施工介入設(shè)計(jì)對(duì)提高工程質(zhì)量影響的研究

彭 超

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300142)

工期、質(zhì)量、投資是影響鐵路建設(shè)質(zhì)量的三個(gè)重要因素，控制好這三個(gè)因素，保證鐵路建設(shè)健康、穩(wěn)定、快速的發(fā)展，需要從鐵路建設(shè)的兩個(gè)基本階段入手。鐵路建設(shè)分為兩個(gè)階段:設(shè)計(jì)階段和施工階段，廣大的鐵路設(shè)計(jì)工作者和施工人員在長期的鐵路建設(shè)實(shí)際中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。近年來經(jīng)濟(jì)環(huán)境的要求，國家大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，鐵路迎來了又一個(gè)發(fā)展高峰，諸多項(xiàng)目投入實(shí)施，項(xiàng)目多、投資大、時(shí)間緊，在這種情況下要保證鐵路建設(shè)的質(zhì)量，不僅要求設(shè)計(jì)和施工人員在各自的領(lǐng)域發(fā)揮聰明才智，更需要在如何做好設(shè)計(jì)和施工階段的銜接上進(jìn)行深入研究。這兩個(gè)階段是構(gòu)成鐵路建設(shè)的有機(jī)整體，二者交叉配合、聯(lián)系緊密，設(shè)計(jì)是腦，施工是手，設(shè)計(jì)的成果需要施工來實(shí)現(xiàn)，沒有成熟的施工手段再優(yōu)秀的設(shè)計(jì)成果也只能淪為紙上談兵。同樣，施工要服從于設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙資料進(jìn)行，準(zhǔn)確反映設(shè)計(jì)的意圖。由此可見，若設(shè)計(jì)與施工的銜接出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致工期延誤，質(zhì)量不保，投資無法控制，嚴(yán)重影響鐵路建設(shè)的成效。

1 鐵路設(shè)計(jì)和施工階段的劃分

鐵路建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)一般包括四階段，預(yù)可行性研究、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖。預(yù)可行性研究報(bào)告是項(xiàng)目立項(xiàng)的依據(jù)，線路專業(yè)進(jìn)行擬建規(guī)模、線路起迄點(diǎn)和線路走向方案的研究，提出鐵路有關(guān)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、主要工程內(nèi)容、主要工程數(shù)量?？尚行匝芯课募琼?xiàng)目決策的依據(jù)，線路專業(yè)應(yīng)解決線路方案 、接軌方案、線路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，提出主要工程數(shù)量、主要設(shè)備概數(shù)、用地及拆遷概數(shù)。初步設(shè)計(jì)文件是項(xiàng)目建設(shè)的主要依據(jù)，線路專業(yè)應(yīng)確定專業(yè)設(shè)計(jì)原則，解決設(shè)計(jì)方案和技術(shù)問題，提出工程數(shù)量、主要設(shè)備數(shù)量、用地及拆遷概述數(shù)量。施工圖文件是工程實(shí)施的依據(jù)，應(yīng)為施工提供需要的圖表和必要的設(shè)計(jì)說明，其中與施工最為密切的是施工圖設(shè)計(jì)，它主要提供施工需要的圖紙、表格和設(shè)計(jì)說明，是施工單位施工的依據(jù)。目前，整個(gè)鐵路勘測(cè)設(shè)計(jì)的時(shí)間約占整個(gè)建設(shè)周期的三分之一。

鐵路施工階段按照作業(yè)內(nèi)容通?？煞譃闇?zhǔn)備作業(yè)、輔助作業(yè)、基本作業(yè)。準(zhǔn)備作業(yè)是線路施工必要的準(zhǔn)備工作;輔助作業(yè)是指為鐵路施工而修建的臨時(shí)工程，如大型臨時(shí)設(shè)施、小型臨時(shí)設(shè)施、過渡工程、臨時(shí)房屋等;基本作業(yè)是鐵路基建工程中的主要部分，建成后成為固定資產(chǎn)移交的項(xiàng)目，如路基、橋涵、通信、信號(hào)等。在鐵路工程施工中，從準(zhǔn)備工作開始至正式交付運(yùn)營大致可分為三個(gè)階段。

第一階段:從準(zhǔn)備工作至通行工程列車階段，約占全部工程75%，包括準(zhǔn)備工作、輔助工作、路基、橋涵、隧道、鋪軌、鋪砟等工作，為新建鐵路基本建設(shè)的主要部分。

第二階段:從通行工程列車至臨時(shí)運(yùn)營階段，約占全部工程的20%，包括通信、電力、房屋建筑、給排水、電氣化、運(yùn)營生產(chǎn)設(shè)備及建筑物，以及部分站前未完工程等。

第三階段:由臨時(shí)運(yùn)營至正式交付運(yùn)營階段。約占全部工作的5%，包括前兩階段的少量未完工程及線路備料、沉落整修等工作。

2 目前兩階段銜接的問題及建議

鐵路設(shè)計(jì)周期過長不適應(yīng)快速發(fā)展的需要。按照基建程序，必須前一階段的設(shè)計(jì)經(jīng)過批準(zhǔn)方能開展下階段的設(shè)計(jì)工作。由于各種原因，項(xiàng)目建議書的批復(fù)時(shí)間較長，而有些項(xiàng)目建議書和可研報(bào)告批復(fù)后又要求立即開工，這樣給施工造成了極大的壓力，為了減少此類影響，設(shè)計(jì)階段中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)于項(xiàng)目確定，方案單一穩(wěn)定的適當(dāng)進(jìn)行超前勘測(cè)和設(shè)計(jì)，加快勘測(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，縮短設(shè)計(jì)周期，從而縮短整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)周期。

初步設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)內(nèi)容中需要編制施工組織設(shè)計(jì)，以指導(dǎo)施工并確定工程投資。但因設(shè)計(jì)單位對(duì)具體施工單位的施工裝備、人員狀況、輔助施工設(shè)計(jì)、過渡工程措施、細(xì)部施工工藝等情況不了解，使設(shè)計(jì)的施工組織設(shè)計(jì)與實(shí)際情況脫節(jié)，經(jīng)常引起變更和工期推遲，不利于投資控制和指導(dǎo)施工;如能在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，施工部門參與施工組織設(shè)計(jì)，有的放矢，結(jié)合施工實(shí)際編制施工組織，既完善了設(shè)計(jì)，又使得施工單位提前參與到工程中，節(jié)約了準(zhǔn)備的時(shí)間。

在施工準(zhǔn)備階段，一些城區(qū)內(nèi)的項(xiàng)目，受征地、拆遷、補(bǔ)償、用水用電、施工占道等問題限制，嚴(yán)重影響施工進(jìn)程，如果施工單位能夠參與設(shè)計(jì)部門定測(cè)階段的征地、拆遷調(diào)查協(xié)議工作中，提前暴露一些問題，在設(shè)計(jì)中采取一定措施，可減少此類問題對(duì)施工的影響。

在當(dāng)前鐵路建設(shè)過程中，缺少一支高水平的接口管理工程師隊(duì)伍來承擔(dān)從設(shè)計(jì)至施工全過程的工程監(jiān)控，這只隊(duì)伍應(yīng)該具備相當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，負(fù)責(zé)調(diào)整技術(shù)時(shí)空界面，并制訂具有技術(shù)法規(guī)性質(zhì)的接口管理守則，保證在設(shè)計(jì)和施工中切實(shí)執(zhí)行。同時(shí)，接口工程師還應(yīng)提高各專業(yè)設(shè)計(jì)和施工工程技術(shù)人員的技術(shù)水平和責(zé)任心，防止專業(yè)隊(duì)伍之間的矛盾沖突。在新建客運(yùn)專線建設(shè)中對(duì)這種工程管理模式運(yùn)用不足，因而常發(fā)生橋梁與地基，橋梁與軌道、站場(chǎng)與信號(hào)、站場(chǎng)與軌道、路基與排水的接口界面不明，甚至設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)定和提出也相互推諉。某些工程項(xiàng)目完成后，驗(yàn)收中才發(fā)現(xiàn)問題，這一教訓(xùn)應(yīng)在今后建設(shè)中吸取。

3 津秦客運(yùn)專線工程京哈轉(zhuǎn)秦沈聯(lián)絡(luò)線Ⅰ類變更

3.1 變更原因介紹

在津秦客運(yùn)專線初步設(shè)計(jì)批復(fù)中，考慮到客運(yùn)專線已經(jīng)區(qū)域成網(wǎng)，出關(guān)客運(yùn)通道秦沈客運(yùn)專線與京哈線沈山段的分工為:秦沈客運(yùn)專線與津秦、哈大客運(yùn)專線配套，運(yùn)行動(dòng)車組為主，形成進(jìn)出關(guān)快速客運(yùn)通道;沈山線以貨運(yùn)為主，并開行部分普速旅客列車。同時(shí)在唐山地區(qū)設(shè)京哈線與津秦客運(yùn)專線聯(lián)絡(luò)線，京哈線北京方向的動(dòng)車組經(jīng)該聯(lián)絡(luò)線上津秦客運(yùn)專線運(yùn)行;普速旅客列車除少量在秦皇島站轉(zhuǎn)秦沈客運(yùn)專線運(yùn)行外，其余均經(jīng)沈山線運(yùn)行。

2009年鐵道部與河北省擬建京唐城際鐵路，該項(xiàng)目建成后，原京哈線運(yùn)行的動(dòng)車組改經(jīng)京唐城際運(yùn)行。為與京唐城際工程配套，津秦客運(yùn)專線公司上報(bào)唐山地區(qū)京哈線與津秦客運(yùn)專線聯(lián)絡(luò)線工程的Ⅰ類變更設(shè)計(jì)，鐵道部同意取消唐山地區(qū)京哈線與津秦客運(yùn)專線聯(lián)絡(luò)線工程，津秦客運(yùn)專線設(shè)老莊子線路所，預(yù)留京唐城際接入條件(如圖1所示)。

圖1 京秦聯(lián)絡(luò)線線路方案示意

根據(jù)初擬的津秦客運(yùn)專線開通后出關(guān)旅客列車開行方案，京哈線轉(zhuǎn)秦沈客運(yùn)專線列車為53對(duì)，其中普速客車31對(duì)，動(dòng)車組22對(duì)(基本維持現(xiàn)圖)。原設(shè)計(jì)沒有考慮秦沈客運(yùn)專線運(yùn)行由京哈轉(zhuǎn)線的普速列車跨線疏解的徑路，另京哈線北京方向的跨線動(dòng)車組因京唐城際與本線工期不同步，仍由京哈線運(yùn)行。這樣跨線客車在秦皇島站與正線平面交叉嚴(yán)重，設(shè)置聯(lián)絡(luò)線疏解解決客車交叉是必要的。

3.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)鐵路等級(jí):客運(yùn)專線;(2)正線數(shù)目:單線;(3)正線間距:5.0 m;(4)最大坡度:15‰;(5)最小曲線半徑:800 m;(6)牽引種類:電力牽引;(7)列車種類:電動(dòng)車組;(8)到發(fā)線有效長度:650 m;(9)列車控制方式:自動(dòng)控制;(10)閉塞類型:綜合調(diào)度集中。

3.3 總體方案介紹

(1)下行聯(lián)絡(luò)線方案

在龍家營站增加京哈轉(zhuǎn)秦沈客運(yùn)專線的通路，龍家營站咽喉區(qū)局部改造，將客車運(yùn)行通路改為18號(hào)道岔，滿足客車運(yùn)行條件。下行方向通過18號(hào)道岔側(cè)向接入既有到發(fā)線，中穿龍家營站貨運(yùn)到發(fā)場(chǎng)，利用預(yù)留好的柳龍聯(lián)絡(luò)線下鉆秦沈客運(yùn)專線，并在秦沈K308+450附近通過18號(hào)道岔并入秦沈客運(yùn)專線下行線。下鉆秦沈客運(yùn)專線處凈空6.9 m。

(2)上行聯(lián)絡(luò)線方案

在秦沈客運(yùn)專線上行線秦沈K306+700處插入1組18號(hào)道岔，引出上行聯(lián)絡(luò)線，并行既有秦沈客運(yùn)專線，上跨龍港路、八三油庫專用線、改建后京哈雙線、柳江地方鐵路，再折回上跨柳江地方鐵路、秦沈客運(yùn)專線雙線及京哈上行線，在K304+000處通過18號(hào)道岔并入京哈上行線，并設(shè)安全線1條，(津山)京哈下行線相應(yīng)向北改移。

3.4 施工介入介紹

由于此次變更設(shè)計(jì)在龍家營站附近，期間要多次穿越并行數(shù)條既有線，其中包括客運(yùn)繁忙的秦沈客運(yùn)專線、原津山左右線以及油庫專用線，沿線控制點(diǎn)較多，地下管線復(fù)雜，對(duì)線路的平縱面要求較高，而且設(shè)計(jì)后馬上要投入施工，工期非常緊張。在獲悉設(shè)計(jì)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)以后，中鐵六局的工作人員迅速與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行了聯(lián)系溝通，多次到達(dá)設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)計(jì)人員一起從后期的施工角度來完善方案，利用施工單位的便利條件為現(xiàn)場(chǎng)的勘察人員順利開展工作提供了幫助。其中包括:

(1)提前開展拆遷工作，解決后期難題。下行聯(lián)絡(luò)線出龍家營站經(jīng)過龍家營村，對(duì)村子沿鐵路的一條水泥路造成了占?jí)海颂幮枰獙?duì)該路進(jìn)行改移，這樣要拆遷幾戶人家。此前了解到鐵路項(xiàng)目在此處拆遷時(shí)，由于種種原因遇到了一定的阻力，為防止后期施工時(shí)受到影響，在現(xiàn)場(chǎng)勘察設(shè)計(jì)人員與該村進(jìn)行立交協(xié)議簽訂時(shí)，施工單位主動(dòng)提出與設(shè)計(jì)人員一起與該村進(jìn)行接觸，與村民協(xié)商拆遷補(bǔ)償?shù)纫幌盗惺乱耍鉀Q了村民的后顧之憂，同時(shí)為后期施工減小了阻力。

(2)協(xié)助設(shè)計(jì)人員簽訂上線測(cè)量安全協(xié)議。此次變更設(shè)計(jì)涉及客流密度較大的秦沈客運(yùn)專線，測(cè)繪工作的作業(yè)時(shí)間只能在周一～周四中午12:00～13:30的天窗時(shí)間，需要簽訂安全協(xié)議并由工務(wù)段出防護(hù)人員和駐站人員。與鐵路局多次協(xié)商未果，使得現(xiàn)場(chǎng)的勘察進(jìn)度受到影響，了解到這種情況，中鐵六局的工作人員主動(dòng)與秦皇島工務(wù)段聯(lián)系，利用施工單位的便利條件，經(jīng)過多次溝通，最終順利簽訂了安全協(xié)議，使得現(xiàn)場(chǎng)的勘察設(shè)計(jì)工作得以及時(shí)順利的開展。

(3)提前介入管線遷改工作，減小后期施工壓力。此次聯(lián)絡(luò)線修建的段落，地下管線復(fù)雜，并且涉及多條重大輸油管道和氨氣管道，前期不排查清楚會(huì)給后期施工造成不小的難度。鑒于此，中鐵六局的工作人員配合我院現(xiàn)場(chǎng)的配合施工人員，由秦皇島發(fā)改委牽頭，召集涉及到的各產(chǎn)權(quán)單位，一起協(xié)商管線的遷改工作，并且多次與設(shè)計(jì)人員一起到與各產(chǎn)權(quán)單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管線位置確認(rèn)，確保了管線資料的完整可靠，為后期施工掃除了障礙，大大縮短了工期。

(4)介入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，優(yōu)化線路方案。

由于上行聯(lián)絡(luò)線的修建，既有津山左線需要向外改移。此前該線已經(jīng)施工了一部分，其中東里莊中橋已經(jīng)開始修建。為了避免廢棄工程，線路平面線位決定利用該段橋，但是橋梁施工已經(jīng)進(jìn)行了一段時(shí)間，而新線位的縱斷面與原橋有差異，能否利用尚未可知。在這種情況下，中鐵六局的工作人員主動(dòng)拿出施工圖紙與現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)人員研究，將梁部結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了修改，在符合橋梁結(jié)構(gòu)的規(guī)定下滿足了線位縱斷面的要求，不僅避免了廢棄工程而且縮短了工期。

上行聯(lián)絡(luò)線與既有秦沈客運(yùn)專線和津山左線發(fā)生交叉。出工前的方案準(zhǔn)備盡量不動(dòng)津山右線，使上行聯(lián)絡(luò)線以小角度跨越既有線。中鐵六局的工作人員在了解到相關(guān)情況后，主動(dòng)與設(shè)計(jì)人員溝通，提出從施工角度看，此處小角度跨越既有線，施工空間非常緊張，而在現(xiàn)有的施工條件下需要保證上行聯(lián)絡(luò)線跨秦沈線的框架墩基礎(chǔ)距離秦沈線和津山右線的最小間距為5.5 m，此處不改津山右線，屆時(shí)施工將無法實(shí)施，如要大幅度改移右線還需考慮對(duì)沿線兩處控制點(diǎn)(煤場(chǎng)和秦東站分解場(chǎng)機(jī)車回轉(zhuǎn)線)的影響。鑒于此，研究了三個(gè)方案:小改津山右線方案、小改津山右線修過渡線方案、大改津山右線方案。

3.5 比較方案介紹

小改津山右線方案:滿足京哈－秦沈上聯(lián)跨越既有秦沈客運(yùn)專線時(shí)橋墩的擺放要求，對(duì)既有津山上行線進(jìn)行了局部改線，改線長度為0.7 km，此處橋梁結(jié)構(gòu)采用框架墩(鋼桁梁吊裝)，二次跨越既有津山右線時(shí)也采用框架墩(鋼桁梁吊裝)。

小改津山右線修過渡線方案:為進(jìn)一步改善施工條件，在小改津山右線的基礎(chǔ)上加一條過渡線，過渡線長0.75 km，這樣橋梁跨越改津山右線時(shí)采用框架墩(現(xiàn)澆混凝土橫梁)，二次跨越既有津山右線時(shí)也采用框架墩(鋼桁梁吊裝)。

大改津山右線方案:為徹底解決橋梁跨越秦沈客運(yùn)專線后再次跨越津山右線施工間距所帶來的問題，采用大改津山右線的方式，改線長度為1.45 km，與京哈—秦沈上聯(lián)無交叉(如圖2所示)。

各方案優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

此處不同方案的工程數(shù)量均以橋涵比重最大，各方案橋涵數(shù)量及費(fèi)用如表2所示。

綜合橋梁路基軌道等專業(yè)數(shù)量費(fèi)用，結(jié)合方案優(yōu)缺點(diǎn)分析，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)決定采用小改津山右修過渡線方案。在此次的方案研究過程中，施工單位的工作人員多次到達(dá)設(shè)計(jì)外業(yè)現(xiàn)場(chǎng)與橋梁等相關(guān)專業(yè)探討方案問題，從施工的角度提出了建議和意見，使方案最大程度上滿足后期施工的要求，保證了變更設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

圖2 京秦上聯(lián)方案比較示意

表1 方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

表2 橋涵數(shù)量及費(fèi)用對(duì)比

4 結(jié)束語

在本次變更設(shè)計(jì)的勘測(cè)過程中，施工單位積極介入到勘察設(shè)計(jì)過程中，為順利開展勘測(cè)工作和方案的優(yōu)化穩(wěn)定提供了重要支持，再一次從實(shí)際角度證明了施工介入設(shè)計(jì)對(duì)提高整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量帶來的有利影響。施工和設(shè)計(jì)作為鐵路建設(shè)中兩個(gè)主要的環(huán)節(jié)，在近幾年的鐵路建設(shè)高潮的推動(dòng)下，各自得到了長足的發(fā)展。各種新技術(shù)、新工藝和科學(xué)管理的方法在設(shè)計(jì)和施工中得到了有效利用。應(yīng)該注意的是，施工和設(shè)計(jì)不僅是鐵路建設(shè)的主要環(huán)節(jié)，更是聯(lián)系最多、配合最密切的兩個(gè)環(huán)節(jié)，要提高整個(gè)建設(shè)水平只是增強(qiáng)各自的實(shí)力還不夠，還要科學(xué)的組織好兩個(gè)階段的協(xié)調(diào)和配合，使得兩個(gè)階段有效銜接，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。綜觀鐵路市場(chǎng)的發(fā)展，走出國門開發(fā)國際市場(chǎng)勢(shì)在必行，與國際上成功的跨國工程公司相較，我們?cè)谑┕ず驮O(shè)計(jì)的水平上還存在一定差距，在這種情況下，更要加強(qiáng)施工跟設(shè)計(jì)的配合，組成一個(gè)互相促進(jìn)的施工設(shè)計(jì)聯(lián)合體，提高整體作戰(zhàn)能力?？傊?，做好施工跟設(shè)計(jì)的銜接，對(duì)鐵路建設(shè)質(zhì)量的提高有很大影響，是一個(gè)值得深入探討的課題。

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