海上桥梁工程投资风险分析

海上桥梁工程投资风险分析

李春林

中铁（上海）投资集团有限公司 上海

摘要：目前我国已建成东海大桥、杭州湾大桥、港珠澳大桥、平潭海峡公铁大桥等海上桥梁工程，其投资均较前期研究阶段有不同程度的增幅，存在一定的投资控制风险。本文分析了海洋环境因素对其工费、材料费、机械费的影响，从风险产生原因的角度将海洋环境影响划分为大风、台风、浪高、水文、不良地质五类主要因素。对已建成四座海上桥梁工程桥址处海况进行对比，并测算绘制形成海况引起的投资风险雷达图，直观反映投资风险，为实施阶段采用应对措施提供指引。本文分析思路、分析过程、分析方法可为待建海上桥梁工程投资风险分析提供有意义的借鉴。

关键词：海上桥梁 工程投资 风险分析 雷达图

引言

在过去20 年中，中国的海洋桥梁工程建设取得了巨大的技术进步和成就，建成了多座跨海长桥，谱写了世界建桥史上一个又一个奇迹。目前，我国桥梁工程不断从内陆向近海延伸，东海大桥、杭州湾大桥、港珠澳大桥、平潭海峡公铁桥等跨海大桥相继建成，近海桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就，但是，受海洋环境影响其实施工程投资较前期研究阶段均有不同程度的增幅，有必要对海上桥梁工程投资风险进行分析，增强后续海上桥梁工程投资风险控制能力。

1影响海上桥梁工程投资的风险因素分析

海上桥梁工程建安费主要由人工费、材料费、机械费、管理费及税金组成，以下重点就海上桥梁工程的人工费、材料费、机械费三方面受到的影响进行分析。

1.1对工人作业的影响

（1）有效作业天数少、作业准备工作频繁。如平潭海峡大桥桥址区域属于典型的海洋性季风气候，每年6级以上大风在310天以上，每年10月至次年4月为季风多发期，大桥施工期间受强台风袭击20余次。台风期间不但要停工，在台风来临之前还须对施工机械、施工设施等进行防风加固；台风过后，要为恢复生产做好施工准备。

（2）海洋气候影响施工人员作业效率降低。在大风条件下，作业人员行动缓慢，平衡能力差，再加上风大潮湿、紫外线强，极易引起情绪烦躁、精神紧张、身体不适等，施工效率降低。

（3）海上作业人工单价较内河工程有所提高。

（4）为保证项目施工工期和工程质量，在部分采用工厂化制造、大型机械施工作业，其项目人工费用略有减少但是机械费、临时措施费增加。

1.2对船舶机械的影响

（1）有效作业天数少、作业准备工作频繁。在海洋环境中，全年6级及以上大风天数占比高，作业时间不连续，机械、船舶作业准备工作频繁。台风期间不但要停工，在台风来临之前还须对施工机械进行防风加固；台风过后，要为恢复生产做好施工准备。

（2）施工工效低。在大风条件下，起吊作业时，经常受到风浪干扰，挂钩、卸钩困难等，导致机械效率严重下降。

（3）作业等待时间长。海上吊装作业时，船舶作业受潮汐、浪高、水流流速等影响较大。如平潭公铁桥的钢护筒吊装、钢围堰下放、钢桁梁架设等对位等精度要求较高的工序均受每天二次潮汐影响，仅能在平潮期进行(每昼夜四个平潮期，每个平潮期约五十分钟)；位于平均潮位以下的桩间联接系安装作业时仅能在低平潮期进行；防撞箱或围堰下放时必须等待至少连续7天以上的良好天气(风力≤7级，浪高≤2.5m，水流流速≤2m/s)方能作业，钢梁架设时要求风力≤7级、浪高≤2.5m。

（4）为抵御大风、大浪、暗涌干扰，设备规格型号配置标准高。根据《铁路桥涵工程施工安全技术规范》(TB10303-2009)规定：“遇到6级以上大风或暴雨时，应停止工作，并检查加固水面的船只和锚缆等设施。如确实需要继续作业时，应采取有效措施”。平潭公铁两用桥在项目实施中，采取提高设备配置标准等措施后，在7级～8级大风的天气下可以选择性的进行作业。为尽量延长有效作业时间，在内陆江河的水中墩施工时，仅需50～200t起重船，而在海洋环境下则需要配置400～2000t起重船；内陆陆地桥梁矮墩（墩高≤30m）、承台施工的常规配置是25t起重机，在海洋环境下需要配置80～130t起重机；为尽量减少海上高空作业工作影响，东海大桥采用“小天鹅号”2600t吊船用起重机起吊70m预制箱梁，杭州湾跨海大桥采用“天一号”3000t吊船吊装70m预制箱梁，港珠澳跨海桥采用“天一号”3000t吊船吊装80米、88米钢箱梁和130米钢箱梁，平潭海峡公铁大桥采用3600t大型起重船起吊80m、88m简支钢桁梁。

（5）为充分利用有限作业时间，设备配置数量增多。由于海洋环境中的年有效作业天数少且不连续，一旦具备施工条件，就得尽可能多开工作面，需同时使用大量的机械设备。

1.3对工程材料的影响

为了保证混凝土结构和钢结构能够经受住海洋环境的影响，通常主体结构会采用海工混凝土、钢结构重防腐、牺牲阳极等方案来保证结构的耐久性要求，这部分工程内容通常在前期设计阶段进行相关科研专题，进行详细、细致的设计，其工程材料费用相对可控。用于施工的临时措施材料由于海洋环境的复杂性，在项目上存在较大的差异性，其投资相对较难以控制。临时施工措施材料主要存在以下的影响：

（1）临时钢结构周转次数少。常年处于海洋环境的临时钢结构材料腐蚀严重，其周转次数远达不到现行定额规定的水平。如在规模较大、工期较长的海洋工程中，海中钢管桩、连接系、钢围堰、贝雷梁、军用梁和模板等宜按单桥次摊销。

（2）受海洋波浪力、台风以及海洋腐蚀的影响，临时施工措施的结构设计强度等级更高。海洋环境为抵御波浪力和台风等因素影响，在对码头、栈桥、施工平台、钢围堰等临时结构设计时，均要对海洋流速和巨大的波浪力等诸多不利因素专门考虑，须通过增加结构设计强度，方能确保临时设施满足安全需要。如在20m水深和相同的地质条件下，内河钻孔平台使用Φ1200×14mm钢管桩即可，而在海洋环境中则需要Φ1500×18mm钢管方能满足荷载要求，较内河使用的钢管桩用量增加60%以上。当水深更深时，桩身截面加大更加明显，重量差异更大。

（3）受不良地质条件影响，临时施工措施需进行局部加强。平潭公铁桥桥址大部分区域海床覆盖层浅薄或没有覆盖层，岩面倾斜裸露，在进行钢管桩插打时需采取锚桩加固措施；深水区无浅覆盖层钻孔平台搭建中采用导管架。

综合以上的分析可以看出，海洋环境对项目的人工作业效率、临时结构材料用量、机械型号数量构成影响的主要因素为大风、台风、浪高、水文、不良地质等。

2海上桥梁工程投资风险对比分析

基于以上的分析，对东海大桥、杭州湾跨海大桥、港珠澳大桥、平潭海峡公铁大桥四个桥桥址处海况进行了调查，其结果如表1所示。

表1 跨海大桥海洋环境表

根据表1的海况条件，结合四个桥的桥式方案，采用德尔菲法通过专家打分综合评估，绘制了四个桥的投资风险影响因素雷达图，见图1。

图1 投资风险对比雷达图

从雷达图上可以看出，平潭海峡公铁两用大桥包络的面积最大，系这四座跨海桥中投资控制风险最大的一座桥，其大风天、台风、浪高、不良地质都较其他三座桥有显著高风险。结合项目实施情况来看，平潭桥的有效作业时间最短，采用了长栈桥方案提高人员材料运输及作业效率；为降低海上钢结构拼装时间采用了国内最大吊重3600t的“海鸥号”进行钢桁梁吊装；对光板岩、孤石、破碎岩等不良地质影响，采用锚桩加固、导管架等措施推进项目实施。东海大桥、杭州湾跨海大桥由于海况引起的投资控制风险较为接近，港珠澳大桥的海况影响程度略高于这两座桥。在项目实施期间，这四座桥结合设计方案，都采用了与之适应的实施方案控制投资，主要有：“尽量化海上施工为陆地施工”的原则，采取长栈桥施工方案进行施工，杭州湾跨海大桥栈桥长度达9.78km，平潭海峡公铁两用大桥栈桥长度达7.56km；“尽量化海上施工为工厂化施工”原则，深水厚覆盖层采用打入钢桩，墩身、梁尽量工厂制造，现场吊装。

3结语

海上桥梁工程建设项目是高投资、高风险的经济活动，分析海上桥梁工程建设项目的投资风险，将有助于对投资风险进行预判，避免不必要的经济损失。结合既有项目从风险产生原因的角度出发，可将影响海上桥梁工程投资控制风险的海况环境因素划分为大风天、台风、浪高、水文、地质，在不同项目的海况差异分析的基础上采用雷达图可形象直观对比，从而对投资控制风险有个预判，并结合大差异影响因素采取合理的应对措施，有助于项目前期策划研究阶段的投资测算分析，降低投资风险。

参考文献：

[1]杭州湾跨海大桥工程总结.上卷/王勇主编[M].-北京：人民交通出版社，2008.

[2]杭州湾跨海大桥工程总结.下卷/王勇主编[M].-北京：人民交通出版社，2008.

[3]平潭海峡公铁大桥建造关键技术.第一册/刘自明等编著[M].-北京：人民交通出版社股份有限公司，2020.

[4]平潭海峡公铁大桥建造关键技术.第二册/刘自明等编著[M].-北京：人民交通出版社股份有限公司，2020.

[5]跨海大桥设计与施工—东海大桥/黄融主编[M].—北京: 人民交通出版社，2009.

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