桥隧比对湖南高速公路工程造价的量化影响分析

丁夏淑

(湖南省交通运输厅交通建设造价管理站， 湖南 长沙 410117)

0 引言

高速公路建设项目投资巨大，建设时间长，对项目所在地的社会经济发展有持续的促进作用。湖南省第1条高速公路于1994年建成通车，经过二十多年的发展，截止到2016年底，通车里程达到了6080km，高速公路建设取得了很大成就，通车里程跃居全国前列。高速公路建设的主战场转向了山区和经济较发达地区的路网加密，高速公路的造价更是不断提高，从“九五”时期的2900万元/km增加到“十二五”时期的9300万元/km左右。

高速公路造价不断提高是全国普遍面临的问题，华西地区四川省的高速公路逐步延伸至山区，导致项目桥隧比不断提高，每公里平均造价也越来越高，平微及丘陵区高速公路平均造价为6800～8200万元/km，而高海拔山区(海拔2000m以上)高速公路平均造价高达15000～17000万元/km，增加了1～1.5倍[1]；华北地区河北省的高速公路造价从1990年左右的2000多万元/km增加到了2009年的5000多万元/km，部分山区高速公路和平原6车道高速公路甚至达到7000万元/km以上[2]；华东地区浙江省的高速公路造价也不断提高，1992年杭甬高速公路工程总投资约2600万元/km，1998年甬台温高速乐清段概算造价约4400万元/km，2003年的金丽温高速公路3期概算造价约8000万元/km，2008年的龙丽温(泰)高速公路云和至景宁段概算造价约13000万元/km[3]。

高速公路造价不断攀升引起了各级交通主管部门的注意。近年，国内一些学者对高速公路造价增长的原因进行了分析，对高速公路造价管理的指标体系进行了研究。曾雪芳[4]从设计、实施、竣工投产3个阶段对造价控制进行了分析；谭孝辉[5]从全过程的角度对工程造价控制进行了分析。许多学者对影响工程造价的各阶段因素进行了全面的定性分析，得出设计阶段是对工程造价影响最大的阶段，但是缺乏设计阶段影响工程造价的关键因素和定量分析相关方面的研究。本文分析了桥隧比对高速公路造价的影响，并对高速公路桥隧比与造价进行了统计分析，得到两者之间的量化关系，提出了合理确定造价、有效加强投资控制的建议。

1 高速公路造价影响因素

1.1 湖南省高速公路造价发展情况

杨育生[6]发现高速公路平均造价在全国范围内呈普遍上涨趋势。以4车道高速公路为例，平原区高速公路的平均造价从上世纪90年代初的约2400万元/km上涨到了2000～2003年的约3400万元/km， 在2004～2008年达到了4100万元/km；山岭区高速公路的平均造价同样呈现上涨趋势，从上世纪90年代初的约3300万元/km上涨到了2000～2003年的约4500万元/km， 在2004～2008年达到了约6200万元/km。

湖南省在1989年开始着手规划和建设高速公路，从1994年长永、莲宜高速公路建成通车到2016年底，通车里程达到了6080km，跃居全国前列，实现了高速公路建设的快速发展。随着高速公路建设不断发展，湖南省的高速公路建设也逐渐过渡到了山区高速公路和省内经济发达地区路网的加密建设中。随着自然环境的变化、社会经济的发展、公路建设技术标准的提高以及新技术、新工艺、新材料的不断应用等因素影响，湖南高速公路造价水平也呈现出与全国高速公路造价水平同样的增长趋势，见表1。

表1 湖南省高速公路造价水平对比表统计时段起止时间平原主线里程/km平均概算指标/(万元·km-1)九五1996～2000年920.2142 947.66十五2001～2005年1 052.7284 417.05十一五2006～2010年3 757.1867 096.22十二五初期2011～2014年402.2739 312.70

1.2 影响高速公路造价的因素

高速公路造价水平不断提升不仅是湖南省面临的重要问题，也是全国各地区都面临的普遍性问题。影响高速公路造价增长的因素既有地形条件变化、社会经济发展等不受建设人员控制的客观因素；又受高速公路建设参与各方的主观影响。客观因素决定工程造价的基础，确定了项目投资的基本范围；主观因素决定具体项目的投资控制水平。

高速公路造价受客观因素的影响巨大，受所处区域地形、地质条件和社会经济发展水平等客观因素,决定了造价的基本范围；在主观因素上，受项目建设管理、设计水平对项目投资控制的影响。主观因素和客观因素既单独对工程造价产生影响，也共同对工程造价产生影响，其中设计方案全面体现了主观因素与客观因素的共同影响。据统计分析，设计对工程造价的影响达到75%左右，是项目决策之后对工程造价影响最大的因素[7]。其他一些主、客观因素也对造价有较重大的影响，如反应地形和地质条件的桥梁隧道结构形式、软基处理方案、互通间距和反应社会经济发展水平的工料机价格、贷款利率、征地拆迁补偿标准等不以建设单位意志为转移的客观因素；反应项目建设管理、设计水平的勘察设计深度、设计变更、建设管理费用、建设工期控制等建设各方可以影响的主观因素。

1.3 湖南省各时期高速公路桥隧比

桥隧比是指桥梁和隧道占据整个公路里程的比例，是公认的公路工程设计中最重要的一个参数。桥隧比越大，公路工程项目的施工难度就越大，周期就越长，相应消耗的成本也会增加[8]。随着高速公路建设逐渐推进到山岭地区，面对各种复杂的地质、地形条件，为满足公路建设技术标准，不得不提高设计方案的桥隧比；随着社会经济的发展，城市规划、道路规划、水利规划、铁路规划等标准的不断完善和提高，互通桥梁和分离式立交等结构物相应不断增加；在经济发达地区加密路网，为少侵占农田、土地，也需要提高设计方案的桥隧比。湖南省各时期高速公路的桥隧比情况见表2。

表2 湖南省高速公路项目桥隧比统计表统计时段起止时间高速公路项目平均桥隧比/%平均概算指标/(万元·km-1)九五1996～2000年3.482 947.66十五2001～2005年19.934 417.05十一五2006～2010年25.977 096.22十二五初期2011～2014年27.199 312.70

由表2知，湖南省高速公路平均桥隧比呈逐期递增趋势， “十五”期间所批复高速公路项目平均桥隧比从3.48%提升到了19.93% ；平均概算指标从2948万元/km提高到了4417万元/km，“十一五”期间平均桥隧比从19.93%提升到了25.97%；平均概算指标从4417万元/km提升到了7096万元/km， “十二五”初期平均桥隧比从25.97%提升到了27.19%,平均概算指标从7096万元/km提升到了9312万元/km。山西省与湖南省的情况基本一致，随着公路建设项目逐步进入山区，复杂的地形导致公路构造物明显增多，桥隧比大幅增加，由以前的10%左右上升到现在的20%～40%，个别项目甚至高达60%以上，每公里造价也从最初的2000多万元达到2010年左右的6000～8000万元[9]。

2 桥隧比对高速公路工程造价的影响

桥隧比是一个综合了客观因素与主观因素的指标，首先项目所处的自然环境(主要为地形、地质条件)决定了桥隧比的基本范围；其次桥隧比也与高速公路设计、施工、管理等方面的主观因素密不可分，如设计阶段的方案优化可以得到理论上的最佳桥隧比，项目现场管理时根据实际情况进行路改桥或桥改路的变更,最终确定项目竣工的实际桥隧比。桥隧比指标体现了主、客观因素对工程造价的全面影响。因此，为了合理确定工程造价、有效控制建设投资，必须详细分析桥隧比对高速公路工程造价的影响。

2.1 桥隧比对高速公路项目建安费的影响

高速公路工程建安费是高速公路造价的主要组成部分，由路基工程、路面工程、桥梁工程、隧道工程和交通安全设施工程等组成。无论是定额计算还是实际施工，桥梁工程与隧道工程等构造物单位长度造价远超路基工程，主要是由于桥梁工程、隧道工程的人工、材料、机械费用较高，其中材料费占总费用的绝大部分。据统计分析，高速公路造价中建安费约占总造价的76%，而材料费占建安费的平均比例为52.4%，占总造价的40.7%[10]。独立桥梁、隧道工程项目的材料费比一般公路工程项目的材料费占总造价比例高，一般可达到70%左右[8]。

桥隧比对高速公路项目建安费的影响主要体现在对材料费的影响上，桥隧比越高材料消耗量越大，材料费也就越高。同时桥隧比越高，总造价受材料价格变化的影响也越大，以钢筋为例，单价每增加100元/t，桥隧比10%～ 20%的项目总造价平均增加10.2万元/km；桥隧比30%～ 40%的项目总造价平均增加20.3万元/km，总造价较桥隧比10%～ 20%的项目增加了99.02%；桥隧比50%～70%的项目总造价平均增加29.4万元/km，总造价较桥隧比10%～20%的项目增加了188.23%[10]。桥隧比的增加会放大材料价格变化对工程造价的影响，自2005 年以来，钢筋、水泥、柴油、沥青等材料价格大致呈上涨趋势，以2005～2014年湖南省重点交通基础设施建设项目主要材料价格为例，钢筋、水泥、柴油、沥青价格明显呈上涨趋势，2005～2010年材料价格情况见图1。结合表2，在“十一五”期间，“十五”桥隧比平均只增加了30.31%，但是平均概算指标却增加了60.66%，说明材料价格上涨对高桥隧比项目总造价影响更大。

图1 钢筋、柴油、水泥、沥青价格走势图

2.2 桥隧比对高速公路项目征地拆迁补偿费的影响

随着社会经济的发展，征地拆迁补偿标准越来越高，征地拆迁补偿费占工程造价的比例越来越大，使节约土地产生的效益越来越高。我国实行严格的耕地保护制度，节约用地也是公路建设的基本要求。当路堤较高时，以桥代路是节约土地资源的最好办法。如按一般填土路堤方案中的边坡坡率1∶1.5计算，当路堤高度超过5m时，高速公路路堤占地面积将是桥梁占地面积的2倍以上[11]。

受各种因素的影响，高速公路项目实际执行的征地拆迁补偿标准往往超出地方政府制定的标准[12]。湖南省高速公路的征拆补偿标准一直在稳步提高，2008年湖南省政府明确了高速公路建设征地补偿标准按年产值标准中值计算，取消了原来省重点建设项目实行的优惠政策。以长沙浏阳市、郴州宜章县、怀化新晃县的土地征收补偿标准为例，2005年按亩补偿标准的22倍计算，2009年、2012年则为省政府发布的每亩补偿标准，3地的征拆标准一直呈稳步上升趋势(具体情况见图2)。

根据统计分析，我省高速公路项目“九五”征拆经济指标为150万元/km，“十五”征拆经济指标为250万元/km，“十一五”征拆经济指标为684.4万元/km，“十二五”征拆经济指标为983.8万元/km，征拆指标的逐期提高反映了补偿标准的上升趋势。征拆指标和平均概算指标增长趋势见图3。由图可知，征拆指标增长趋势比平均概算指标增长趋势更快，可见桥隧比的提高部分抵消了征拆指标提高对总造价的影响。

图3 “九五”至“十二五”平均概算指标与征拆指标增长趋势图

2.3 桥隧比对高速公路项目其他费用的影响

根据交通运输部颁布的《公路基本工程概、预算编制办法》规定:建设单位管理费、工程监理费、设计文件审查费和建设期贷款利息等费用都是以建筑安装工程费总额为基数[13]。按规定方式进行计算，桥隧比对高速公路项目建安费的影响也体现了对这些费用的影响。根据《公路基本工程概、预算编制办法》规定的建设单位管理费费率计算建设单位管理费，见表3。

表3 建设单位管理费建筑安装工程费/万元费率/%建筑安装工程费/万元建设单位管理费/万元建设单位管理费/万元≤500 3.48500500×3.48%=17.417.40501～1 000 2.731 00017.4+500×2.73%=31.0531.051 001～5 000 2.185 00031.05+4 000×2.18%=118.25118.255001～1 000 1.8410 000118.25+5 000×1.84%=210.25210.2510 001～30 000 1.5230 000210.25+20 000×1.52%=514.25514.2530 001～50 000 1.2750 000514.25+20 000×1.27%=768.25768.2550 001～100 0000.94100 000768.25+50 000×0.94%=1 238.251 238.25100 001～150 0000.76150 0001 238.25+50 000×0.76%=1 618.251 618.25150 001～200 0000.59200 0001 618.25+50 000×0.59%=1 913.251 913.25200 001～300 0000.43300 0001 913.25+100 000×0.43%=2 343.252 343.25>300 000 0.32310 0002 343.25+10 000×0.32%=2 375.252 375.25

建设期贷款利息是指建设项目中分年度使用的国内贷款和国外贷款部分在建设期内应归还的贷款利息。根据国务院规定，公路项目的资本金比例从2015年9月起调整为20%，贷款数额最高可达项目投资的80%。贷款利息按公式(1)进行计算[13]：

(1)

式中：s为建设期贷款利息,元；N为项目建设期,年；n为施工年度；Fn-1为建设期第(n-1)年末需付的息贷款本息累计,元；bn为建设期第n年度的付息贷款额,元；i为建设期贷款年利率,%。

通过分析公式可知,桥隧比主要是通过影响贷款本金和建设期来间接影响贷款利息，桥隧比越高，工程造价越高，贷款本金越高，利息越高；桥隧比越高，建设期越长，贷款利息越高。

3 桥隧比对高速公路造价影响的定量分析

桥隧比是一合性的指标，也是决定高速公路造价水平的关键性指标。为了分析桥隧比对高速公路工程造价的定量影响，尽量减少其他干扰因素，得出一个较为准确的结果,本文选取湖南省2006～2014年间批复建设的部分高速公路项目(不含独立特大型桥梁工程)按社会折现率折算后的概算投资定量分析桥隧比与工程造价之间的数值关系。

3.1 社会折现率

为了消除建设时间对工程造价的影响，首先选择2010年作为基准年，采用社会折现率将每条高速概算的平均造价换算成基准年份的费用价格进行比较。社会折现率又称贴现率，是其他年份收到或支付的款项折算为现值的利率，但社会折现率并不能消除通货膨胀的影响。中国人民银行2004年～2010年的年均社会折现率调整情况见表4。

表4 社会折现率表调整时间社会折现率/%2004.03.252.972008.01.014.322008.11.272.972008.12.231.802010.12.262.25

将我省2006年～2010年批复建设的部分高速公路的平均概算造价统一折算成2010年的高速公路平均造价,见表5。通过构造一致的比较口径，发现基本上桥隧比越高，平均造价也越高。

3.2 桥隧比与高速公路工程造价的定量分析

根据一般经验，高速公路造价受桥隧比影响较大，随着桥隧比的提高，造价也会增加。采用折算后的平均造价研究桥隧比对工程造价的影响，高速公路折算后平均造价与桥隧比之间的关系如图4所示。

表5 建设项目折算平均概算指标项目名称折算后指标/(万元·km-1)桥隧比/%道贺高速5 519.5713.43长浏高速6 657.1314.98垄茶高速6 915.4116.78常安高速6 354.0319.05醴茶高速7 777.3419.70娄新高速6 921.4721.15浏醴高速7 923.8322.20益马高速8 163.4422.47大浏高速8 164.9824.05娄衡高速8 534.8325.74东常高速8 053.3625.85永蓝高速8 272.0729.19新溆高速8 510.0932.70溆怀高速9 255.4033.71汝郴高速9 581.1946.10

图4 桥隧比与高速公路工程造价关系图

可以看出，随着桥隧比的增加，高速公路建设费用也逐渐增加，两者之间的函数关系为：

y=2 095.8x0.413 3，x∈(0，100)

(2)

对其求导可得：

(3)

发现其导数为单调递减函数，说明随着桥隧比的提高，平均造价的增长率减小。

由图4可知，当桥隧比为20%～30%时，桥隧比每增加1%，平均造价约增加1.7%；当桥隧比为50%～60%时，桥隧比每增加1%，平均造价约增加0.8%；当桥隧比为70%～80%时，桥隧比每增加1%，平均造价约增加0.6%。这与生产建设过程中的经验相符，桥隧比越高，增加单位数量的桥隧结构物对于总造价的影响也越小。主要原因是： ① 生产规模化扩大、协同性提高使生产效益提高，可以开展集中预制来减少预制场、拌合场的费用；② 大规模的桥隧集中建设有利于施工组织优化，可以提高生产效率；③ 模板、挂篮等生产设备利用率提高等。

4 结论

桥隧比是影响高速公路项目造价的关键设计因素，通过定量分析发现桥隧比对工程造价的影响存在边际递减的趋势。当桥隧比为20%～30%时，桥隧比每增加1%，平均造价约增加1.7%；当桥隧比为50%～ 60%时，桥隧比每增加1%，平均造价约增加0.8%；当桥隧比为70%～80%时，桥隧比每增加1%，平均造价约增加0.6%。为了合理确定造价、有效控制投资，有如下建议：

1) 设计时根据地形条件选取合理的路线方案，在保证质量和安全、充分考虑施工条件的情况下,设置较低的桥隧比。

2) 设计确定桥梁和隧道结构形式时，主要从实用性出发，选择经济合理、成熟、安全可靠的方案，不一定要追求方案的先进性，减少工程造价、降低施工风险、缩短建设工期。

3) 设计时克服先入为主的观念，一定要做好方案的经济性比较，尤其是面对高填深挖和大幅增加建设的方案，采用桥隧方案可能是更合理的选择。