明：暗渠下穿施工方案造价更低，节约投资。

表6 暗渠下穿施工方案与明挖暗渠施工方案费用对比表[5]

4 结 语

两种施工方案工程造价对比分析结果表明：暗渠下穿施工方案造价低，可以节约投资且暗渠下穿施工避免了因征地对工期造成的影响，减少了外界因素对工程的施工干扰，施工工艺成熟，能够有效地保证工程的安全、质量与工期。由此可见，暗渠下穿施工方案优势明显。工程建设最终选择了暗渠下穿施工方案为实施方案。该案例说明经济对比分析对方案的选择起着关键作用。