高速公路前期专题工作中的造价控制
摘 要：本文结合济祁高速公路的防洪影响评价报告和通航净空尺度技术要求论证报告的研究，来分析前期设计方案与专题如何有效的衔接，从而在满足专题要求的前题下来有效控制项目前期设计方案中的建设成本。
关键词：高速公路；防洪影响评价报告；通航净空尺度技术要求论证报告；前期专题；造价控制
中图分类号：U412.36 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）04-0070-03
随着物价、人工、各行业专题实施等相关费用的增长，如今我国高速公路的建设成本也越来越高。经调查研究，平原区高速公路造价已从十年前3500万元/公里上涨到5000～6000万元/公里，山区高速公路造价从十年前5500万元/公里上涨至8000～9000万元/公里。高速公路建设成本的大幅提高已经制约了我国高速公路网的建设和加密，造成其融资成本越来越高。因此，在未来高速公路的建设中，如何合理控制建设成本，加强投资管理，将成为后期高速公路建设者们需要着重研究的一个课题。
建设成本的上涨有多方面的因素，一方面是主观因素，如存在行业保护主义和地方保护主义、盲目赶工期、前期设计深度不足等因素；另一方面是客观因素，如材料及人工费价格的上涨、征地费用及工程建设规模和标准的不断提高等因素。其中高速公路前期专题研究和实施的费用对工程造价影响也越来越大。本文通过对项目前期防洪影响评价报告和通航净空尺度技术要求论证报告的研究，来分析前期设计方案与专题如何有效的衔接，从而在满足专题要求的前题下来有效控制项目前期方案设计中的建设成本。
1 防洪影响评价报告、通航净空尺度技术要求论证报告与前期桥梁设计方案的研究
（1）防洪影响评价报告主要是针对桥梁跨越河流及堤坝处安全稳定性方面的分析，并提出相应河道最高洪水位和冲刷等相关要求。通航净空尺度技术要求论证报告主要是分析通航净空尺度和航迹线是否满足通航要求，分析拟建桥梁处最高最低通航水位等相关技术要求。通过对两项专题报告行业中所規定的技术要求进行分析，在满足行业基本要求的前提下，怎样优化桥梁位置、结构形式、跨径大小是我们应该着重考虑的问题。因此在满足专题基本要求前提下，前期的桥梁方案设计需对桥位的合理选择、合适的桥跨方案及施工工艺的选择等方面进行多方案对比分析，以便从中选择最优方案。
（2）桥梁方案拟定流程的优化。在以往的设计中，防洪影响评价单位往往直接根据主体设计单位已定好的桥位和桥型方案进行评价，缺少两个设计单位之间的互动交流，导致最终通过的方案不一定是最优方案。本文作者认为，应是在两者单位充分沟通确认后才拟定出跨河流及堤坝的桥梁方案，这样的设计方案才更具有针对性和合理性。
2 桥梁位置的多方案比选对工程造价的影响
合适的桥位不仅对项目本身造价影响很大，还对桥梁本身的施工和运营安全影响也大。桥位的选择受多方面因素的影响，如阻水率大小、桥梁与水流方向的夹角、桥跨处河道附近是否顺直等因素。因此在项目前期方案设计阶段结合防洪及通航专题相关技术要求对跨河桥位处进行多方案比选论证。
（1）路线跨河方案走向选择时，宜选择在河道较窄的地方通过，以缩小桥梁规模和节省工程造价。
（2）路线跨河方案走向选择时，宜优先考虑与河道水流方向和大堤垂直，以缩小桥梁跨径和桥墩的阻水面积，节省工程造价。
（3）路线跨河方案走向选择时，宜选择远离河流弯道处，尽量在河道顺直处跨越，以满足通航净空尺度相关要求，缩小桥梁跨径，节约造价。
3 桥梁跨径的多方案比选对工程造价的影响
桥梁跨径的大小直接影响着工程造价的高低。跨径增大，不仅桥梁本身造价增加较多，且会造成桥梁处纵坡抬高，相应的桥梁引桥及接线工程也会相应增加。故项目前期方案设计阶段在满足防洪及通航专题相关技术要求的条件下，应该尽量减小桥梁跨径。
（1）对于没有通航要求的河流，河中尽量选择标准跨径的装配式预制结构（25～40米），以加快施工工期和节省工程造价。
（2）对于有通航要求的河流，其桥梁主跨的拟定不仅仅跟通航净空有关，还跟主河槽宽度、深度、水位、港口条件等建设条件有关。合理把握桥梁主跨与桥位处的建设条件之间的关系，也是节省投资需要考虑的地方。如济祁高速合肥段跨越淮河，根据通航净空尺度报告的论证，该河航道等级为Ⅲ（2）级，通航净宽要求不小于160.5米，净高要求不小于8.0米。该桥初拟设计方案采用主跨为（98+180+98）米的跨径，能满足通航的相关技术参数要求。后续详细方案研究中，根据桥位处的实测地面线及周边水下地形图发现180米的主跨并未完全跨越主河槽，且过渡墩也处于河道近期规划的疏浚断面内，疏浚开挖深度达到12米深。考虑该段河流主河槽较深，且呈V字型，常水位和洪水位均较高，会造成主跨成为深水基础施工，施工措施费用较高。如适当加大跨径至200米，使主墩尽量靠近河滩，过渡墩位于河道近期疏浚断面外。这样既减少了主墩深水基础施工难度，同时又节省了过渡墩承台大面积开挖施工费用。同时由于桥梁主跨加大，通航净空富余增大，河道内桥墩阻水面积减小，也节省了主墩防撞安全措施费用和切滩补偿费用。最终经以上两种跨径组合方案的综合比选，采用（120+200+120）米的跨径组合较（98+180+98）米节省300万元的费用。
（3）在方案设计中需要重视对跨越河流堤坝跨径的多方案比选，其跨堤跨径的大小对工程造价影响很大。设计中尤其需加强对所跨越河流堤坝性质的了解，根据不同性质的大堤，有针对性的布跨。①当有些路线方案受限时，需从设有压渗平台的堤坝处跨越。为减少工程造价，可在满足相关堤坝防渗要求的前提下，采用在背水侧压渗平台上落墩的方案。如济祁高速淮南段在K69+800处跨越董峰湖行洪区的淮北大堤，其跨越处前后受西淝河和淮河两条河流桥位的限制，造成线位需从该段背水侧设有压渗平台的淮北大堤处跨越。此处淮北大堤含压渗平台断面宽约105 米，不含压渗平台断面宽约70米，两者相差近35米。如直接采用一跨跨越整个大堤（含压渗平台），则造成跨径需要至少120米，工程规模较大。在方案设计时，设计人员与洪评单位及水利主管部门积极沟通，提出可考虑采用80米的主跨跨越，其主墩落在背水侧的压渗平台上，并同时采用防渗处理措施来解决渗流问题，以保证堤坝安全。后经多次方案沟通和论证，80米的主跨方案最终获得水利主管部门的同意。经经济性分析，最终采用的（45+80+45）米跨径方案（含大堤防渗处理费用）较一跨整体跨越的（70+120+70）米主跨方案能节省造价约1100万元。②有些河流为人工开挖的河流，为消化弃方，开挖出的土方全部用于填筑两侧堤坝，造成大堤填筑较宽。为了降低工程建设成本，可考虑所拟跨径只需跨越规划断面的背水面与现状大堤的迎水面之间的距离，这样能大大缩小主跨跨径。如济祁高速淮南段跨越茨淮新河，茨淮新河为人工开挖的河流，原有两侧河堤按规划的堤身断面填筑后，为了消化开挖河道所多出的弃方，将多余土方填筑在堤身后，造成两侧大堤堤顶宽达100米，堤身全宽约154米。如果按现状大堤断面跨越，则桥梁主跨至少需要160米。如按跨越规划断面的背水面与现状大堤的迎水面之间的距离来布设，桥梁主跨则只需要80米。经与洪评单位及水利主管部门积极沟通协调，最终80米主跨方案得到认可。两个方案相比，后者80米主跨方案较160米主跨方案能节省造价约2500万元。
4 桥型方案的比选对工程造价的影响
（1）跨河的桥型方案应尽量减少桥墩数量和尺寸，以减小阻水率。为尽量减少桥墩对河流的阻水，桥墩宜采用圆形墩或带导流形式的桥墩，同时还需满足桥墩轴线与水流方向一致的要求，以减少阻水面积，这样能减少河岸切滩补偿面积，节约工程投资。
（2）考虑到部分河流堤坝高程相对较高，可采用低梁高的桥型方案进行方案比选，择优选取。
如济祁高速合肥段跨淮河大堤桥梁，其堤坝上为重要道路，有一定的净空要求。在跨堤方案设计时，采用普通现浇悬浇梁方案和低高度钢桁架梁方案进行了比选。虽然钢桁架梁桥单价较高，但其梁高仅为悬浇梁跨中梁高的一半，能通过降低纵坡，有效缩短堤外桥长约120米，总体上节省造价约150万元。
5 前期防洪专题施工方案的选择对工程造价的影响
（1）对于部分需要进行防渗处理的河流堤坝，可考虑其防渗施工工艺与跨堤桥后道路土建施工工艺一致，这样能节省部分施工措施费用和加快施工进度。如济祁高速淮河特大桥跨越淮北大堤，堤身附近的地质条件较差，存在较厚的细、粉砂层等透水较高的土层。经防洪评价专题单位提供的桥墩处抗滑及渗流稳定性计算结果得知，桥墩的建设会对堤防渗流稳定造成较大的影响，可能会造成堤防产生渗漏、流土、管涌的现象出现，需要采取一定的防渗措施来进行防护。防渗措施方案一般采取隔渗墙或搅拌桩等隔渗措施来隔离渗水。往往此项工程量较小，所需的专用设备进场费用较高。但如果此项设计能够结合该标段已有的设备来实施，便可以节省一定的工程造价和加快施工进度。比如此处的淮北大堤所需隔渗深度较浅（20米以内），且淮北大堤外附近也存在软土，软土路基同样也需要处理，这样便可以将两项处理方案结合起来采用同一种设备考虑。经过主体设计单位和防洪评价专题单位在一起分析比较，最终提出堤身处的隔渗和堤后的软土路基均采用搅拌桩方案来处理，这样能大大提高设备的利用率，同时也能节省较大的工程投资。
（2）在前期防洪专题施工方案选择时，可考虑将河流的切滩补偿措施与堤防防护有效的结合，这样既节省占地，又能减少防护工程量，从而达到节省工程造价的目的。一般桥梁跨越河道时，桥墩会占用部分河道过水面积，造成局部过水不畅，对河道行洪造成不利影响。常用的处理方案是通过采取桥梁上下游一段范围内的切滩措施来进行断面补偿。对于宽浅型的河流，往往切滩面积较大，造成河道里所切灘的土方较多，需要设置专用弃土场来堆弃。但同时河流的部分堤坝受桥墩设置的影响，需要增加防渗措施来防护。这时可以将两者施工方案结合起来考虑，利用河道内开挖出多余的土方在堤防背面填筑一定范围的压渗平台来处理，这样既合理利用了多余的弃方，又减少堤防背面的防护工程量，总体上能节省了一定的工程造价。
6 路线纵坡的高低对工程造价的影响
桥梁跨越大堤时需满足防洪评价专题中的两侧堤坝上交通、防汛抢险、管理维修等方面的要求。而跨越大堤处的纵坡高程是控制桥梁长短的重要节点，因此针对不同类型的堤坝、不同道路的等级而采取的纵坡控制方式不同。
（1）针对等级较高的大堤，考虑其防洪的重要性，一般情况下不对其坝顶的道路进行改移来降低路线纵坡。
（2）对于一般等级的大堤，其大堤上如为防洪通道兼乡村道路的功能，则可以考虑将防洪通道改移至大堤的背水侧或相邻孔径下通过，以满足4.5米的净空要求。大堤上的净空便可缩减至2.2米左右，这样可大大降低路线纵坡，缩短桥长，减少工程投资。
（3）对于一般等级的大堤，其大堤上如为防洪通道并兼县道、国省道等重要道路时，则须保证4.5米～5.0米以上的净空界限，不进行堤上道路的改移。
7 结束语
设计阶段是项目建设投资控制的关键阶段，工程设计是否科学直接影响到合理使用建设资金、降低建设成本和投资效益的充分发挥。设计人员要充分把握好设计阶段的方案设计与前期专题工作之间的关系，要树立各项专题既是项目方案设计的依据，同时也是为项目方案设计服务的理念。本文作者结合几个典型案例的分析，从桥位、桥跨、桥型和施工方案等方面的比较选择、对项目前期防洪影响评价专题和通航净空尺度技术要求论证专题的造价控制作了一定的分析。高速公路项目的前期专题还有很多，如果设计员都能够做到在满足各专题基本技术要求的条件下，进行多方案比选，多方案研究，相信未来的高速公路建设的造价一定能够得到有效控制。
参考文献：
[1] 孙泽军 论高速公路造价增长原因及降低工程造价措施，山西科技，2007年第6期
[2] 周红兰. 设计是建设项目投资控制的关键阶段，河南科技大学学报：社会科学版，2002年第04期
[3] 李勇、吴潇潇. 浅谈新疆G314奥依塔克至布伦口项目桥涵设计，公路交通科技：应用技术版，2012年第7期
