高速铁路技术经济指标对投资影响的分析

陈科宇

（中铁第一勘察设计院集团有限公司 工程经济院，陕西 西安 710043)

随着经济社会的不断发展，我国在高速铁路建设方面的投资规模也逐年增长。铁路建设项目具有规模大、周期长、工程技术复杂、材料人力消耗量大等特征[1]，为加强铁路建设项目投资管理，掌握铁路建设项目投资变化规律，合理把握并控制铁路建设项目投资水平，提高铁路建设项目投资效益，以徐盐高速铁路(徐州东—盐城)、石济高速铁路(石家庄—济南东)、银西高速铁路(银川—西安北)、西成高速铁路(西安北—江油)及赣深高速铁路(赣州西—深圳北)5 个铁路建设项目为研究样本，分析不同地区、不同速度目标值、不同轨道类型对工程投资及技术经济指标的影响，为高速铁路工程在设计、施工阶段合理把控投资、合理运用建设资金提供参考。

1 铁路建设项目工程概况及技术指标

1.1 铁路建设项目工程概况

在我国四通八达的铁路规划网中，徐盐、石济、银西、西成、赣深等5 条高速铁路项目占据着重要地位[2-3]，是各地具有代表性的铁路项目。因此，研究的样本不仅具有代表性，而且涵盖范围广，基于这些样本的研究能够反映当前我国高速铁路技术经济指标水平。

（1）徐盐高速铁路。徐盐高速铁路是江苏腹地最重要的铁路大动脉之一，起点徐州，终点盐城，途经睢宁、宿迁、泗阳、淮安、建湖，与新长(新沂—长兴)、宿淮(宿州—淮安)、连淮扬镇(连云港—淮安—扬州—镇江)、连盐(连云港—盐城)、盐通(盐城—南通)等线共同构成苏北地区铁路网骨架，是一条重要的区域性干线铁路，线路全长约314 km。

（2）石济高速铁路。石济高速铁路是一条连接石家庄市和济南市的高速铁路，《中长期铁路网规划》中“八纵八横”高速铁路主通道之一，是我国“四纵四横”高速铁路网中青太客运专线(青岛北—太原南)的中段，正线全长319 km。

（3）银西高速铁路。银西高速铁路自宁夏回族自治区银川站引出，途经灵武、吴忠、太阳山，甘肃省环县、庆城、庆阳，陕西省彬县、礼泉，引入西安枢纽西安北站，是国家“八纵八横”高速铁路网中“包海通道”的重要组成部分，线路全长618 km。

（4）西成高速铁路。西成高速铁路是国家“八纵八横”高速铁路网络规划中京昆通道的重要组成部分，自西安北站引出，自北向南穿越关中平原、秦岭山脉、汉中平原、大巴山区和川西平原进入四川盆地，地质条件极为复杂，是国内首条穿越秦岭的高速铁路，线路全长510 km。

（5）赣深高速铁路。赣深高速铁路从在建的赣州西站引出，经江西省赣州市，广东省河源市、惠州市和东莞市，接入深圳北站，线路全长432 km。赣深高速铁路是京九高速铁路(北京—香港)的重要组成部分，对完善华南地区高速铁路网络，密切华南、华中、华东、粤赣地区经济联系，大幅缩短珠三角、长三角人员的交通往来时间有着重要作用[4]。

1.2 铁路建设项目技术指标

基于各条线路的基础资料以及各个专业的详细工程数量，采用国铁科法[2017] 33 号文公布的《铁路工程基本定额》(TZJ 2000—2017)等14 项铁路工程造价标准，对5 个样本(徐盐高速铁路、石济高速铁路、银西高速铁路、西成高速铁路、赣深高速铁路)分别进行了250 km/h 有砟、300 km/h有砟、300 km/h 无砟和350 km/h 无砟4 个方案的设计和研究。主要设计参数如表1 所示。

2 铁路项目投资分析

2.1 不同地区对技术经济指标的影响

计算分析相同技术标准条件下各高速铁路的技术经济指标。因研究主要体现不同地域条件下技术经济指标之间的差异，故采用指标系数的形式，系数越高则技术经济指标越高。不同线路技术经济指标系数如图1 所示。

由图1 分析可知，在同一技术标准、不同地域条件下征地拆迁、路基工程、桥梁工程以及隧道工程的技术经济指标差异较大；轨道、四电及站后受地域条件影响较小，5 个样本项目的指标基本持平；大临和过渡工程因本身指标较低，故变化情况不明显，但不同地域条件下也存在较大的相对差异。

表1 主要技术参数表Tab.1 Major technical parameters

（1）征地拆迁费用受线路所经区域的经济发展水平影响较大。徐盐高速铁路、石济高速铁路及赣深高速铁路所属的东南沿海地区，经济较为发达，沿线建筑物密集，拆迁工作情况复杂、牵涉面广，导致征地拆迁成本较高[5]；银西高速铁路所经地区经济发展较差，沿线建筑物稀少且征地单价较低，征地拆迁指标明显低于东南沿海地区项目；西成高速铁路全线几乎处于山区，征地拆迁内容极少，指标远低于其他几条高速铁路。因此，在进行铁路工程设计时，征地拆迁应紧密结合项目所在地的实际情况，深入了解和掌握地方的政策和要求。

（2）路基工程技术经济指标受多种因素的影响。主要有沿线地形地貌、工程地质和水文地质、路桥分界高度、路基填料、主要工点类型及分布情况等[6]，因此路基工程也是受地域影响较大的工程。在路基面宽度以及沉降控制标准一致的前提下，地质情况越差，所需的地基处理措施越多，工程数量也越大，路基工程的指标也越高。

（3）桥梁工程技术经济指标主要受地形条件的影响。对于山岭地区，桥梁平均墩高较高，大跨结构、特殊结构桥梁占比也较平原地区多，此外山岭地区的施工难度也较大，从而引起桥梁工程的指标偏高。西成、银西高速铁路所经地区多为山区，由上述数据可见，其桥梁指标明显高于其他线路。

（4）隧道工程技术经济指标受有效断面及地质条件影响较大。同等有效断面下，Ⅳ-Ⅵ级软弱围岩比重越大，隧道的指标越高。上述数据中，隧道指标银西高速铁路>赣深高速铁路>西成高速铁路，说明西成高速铁路隧道的围岩级别较好，而银西线的围岩要差得多，各种设计标准条件下均高于其他线路。

（5）轨道、四电及站后等工程标准化程度较高，且工程本身均处于已成型的路基、桥梁和隧道工程上，几乎不受地形、地质条件的影响，故在不同地域条件下指标基本持平。

（6）大临和过渡工程受地形条件影响变化较大。山岭地区场地条件较差，选址困难，施工难度大，建场的首要因素是场地条件，指标较高；平原地区，场地条件丰富，施工难度小，建场的首要因素是经济合理，指标较低。由于大临和过渡工程整体指标较低，不同地域条件下虽有较大的相对差异，但在图中反差并不明显。

图1 不同线路技术经济指标系数Fig.1 Technical and economic index of different railways

2.2 设计速度对技术经济指标的影响

列车的运行速度是高速铁路最主要的技术标准之一，影响线路的方方面面，如线路走向、路基的宽度和沉降标准、桥梁的梁型和荷载要求以及隧道的断面尺寸。这些因素的变化最终都会反映在整个线路的技术经济指标上。不同速度目标值的技术经济指标差异如表2 所示。

由上述数据可知：路基工程、四电及站后配套受速度目标值的影响较大，桥梁和隧道的指标虽然有影响，但变化不大，其余工程基本无变化。

（1）由表2 主要技术参数表可知，随着速度目标值的提高，300 km/h 方案的路基宽度(12.2 m)较250 km/h 方案(12 m)有所增加，沉降要求由10 cm缩减为5 cm，沉降要求大幅提升。此外，基床的厚度也增加了20% (其中表层增加17%，底层增加21%)。最终，引起路基工程的指标增加9.89%。

（2）四电及站后配套主要是因为随着速度目标值的增加，列车对电力牵引设备以及通信信号的要求提高，而房屋及其他运营生产设备几乎不受速度变化的影响。

（3）随着速度目标值的增加，对桥梁的荷载要求没有影响，始终是ZK 活载(中国客运专线标准活载)，但引起梁部和桥墩尺寸的略微增加。因此，桥梁工程的指标虽然有所增加(0.75%)但变化不大。

（4）对于隧道工程，速度提升最大的影响在于隧道断面的增加(由80 m2增加为86 m2)，对隧道的支护措施以及救援通道等没有影响。隧道断面的增加并不影响隧道围岩级别，因此隧道的指标虽然有所增加(2.5%)但变化不大。

表2 不同速度目标值的技术经济指标差异Tab.2 Technical and economic index of different velocities

2.3 轨道类型对技术经济指标的影响

有砟轨道作为铁路的传统轨道结构，具有弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特性好等优点。但是，随着行车速度的提高，其缺点也显现出来。由于有砟轨道不均匀下沉产生的120 Hz以下频率范围的激振严重，轨道破损和变形加剧，从而使维修工作量显著增加，维修周期明显缩短[7]。无砟轨道因具有使用寿命长、线路状况良好、不易胀轨跑道、高速行车时不会有石砟飞溅等优点[8]，在国内外高速铁路上获得了越来越广泛的应用，但其建设成本较高，技术要求较高，而且建成之后比较难以进行调整等缺点也在一定程度上限制了其应用。不同轨道类型的技术经济指标差异如表3 所示。表中列举了300 km/h 速度条件下，不同轨道类型(有砟、无砟)的各项技术经济指标，分析不同轨道类型下各项工程的指标，为高速铁路在轨道类型选取上提供一定的参考。

由上述数据可知：受轨道类型影响最大的是轨道工程(41.82%)和路基工程(31.89%)，桥梁工程也有一定影响(-8.88%)，其余工程内容几乎没有影响。

表3 不同轨道类型的技术经济指标差异Tab.3 Technical and economic index of different track types

（1）无砟轨道的路基工程较有砟轨道高31.89%，主要原因是无砟轨道对基床的沉降要求非常高，要求地层均匀、连续长度大于120 m 的路基，工后沉降不超过3 cm，而有砟轨道只要求5 cm；无砟轨道的填料标准要求基床以下填料采用AB 组土或C1 组土，而有砟轨道基床以下填料一般采用C2 组、C3 组填料以及相应的防护措施。

（2）无砟轨道的桥梁指标相对于有砟轨道降低主要是因为其梁部结构宽度相对于有砟轨道窄了0.6 m，从而引起桥梁指标的降低。

（3）通过对比可以看出，有砟轨道的造价优势十分明显。无砟轨道的轨道工程指标比有砟轨道高出41.82%，将大幅增加整个线路的工程造价。

（4）四电及站后配套、大临和过渡工程不受轨道类型的影响，指标几乎没有变化。

3 结束语

铁路工程项目投资建设的影响因素有很多，且各因素对工程投资的影响是系统的，不宜单一、孤立地去分析，如不同地域条件下，征地拆迁、路基工程、桥梁工程、隧道工程以及大临和过渡工程的技术经济指标均呈现出较大的地域差异性；而各项工程经济指标也是多种设计因素和技术标准综合影响的结果，如桥梁指标的变化不仅和地形条件有关，也和速度目标值及轨道类型息息相关。任何一条铁路的投资分析在把控全局、综合考虑的同时还应结合国家政策、地方要求、标准规范，以及客观存在的地形条件等有关因素，合理把握并控制投资水平，提高铁路建设项目投资效益。