地鐵工程分析3篇

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地鐵工程分析1

1引言

地鐵車站一般為地下封閉空間，主要通過出入口與外界聯系，人流量大，人員密集，相較于地面建筑發生火災危險性更強，因此，地鐵車站防災系統的可靠性決定了在發生火災時，能否最大限度地挽救乘客的生命，減小地鐵火災帶來的損失。其中，地鐵通風排煙系統是地鐵防災系統的一個重要組成部分，地鐵通風排煙系統的作用是在火災發生后及時動作，有效排除煙氣，控制煙氣流向或減緩煙氣沉降的速率，為人員疏散爭取足夠的時間。

2地鐵工程熱煙測試評價標準

地鐵工程熱煙測試是參照國際上通用的熱煙測試標準AS4391-1999SmokeManagementSystems,HotSmokeTest，在地鐵車站內利用受控的火源與煙源模擬真實的火災場景而進行的煙氣測試。具體而言，在車站站廳以及站臺公共區中部分別選取實驗點，采用熱煙實驗裝置產生預設火災功率的熱煙氣，通過熱煙測試驗證火災自動報警系統（FAS）、建筑設備自動化系統（BAS）、乘客信息系統（PIS）、通風排煙、事故照明、站臺門、閘機等系統以及設備能夠按照預設的防災模式進行聯動，并且觀測站廳、站臺內溫度場變化以及煙氣的擴散情況，以確保乘客能夠在正確的指引下，在規定時間內安全撤離車站。根據AQ8007—2013《城市軌道交通試運營前安全評價規范》（以下簡稱《安全評價規范》）要求，熱煙測試的具體指標見表1。以上熱煙測試標準中，第5項針對區間防排煙模式的驗證，第6~11項為其他系統聯動相關要求，不在本次討論范圍內。本文主要針對車站通風排煙系統運行效果相關的測試標準進行討論。

1）第1、2項指標主要反映車站火災情況下，人員在1.5m疏散高度之上的溫度場對人員疏散產生不利影響的程度。一般而言，只要通風排煙系統正常運行可通過排煙系統將火源產生的熱量部分排出，除近火源處局部區域外，車站內各溫度 

2）第3項指標反映車站火災情況下煙氣層的高度對人員疏散產生的不利影響的程度。地鐵車站通風排煙系統采用半橫向排煙模式，其機理就是通過排煙系統排除儲煙倉中的煙氣，減緩煙氣沉降的速率，在規范所規定的6min疏散時間內保證人員在1.5m疏散高度范圍內煙氣濃度以及可見度滿足疏散要求。對于1.5m疏散高度范圍的能見范圍，《安全評價規范》并沒有給出量化指標，但是參照人員掩鼻情況下能夠走行的距離，個人建議此能見度范圍宜不小于30m。

3）第4項指標特指在站臺層公共區火災工況下，防止煙氣蔓延到站廳層公共區，樓梯口部斷面所需要達到的疏散迎面風速，GB50157—2013《地鐵設計規范》（以下稱《地鐵設計規范》）對此的要求是不小于1.5m/s。這項指標對于站臺層發生火災時乘客的疏散尤為重要。樓梯口部斷面風速要求對應站臺發生火災時所投入的實際排煙量的大小，此處的實際排煙量并不能和車站配備的車站排煙風機額定風量相等。由于排煙管路實際阻力與設計計算阻力存在偏差，以及全封閉站臺門并非完全密閉等因素，實際排煙量往往有可能小于所配置的車站排煙風機的額定風量，從而導致樓梯斷面風速不達標。一般而言，站臺層火災模式下，車站排煙風機配合排熱風機、區間事故風機聯合運行，樓梯口部風速一般能達到3~5m/s，完全滿足規范要求。但是，需要注意的是，樓梯口部風速過大雖然滿足規范要求，但是過大的風速會沖散煙氣分層，樓梯側邊局部區域容易形成窩煙區，從而造成站臺層公共區局部區域1.5m疏散高度以下能見度受到影響，因此，站臺層公共區火災工況模式并不是投入的排煙量越大越好，樓梯口部風速控制在3~4m/s為宜[1]。

4）第12項指標主要反映車站各防火（煙）分區之間防火封堵的完善程度。如果施工階段防火封堵措施不到位，那么在實際排煙工況下，煙氣就有可能通過防火封堵缺陷部位蔓延至相鄰的防火（煙）分區。此問題在實際熱煙測試經常出現，為解決此問題，需要投入大量的人力物力查找泄漏點，完善防火封堵，因此，施工階段需要對施工單位進行明確的交底工作，強調防火封堵的重要性以及防火封堵不完善的后果。

3對于車站站臺火災模式的思考

國內以往車站在站臺公共區火災工況下，一般的排煙模式是開啟車站排煙風機，利用站臺層排風管對站臺公共區進行排煙運行，同時開啟站臺兩側站臺門，啟動車站排熱風機，利用軌頂風道對區間進行輔助排煙，為了保證樓梯口部斷面風速，也可以同時啟動車站兩端的事故風機利用事故風閥對區間進行輔助排煙。在這種火災模式下，由于排熱風機以及事故風機額定風量遠大于車站排煙風機額定風量，因此，排熱風機以及事故風機是這種模式下的排煙主力，樓梯口部風速的形成主要靠排熱風機以及事故風機運行實現。GB51298—2018《地鐵設計防火標準》中明確指出“對站臺公共區進行排煙時，應能防止煙氣進入站廳、地下區間、換乘通道等鄰近區域”。此條規范的要求與以往的站臺火災運行模式是相抵觸的，直接否定了以往火災模式中排熱風機利用軌頂風道，事故風機利用事故風閥對區間進行輔助排煙的方式。為了應對規范要求，保證站臺火災時的實際排煙量以及樓梯口部斷面風速，只能在站臺兩端各設置一條集中排煙管，通過風閥轉換，利用排熱風機通過集中排煙管在站臺兩端進行集中排煙，同時為防止煙氣進入區間，站臺兩側站臺門不能開啟。（1）由于地鐵車站空間有限，管線復雜，集中排煙管體量很大，進一步加劇了車站管線綜合的難度。（2）站臺火災工況下，雖然在車站排煙風機的基礎上投入了車站排熱風機，但是對于個別較為復雜的3層車站而言，樓梯口部風速存在不達標的可能。此條規范在條文解釋中指出，不開啟站臺門主要是考慮到站臺發生火災時，可能存在列車過站可能，此時列車的活塞效應會沖擊熱煙層流，使熱煙擴散至整個車站，惡化乘客疏散環境。但是對于采用閉式或者開閉式系統的車站（注：此兩種類型系統站臺安裝非封閉站臺門），要求列車減速過站，降低活塞效應對煙氣場的沖擊。（1）這種說法本身對于不同系統 制式就存在標準執行層面的不一致。（2）列車在進站時，活塞效應的確會沖散煙氣場，造成煙氣在整個車站的擴散，但是當列車離站時，站臺區域的煙氣會被大量吸入軌行區，在很短時間內降低站臺層的煙氣濃度。由于列車是高速過站，這個變化過程會在很短的時間內完成，而列車離站后的效應延遲，對乘客的疏散反而是有利的。通過多次熱煙正式測試前的調試過程中發現，列車過站的活塞效應確實會造成樓梯口部氣流逆行，煙氣部分進入站廳公共區，但是在很短時間內，由于列車離站的活塞效應影響，進入站廳的煙氣很快又被吸回站臺，并且列車離開后所帶走的大量氣流很快降低了整個站臺區域的煙氣濃度，從效果上而言，甚至要比排煙系統的效果更好。因此，不能簡單地看待活塞效應對于煙氣場的沖擊，正如活塞效應對于地鐵空調系統運行的作用，活塞效應對于站臺排煙而言是把雙刃劍，所以，因為列車進站的活塞風效應沖擊煙氣場而禁止開啟全封閉站臺門的方式存在不妥。排煙風機的配置是保證乘客疏散的主動措施，事故風機是否運行往往是決定站臺排煙效果好壞以及樓梯口部風速是否達標的關鍵。目前，國內很多城市仍然采用打開全封閉站臺門進行站臺排煙的方式，但是，為了降低活塞效應對煙氣場的沖擊，僅打開端門或首尾滑動門，經過熱煙測試驗證，此種方式能較好地發揮事故風機的作用，完全抑制了煙氣向站廳的蔓延。

4對于車站站廳火災模式的思考

《地鐵設計規范》規定站廳防煙分區面積不應超過2000m2。對于大部分地鐵車站，站廳面積均不超過2000m2，整個站廳設置為一個防煙分區，站廳火災工況下，車站兩端的排煙風機通過大系統排風管路對站廳進行排煙運行。但是部分車站站廳面積超過2000m2，需要設置兩個防煙分區，以往的做法是站廳中任一處發生火災，車站兩端排煙風機同時開啟，對兩個防煙分區同時進行排煙運行。但是2018年頒布的GB51251—2017《建筑防煙排煙系統技術標準》（以下簡稱《技術標準》）中第5.2.4條款規定“當火災確認后，擔負兩個及以上防煙分區的排煙系統，應僅打開著火防煙分區的排煙閥或排煙口，其他防煙分區的排煙閥或排煙口應呈關閉狀態?！卑凑沾艘幏稐l文要求，對于設置兩個防煙分區的站廳而言，哪個防煙分區先觸發報警，僅開啟此防煙分區的排煙系統，另一個防煙分區不啟動排煙系統。因此，目前設計單位在編制車站火災模式時，對于站廳設置兩個防煙分區的車站，站廳火災模式采用分區排煙方式?！栋踩u價規范》中熱煙測試指標第12條要求煙氣不能蔓延至其他防煙分區。但是對于站廳設有兩個防煙分區的車站而言，在熱煙測試時會先后觸發兩個防煙分區的排煙模式，如果僅啟動先行報警的防煙分區內的排煙系統，煙氣不可避免地會蔓延至另一個防煙分區。如果按照熱煙測試指標要求，則熱煙測試判定失敗?！都夹g標準》主要針對民用建筑工程編寫，而民用建筑工程不同于地鐵工程，一方面民用建筑工程一般不需要進行熱煙測試流程，并沒有煙氣蔓延至相鄰防煙分區的禁忌；另一方面《地鐵設計規范》規定地鐵工程只考慮“一條線路、一座換乘車站及其相鄰區間的防火設計應按同一時間發生一次火災計”原則。因此，對于站廳設置兩個以上防煙分區的車站而言，規范之間的盲區造成了現實問題的產生，解決此問題還有待《安全評價規范》對于熱煙測試判定標準的進一步細化。

5結論

地鐵車站排煙系統的設置最終目的是為乘客的安全疏散提供條件，為乘客安全疏散爭取必要的時間。因此，應從最有利排除煙氣，保證疏散條件的角度出發。以往的車站排煙系統設計基本上都是從理論出發，缺乏必要的驗證手段，《安全評價規范》的出臺，提出了排煙效果驗證以及量化手段，不僅能檢驗設計方案的合理性，同時也檢驗了施工質量水平。1）對于站臺火災工況而言，開啟站臺門端門或首尾滑動門，利用車站事故風機以及排熱風機對站臺區域進行輔助排煙效果要明顯好于采用集中排煙管的系統形式?？焖賹煔馕胲壭袇^，保持站臺區域人員疏散高度范圍內煙氣濃度、能見度處于受控狀態，更加有利于人員的疏散。2）對于車站站廳存在兩個以上防煙分區的車站，由于與《技術標準》以及《地鐵設計規范》相關要求存在一定的沖突，《安全評價規范》相關判定準則還有待進一步細化，以滿足地鐵車站排煙模式的實際情況。

作者:許巍 張潔 呂珍余 單位:北京城建設計發展集團股份有限公司

地鐵工程分析2

0引言

地鐵作為城市中重要的交通工具，每天為市民提供極大的交通便利。目前，國內掀起了一波地鐵建設高潮。建設地鐵項目不僅需要完成大量的施工任務，而且在建設初期，應當對當地的地質、水文等自然條件進行勘察。地質勘察工作直接影響工程建設的質量、工程進度等［1-4］。本文以某地鐵工程項目為例，深入研究了地鐵地質勘察過程，并分析了地鐵勘察特點，最終成功地完成了該地鐵項目的地質勘察任務。

1工程概況

某城市軌道交通2號線一期工程屬該市重點建設項目，建筑物重要性等級為一級，場地等級為一~二級，地基等級屬于一~二級地基，巖土工程勘察等級為甲級。該市軌道交通2號線一期工程，線路西端起于汽車西站，向東穿越岳麓山丘陵，在榮灣鎮附近穿越湘江，然后沿五一大道到萬家麗廣場站轉向南，經黎托轉向東，跨瀏陽河至光達站，線路長21.92km。軌道交通2號線一期工程Ⅱ標（CSGDⅡ-1-KC-2）西起五一廣場站（不含）至該市大道站，相當于里程AK6+960~AK15+820，途經芙蓉廣場站、迎賓路站、袁家嶺站、該市火車站、東二環站、萬家麗廣場站、古曲路站、該市大道站車站及區間，共8站8區間，線路長約8.84km。全線擬為地下線，地下線工法擬采用盾構法。地理位置處于該市市中心地段。

2該城市地鐵沿線地質特點

2.1地質構造特點據該市地區區域地質資料，該市在大地構造位置位于華南斷塊區，長江中下游斷塊凹陷西南部的幕阜山隆起區。構造體系上，該市位于平（江）——衡（陽）新華夏凹陷帶的長—潭凹陷區，平江穹褶斷裂和潭——寧凹褶斷裂兩個次級構造單元的接觸處，湘江由接合部位流過。以湘江為界，西岸屬褶皺丘陵，東側為內陸湖相沉積的白堊地層。場地內構造形跡不甚發育，巖層層面穩定、產狀平緩，巖體整體性總體較好，未發現明顯的新構造運動痕跡［5］。該市第四紀以前地質構造主要為褶皺和斷裂。自古以來，本區經歷了武陵運動、雪峰運動、加里東運動、印支運動、燕山及喜山運動等多次構造運動，形成了北西向、東西向、北東向、北北東向、南北向五個方向的斷褶構造，構成了本區基本構造骨架。

2.2地形地貌特點工程場地位于該市主城區境內，沿線分別穿越五一大道、該市火車站、荷花路、古曲路，跨越圭塘河。地貌單元五一廣場站至火車站屬湘江二級侵蝕沖積階地，地形開闊，地形有起伏，地面標高33~50m，階地多向北微傾斜，階地地質狀況為地質時代第四期中粉質粘土、砂礫石料構成，具有明顯的二元層次結構，凸顯該地區地質情況。局部沖溝發育。火車站到該市大道站屬瀏陽河二級侵蝕沖積階地，地形平坦開闊，河湖發育，局部見水塘，偶可見殘丘、崗地，地面標高32~38m，局部崗地可達40m，階地均向瀏陽河谷微傾斜，由第四系上更新統黃色粘土、粉質粘土、砂礫石層組成，二元結構明顯。其中，圭塘河屬瀏陽河支流。

2.3地層分布特點根據該城市地鐵沿線路土層分層原因、類型、工程特征等情況，并結合該市軌道交通2號線一期工程Ⅱ標初勘勘察區的工程地質縱斷面，可將土層分為9個標準的巖土層，將每個巖土層代號、名稱、成層年代、巖性描述如下（列舉兩個代表性的地層分布）。

2.3.1人工填土層該層主要由人工在建造的過程中產生的建筑土、各種垃圾土等構成，還包括雜填土、素填土。其中雜填土大都由建筑垃圾生成的磚塊、混凝土塊構成，其中混有雜質較多，可能包括一些鋼筋鐵塊等非礦物類垃圾。該雜填土多位于拆遷區地表，素填土呈褐黃、灰褐等色，多呈松散狀，部分稍壓實，但密實度不均勻。實測標貫擊數2~15擊，平均7.1擊，全線多有分布，其分布厚度與地貌特征、沿線建筑物分布有關，層厚0.20~8.40m，平均2.10m。壓實填土呈褐黃色，主要由粘性土組成，呈稍密~中密狀態，實測標貫擊數6~10擊，平均7.9擊。主要分布于火車站廣場、圭塘河段，分布里程YAK10+300~450，層厚0.80~8.30m，平均3.22m。

2.3.2基巖根據鉆探揭露，地質勘察地段巖層大都由白堊期間神皇山組泥質粉砂巖、粉砂礫巖、砂土礫巖和泥盤系佘田橋組（D3S）灰巖、炭質灰巖及泥灰巖構成。

3地鐵沿線地下水分布特點

3.1地表水該市軌道交通2號線一期工程CSGDⅡ-1-KC-2標段勘察區內僅有圭塘河通過，無其他地表水系。圭塘河屬湘江水系瀏陽河支流，受瀏陽河影響明顯，瀏陽河十年一遇洪水位為36.69m，五十年一遇的洪水位為39.11m，百年一遇洪水位為39.95m（洪水位均為黃海高程）。勘察期間，適逢旱季，河水深約0.50~1.00m，相當于標高28.50~29.00m。

3.2地下水

3.2.1地下水類型該地鐵沿線地下水主要為第四系松散層與全風化帶中孔隙潛水構成，構造斷裂段具有很強的縫隙水，及巖溶水。局部地區可能包含生活廢水。

3.2.2地下水位沿線勘察階段，勘察布孔內深度不同但均見地下水，有些鉆孔深度較深時，有2層以上地下水位。因本次沿線勘察工程時間較短，未完成各鉆孔地下水位分層工作。鉆孔勘察中各鉆孔初見水位埋深0~14.10m，相當標高為27.40~41.00m；潛水穩定水位埋深0~13.06m，相當標高為25.18~42.07m；基巖裂隙水穩定水位埋深為3.73~17.11m，相當標高25.51~33.11m；巖溶水穩定水位埋深為18.72~22.15m，相當標高為22.58~25.56m。勘察區內，地下水位變化主要受氣候及湘江水域的控制，每年4月至9月為雨季，大氣降水豐沛，是地下水的補給期，其水位會明顯上升，而每年10月至次年3月為地下水的消耗期，地下水位隨之下降，年變化幅度3.00~6.00m，同時在圭塘河附近地下水亦會隨圭塘河水位漲落而起伏變化。

3.2.3地下水的補給與排泄該地鐵沿線地區屬亞熱帶季風氣候，降雨量充沛，蒸發量較少。這導致該地區地下水主要來源為降雨，每年4月至9月雨季，此時地下水會大量補給。10月至次年的3月雨量劇減，地下水消耗量大。又臨近湘江的原因，地下水位受限制。每當湘江水位發生變化時，地下水位受到波動影響，所以湘江水位是該地區地下水位的排泄基準面［6-9］。

4工程措施與建議

4.1地基與基礎當基礎砌置在不同地層上時，應考慮各地層有關力學參數指標的差異性，設計宜對地基強度及變形等進行驗算。由于殘積土層、全風化帶、強風化帶層遇水易軟化、崩解，基礎施工時，應采取有效的隔、排水措施，并及時封底，以防止結構底板持力層的強度降低。按車站及附屬設施設計結構深度，宜采用樁基礎，建議采用灌注樁，樁端持力層應選取穩定的中風化巖<8>及其以下地層，同時保證樁端下一定深度內無巖溶發育及軟弱夾層分布。對于場地內軟硬相間地段，由于巖性差異而造成樁端巖層強度變化大和不均勻，要考慮采用樁基礎時地基不均勻性的影響。巖溶發育地區樁基礎設計應進行單樁勘察。

4.2基坑支護沿線各車站采用明挖基坑時，現場探明地質情況與水文情況，并根據不同基坑用途確定開挖深度、開挖要求等。在止水帷幕后可采用地下連續墻＋內支撐、排樁＋錨桿的圍護結構形式，以穩定的中風化巖或以下地層作為排樁樁基持力層。由于本標段處于鬧市，周邊建筑物密布，基坑開挖不宜采用坑外井點降水，尤其是工程地質Ⅰ1區，巖溶水涌水量大，賦存條件復雜且不穩定，降排水工程難度大，同時易造成周邊建筑物產生不均勻沉降。如果采用排樁圍護結構，建議采用鉆孔樁加有效止水措施（如在樁外圍使用止水帷幕）進行圍護。當受場地周邊環境制約，需采取井點降水時，基坑施工降水只能在坑內進行，嚴禁坑外降水，同時要求在基坑周邊按照規范要求設置一定規模、數量的回灌井，為防止周邊地面及建筑物由于地基受水影響導致的沉降變形。本標段處于鬧市，周邊建（構）筑物密布，根據本次勘察結果，工程地質Ⅰ1區區段隧道穿越巖土層主要為溶溝充填卵石<11>，圍巖類別主要為Ⅰ類；巖土工程Ⅰ2或Ⅱ區區段，隧道穿越巖土層主要為中風化泥質粉砂巖或強風化泥質粉砂巖，圍巖類別主要為Ⅲ~Ⅳ類。從技術經濟角度而言，設計擬采用盾構法施工是合適的。區間隧道間主要地層為紅層風化帶層，以上地層均具遇水軟化的不良工程特性，且盾構掘進時掘進面巖層往往存在軟硬不均的情況，故盾構機行進中，接觸面碰到不同巖層會導致受力不均，盾構機會出現抬頭、下沉的趨勢。本文建議在挖掘行進中及時根據不同地質地層特點制定方案，保證盾構機機頭方向沿著軸線前進，確保隧道軸線正確?？辈靺^間里程YAK6+960~7+270段隧道穿越巖土層主要為溶溝充填卵石圍巖，地下水豐富，建議建立相應的預警機制，制定適宜的預警方案，采取切實可行及有效的隔、防水措施，重點保護隧道墻壁發生滲水、滲沙，預防局部坍塌的現象發生?？辈靺^間里程YAK6+960~7+270段，隧道多上覆隔水層，針對暗挖方式中存在于巖層中的地下水，其水量少，但對于工程地質影響來說較大。不利于施工中巖層掘進，局部地區巖層縫隙較大，可能會出現突涌的情況，必須采取有力措施及時治理。所以在施工時建議根據掘進面的不同地質條件，制定相應的應急方案和措施，保證盾構施工的安全順利進行。地鐵工程使用年限長，為防止出現地鐵車站與隧道相接處發生滲漏情況，根據相關規范要求采取措施。混凝土施工中，通過提高防水性來達到目的，并及時在日常維護中修補與養護。

4.3基礎抗浮現場情況復雜多變，涉及到地下排水及區間地鐵埋深情況。需要及時探明原因并找到解決辦法。本標段需抗浮的位置為：五一站~芙蓉廣場區間、古曲路站（含車站）~該市大道站區間。車站抗浮水位初步按現狀地面標高以下1.0~1.5m計算，并根據體積乘以密度的公式計算浮力，同時要考慮安全系數的問題。根據場地巖土層工程性質、分布特征，建議采用鉆孔樁作為抗浮樁或抗浮錨桿，樁端持力層建議采用中風化巖層。

5結語

本文提及的地鐵工程是該市經濟發展、民生改善的重要項目。沿線地質情況復雜，水文條件苛刻，在勘察過程中，要充分考慮這些因素。加強各單位之間的協調合作、勘察取樣分析、數據計算統計等工作，本次地鐵沿線勘察順利推進，最終完成了該項地鐵工程地質勘察工作，為其他類似項目勘察工作提供借鑒。

作者:李洪波 張寧 宋增巡 單位:秦皇島華勘地質工程有限公司

地鐵工程分析3

一、導言

價值工程理論是在1947年由美國工程師L.D.Miles創立的，最早應用于材料選用階段，近幾十年來在全球各地得到了積極的實踐和推廣，并在經濟效益和社會效益兩方面取得了明顯的成果。但價值工程在我國城市地鐵工程領域的應用還處于起步階段，在地鐵工程設計階段中的應用就更加有限。眾所周知，城市地鐵工程投資巨大，所以說，即使在成本節約占比較小的情況下，依然是一筆較大的資金，所以推廣價值工程在城市地鐵行業中應用就顯得尤為重要。根據以往統計，前期規劃設計階段的成果對投資規模的影響程度達60%～80%，由此看來，要控制好地鐵工程項目的投資，就要重視前期規劃設計階段的各項工作。本文從價值工程的研究角度出發，嘗試探究將價值工程的理論應用于城市地鐵工程行業的土建工程初步設計階段，在保證地鐵工程必要功能的前提下，優化功能結構，力求降低成本，結合帕累托定律，找出影響地鐵工程初步設計階段工程造價的主要因素，從而采取相關措施對工程造價進行控制，用最低的成本實現工程最必要的價值。

二、價值工程的基本原理

（一）價值工程的基本概念價值工程是一門以提高產品或作業價值為目的的技術與經濟相結合的現代化管理科學，通過有組織、有計劃的相關領域的科學協作，尋求用最低的壽命周期成本實現產品所必須具備功能的一種創造性管理技術。需要特別注意的是，此處所述的“價值”與我們往常理解的價值不同，它是指一種相對的比值關系，是某種產品（或工程）所具有的功能與實現該功能所花費的全部成本的比值。它是指研究對象的比較價值，不相同于研究對象的使用價值，也與研究對象的經濟價值和交換價值不等同，價值工程中的價值可用作評價事物有效程度的一種尺度。這種對比關系用數學公式表達出來更直觀：V=F/C式中：V：研究對象的價值；F：研究對象的功能；C：研究對象的成本。價值工程不同于一般的投資決策理論，它以分析產品的成本與功能為核心：在成本支出不變時，如何將使用價值最大化，或使用價值不變時，如何使成本最低化。

（二）價值工程的特點

1.價值工程考慮的是綜合效益的最佳，研究用最低的壽命周期成本獲取必要的使用功能。2.價值工程以對產品進行功能分析為核心。值得一提的是，價值工程中的功能是一種效用：研究對象能夠滿足某種要求的一種屬性。通過價值工程方法分析產品，首先要做的是分析其功能而不是我們通常所認為的結構，結構、材質等問題是要在分析功能的基礎上再去研究。3.在價值工程中，不是孤立、片面地考慮價值、功能和成本，而是將三者同時作為一個整體來考慮。價值工程，是一種系統性思維，它不是一味地單純追求功能的最大化，而是兼顧生產者和用戶的利益，統籌考慮產品所必須具備的功能、生產成本和使用成本，做到不顧此失彼，從而創造出最高總體價值的產品。4.價值工程強調突破舊有的工作思路，重點關注新構思、新途徑、新方案，通過不斷地改革和創新，采取新的工作思路和工作方式，降低產品成本、提高產品的經濟效益。5.價值工程強調集體的力量，集體智慧優于個人所長，工作中需要發揮各專業、各環節人員的知識、經驗和積極性，從而達到提高工程價值的目的。

三、價值工程與城市地鐵工程設計的關系

近年來，我國城市化進程的加快帶來城市交通問題的日益加劇，城市地鐵的建設成為全國各地解決交通難題的一個優先選擇方式。城市地鐵工程與其他行業相比擁有工程建設規模大、工程地質復雜、工程技術復雜、建設周期長、投資額巨大等比較顯著的特點，復雜的地質條件、較長的建設周期勢必帶來更高的不確定性、項目執行的難度也同樣會隨之增加；與此同時，項目的執行過程中，隱藏著節省費用的巨大潛力。由此看來，城市地鐵工程行業是更應該進行價值工程實踐和研究的熱門行業。一個城市地鐵工程項目的實施，經歷策劃決策、立項審批、方案比選、初步設計、招投標、施工圖設計、正式施工、施工完成投入運營等多個過程。這些過程中，均需要進行價值工程的研究和應用。但應值得我們關注的是，不同的階段進行價值工程活動，獲得的經濟效果提高幅度有著很大的差別，付出同樣的努力，不同的階段帶來的性價比是完全不一樣的。從事地鐵行業的人都清楚，在地鐵項目的全壽命周期過程中，項目的初步設計階段是承上啟下的重要階段，該階段確定了項目功能與所需投資的對立統一。

該階段投資受可研方案批復投資的制約，同時該階段是選擇工程技術，確定工程投資的關鍵環節，是控制工程造價最難的階段，也是控制工程造價最有效的階段。通過項目設計過程的實施，基本上能夠確定工程建設的規模、工程建設的標準及功能，同時形成了設計概算，界定了投資的最高限，這個階段的實施對工程造價的影響程度可高達80%，而且在這一階段又有很多的因素影響著工程造價。以往的地鐵工程造價控制人員大多沒有重視初步設計階段的造價控制，而往往習慣于將施工階段的施工圖審核作為控制項目投資的主要手段，實際上這種事后控制的方法對投資控制的作用是有限的。只有事前控制才能做到防患于未然，而初步設計階段的造價控制正是進行事前控制的典型階段，通過事前控制，事半功倍。現在越來越多人意識到事前控制的重要性，開始在初步設計階段進行造價控制，但是目前還沒有一套實用的、可操作性強的方法供設計、業主項目管理人員在進行造價控制時使用和參考。因此，如何將價值工程運用于設計實踐，為項目產品增值已成為亟待研究的新課題。價值工程應用過程中，帕累托定律是進行價值工程對象選擇的重要方法。本文嘗試探究將價值工程的理論與帕累托定律相結合，將其應用于城市地鐵工程行業的土建工程初步設計階段，優化功能結構，力求降低費用，找出此階段影響工程造價的主要因素，采取針對措施進行造價控制，具有非常重要的研究意義。

四、帕累托定律與價值工程的結合在城市地鐵土建工程中的應用分析

帕累托定律是意大利經濟學家帕累托提出的，“關鍵的少數和次要的多數”為其基本原理，其強調關鍵的少數在事情發展過程中的重要作用，只要抓住了關鍵的少數就可以解決問題的大部分，只要抓住關鍵的少數，也就是重要控制因子，就能控制全局。其提倡解決問題要抓住主要矛盾，將注意力和精力集中在占少數的重要因子上，采取傾斜性措施，爭取重點突破，從而帶動全局。城市地鐵工程設計階段概算主要包括車站、區間、軌道、車輛基地等土建工程的建筑工程費，通信、信號、供電等機電系統的安裝工程費和設備購置費，征地拆遷等工程建設其他費，預備費，專項費用（車輛購置費，建設期貸款利息和鋪底流動資金）等。從以往研究數據來看，第一部分工程費（建筑工程費、設備費、安裝工程費）約占總概算的60%，第二部分工程建設其他費用約占20%，第三部分預備費約占4%，第四部分專項費用（車輛購置費，建設期貸款利息和鋪底流動資金等）約占16%。工程費用占比最大，其中，車站和區間的土建工程費用約占總工程費的61%，是控制造價的重點。下面就從車站土建工程的建筑工程費角度出發，分析影響設計階段造價的主要因素。城市地鐵工程中車站是供旅客乘降，換乘和候車的場所，直接為旅客服務，同時，車站也是管控列車運行的場所，應容納主要的技術設備和運營管理系統，從而保證城市地鐵工程的安全運行。

車站按照線路的敷設形式可以分為地下車站、地面車站和高架車站3種形式，其中尤為地下車站較為常見。結合工作實際，我們對地下車站設計主要的造價影響因素進行分析。以廣州某車站為例，該車站為地下二層大跨度無柱車站，車站圍護結構形式為地下連續墻，車站建筑面積為17147.84㎡。該車站結構工程土建費用為20792.45萬元，其中車站主體結構費用為14122.56萬元，占車站總結構費用的67.92%，可見車站主體是控制車站土建費用的重中之重。車站主體費用中，圍護結構費用為4197.86萬元，土石方開挖費用為2301.14萬元，主體混凝土結構費用為5577.15萬元，通過以上費用組成及比例分析，得出圍護結構、土石方開挖和主體混凝土結構三者費用之和約占地下車站費用的85.51%，由帕累托定律，我們可以得出，車站主體的圍護結構、土石方開挖和主體混凝土結構便是我們初步設計階段的重點研究對象。圍護結構費用主要受地質條件、圍護結構形式、插入比、入土和入巖比例、車站埋深、含鋼量等的影響；土石方開挖費用主要受地質條件、車站埋深、覆土厚度等的影響；主體內部混凝土結構費用主要受混凝土構件厚度、含鋼量等的影響。其中圍護結構形式、車站埋深、入土和入巖比例主要受地質情況、周邊環境、線路埋深等影響；而含鋼量主要受結構荷載的影響。通過以上結論，我們可以看出，初步設計階段，我們就要根據地質情況、周邊環境等選擇合適的車站站位以及結構圍護形式，設計合理的結構荷載，從根本上抓住影響造價的關鍵少數因素，達到事半功倍的效果。

五、結束語

我國城市地鐵工程行業中，設計單位急需了解業主對項目的功能需求和如何針對性的提高項目功能，而價值工程正是解決這一問題的有效途徑。價值工程的推廣應用可以使項目參與各方對業主的利益有充分的認識和理解，從而切實保證業主所要求的價值在工程項目中得以實現?？梢姡瑑r值工程的潛在發展能力還未完全開發，還有待繼續深入研究。

參考文獻

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作者:吳常娟 單位:中鐵第五勘察設計院集團有限公司