城市地铁明挖车站经济指标分析

冯冰玉

（中铁上海设计院集团有限公司，上海 200000）

地铁车站土建费用受车站规模、施工方法、地质条件、周边环境等多因素的影响。地下车站规模越大、越靠近市中心、地质条件越差，站间距越小，全线车站投资占比越大。

目前国内地下车站主要以明挖法施工为主，文章在研究地下明挖车站的基础上，分析其工程及投资组成要素，并结合几个城市的地铁工程具体案例，测算明挖车站技术经济指标，为地下车站投资控制提供参考价值。

1 地下车站明挖法

地下车站工程常用的施工方法有明挖法、盖挖法和暗挖法。其中，明挖法是地铁车站施工的首选方法。一般适用于地面有条件敞口开挖，交通和环境都准许的情况下。明挖顺作法，即是由上而下开挖基坑（必要情况下需先施做基坑围护及降低地下水），再由下向上浇筑主体与内部结构，然后回填土方，恢复路面。

地下二层车站明挖法施工基本施工工序为：平整场地→施做围护结构及地基处理→基坑降水→开挖并架设第1道支撑→开挖并架设第2、3道支撑→施做接地构件及垫层→施做底板防水层、底板结构及部分侧墙，并拆除第3道支撑→施做其余站台层侧墙、中板结构、拆除第2道支撑→施做站厅层侧墙、顶板结构及防水层，拆除第1道支撑→恢复地面。具体见图1所示。

图1 明挖法施工

2 造价构成分析

结合明挖法施工工序，明挖车站工程造价可分为：（1）围护结构；（2）土方支撑及降水；（3）主体结构；（4）地基加固；（5）出入口及风道；（6）车站装修；（7）其余费用。

土方支撑及降水费用含土方开挖及回填，混凝土支撑、钢支撑安拆、租赁，施工降水及机械进出场费。主体结构费用包括主体结构混凝土浇筑、钢筋绑扎、支架撘拆、防水处理等建筑安装工程及大型机械进出场费用。地基加固是地铁车站在施工过程中为了避免对其周边的建筑物造成不良影响而进行的地基处理，一般采用旋喷桩、搅拌桩或者注浆等方式进行加固施工。其他费用包含风亭、出入口地面建筑、标识标牌等费用。其中各费用所占比例如下所示：

（1）围护结构是明挖车站的施工特色，围护结构及土方开挖费用占整个车站土建费用的30%～40%，因此围护结构的选用在某种程度上决定了车站的造价。

（2）主体结构费用是构成车站总造价的主要部分，其采用哪种围护方式对车站的整体工程造价的影响不大。

（3）出入口通道在功能上并不是车站的主要部分，但其建设费用并不低，因此也是影响车站总造价的另一个因素，其费用占整个车站土建费用的20%～30%。

（4）装修费用最主要是受装修标准影响，与施工方法无必然联系，占车站总造价的10%。

收集并分析各个城市地下车站费用构成，形成各部分费用比例如下图2所示：

图2 地铁车站费用构成

3 工程造价经济指标分析

地下明挖车站，车站主体土建造价指标为1.0～1.4万元/平方米；出入口通道土建造价指标为1.5～2.0万元/平方米；风道风井土建造价指标为1.2～1.6万元/平方米。

3.1 围护结构

围护结构主要受围护结构形式、入土比、入岩比、车站埋深、含钢量影响。

常见的车站主体围护形式有地连墙围护和钻孔灌注桩围护。地连墙围护一般由导墙、地下连续墙、冠梁等组成，钻孔灌注桩一般由钻孔桩、网喷混凝土、冠梁组成。地下连续墙主要受深度、墙幅接头方式、入岩比例及含钢量等因素影响。钻孔桩主要受入岩比例、含钢量及止水帷幕设置等因素影响。其中地连墙指标为3 900～4 200元/m3；钻孔灌注桩指标为3 200～3 500 元 /m3。

3.2 土方、支撑、降水

土石方（含支撑及降水）主要受车站埋深、地质情况的影响。

（1）土石方包括土方开挖、回填及运输，指标为 170～190 元 /m3。

（2）混凝土支撑包括浇筑、拆除及外运，指标为 2 800～3 500 元 /m3。

（3）钢支撑包括安装、拆除及租赁的费用，车站主体和附属根据钢支撑租赁的周期不同而有所差异。其中车站主体钢支撑按照4 200元/t，附属钢支撑按照 2 500～2 600 元 /t。

（4）地下车站降水主要有大口径井点降水和轻型井点降水两种形式。大口径井点降水综合指标为7～8万元/根；轻型井点降水指标为4 000～5 000元/根。

3.3 主体结构

主体结构包含钢筋混凝土结构和防水两部分。其中钢筋混凝土结构为2 200～2 500元/m3，防水为180～190 元 /m2。

4 工程数量指标分析

从收集到的全国各地的工程实例及近几年项目来看，明挖地铁车站其造价指标基本稳定在一个合理的范围内。在此前提下，各分项工程的单位指标则取决于单位数量指标是否合适。现结合几个城市轨道交通项目明挖法车站为例，就车站主体的组成要素进行测算分析。

4.1 围护结构数量指标分析

围护结构是明挖车站的施工特色，文章选取最为常见的钻孔灌注桩为实例，对单位数量指标进行分析，钻孔桩的数量主要受桩间距，入（土）岩比、车站长度、埋深的影响。桩间距越密、入岩比越大、车站越长、埋深越深，围护结构数量的指标越高。

设钻孔桩的直径为D，La，Lb分别表示车站的宽度及长度，LC表示桩间距，H表示基坑深度，n表示入岩比。则钻孔桩的体积可以表示为：

假设钻孔桩入岩比n=1，则：

从公式（2）可以看出，钻孔桩体积与基坑周长和深度的乘积之比主要与桩径和桩间距有关。例如在钻孔桩直径D=1 m， LC=1.3 m时，=1.208。因此可以根据的比值及钻孔桩直径及桩间距查看单位数量指标是否合理。

4.2 土方、支撑数量指标分析

4.2.1 土石方单位面积工程数量

设土石方体积为V，主体建筑面积为S，以地下两层车站为例：

从公式（3）可以看出，两层车站H范围为16～18 m，则土石方单位面积工程数量为8～9之间较为合适。

4.2.2 混凝土支撑单位土方工程数量

通常情况下，明挖法地下车站基坑第一道采用钢筋砼支撑，截面尺寸800×1 000，支撑水平间距9 m。V1代表钢砼支撑体积，V2代表土方工程数量。两层车站H范围为16～18 m。

从公式（4）可以看出，明挖地铁车站单位土方中一道混凝土支撑为0.005～0.006 m3混凝土。一般来说，明挖地下车站中钢筋砼支撑为第一道，即可以根据比例核对混凝土支撑数量是否合适。

4.2.3 钢支撑单位土方工程数量

通常情况下，明挖法地下车站基坑第二道、第三道支撑采用Ø609、t=16 mm钢支撑，钢支撑每延米241 kg，支撑间距3 m。T1代表钢支撑重量，V2代表土方工程数量。两层车站H范围为16～18 m。

工程数量中钢支撑除包含φ609、t=16 mm钢支撑外，还包含钢横梁、型钢立柱、格构柱等，因此单位土方中钢支撑为6 kg左右一道。即可以根据钢支撑所占土方比来判断地铁车站中所设钢支撑道数，并与图纸相对应。

4.3 内部结构数量指标分析

4.3.1 内部结构混凝土单位面积工程数量

内部结构数量主要受车站结构形式的影响，包含顶板、中板、底板、侧墙、柱、站台板、压顶梁等。通常情况下，地铁主体结构中顶板厚800 mm，中板厚400 mm，底板厚900 mm，侧墙厚700 mm。La，Lb分别表示车站的宽度及长度，H表示侧墙高。V1表示主体结构，S表示主体建筑面积。

因柱、站台板、压顶梁等混凝土方量所占内部结构数量不足10%，故暂且忽略不计。则二层车站主体结构混凝土方量为：La×Lb×（0.8+0.4+0.9）+（La+Lb）×2×0.7×H。二层车站侧墙高一般为13～14 m。

二层车站La一般为20 m左右，各个车站根据车站功能类型等不同，长度一般为150～350 m，则取值范围为0.5～0.6，因此公式（6）中二层车站内部结构数量中体积与面积之比在1.5～2.0区间较为合适。即可以通过内部混凝土单位面积工程数量来确定混凝土方量及面积是否合适。

4.3.2 防水单位面积工程数量

明挖法施工的车站主体及出入口等结构除采用现浇防水混凝土外，并敷设外包防水层。设外包防水层面积为S1，则：

同理，二层车站La一般为20 m左右，Lb为150～600 m 之 间，H 一 般 为 13～14 m， 则取值范围为0.4～0.5，因此公式（7）中二层车站防水面积与建筑面积之比为1.4～2.0区间较为合适。

从以上可以看出，围护结构、土方、支撑、内部结构数量指标虽有差异，但基本稳定在一个合理区间。

5 结语

文章在研究地铁明挖车站工程投资组成要素的基础上，参考各地的工程实践及近几年所做的项目，从分析其工程数量和综合指标的角度出发，测算明挖车站主体结构工程技术经济指标，从而得出影响车站经济指标差异的主要因素是车站围护结构的形式。同时车站周边地质情况、周围环境、风险源等则是车站选取围护结构时需要考虑的主要方面。并通过数量指标及造价指标为其他地下车站指标分析和投资控制提供有效的参考依据。