高速公路標段劃分經濟性分析研究

程偉強

（中國水利水電第四工程局有限責任公司，青海西寧810007）

0 引言

目前，高速公路基本采用切片劃分后以標段、工區方式組織招標施工，項目涉及橋梁、道路、隧道、涵洞、高邊坡、高路堤等方面，標段劃分得合理與否直接影響工程建設的成本、進度甚至質量，同時也與施工單位的成本息息相關[1]。研究高速公路的標段劃分，是為了在眾多標段方案中決策出最合理的方案，使各目標實現全局最優，從而使高速公路項目的整體目標達到經濟、效率、效益最優[2]。此次研究以信陽市陽新高速公路建設為例，從多角度開展前期高速公路標段劃分經濟性分析比選，為施工單位在項目準備階段的工作提供參考，使市場商務工作更加有的放矢。

1 工程概況

信陽市陽新高速公路二期屬于河南省高速公路“13445 工程”切塊項目，從商城縣至湖北麻城交界，K37+360—K74+450 全長37.09km，橋梁41 座，長12844m；隧道4.5 座，長3468m；涵洞43 座，橋隧比43.97%，全線沿大別山，地形皆為山地丘陵。由三家單位承擔施工任務，工程切片劃分規模比例為1∶0.3∶1。

2 標段劃分方法

項目一般以節約工程投資、加快施工進度、便于施工管理為原則，根據線路長度、構造物類型和數量、工程投資等進行標段劃分。除了人為劃分標段的情況外，實際中總承包或規模較大的專業承包往往根據工程投資額進行劃分。該種劃分方式方便，便于項目管理，有利于保證施工質量和施工工期，該項目根據工程投資可以劃分為1∶0.3∶1、1∶1∶0.3、0.3∶1∶1 等多種方案，由于篇幅有限，此次只選取了其中一種進行比選。將全線路分為三個標段，按項目總投資規模和每公里投資額進行初步標段劃分，長度分別為14.6km、8km、15km。按照經濟最大化，適當考慮施工難度和施工風險，從土石挖填方、拆遷工程、周圍交通、臨時用水電、不良地質、橋隧占比等方面進行綜合分析比選，選擇規模和利潤最好的標段。

3 比選定性評價內容

3.1 土石挖填方

首先，根據工程造價，土石方開挖和回填施工簡單，主要為機械設備成本，投資回收周期短，利潤相對較高。

其次，施工過程中遇到不利地質條件，施工單位可以通過不平衡報價等形式增加設計變更內容，進一步提高造價。

再次，合理的土石方調配方案可以防止料物不足、多次倒運、道路堵塞等情況的發生，保證工程施工的順利實施[3]。可以采用標準差法進行土石挖填分析，從每公里挖填方量和路線挖填方標準差，計算出路線集中程度。離散程度越大，集中挖填現象越明顯，可以減少機械設備轉移次數，降低施工成本。

在實際施工中，土石挖填還受征地拆遷交叉影響。一旦征地受阻，機械設備窩工，雖然可通過合同方式在一定程度上避免由此產生的費用，但整體成本仍由施工單位承擔。所以在方案比選時，需將土石方挖填和征地拆遷的影響因素聯合對比。

3.2 征地拆遷

在拆遷工程中，房屋拆遷及舊墳遷移為重難點。靠近村莊山頭經常由多家居民聯合承包，山區可使用建筑面積有限，房屋遷移難度大，溝通工作量大，協調難度較高。高壓或特高壓線遷改為難點，110kV 及以上超高壓影響范圍廣，需要提前做好審批手續，對工期影響大。

3.3 附近交通條件

良好的交通條件是保證工程順利實施的關鍵，主要考慮方便材料和設備運輸，所選標段盡量靠近附近交通干線，新修便道以村道拓寬最宜，減少便橋數量。但對于高差較大的深山峽谷地區，為了保證道路坡比，往往需要繞山反復展線，增大了臨建費用投資。

3.4 不良地質條件

在施工中，遇到與設計不相符的不良地質條件，可能導致設計變更，提高工程造價。同時，與監理、設計溝通成本增大。其次，不良地質路段處理時間較長，如軟土地質處理若采用強夯法，將是正常施工工期的3～4 倍。再次，建設單位為了控制總投資，也不愿進行設計變更，總體來說弊大于利。

3.5 橋隧比

橋隧比作為衡量施工難易程度的常用指標，橋隧比越高，施工難度相對越高。橋隧相接情形是山區隧道的工程難點，對施工的組織順序和工期節點完成度要求較高，提高施工成本。

4 方案比選過程

4.1 標段劃分及數據處理

將橋梁、隧道、路基等主要工程量進行對比，計算出橋隧比、路線集中程度標準差、拆遷工程量占比及不良地質處理量占比（見表1）。再采用現場調查、地質勘探、工程測量等方式了解沿線水文、地質、用電、道路交通、當地文化等各方面信息。

表1 標段主要工程量對比分析

4.2 K37+360—K52+000 標段分析

4.2.1 土石挖填方量較K60+000—K75+000 段多17.15 萬m3，但路線挖填方集中，機械在施工過程中不需要反復轉運，降低施工成本。

采用日本理學D/max2550VB*18 kW轉靶X射線衍射儀(XRD)分析C/C-SiC復合材料的物相組成，測試條件：Cu靶Kα射線，管壓35 kV，管電流為40 mA，掃描角度為10°～80°，掃描速度為 8°/min。

4.2.2 不良地質占工程總數量的34.51%，不良地質條件可根據實際開挖處理情況和地勘提供資料形成變更條件。

4.2.3 該施工區間范圍內房屋拆遷占總拆遷數量的37.10%，墳墓拆遷數量占總拆遷數量的38.18%，與標尾15km 拆遷工作比較，拆遷數量較少，施工干擾較少，有利于保障工程進度。但全線范圍內有3 條高壓線，其中K46+595 處存在一處110kV 特高壓，成為后期施工控制性工程。

4.2.4 根據現場調查，K37+360—K52+000 施工便道可借用其他項目已修建的部分便道，其他施工便道均可由國道G220 接村道進入正線，施工便道修筑難度較小，有利于工程全面開展。現場水電布置距離正線位置較近，后期施工接入便利，臨時用水、用電等工作開展難度相對較小。

4.2.5 隧洞開挖土石方約為19.4 萬m3，隧洞開挖石渣可用于不良地質路段回填和骨料加工，可減少材料外購量。另外，隧洞開挖可根據開挖巖石情況，增加變更項目。

4.2.6 根據正線周邊地形、地勢分析，各類場站位置可選擇性較多，且距離現有國道G220 距離較近，設置混凝土拌和站或水穩站可供給范圍更廣。

4.2.7 施工區間土石方計價方量229.26 萬m3。在施工過程中，可結合測量收方工作和運距等提高計價方量。

4.2.8 該項目為創省優重點項目，如選擇該施工區間，創優工作的安排和布置應在該施工區間內，施工期文明施工和相關檢查工作相對較多，文明施工費用投入也將隨之增加。

4.3 K60+000—K75+000 標段對比K37+360—K52+000 標段分析

4.3.1 K60+000—K75+000 段橋隧比46.52%，比K37+360—K52+000 段橋隧比高8.03%，施工難度較大。但地形以山嶺高路塹高填方為主，相應邊坡防護工程量較大，也是該項目中利潤較高的點，存在設計變更點。

4.3.2 不良地質占工程總數量的13.76%，均為不需進行加固處理路段，變更可能較小。

4.3.4 該施工區間施工便道修建制約因素較多，正線K61+650 處至K64+800 路段區間有正在改建道路（G220）。如改建道路不具備通行條件，前期進場需先進行正線K61+650 處至K64+800 便道修筑，修筑長度約為3.5km，對正線K64+800 后續工程有較大的制約。正線里程K64+800 至K68+800 區間內，現有村道已嚴重破壞，維修成本較大。同時，還需對該區間路內的現有村道進行加寬，否則不能滿足正常使用需求。K68+800 至K75+000 區間內現有村道較窄，道路周圍民用電及通訊光纜線路縱橫交錯，寬度和通行條件較差，道路周邊居民較為集中，因此在該施工區間如要全面開展施工作業，施工便道修筑為開工后的難點和重點工作。

4.3.5 在該施工區間范圍內，房屋拆遷占總房屋拆遷數量的43.19%，墳墓拆遷數量占總拆遷數量的46.91%，施工干擾較標頭大，不利于項目全面開展施工，但全線范圍內只存在一處K70+760 的35kV 高壓，較K37+360—K52+000 標段施工較有利。

4.3.6 根據現場調查，現場用電布置距離正線位置較遠，多為0.4kV 高壓電路，周邊高壓用電可接入點較少，臨時施工用電布置難度和工作量較大。在該施工區間內，施工用水可利用現有河道水流，生活用水除接入自來水外，計劃主要采用自打水井取水。

4.3.7 根據現場踏勘，K60+000—K75+000 區段內地形為重山丘陵，地形高差較大，以高填方和深路塹為主，周圍臨時場站選擇較為困難，后期選址主要考慮路基預制T 梁，對道路施工進場有較大影響。

4.3.8 在K60+000—K75+000 標段中，崗背塆隧道位于河南與湖北交界，是該標段控制性工程。全段約為1.1km，其中840m 位于標段范圍，全段皆為Ⅴ級圍巖，只能單向貫通，預計施工周期長達23 個月。同時可能涉及與湖北段施工銜接問題，對施工工期影響較大。

4.3.9 該施工區間土石方計價方量212.11 萬m3，可結合測量收方工作和運距等提高計價方量，但與標頭計價方量比較，計價方量少17.15 萬m3。

5 比選結果

通過對比分析，從眾多復雜糾結的因素中提取出關鍵因子進行考量，各種因素利弊較為明顯，K37+360—K52+000 標段的拆遷工程量、施工便道成本、施工難易程度、橋隧比均比K60+000—K75+000 段低，土石方工程量大，而且崗背塆隧道又作為項目控制性工程，對工期影響因素過多，施工風險較標頭大，所以項目最終選擇K37+360—K52+000 段作為重點競爭性標段。

6 結論

本文中所示方法在應用過程中需要注意以下事項：

一是項目劃分模式的適應性。不同項目切片劃分要求不一，本文更著重于項目成本利潤角度。但項目標段劃分好壞除考慮成本利潤外，還應結合工程性質、工程規模、合同模式、結算審計、施工單位專業特長及風險控制水平綜合分析，施工工期、施工質量、建設成本也應納入考慮之列。

二是詳細現場調查是前提。施工單位一般根據以前項目經驗和工程量清單進行劃分，忽視了現場調查和市場調查的重要性，實際施工條件與預期存在較大偏差，導致決策失誤。

三是數據處理多樣化。該項目僅將橋隧比、不良地質、拆遷工程、線路集中程度進行了數據分析，如果以上數據不足以表現項目特征，還可以將重大危險源數量、變更索賠點、便道長度、便橋數量等因子量化統計分析，擴大比選范圍，靈活調整比選內容，使選擇標段更符合單位需求。

四是多因素交叉影響。對于交叉影響的因素，在比選中可采用動態加權評價（彭軍龍，張湛江，2019）高速公路標段劃分影響因素的辦法，對不同影響因素進行權重賦值，綜合評估各影響因素發生的概率和影響程度，定性和定量結合評價對標段劃分效果的影響。

國內公路造價及盈利點較明晰，加之業主對總投資控制嚴格，要進一步提高工程利潤，就得從項目前期階段著手策劃，判斷項目利潤水平是否符合該單位發展要求。但項目前期存在施工圖紙不全、無工程量清單、臨建設施規劃選址未定、原始測量工作滯后等情形，對施工成本及其標段經濟性影響較大。按照本文方式，多角度定性結合定量分析，將各種影響因素分類，形成更直觀對比，從中選擇出施工可操作性、經濟合理性更加完備的項目標段，一定程度上能避免前期成本分析或成本策劃工作盲目進行，為施工單位決策提供參考。