高速公路工程造价受桥隧比影响的量化分析

王磊

（广东云茂高速公路有限公司，广东广州 510000）

0 引言

为使公路工程达到设计要求，从立项开始至建成交付使用全部阶段所进行的投资、管理活动所产生的费用总和，即为高速公路造价。为加强造价管理，必须在高速公路工程建设全过程中展开全方位、多层次预测、分析、优化、控制，以获得公路工程最大的投资收益。

在高速公路建设网覆盖面日益广泛的情况下，其建设重点也逐渐从城市转向山区或经济欠发达地区，路网加密导致公路桥隧比不断提高，每公里高速公路造价也不断提高，从1995 年的2 900 万元/km 增大到2021 年底的14 300 万元/km。高速公路造价的持续攀升引起相关部门的高度重视，我国诸多学者也对高速公路造价飙升原因及控制措施展开深入研究，并普遍认为设计阶段对高速公路工程造价的影响最大，但仍缺乏定量分析。本文对桥隧比影响高速公路造价的问题进行了深入分析，并对两者的量化关系及桥隧比对公路造价的影响程度进行了统计分析和计算，为高速公路工程造价控制具有借鉴参考意义。

1 高速公路建设概况

某省于1994年便开始着手规划和建设高速公路，首条高速公路建成于1995年，经过数十年的建设和发展，截至2021年底，该省通车里程达到10 080km，位居全国前列，高速公路建设取得巨大成就。随着高速公路建设速度的加快，建设重点也逐渐转向山区和经济落后地区路网改建方面。该省高速公路建设过程中造价水平的变化情况及平原地区和山区平均概算对比详见表1。

表1 该省高速公路造价水平对比

该省高速公路造价水平的攀升同时也是我国其他省份和地区所普遍面临的问题，通过分析影响因素发现，造成高速公路造价增长的原因主要包括地形条件变化、地质条件、社会经济发展水平、征地拆迁补偿标准、贷款利率、工料机价格等客观方面，也包括设计水平、建设管理、勘察设计深度、工期控制等主观方面[1]。客观因素是决定工程投资范围及造价的基础，主观因素则决定着具体项目投资控制水平。在众多影响因素中，设计方案体现的是客观因素和主观因素的共同作用，结合统计资料，设计方案对高速公路造价的影响在75%左右，属于项目决策后影响工程造价的最主要因素。

桥隧比是整个高速公路里程中桥梁和隧道的占比，也是公路工程设计中最重要的设计参数。一般情况下，桥隧比越大，公路工程施工难度越大，施工工期越长，且造价越高。随着高速公路建设范围从城市逐渐向山区推进，所面临的地形地质条件更加复杂，为满足公路建设技术标准，设计方案中的桥隧比必然增大，该省也不例外，其高速公路建设各个阶段桥隧比的统计情况详见表2。此外，随着我国城市规划、水利规划、道路规划等标准的不断提高，互通桥梁和分离式立交等结构物数量增大、建设标准提高；在山区路网加密的过程中，为节省耕地资源、减少对良田的征占，也要求提高桥隧比。

表2 该省高速公路建设各个阶段桥隧比

由表2可知，该省自“九五时期”开始建设高速公路以来，桥隧比呈逐期增长态势，“十三五”期间桥隧比30.47%，比“九五时期”3.48%的桥隧比增加了10 倍；平均概算也从“九五时期”的2 947.67万元/km增至“十三五时期”的10 512.31 万元/km，增长了3.57 倍。与平原地区不同的是，该省“九五期间”并无山区高速公路建设；山区高速公路桥隧比从“十五时期”的1.1%增至“十三五时期”的49.74%，增长了近50倍；平均概算则从“十五时期”的5 121.36万元/km 增至“十三五时期”的16 658.51 万元/km，增长了3.25 倍。此外，从表中数据还能看出，山区高速公路单位里程所对应的桥隧比远比平原地区高，因此其公路工程造价也高出平原地区。

2 桥隧比影响公路工程造价的路径

桥隧比是充分考虑公路工程造价影响的主客观因素而得出的综合性指标，公路工程地形地质条件决定了桥隧比的基本范围，公路设计方案优化在理论上可以得到最佳桥隧比，现场管理可通过路改桥或桥改路等变更确定实际桥隧比。

2.1 桥隧比对公路工程建安费的影响

建筑安装费是公路工程造价的主体。公路工程由路基、路面、桥梁、隧道、交通安全设施工程等组成，且桥梁、隧道工程等构筑物人工、材料、机械费用远超出路基路面工程。结合统计数据，高速公路总造价中建安费占比超75%，而在建安费总额中材料费占比超50%，且独立桥梁、隧道工程的材料费比一般公路工程材料费在工程总造价中占比更高。桥隧比影响高速公路工程建安费主要体现在影响材料费方面，通常情况下，桥隧比越高，材料消耗越多，材料费也越高；桥隧比越高，材料价格变动对总造价的影响程度也越大。以该公路工程钢筋材料为例，单价每增加100 元/t，桥隧比10%～20%时工程总造价均值将增加10.2万元/km，桥隧比30%～40%时工程总造价均值将增加20.3万元/km，桥隧比50%～70%时工程总造价均值将增加29.6万元/km。也就是说，桥隧比的增大会放大材料价格变动对公路工程总造价的影响。近年来，我国钢筋、水泥、沥青等原材料价格涨势明显，通过控制桥隧比以达到降低高速公路工程造价具有重大现实意义。

2.2 桥隧比对公路工程征地拆迁补偿费的影响

征地拆迁补偿标准必然会随社会经济的发展而随之提高，此项费用对高速公路工程造价的影响程度也越来越大。我国耕地保护制度较为严苛，公路建设过程中对土地资源节约利用也较为重视。当路堤较高时，通常以桥代路；在边坡坡率确定方面，若采用一般填土路堤方案中1∶1.5 的坡率，则当路堤高度大于5.0m时，公路路堤所占的土地面积将超出桥梁占地面积的2倍。

在诸多因素的共同作用下，高速公路工程实际征地拆迁补偿标准往往高出地方相关管理部门给出的标准。该高速公路工程K140+000—K195+425 段主要位于该省境内，该省管理部门所制定的征地拆迁标准始终稳步提升，2018 年该省明确规定省域范围内高速公路征地拆迁补偿标准根据年产值标准中值确定[2]，过去的省重点公路工程项目的优惠政策一律取消。以该省A市、B 市、C 市为例，其2018 年、2019 年及2020 年的征地补偿标准呈稳步上升态势，具体见图1。

图1 征地补偿标准变动趋势

2.3 桥隧比对公路工程其他费用的影响

结合《公路工程基本建设概预算编制办法》（JTG 3830—2018），建设单位管理费、公路工程监理费、设计审查费及项目贷款利息费用等均应以建安工程费为基数。桥隧比变化对公路工程建安费所造成的影响也必将体现在以上费用方面。根据《公路工程基本建设概预算编制办法》（JTG 3830—2018）中规定的建设单位管理费费率进行管理费计算，计算过程及结果具体见表3。

表3 高速公路工程建设单位管理费

高速公路工程建设期贷款利息是工程分年度使用我国外贷款资金而在建设期内应偿还的贷款利息。根据国家规定，自2015 年9 月份起，公路工程资本金比例调升至20%，这意味着公路工程贷款最高限额为总投资的80%。贷款利息主要根据式（1）确定：

式（1）中：s为高速公路工程建设期贷款利息（万元）；Fn-1为建设期第n-1年末待支付的贷款本息和（万元）；bn为建设期内第n年付息贷款额（万元）；N为公路工程建设期（年）；n为施工年度；i为建设期贷款年利率（%）。

根据以上分析不难看出，桥隧比主要通过影响贷款本金及建设期长度间接影响贷款利息。其他因素不变的情况下，桥隧比越高，则高速公路工程造价越高，贷款本金和利息也随之增大；桥隧比越高，公路工程建设期越长，贷款本金利息也越高。

3 桥隧比与公路造价关系的定量分析

桥隧比是决定高速公路工程造价高低的关键性指标，为得出较为准确的影响程度，必须忽略其他干扰因素的影响。此处选取该省2010年—2020年间批复建设的部分高速公路工程，并按照社会折现率进行概算投资折算，进而分析桥隧比与工程造价之间的定量关系。

以2020年为基准年，通过社会折现率指标将高速公路概算换算为基准年费用价格后进行比较。社会折现率是将其余年份款项折算成现值的利率，相当于贴现率，且社会折现率无法消除通货膨胀对资金现值的影响[3]。中国人民银行所公布的2020年社会折现率为3.25%。按照此指标将该省2010年—2020年间批复建设的部分高速公路工程概算造价均值折算成2020年平均造价，使统计口径统一后进行比较。折算结果见表4，由表中折算结果可以看出，桥隧比越高，公路工程概算造价也越高。

表4 部分高速公路工程概算造价折算结果

应用折算后的造价值分析桥隧比对公路造价的影响，两者的关系具体见图2。

图2 公路工程造价与桥隧比关系曲线

通过对以上曲线的分析，桥隧比与公路工程造价之间存在显著的正向变动关系，两者之间的函数关系式见式（2）：

对上式两端同时求导，可得：

桥隧比与公路工程造价函数的导数为单调递减函数，表明随着桥隧比的提高，虽然造价呈增长趋势，但增长率下降。

通过对图2的分析还可以看出，当桥隧比取值位于20%～30%区间时，桥隧比每增大1%，高速公路平均造价则升高1.7%；当桥隧比取值位于50%～60%时，桥隧比每增大1%，高速公路平均造价则升高0.8%；当桥隧比取值位于70%～80%时，桥隧比每增大1%，高速公路平均造价则升高0.6%。这一分析结果与建设单位实际经验完全吻合，即随着桥隧比的升高，单位数量桥隧结构物增加对于工程总造价的影响呈减小趋势。通过分析主要原因发现，随着生产规模扩大，生产效益提高，公路建筑工程越来越多地采用集中预制的方式，使预制场、拌和场数量减少，相关投入大幅降低；桥隧集中建设有利于施工组织优化、节省管理成本。

4 结语

桥隧比是影响高速公路工程造价的关键性因素，定量分析结果显示，桥隧比对公路工程造价的影响边际递减效应十分明显，为此必须采取有效措施，合理确定造价，加强工程投资控制。在高速公路设计阶段必须结合地形选择合理的路线方案，确保施工质量和安全，并在充分考虑施工技术条件的基础上严格控制桥隧比；在桥梁隧道结构形式设计时，必须考虑实用性，切忌盲目追求方案的先进性，以加强造价控制，缩短工期，降低施工风险。虽然经过本文论证表明，桥隧比越低，高速公路工程造价越低，但必须具体问题具体分析，并注重对方案经济性的比较，尤其是高填深挖及建设工程量较大的情况，通过采用桥隧方案往往更加合理。