（森林工程专业论文）隧道工程合同策划研究.pdf

摘要 本文基于隧道工程建设中存在的问题，同时在隧道工程特点分析的基础上， 阐述了合同策划对隧道工程项目管理的重要性和意义。围绕着隧道工程建设中不 可预见的地质环境这一特点，研究了不同承发包模式在不同施工方法隧道工程中 的选择，提出了合同风险分担的方案，并以风险分担为基础确定了隧道工程合同 不同内容相应的计价方式和方法。 针对隧道工程的特殊性，剖析了不同隧道施工方法的特点。通过对案例合同 变更的分析提出了影响隧道工程合同控制主要相关因素：设计阶段预测的地质环 境与实际施工中遇到的地质环境的差异。 围绕隧道工程项目中地质环境的影响讨论了两种承发包模式在隧道工程中 的选取，提出了隧道工程合同承发包模式确定的原则和依据，并对不同承发包模 式下的工程案例进行了经济对比分析。 通过分析地质环境对合同风险的影响，从地质风险、商务风险、法律风险、 建设管理风险四个方面对合同风险分担进行了研究，提出了合同双方的风险分担 方案。 根据合同风险分担，针对隧道工程特点，从合同价款计价、变更价款计价和 计量规则三个方面确定了相应的计价方式和方法。 关键词：隧道工程；合同策划；承发包模式；风险分配；计价方式 t h e s t u d yo nt u n n e lc o n t r a c t sc o n n o t a t i o n a b s t r a c t o nt h eb a s i so ft h ep e c u l i a r i t ya n dp r o b l e m si nt u n n e le n g i n e e r i n g t h ep a p e r e x p a t i a t e s o nt h en e c e s s i t ya n ds i g n i f i c a n c eo ft u n n e l e n g i n e e r i n gc o n t r a c t p r o g r a m m i n gi nt u n n e lp r o j e c tm a n a g e m e n t o nt h ec l u eo fc h a n g e so fu n f o r e s e e n g r o u n dc o n d i t i o n s ，t h ep a p e rs t u d i e dt h es e l e c t i o no fd i f f e r e n tp r o j e e tp r o c u r e m e n t m o d e l sa n ds e td o w nt h em o d eo fd i s t r i b u t i o nr i s k si nc o n t r a c t o nt h eb a s i so f d i s t r i b u t i o no fc o n s t r u c t i o nr i s k s ，t h e p a p e rp o i n t e do u tt h ep r i c i n gm a n n e r so f d i f f e m n tt u n n e le n g i n e e r i n g i nt h ea n a l y s i so ft u n n e lc o n t r a c t p a r t i c u l a r i t y , t h ep a p e rp o i n t e do u tt h e c h a r a c t e r i s t i co fd i f f e r e n tc o n s t r u c t i o nm e t h o d sf o rt u n n e lc o n s t r u c t i o n b yr e s e a r c h o fc a s e sw ef r e dt h e i m p o r t a n tf a c tt oa f f e c tt u n n e le n g i n e e r i n gc o n t r a c tc o n t r o li st h e d i f f e r e n c eo f g r o u n dc o n d i t i o n sb e t w e e nd e s i g na n dc o n s t r u c t i o n w i t l lt h ec l u eo f t h et w oe l e m e n t s t h ea p p l i c a t i o no f p r o j e c tp r o c u r e m e n tm o d e l i sa n a l y z e da n dt h ep r i n c i p l eo ft h es e l e c t i o ni sc o n f o r m e d t h e nt w oc a s e s i n v e s t c o n t r o lu n d e rd i f f e r e n tm o d e l si sc o m p a r e d t h ed i s t r i b u t i o no fc o n t r a c tr i s k si sd i v i d e du pf o u rp a r t s ：g e o l o g i cr i s k ， b u s i n e s sr i s k ，l a wr i s ka n dc o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n tr i s k f r o mt h ef o u rp a r t s ，t h e p a p e rs e td o w nt h er i s k sd i s t r i b u t i o nr o l e s o nt h eb a s i so fs t u d yo nt h ed i s t r i b u t i o no fc o n t r a c tr i s k s ，d i f f e r e n tp r i c i n g m a n n e r sa n dm e t h o d sw e r ec o n f i r m e df r o mt h et h r e ea s p e c t s ：c o n t r a c tc o s tp r i c i n g ， v a r yc o s tp r i c i n ga n dr u l eo f m e a s u r e m e n t k e y w o r d s ：t u n n e le n g i n e e r i n g ；c o n t r a c tp r o g r a m m i n g ；p r o j e c tp r o c u r e m e n tm o d e l ； d i s t r i b u t i o no f c o n s t r u c t i o nr i s k s ；p r i c i n gm a n n e r 致谢 9 0 6 5 2 3 本论文是在导师吴小平副教授的悉心指导下完成的，在选题和论文改写过程中均得到 了恩师的关心指导。在这里，我要衷心地感谢我的导师吴小平副教授，导师那渊博的学识， 严谨的治学态度，献身科学和科研的精神，亲切乖蔼的待人态度，深深地感染了我。三年 来在他的指导下，我逐步掌握了工程项目管理的理论知识，为以后的工作和学习打下了坚 实的基础，正是在他的悉心指导下我的论文才得以完成。 在本人撰写论文的过程中，还得到了东南大学成虎教授以及南京地铁招标办贡晟珉老 师、郑宇博士、陆彦博士等的热心帮助，在此表示谢意。 同时，我还要感谢土木学院的每一位师长对我的一贯支持乖蒂助。感谢一直以来朝夕 相处的硕士研究生冉染、边疆、杨国平、表希一、程箭等同学对我的支持孝口帮助 最后，感谢评阏本篇论文和出席论文答辩的各位专家教授在百忙中给予的指导。 作者：任雪云 二零零六年六月 第1 章绪论 1 1 研究背景 交通工程是经济发展的大动脉，国务院“十五”计划纲要提出“加快以五纵七横 为重点的公路国道主干网建设，全面贯通三纵两横。起步建设西部公路的八条新通道， 完善路网结构，提高路网通达深度。建设改造八纵八横铁路主通道，扩大西部铁路网， 加快铁路既有线技术改造，提高列车运行速度。建设青藏铁路、京沪高速铁路和西北、西 南进出境铁路。”在这过去的五年里我国公路通车里程达到了1 6 0 万公里左右，其中高速 公路2 5 万公里，铁路营业里程达到7 5 万公里。国务院“十一五”规划纲要指出“在未 来五年内，将进一步完善公路网络。重点建设国家高速公路网，基本形成国家高速公路网 骨架。公路总里程达到2 3 0 万公里，其中高速公路6 5 万公里。加快发展铁路运输。重点 建设客运专线、城际轨道交通、煤运通道，初步形成快速客运和煤炭运输网络。扩展西部 地区路网，强化中部地区路网，完善东部地区路网。建设铁路新线1 7 万公里。”交通的 需求在以后还将持续增长。随着公路、铁路覆盖面的扩大和向高等级的延伸，隧道作为交 通线上的重要工程结构物，具有克服高程、缩短路径、节约土地资源等功能，在公路、铁 路等行业中将更为广泛的应用。我国现己建成的铁路隧道有七千四百余座( 港、澳、台地 区除外) ，总延长4 8 0 0 公里；公路隧道一千九百七十余座，总长度1 3 0 0 公里；此外，还 建成了大批地下厂房、地下设施和l p g 等洞库工程。最近几年来铁路隧道和公路隧道分 别约以每年3 0 0 公里和1 5 0 公里的建设速度在增长。【i j 据了解，目前中国在建或即将建设 地铁、轨道交通的城市已有2 0 多个，规划总长度约3 0 0 0 公里，伴随着我国经济建设的发 展，上海、北京、广州、深圳、南京、沈阳等城市的地铁隧道工程建设己形成高潮。 随着隧道建设的增多，隧道工程合同的重要性已为绝大多数从业者所认识；业主及承 包单位日益重视合同管理工作，重视培养合同管理人才。然而，在隧道建设工程合同实施 过程中还存在着部分问题。 目前隧道工程项目实施模式比较单一，大都仍采用施工承发包模式。施工承发包模式 适应了各专业工程设计和施工的专业要求。但在工程中，业主必须负责各承包商、设计单 位之间的协调，对他们之间相互干扰造成的问题承担责任。在隧道工程合同的执行中，由 于合同中对风险分担条款普遍不够详细和明确经常出现工程造价和工期难控制的问题。有 些隧道实际造价高出合同价很多，有些隧道碰到问题就停工等待增加投资，甚至有人还存 在这样的错误观点：“大塌方大赚钱，小塌方小赚钱，靠合同不赚钱。”这样的结果，实质 就是把所有的风险转嫁给业主和国家，不利于工程建设管理，也不利于施工技术水平的提 1 高。 存在上述问题的主要原因之一：业主把主要精力放在了工程实施过程中的合同控制及 合同索赔上，而对于前期的合同策划关注不够。其结果造成合同存在不足，致使合同在签 订之初就留下了缺陷。 同时伴随着中国的入世，世界各地工程承包公司也将会进入中国市场，隧道工程企业 面临的竞争将更加剧烈。隧道工程领域为了提高自身的项目管理能力，适应国际化的需要 也迫切需要建立一套完善的合同体系。 因此随着隧道工程技术的逐渐成熟，为了降低隧道工程施工成本、提高工程质量、缩 短建设工期，围绕工程合同的承发包模式、风险分配和计价方式策划的研究必将为业主节 约成本，优化管理，为承包商提高工作效率，促进技术进步，增强竞争力创造有利条件。 1 2 研究现状 合同策划的目标是通过合同保障项目目标的实现。工程合同策划主要确定对工程项目 有重大影响的合同问题。它对整个项目的计划、组织、控制有决定性的影响。合同策划一 般包括：合同承发包模式的选择、合同计价方式的选择以及合同风险的分配等内容。 2 1 对 于一般工程项目的合同策划，国内外学者已做了大量的研究【3 5 】。但是隧道工程合同策 划与一般工程相比有着其特殊性：隧道工程实施中设计阶段预测的地质环境与施工阶段实 际遇到的地质环境存在着较大的差异。 针对这一特点，国际上在隧道工程合同策划方面做了部分的研究。世界隧道协会的地 下工程合同管理形式的对比分析【6 l 一文中概要的提出了在隧道合同中采用不同承发包 方式、不同计价方式的优势和不足。德国地下工程建筑委员会的隧道建设合同准则详 细阐述了德国关于隧道合同中风险分担的建议。挪威隧道工程合同采用“时间当量”风险 分担方法和计价方式，即通过把工序项目转化为时间当量，使得合同双方能协商解决由于 地质条件变化发生的意外事件的方法【7 】。美国的d a v i dc o r k u m 和d a v i dh a t e m 在设计 一施工承包模式下地下工程风险控制的合同战略研究一文中提出了在邀请招标模式下地 质风险分担过程和方法 8 1 。 国内隧道工程项目分属于多个行业，如地铁隧道工程归口建设部、高速公路隧道工程 归口交通部、铁路隧道工程归口铁道部、水利隧洞工程归口水利部。这几个行业都有自己 行业的示范性施工合同条件：建设部颁布了建设工程施工合同( o f 一9 1 0 2 0 1 ) ，该合同 于1 9 9 9 年1 2 月经重新修订颁布作为国内建设工程施工合同范本使用，主要适用于工业与 民用建筑；交通部颁布了公路工程国内招标文件范本和公路工程国际招标文件范本 用作公路工程项目国内招标、国际招标文件的参考文本使用；水利部颁布了水利水电工 程施工合同和招标文件示范文本( 2 0 0 0 年) ，作为水利水电工程项目国内招标文件的参 考文本使用。上述示范性文本都以f i d i c 施工合同条件为蓝本，兼顾各自行业一般工程 特点制定的合同文本。虽然它们对各自行业工程施工合同的建立和完善起着重要作用，但 相对隧道工程特点而言，这些示范性合同文本的承发包模式、计价方式及风险分配的运用 及定义还存在不足。国内隧道领域的相关专家、学者对隧道工程合同研究方面提出了部分 建议。北方交通大学的王梦恕院士就在其隧道工程近期需要研究的问题一文中提出： 需针对新的f i d i c 合同条件提出合同方式的建议【9 】。北京城建设计研究总院教授级高工于 松伟也在其城市轨道交通建设管理模式变革与设计施工总承包一文中指出隧道工程变 革建设管理模式的必要性【l 引。 1 3 研究意义 ( 1 ) 理论意义 本文主要是想通过隧道工程合同策划研究，基于隧道工程的特点分析，完善隧道工程 承发包模式、计价方式、风险分配等方面的合同建设，降低不可预见的地质环境对工程的 影响，建立一套科学化、系统化、实用化的隧道合同模式。从而给国内隧道项目合同策划 提供参考，提高项目的可操作性、降低工程造价、优化管理，促进隧道领域的项目管理水 平的提高。 ( 2 ) 现实意义 我国已加入w t o ，我国的建筑企业需要更进一步的走出去，去参与国际竞争，这就 要求我国的承包商需要提高管理水平和竞争力，而熟悉多种模式下承包工程也是承包商竞 争力的具体体现。这一切都显示出，在我国实行工程建设模式多元化，探索多种合同模式， 建立全功能工程公司的必要性。 为了增强大型工程公司的综合实力，加快工程承包和管理方式与国际接轨，适应社 会主义市场经济发展和加入世界贸易组织后的新形势，国家出台了相关的政策培育发展专 业化的工程总承包和工程项目管理企业。1 9 9 4 年，国务院作出了“关于工程勘察设计单位 改为企业问题的批复”。1 9 9 9 年，建设部下发了关于推进大型工程设计单位创建国际型 工程公司的指导意见。2 0 0 3 年国家建设部印发了关于培育发展工程总承包和工程项目 管理企业地指导意见。 目前，活跃于我隧道工程建设领域，从事设计、施工等工作的大型企业有近百家。 除了少数几家企业具有全套设计、施工能力外，其它企业大都局限于自身专业，为单一的 设计单位或独立的施工企业，诸如：上海市隧道工程轨道交通设计研究院、铁道第四勘察 设计院等等设计单位设计实力雄厚但缺少资金实力与施工管理经验：类似于上海隧道股份 工程有限公司、中铁隧道集团公司、中铁一局集团公司等施工企业以施工为主业的，但没 有设计实力。大部分设计单位、施工企业，其专项是总承包全功能的一部分，还无法满足 不同工程建设要求和国际化的需要。随着承包模式多样化的推广，施工企业增强自身的设 计能力，设计单位增强自身施工能力是隧道工程类企业目前的结构调整的目标之一。 本文想通过合同策划这一研究促进隧道工程承发包模式应用的多样化，规范项目施 工中双方的权利和责任，促进隧道领域企业进行内部结构调整，优化工程资源配置。 1 4 主要研究内容及研究方法 1 4 1 主要研究内容 本文通过隧道工程特点分析，指出隧道工程实施中存在的主要问题是设计阶段预测的 地质环境与实际施工中遇到的地质环境的差异。文章通过围绕不可预见的地质环境对隧道 工程建设的影响从合同策划中的承发包模式、计价方式及风险分配三方面来探讨： ( 1 ) 承发包模式 承发包模式体现了工程项目的实施方法。承发包模式主要分为施工承包模式和设计一 施工承包模式以及这两种模式的相关变化形式。传统工程项目一般选用施工承发包模式， 但随着工程项目规模的增大，项目管理的难度日益增加，施工承包模式也暴露出其在大型 项目运用中的一些不足。设计一施工承包模式在解决这类相关问题具有一定的优势，但其 在工程项目运用中有着其一定的特点和适用范围。隧道工程作为大型基础设施建设项目具 有投资大、工期长、管理难度高等特点。隧道工程承发包模式选择研究通过以隧道工程项 目中不可预见的地质环境对工程的影响为主线讨论了隧道工程不同承发包模式的选取，对 比了不同承发包模式下工程造价情况，详见图1 1 。 图1 1 承发包模式研究内容 ( 2 ) 合同风险分担 合同风险分担主要目的是确立合同各方的权利、义务和职责。隧道工程中经常会出现 因合同风险分担的“不平衡”出现合同纠纷，影响工程项目的正常实施。隧道工程合同风 险分担研究主要以不可预见的地质环境变化对合同风险的影响为主线，探讨合同中地质、 商务、法律以及建设管理等四方面风险的分担，详见图1 2 图1 2 合同风险分担研究内容 ( 3 ) 合同计价 合同计价是计算工程造价的程序和方法，体现了合同风险的分配，对工程造价的确定 起着十分重要的作用。设置清晰合理、操作性强的工程合同计价条款，可以减少合同双方 因价格问题而产生的争执。隧道工程合同计价研究是以合同风险分担为依据对合同价款的 4 计价方式、合同变更价款的计价方式及计量规则的选取做了论述，详见图1 3 。 图1 3 合同计价研究内容 本文在研究过程中取得的部分成果。隧道工程承发包模式选择。论证了在合理处理 好地质环境影响的前提下，隧道工程中可采用设计一施工承包模式。隧道工程风险分配 理论。国内对隧道工程出现的合同风险如施工中隧道的坍塌、变形以及由此而增加的费用， 基本上由业主承担，即业主承担风险的1 0 0 ；而国外有些合同如采用设计一旎工总承包 的项目，业主在工程发包后，不再追加工程进展中的出现的风险费用。本文则从工程利益 出发，提出了隧道工程合同策划中风险分担的建议，系统地设计了隧道工程合同各方风险 分担的方案。隧道的计价研究。本文以风险分担研究为基础，按照风险分担原则来确定 不同分项工程的计价方式和计量规则。 1 4 2 研究方法 本文研究除运用了相关建设法律法规、合同法规、工程项目管理学、工程合同管理学、 风险管理学等学科知识外，主要采用了以下研究方法： 系统分析法：从隧道工程特点分析入手，结合合同策划的主要内容，得出了系统的分 析框架。以隧道工程施工中不可预见的地质环境为主线，从承发包模式的选择，到合同风 险分配的分析和探索，再到不同计价方式选取，研究层层递进。论文对具有隧道工程特点 的合同策划研究进行了较为系统和全面的阐述。 定性分析和定量研究相结合：论文较多运用了定性分析方法，但同时又结合定量分析 进行研究，特别体现在隧道工程特点分析部分。对隧道工程特点分析中，本文实地调查了 某隧道七个标段的合同造价情况，分析了隧道工程变更费用的主要原因，为进一步研究承 发包模式适用性、风险分配方式、计价方式做了铺垫。 理论与实证研究相结合：论文用较大篇幅论述了隧道工程风险分担研究，以不可预见 的地质环境对合同风险的影响为主线，对合同地质、商务、法律以及建设管理风险等进行 了深入的理论分析和挖掘；同时，论文在分析这些风险的同时列举了丰富的实证资料，为 风险分配研究提供了生动的鲜活实例，体现了合同策划中风险分担的必要性、可行性和重 要性，也增强了论文理论研究的实践指导意义。 第2 章隧道工程特点分析 1 9 7 0 年o e c d ( 经济合作与发展组织) 隧道会议从技术方面将隧道定义为：“最终使 用于地表面以下，不论以任何方式建造的所需形状和尺寸的空间，内部净空断面在2 m 2 以上者均为隧道”i l l l 。 2 1 隧道工程基本特点 隧道工程施工过程中，不同的施工方法、不同的地质条件发生事故的机率也不尽相同， 甚至在同一地质条件下的同一隧道的不同部位，事故发生的机率也相差很大。所以隧道工 程与般工程相比具有以下特点：1 1 2 1 5 1 ( 1 ) 工程建设的决策、管理和组织方案的复杂性 在规划、设计、施工和运营期的全寿命周期内，最主要的问题就是建设的决策、管理 和组织。隧道及地下工程与其他工程项目相比，由于具有隐蔽性、复杂性和不确定性等突 出特点，工程投资风险很大。 无论是哪个阶段，都会遇到很多决策、管理和组织问题。从工程立项规划开始，如何 选择合理的工程建设地址、技术方案、如何减少工程对周围环境的影响、如何评估工程建 设的经济效益和社会效益、如何保持整个工程建设的“绿色”和可持续性，每一个问题的 决策与执行都需要综合各种的风险和效益。 ( 2 ) 工程建设周边环境( 建筑物、道路和地下管线等) 的复杂性 所建工程周围的地面构筑物和周围环境设施一般都很复杂，尤其是城市繁华地带。 周边环境的复杂性主要体现在：地面构筑物的使用年限、结构类型( 框架结构、砖混结 构、砖结构) 、基础类型( 如条形基础、桩基等) 和文物价值；构筑物与隧道及地下工 程之间的空间关系；临近己有的隧道和地下工程情况：周边道路及管线的类别、年限、 材料及施工方法：周围生态环境状况和社会群体等。 在隧道及地下工程的建设过程中，无论采用何种工法或工艺都会不可避免的对以上 这些构筑物和人群造成直接的影响或一定程度的破坏。 j ( 3 ) 建设中的机械设备、技术人员和技术方案的复杂性 隧道工程建设中，建设队伍、机械设备、施工操作技术水平等对工程的建设风险都 有直接的影响。由于工程施工技术方案与工艺流程复杂，且不同的工法又有不同的适用条 件，贸然采取某种方案、技术和设备势必会产生风险。同时，整个工程的建设周期长、施 工环境条件差，这些对施工单位人员都很容易产生不良影响，容易导致出现各种意外风险 事故。 6 ( 4 ) 地质环境的复杂性 工程地质环境是隧道设计和施工最重要的基础资料。其复杂性主要表现在：地层 方面体现在地层层次分布情况、不同岩土介质材料的物理力学性质与参数、岩土介质在切 削搅拌后的流动性、粘性和变形以及各种不良地质情况( 如潜在有害气体的侵入) 等。 水文资料方面，主要包括：岩土的渗透性、含水量、流向与流速；水位、水压和水的冲刷 力；水的腐蚀性；水的补给来源等。地层中的其他障碍物，主要包括：建筑或其他构筑 物基础、各种管线设施、废弃构筑物等。 工程所在区域的地质环境是经过漫长的地质年代形成的，经历了各种各样的自然和 人为因素作用，其介质特性表现出很大的随机变异性。同时，地层中还存在大量水的活动 与作用，如地表径流、地下潜水和承压水等。由于地质勘探、现场和室内试验等设备条件 的限制，人们只能通过个别测试点的现场试验和若干试样的室内试验对岩土性和水文参数 作近似的量测估计。大量的试验统计结果表明，岩土体的水文地质参数是十分离散、不确 定的，具有很高的空间变异性，这些复杂因素的存在给隧道程的建设带来了巨大的本质上 的风险。 2 2 隧道工程不同施工方法特点 2 2 1 地质环境对不同隧道施工方法的影响 隧道的建设周期长、技术难度高。随着科技的发展，隧道施工方法不断的进步。目前 在世界上主要有明挖法( 含盖挖法等变化形式) 、矿山法和盾构法三大施工方法以及各种 辅助工法【1 6 i 【1 ”。 ( 1 ) 明挖法 明挖法施工属于深基坑工程技术，是从地面直接开挖基坑，根据场地情况采用放坡或 做支护开挖。明挖法施工适用于场地无建筑物或地下构筑物拆改后直接开挖的基坑，然后 进行主体施工最后进行管线恢复及覆土的施工方法。( 见图2 2 ) 图2 2 明挖法隧道 明挖法施工要根据工程地质和水文地质条件进行基坑放坡或注浆加固、井点或深井降 水等辅助工法维护施工。主要风险是在丰富的地下水、水压、土压、暴雨和人为因素导致 的涌水、流沙、滑坡和坍塌等事故，如基坑放坡或加固不足，基坑边坡将开裂、失稳以致 发生边坡大面积滑坡等，造成矩形箱体扭曲变形、错位等严重受损事故。 ( 2 ) 矿山法 矿山法属于隧道暗挖，通过支护围岩稳定，利用爆破、机械、人工开挖等进行掘进的 施工方法。( 见图2 3 ) 图2 3 矿山法隧道 矿山法施工主要风险源为地质条件、设计与施工方法，由此导致的主要事故为地表的 土体位移和地表沉陷。采用矿山法施工，在隧道开挖前的地质勘探工作很难提供很准确的 地质资料，尤其是在不良地质地段，如滑坡、崩坍、岩堆、偏压底层、岩溶、高应力、高 强度底层、松散底层、软土地段等这些不利于隧道施工的不良地质环境以及特殊地质地段， 如膨胀地层、软弱黄土地层、含水未固结围岩、溶洞、断层、岩爆、流沙地段和瓦斯溢出 地层等。由于岩层的地质成因复杂地质条件具有突变性，事故具有突发性，对隧道施工的 危害性极大。 ( 3 ) 盾构法 盾构法是指在建造隧道时盾构机利用盾构外壳支撑地层的压力，在保持掌子面稳定的 同时进行安全掘进，并装上衬砌组件的施工方法。( 见图2 4 ) 图2 4 盾构法隧道 。 盾构法施工风险分为客观风险及技术风险两类。当隧道选址及盾构机选型确定的情况 下，施工环境( 如地质条件、水文条件、气候条件等) ，以及设备条件决定的固有不可抗 拒风险为客观风险，这类风险一般应在施工之前通过前期调查和设计工作尽量予以降低， 一旦确定在一般情况下将不能改变，尽管两类风险不可完全分开，但是将其人为割开进行 评估有利于正确理解和定位施工期技术原因带来的风险。技术风险是由于施工过程中的技 术方案、操作管理过程中的失误等引起的风险。 ( 1 ) 机械选型风险： 所选盾构机机型是否能够满足施工地段的技术要求。 ( 2 ) 产品质量风险： 管片强度不足橡胶止水条老化 螺栓变形开裂注浆材料不合格 ( 3 ) 施工方案风险： 盾构进出洞阶段 工作井塌方： 盾构进出洞时机械设备故障； 盾构推进阶段 土仓压力设置不当； 盾构前方出现地层空洞； 注浆参数控制不当： 盾构推进中轴线控制欠佳，隧道上浮 管片接头漏水漏浆 盾构机及其辅助设备故障； ( 4 ) 灾害性地质风险： 障碍物 底层空洞 河床突然变化 2 2 2 各种工法问施工工艺对比 盾构进出洞漏水漏浆； 盾构进洞时轴线偏离过大； 盾构正前方工作面失稳； 盾构遭遇障碍物，沼气带： 运输车脱轨、碰撞； 盾尾密封失效； 管片拼装时碰撞、就位不准； 全断面流沙 可燃气体 承压水涌水回灌 ( 1 ) 开挖工艺 盾构法施工的开挖，隧道顶部在盾壳的保护下，掌子面靠土压平衡稳定，因此施工是 安全的，围岩是稳定的，并采用全断面开挖，盾构法采用机械开挖，连续机械化出碴，机 械化程度高、效率高、施工速度快。 ( 2 ) 支护工艺 明挖法、矿山法支护的步骤多、程序多、人为因素多，因此存在的不安全隐患产生的 机率也多。矿山法二次衬砌为现场浇筑，施工速度较慢。 盾构法施工不暴露岩面，始终在盾壳的保护下，在盾壳的保护下开挖，在盾壳的保护 下拼装顶管片衬砌，管片在场外预制，不但提高了速度，而且提高了混凝土抗渗性能。和 其他方法相比，盾构法采用拼装式衬砌，支护的过程简单了，程序减少了，人为的因素减 少了，机械化程度提高了，支扩的可操作性和安全性提高了，因此，支护的工艺得到了较 9 大改进。 ( 3 ) 地表沉降控制工艺 矿山法通过加强初期支护，释放部分围岩应力来控制地表沉降。而盾构法施工工艺则 通过调整盾构的土压力来平衡土体的应力场，达到对压力和水压力的平衡，减少地层损失 来控制地表沉降。相比之下，后者较前者在控制地表下沉方面更简捷、有效。 ( 4 ) 地下管线、地面建筑保护技术 地下管线、地面建筑物保护与地表沉降的控制有着密切的关系。对地表下沉进行有效 的控制，也就意味着有效地保护了地下管线和地表建筑物。盾构法施工时，管片支护与盾 构机连在一起，对围岩形成完整的强有力的支护系统。当施工监测表明地表沉降过大或已 接近建筑物保护的界值时，除对开挖面适当降低或增加压力，尤其是调整土压平衡的压力 外，可以采用对管片壁后注浆方法来加固围岩，调整地层的应力状态，进而达到控制地表 沉降的目的。这种进行壁后注浆对建筑物的保护措施是盾构法工艺所独有的，具有无可比 拟的优点。采用矿山法施工时虽然也可对围岩进行注浆，但由于没有管片作为止浆岩墙， 无法进行压力较大的注浆，达到不到前者的注浆效果。 ( 5 ) 防水工艺 防水工艺的改进包括两方面内容：即开挖过程中的防水工艺改进和开挖完成后的防水 工艺改进。在盾构推进过程中，隧道工作面的防水依靠盾构机给工作面施加的压力来达到 土压力和水压力的平衡，阻止土层中的水向隧道内渗入。盾壳与管片的连接部位由盾构机 特有的钢刷密封，防水性能良好。当探测到隧道前方有较大的涌水时，可以休用预注浆进 行处理以减少涌水量。而采用矿山法开挖隧道，在通过含水地层时，主要是采用注浆方法 进行堵水，造价很高，在软土地层，堵水效果不能令人满意。而采用明挖法时只能采用集 水坑或者井点降水，很容易对周围的构筑物产生影响盾构工艺施工的隧道在开挖完成后， 立即安装钢筋混凝土管片，每一块管片之间采用遇水膨胀橡胶并用高强螺栓连接，管片壁 后要根据具体情况再加注水泥并且浆或化学浆，可以达到滴水不漏的效果。采用矿山法施 工工艺的防水方法是在模注衬砌的背后加挂p v e 防水塑料板来达到防水目的。改进后的 施工工艺，首先可保证在施工过程中，基本没有地下水渗入隧道内，因而地下水位不会产 生过大的下降，有利于控制地表下沉；其次，施工完成后的隧道具有较好的防水效果，使 用寿命长。 2 3 隧道工程变更分析 2 3 1 变更组成 设计与施工是工程建设实施中的两个重要阶段。一般工程在建设过程中由于工程项目 中一些不可预见的因素( 如地质环境) 和设计与施工间的有效沟通的缺乏等原因造成了设 1 0 计与施工的脱节，从而引起工程的变更。据统计，在一般工程中因7 2 的索赔原因是设 计变更引起的【1 8 】。隧道工程与一般工程项目相比有着其一定的特殊性。本文实地调查了 某隧道工程的合同造价情况，基于合同造价中的变更，对其隧道工程中变更的特殊性进行 了分析。 某城市隧道工程2 0 0 2 年1 2 月破土动工，于2 0 0 4 年底完成所有土建项目，全长约1 4 公里，工程投资约4 0 多亿，综合运用了盾构法、矿山法、明挖法等施工方法。本文选取 了其中一个盾构法施工标段、两个矿山法施工标段、两个明挖法施工标段对其进行了合同 费用的统计。 析。 各标段合同都采用了施工承包模式和单价计价方式。下表2 1 为各标段合同的造价分 表2 - 1 各标段合同造价分析表 施工方承发包模计价模 合同签合同支 变更费 变更比有效变 标段订价( 万付价( 万用( 万 法n孔率( )更次数 元)元)7 6 ) 盾构 等。 盾构法施工承包 单价包 9 9 1 8 9 l1 0 7 4 9 7 3 8 3 0 8 28 3 8 1 5 标 干 矿山法一 矿山法施工承包 单价包 8 7 9 9 5 71 0 2 1 3 2 1 1 5 5 9 1 31 7 7 l 1 1 标 矿山法二 单价包 矿山法 施工承包 4 7 2 9 ，5 36 2 2 0 6 0 1 3 4 4 1 72 8 4 2 1 3 称 明挖法一 明挖法施工承包 单价包 8 3 9 8 8 91 3 8 0 8 8 0 5 4 0 9 9 16 4 4 l 2 8 标 i 明挖法二 明挖法施工承包 单价包 5 8 6 9 4 61 2 7 7 5 1 5 6 9 0 5 6 91 1 7 6 5 2 2 标 i 表2 - 1 中施工合同价都为公开竞标产生，比较真实的反映了工程的合理价格水平。由 表可知，不同工法的各标段合同变更比率离散性大，除盾构一标变更率8 3 8 相对较低外， 其它各标段变更率都较高，最高的明挖法二标变更比率达1 1 7 6 5 ，大大超过了其它类型 工程的变更费用水平。而且合同实施中各标段的有效变更次数都达到了1 0 次以上。业主 在面对这些变更时的管理工作量大，导致工程的额外费用也会增加。 工程变更主要原因可分为：隧道工程二程量大、结构复杂、技术和质量要求高，工 程开始前工程设计存在不完备的地方，如错误、遗漏。业主要求的变化导致的施工方案 的调整或工程项目范围的变化。工程环境的变化包括建筑市场和建材市场的变化等。表 2 2 到表2 - 6 为调查标段的变更费用分析表。 表2 - 2 盾构一标费用变更分析表 变更原因变更金额( 万元)变更所占比例( ) 施工图与招标图差异 4 6 0 2 15 5 4 施工方案调整 1 0 8 0 51 3 0 新增项目1 8 5 6 7 2 2 3 现场措施费及其它7 6 9 09 t 3 台计8 3 0 8 31 0 0 表2 - 3 矿山一标费用变更分析表 变更原因变更金额( 万元)变更所占比例( ) 施工图与招标图差异 1 1 3 8 6 57 3 0 3 施工方案调整 1 5 2 9 39 8 l 新增项目 8 5 3o 5 5 现场措施费及其它 2 5 9 0 2 1 6 6 1 合计 1 5 5 9 1 31 0 0 0 0 表2 - 4 矿山= 标费用变更分析表 变更原因变更金额( 万元)变更所占比例( ) 施工图与招标图差异 1 3 8 6 4 89 2 9 9 施工方案调整 7 2 9 24 8 9 新增项目 4 6 6 0 3 1 现场措施费及其它 2 7 0 2 1 8 1 合计 1 4 9 1 0 7 2 1 0 0 0 0 表2 - 5 明挖一标费用变更分析表 变更原因 变更金额( 万元) 变更所占比例( ) 施工图与招标图差异4 1 9 4 9 5 7 7 5 4 施工方案调整4 4 5 4 0 8 2 新增项目3 2 7 9 l 6 0 6 现场措施费及其它 8 4 2 5 l 1 5 5 7 合计5 4 0 9 9 1 1 0 0 0 0 表2 - 6 明挖二标费用变更分析表 变更原因变更金额( 万元) 变更所占比例( ) 施工图与招标图差异 5 1 4 3 0 l 7 4 4 6 施工方案调整3 5 9 7 6 5 2 1 新增项目 1 5 1 4 3 2 1 9 现场措施费及其它 1 2 5 2 7 6 1 8 1 4 合计 6 9 0 6 9 61 0 0 o o 由表2 2 至2 - 6 可得各标段的变更分项的比例，见图2 1 。 1 2 图2 1 各标段变更分项比例对比图 由图2 1 可知引起合同价变化的主要原因是施工图与招标图差异引起的变更，各标段 均达到了5 5 以上。因此，隧道工程通过合同策划以减少施工图与招标图差异可以大大 的降低变更费用，和业主的管理和协调费用。 2 3 2 地质环境因素对变更的影响 进一步分析施工图与招标图差异引起的高额变更费用可知，变更主要来源于不可预见 的地质环境的变化导致的招标图变更。而地质环境的变化也间接导致了施工方案的调整和 现场措施费的调整。表2 7 为地质环境变化引起的变更费用分析。 表2 7 地质环境变化引起的变更费用分析表 地质环境变更 标段变更费用( 万元)变更比率 费用( 万元) 盾构法一标 4 4 9 9 18 3 0 8 2 5 4 1 5 矿山法一标 1 3 9 7 6 7 1 5 5 9 1 3 8 9 6 4 矿山法二标 1 3 9 9 2 6 1 4 9 1 0 7 9 3 8 4 明挖法一标 5 1 7 0 8 0 5 4 0 9 9 1 9 5 5 8 明挖法二标 6 3 5 4 0 9 6 9 0 5 6 9 9 2 o l 由表2 7 综合得图2 2 图2 2 各标段合同地质环境变更费用对比图 由图2 2 可知在隧道工程中地质环境引起的变更是合同变更的主要原因。因此影响隧 道工程合同实施的主要因素为隧道施工中不可预见的地质环境。 2 4 小结 由上分析可知，隧道工程中设计、施工的差异性和不可预见的地质环境引起的高额 变更费用使部分工程最终的支付价大大超过了工程合同价。如果能把隧道工程变更控制在 一般工程水平标价的1 0 t 9 l 范围内，不仅能提高簏工企业的信誉，也使业主能做到有效 的投资控制，这样双方都满意。但是隧道工程实际遇到的地质情况和业主提供的地质资料 相比，常常有很大变化，而施工前又很难把握这种变化，施工中变更费用也就很难控制。 这就需要业主寻找隧道工程特点与合同要素的契合点，选择合适的承发包模式，认真进行 风险评估和风险管理，在合同中明确各方的责任和风险，减少工程高额索赔、工期延误和 成本超支等问题，提高承包商的风险意识和施工中的主观能动性。 隧道工程是一种具有风险性的工程，工程合同的策划并不能避免隧道工程中的地质风 险、不充分的设计方案。但是合理的承发包模式运用、权责分明的风险分配、科学的计价 方式却有助于业主控制风险、降低造价。 1 4 第3 章隧道工程承发包模式选择 从上个世纪8 0 年代开始，我国引人了西方的施工承发包模式。虽然这种模式在我国 工程建设中发挥了巨大作用，但随着我国工程项目环境日益复杂化，这种传统模式自身的 不足也逐渐暴露出来，并为我国的工程管理学者所重视。i 批2 3 】其明显的缺点是：整个设 计一招标一施工过程的持续时间长：设计与施工的责任界限不清；设计和施工缺乏有效的 沟通。 随着工程建设领域技术的进步使得工程建设的复杂性与日俱增，工程建设投资者在建 设期的风险也在不断的增大，因而一些新型的工程承发包模式设计一施工承包模式包 括其相关的变化形式( 如e p c 、b t 、b o t 等) 也就相应地发展起来。设计一旌工承包模 式是指从事工程总承包的企业受业主委托按照合同约定对工程项目的设计、施工实行全过 程的承包。 英国皇家特许测量师学会( r i c s ) 里丁大学( u n i v e r s i t yo fr e a d i n g ) 的研究表明， 设计一施工承包模式在英国建筑市场的份额在1 9 9 6 年就已经达到3 0 【2 4 】。美国设计建 造学会( d b i a ) 的研究表明，在美国采用设计一施工承包模式的项目市场份额在2 0 0 2 年就已接近4 0 ，到2 0 0 5 年，设计施工承包模式将达到4 5 必上，超过施工承包模式 【2s i 。 我国近年来出台的相关建设法规也允许和鼓励进行总承包和采用新的管理模式 【2 8 】。这使得设计一施工承包模式在我国推广不但必要，而且具有法律上的可行性。近 几年，我国有些工程项目尝试采用了设计一施工承包模式【2 9 跏l 。但由于未能理解和掌握 此类建设模式运作规律，国内有些项目在建设中造成不应有的失误【3 2 】。因此，研究设计 一施工承包模式的适用性，探索其运作规律，并结合我国的项目环境，恰当选择运用，将 对隧道工程建设管理水平的提高具有十分重要现实意义。 3 1 承发包模式特点 3 1 1 施工承发包模式特点 施工承发包模式，由业主先委托设计或咨询机构来完成设计任务，然后公开招标确定 施工承包，这种合同形式的优点是明显的。概括起来主要有： ( 1 ) 业主具有对设计过程的完全控制权，并可以花很低的代价对设计方案做出修改， 在此情况下业主对工程整体或细节的合理要求都可得到满足。 ( 2 ) 在设计期间，业主就可以完成与第三方( 这里的第三方有可能是政府机构、商 业实体或有关的批准机构) 之间的协议，特别是解决与第三方之间有关设计与施工方面的 问题。比如现场勘测发现的问题和不良土质改良等问题。 ( 3 ) 业主可以根据有效成本的规模，工程单元之间的关系以及工期对工程进行分解 承包；业主方面的技术规程、规范保持有效，也不强制将互不熟悉的承包商进行联合。 但是，使用这一方法也有一些不足； ( 1 ) 招标时，设计文件需要预先提供给各投标商以使他们能够进行充分准备，这样 就使设计成本提高或设计时间延长。 ( 2 ) 工程的细部设计和施工被分成几个阶段来进行，一般情况下这将使工期延长。 尽管一些前期的工程内容可以提前进行，比如工地清理，场地规划布置，场地使用权申请 以及邻近建筑物的支护，但一般而言，从初步设计到工程竣工需要更多的时间。 ( 3 ) 设计与施工的责任划分界限不清；当出现设计与现场不一致时，业主对不完善 的设计负责，需对工程有关各方的协调付出很多努力。 3 1 2 设计一施工承发包模式特点 设计一施工承包模式以业主提供的初步设计方案进行招标，最后由总承包商来负责施 工图设计及项目施工全过程。这种模式与施工承包模式相比具有以下优点： ( 1 ) 可以使设计、施工双方优势互补，克服了设计和旌工间分离的弊端，增加了设 计与施工之间的沟通与交流。减少了中间环节，加快了信息反馈，减少了处理问题的时间， 有利于优化设计和合理地进行工程变更，体现了设计与施工的密切结合对质量、进度和费 用控制的优越性。 ( 2 ) 设计人员能够直接参与施工管理和关键工序的控制，使设计意图能比较彻底的 贯穿整个施工过程，能比较透彻的分析和预测旌工中一些可能发生的技术问题，保证了重 大技术问题的及时处理。 设计一施工承包模式与施工承包模式相比虽具有许多优点，但其在某些方