西寶高速鐵路大型臨時工程設(shè)計回顧

高　娟

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，西安　710043)

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西寶高速鐵路大型臨時工程設(shè)計回顧

高娟

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，西安710043)

摘要：西寶高速鐵路是原鐵道部要求加強大型臨時工程設(shè)計之后的第一批高速鐵路設(shè)計項目之一，在西寶高速鐵路工程特點和大臨工程設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，對西寶高速鐵路大臨工程設(shè)計進行回顧，對主要大臨工程的設(shè)置原則和布置形式進行分析，采用設(shè)計方案與現(xiàn)場實際實施方案對照的方法，分析西寶高速鐵路大臨工程設(shè)計得失，總結(jié)分析高速鐵路大型臨時工程設(shè)計的一般布置原則和布置方案，以期為類似工程總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：高速鐵路 ；大臨工程；設(shè)計；回顧

大型臨時工程(以下簡稱大臨工程)是鐵路工程的重要組成部分，是保證正式工程順利實施的重要輔助工程[1]。大臨工程設(shè)計直接影響鐵路工程投資控制、工程進度、節(jié)約用地、環(huán)境保護、工程質(zhì)量等，大臨工程投資一般占靜態(tài)投資的1.0%～1.5%，間接影響工程投資達2.0%～3.0%[2-3]。但在傳統(tǒng)大臨工程設(shè)計技術(shù)上，相對于基本工程來說是落后的，一般在指導性施工組織框架下由施工單位自行完成，費用包干使用。隨著近年鐵路科學發(fā)展，鐵道行業(yè)針對大臨工程做了大量工作，相繼發(fā)布了系列標準[4-6]和文件。

2009年5月13日原鐵道部發(fā)文要求加強大型臨時工程設(shè)計，尤其是對重點大型臨時工程進行施工圖設(shè)計[6]。同年5月底，西寶高速鐵路完成初步設(shè)計，按要求完成了制存梁場、鋪軌基地、雙塊式軌枕場等大臨工程的總體布置和初步設(shè)計，并在后續(xù)施工圖設(shè)計中完成了大臨工程施工藍圖，成為最早一批進行大臨工程施工圖設(shè)計的鐵路項目。目前，西寶高速鐵路已經(jīng)完成初步驗收，正在積極準備國家正式驗收的相關(guān)工作，有必要對西寶高速鐵路大型臨時工程設(shè)計情況進行回顧、分析和總結(jié)，以期為類似工程提供設(shè)計經(jīng)驗。

1項目概述

1.1工程概況

西安至寶雞高速鐵路(以下簡稱西寶高速鐵路)位于陜西省關(guān)中平原西部，東起西安，向西經(jīng)咸陽市、楊凌示范區(qū)至寶雞市，線路正線全長138.107 km。西寶高速鐵路是《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中“四縱四橫”快速客運網(wǎng)徐蘭客運專線的組成部分，與鄭西高速鐵路、徐鄭高速鐵路及在建的寶雞至蘭州高速鐵路相連，形成隴海高速鐵路通道。

1.2主要技術(shù)標準

鐵路等級：客運專線

正線數(shù)目：雙線

速度目標值：350 km/h

最小曲線半徑：7 000 m

正線線間距：5 m

最大坡度：20‰

到發(fā)線有效長度：650 m

牽引種類：電力

列車運行方式：自動控制

行車指揮方式：綜合調(diào)度集中

1.3與大臨設(shè)計相關(guān)的工程特點

全線共設(shè)楊凌南、岐山、寶雞南3個新建車站；新建正線特大橋及大中橋總計121.026 km/21座，占線路總長度的87.63%；全線共設(shè)隧道0.903 km/1座，占線路全長0.65%，橋隧總長121.929 km，占線路長度88.29%。本項全線除車站范圍外，大部分段落以橋通過，直接影響梁場設(shè)置、鋪軌基地選擇、運梁便道研究等。

項目位于關(guān)中平原腹地，沿線所經(jīng)地區(qū)多為耕地，除基本工程多采用橋梁外，大臨工程亦應(yīng)以節(jié)約耕地為主要設(shè)計原則。

2大臨工程設(shè)計情況

2.1總體設(shè)計原則

大臨工程設(shè)計本著安全實用、經(jīng)濟合理、技術(shù)可行、注重環(huán)保、節(jié)約用地，盡可能臨永結(jié)合的原則，根據(jù)本項目設(shè)計標準、沿線的地形地貌等自然特征、主要工程和控制性工程分布情況、施工技術(shù)力量、工裝設(shè)備的配備、建設(shè)總工期和施工進度的統(tǒng)一安排等因素統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計，以達到布局合理、規(guī)模適度、經(jīng)濟適用、滿足工期要求的目的。

2.2重點大臨工程設(shè)計2.2.1制存梁場

制存梁場設(shè)置規(guī)模，根據(jù)各施工區(qū)段具體的制、架梁數(shù)量，工期要求，生產(chǎn)工藝及經(jīng)濟運輸范圍等因素綜合決定。

(1)設(shè)置原則[7-10]

①制存梁場的規(guī)模和位置選擇應(yīng)根據(jù)建設(shè)項目的總工期、施工組織設(shè)計、制梁能力、存梁時間、箱梁工程量和橋梁分布等因素綜合考慮。

②力求節(jié)約用地、少占耕地并減少拆遷；水文地質(zhì)好，土石方工程和基礎(chǔ)加固較少的平坦地域；交通條件好，附近水源充足、電源可靠、通信良好并靠近當?shù)亓显础?/p>

③供應(yīng)半徑不宜大于20 km，也不適宜小于14 km。

④布點應(yīng)滿足擬供應(yīng)范圍內(nèi)控制工程的界限和工期要求；梁場的設(shè)置應(yīng)在橋梁分布的重心附近。

⑤梁場布置緊湊合理，總體規(guī)劃不僅要按制梁施工流程進行設(shè)計，還要兼顧移梁設(shè)備的安裝和存梁道的拆除。

⑥制梁場布置盡量避開當?shù)厝罕姷纳?、生產(chǎn)設(shè)施，減少對當?shù)厝罕娬Ｉa(chǎn)、生活的干擾。

⑦充分利用當?shù)氐缆?、電力、通訊、水源等自然條件，并注意對當?shù)馗?、農(nóng)田灌溉系統(tǒng)的保護及水土的保持。并考慮洪水因素，確保雨季制梁場的施工安全。

(2)工程設(shè)置

西寶高速鐵路施工圖階段共設(shè)置6處制存梁場，根據(jù)各區(qū)段箱梁安排的架梁工期及高速鐵路設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，相應(yīng)確定全線各箱梁預制場的生產(chǎn)能力，確定各制存梁場的制梁孔數(shù)、制梁臺座和存梁臺座。制存梁場施工圖設(shè)計情況見表1[11]。

表1　西寶高速鐵路制存梁場設(shè)計情況

制存梁場主要分制梁區(qū)、存梁區(qū)、鋼筋綁扎區(qū)、混凝土攪拌區(qū)、砂石堆料區(qū)、機修區(qū)、生活區(qū)等部分，主要工程內(nèi)容包括制梁臺座、存梁臺座、運梁便道、運梁匝道、提梁軌道及基礎(chǔ)、材料吊轉(zhuǎn)軌道及基礎(chǔ)、砂石材料堆放、鋼筋綁扎場、混凝土攪拌站、架橋機拼裝場等，其中制梁、存梁臺座、提梁軌道根據(jù)地質(zhì)情況進行地基加固處理，并做好防排水設(shè)施。分不同臺位規(guī)模占地9.27～10.40 hm2(139～156畝)。

按上路不同形式分為運梁便道形式與設(shè)備提升形式。采用運梁便道運梁上路基的制梁場設(shè)置于橋頭路基旁，采用提升設(shè)備垂直運梁上橋的制梁場設(shè)置于橋中平坦地段，存梁臺位設(shè)于橋址邊。

2.2.2鋪軌基地

鋪軌基地要具有相對較好的自然設(shè)場條件，通暢的運輸通道，能充分調(diào)動和發(fā)揮現(xiàn)代化成套施工裝備的技術(shù)優(yōu)勢，以保證軌道及相關(guān)工程施工的順利進行。

(1)設(shè)置原則[12-13]

①基地位置選擇應(yīng)根據(jù)其供應(yīng)范圍、作業(yè)量、地形地質(zhì)和交通運輸條件、材料供應(yīng)等因素綜合考慮。

②基地供應(yīng)半徑應(yīng)根據(jù)沿線鐵路引入條件、工期要求、機車車輛供應(yīng)情況等因素綜合考慮，雙線一般不宜大于200 km，單線以及無砟軌道的鋪軌基地可根據(jù)實際情況確定。

③基地位置適宜設(shè)在鋪軌起點及中間鄰近鐵路既有車站的線路附近，銜接運營線便捷，對運營線干擾小、鄰近技術(shù)站的開闊地帶。

④基地宜設(shè)在既有站擬擴建線路的一側(cè)。

⑤基地平面布置應(yīng)根據(jù)地形地質(zhì)條件、車列出入便捷、調(diào)車作業(yè)順暢等因素確定，并應(yīng)工藝流程合理，結(jié)構(gòu)緊湊。

(2)基地設(shè)置

西寶高速鐵路鋪軌基地結(jié)合既有隴海線咸陽西站場改造，新建引出一股岔線，于DK500+150附近設(shè)置鋪軌基地。

(3)基地規(guī)模

西寶高速鐵路鋪軌基地場內(nèi)設(shè)到車線1條、發(fā)車線1條、機走線1條；500 m長鋼軌存放臺座1座配17 m跨度固定式2 t群吊40臺；其余軌料存放配2臺17 m跨度10 t軌行式龍門吊；基地占地約6.2 hm2(93畝)(長800 m，寬80 m)。用于存放全線500 m長鋼軌、大號碼道岔拼裝存放。

2.2.3雙塊式軌枕場

雙塊式軌枕需要工廠化制造，西寶高速鐵路根據(jù)實際情況，采用現(xiàn)場設(shè)置雙塊式軌枕場的方案。為保證施工工期，需要提前確定軌枕場的建設(shè)節(jié)點時間。

雙塊式軌枕場要具有相對較好的自然設(shè)場條件，通暢的運輸通道，能充分調(diào)動和發(fā)揮現(xiàn)代化成套施工裝備的技術(shù)優(yōu)勢，以保證軌道及相關(guān)工程施工的順利進行。

(1)設(shè)置原則[14-16]

①運輸通暢，便于運輸。

②盡量做到永臨結(jié)合，少占農(nóng)田。

③廠發(fā)料、當?shù)亓系墓?yīng)力求順暢，盡量減少反向運輸和折角運輸。

④生產(chǎn)儲備的規(guī)模應(yīng)滿足工期的需要。

⑤依據(jù)基本工藝流程：原材料的供應(yīng)→原材料的儲存廠→混凝土制備→軌枕生產(chǎn)→ 軌枕的儲存和發(fā)運，把場區(qū)劃分為若干地帶，如原材料存放區(qū)、輔助車間區(qū)、主車間區(qū)、產(chǎn)品養(yǎng)護區(qū)、成品堆放區(qū)、生活設(shè)施區(qū)和場前區(qū)，應(yīng)以主車間區(qū)為全場的中心，把各功能區(qū)有機地結(jié)合起來，場地可呈“一”字形布置或“L”形布置。

⑥因地制宜，充分利用地形條件，布置力求緊湊，節(jié)省用地面積，原材料堆場及成品堆場應(yīng)按照當?shù)氐倪\輸、供應(yīng)條件，合理確定面積，并留有一定的余地。

⑦在輔助車間與主車間之間，輔助車間與輔助車間之間，在滿足防火、衛(wèi)生和采光的條件下，建筑物和構(gòu)造物的距離盡可能縮小，盡量縮短運輸距離，避免交叉運輸。

⑧各車間應(yīng)按朝向和主導風向適當布置，對產(chǎn)生粉塵和污染的車間，應(yīng)布置在軌枕場的下風方向?？赡軐е虏糠值沽魉鳂I(yè)也是允許的。對于軌枕場來說，鋼筋桁架加工過程中將會產(chǎn)生很大的粉塵污染和噪聲污染，應(yīng)遠離辦公區(qū)，可以布置在主車間下風口處或兩側(cè)的位置。

(2)工程設(shè)置

西寶高速鐵路設(shè)計2處軌枕場負責全線42.1萬根雙塊式軌枕的預制和供應(yīng)，每處占地約3.13 hm2(長300 m，寬120 m)。

2.2.4其他大臨工程

(1)混凝土拌和站

根據(jù)全線重點工程的分布情況及設(shè)計規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，全線共設(shè)置混凝土拌和站共17處?；炷涟韬驼疽话阌缮笆洗娣艆^(qū)、拌和區(qū)等組成，根據(jù)混凝土拌和站的施工任務(wù)量和高峰強度，確定各混凝土拌和站的規(guī)模占地1.33 hm2(20畝)。

(2)填料拌和站

根據(jù)高速鐵路施工對路基填料的要求，基床表層填筑級配碎石，基床底層填筑A、B級土，因而需對從取土場運來的填料進行改良。按照全線的路堤分布情況，共設(shè)置集中填料拌和站7處，分別布置于施工便道一側(cè)，租地范圍宜為0.33～0.53 hm2(5～8畝)?？紤]到級配碎石后于改良土填筑，改良土拌和站后期可兼作級配碎石拌和站，以節(jié)約工程投資和少占耕地。

(3)材料廠

根據(jù)主要材料供應(yīng)計劃和結(jié)合本工程與既有隴海線平行等特點。全線共設(shè)置臨時材料廠12處，分別位于三橋、咸陽西、興平、馬嵬坡、武功、楊凌、降帳、常興、眉縣、蔡家坡、虢鎮(zhèn)和臥龍寺，利用車站既有貨場，以其供應(yīng)范圍和供料的多少來確定其租用場地的規(guī)模。平均租地考慮0.67 hm2(10畝)左右。

(4)汽車運輸便道

重點土石方考慮貫通便道，貫通的便道沿線路兩側(cè)征地范圍內(nèi)設(shè)置，減少租地。重點的橋梁、隧道工程和大臨工程考慮便道引入。便道應(yīng)按照運輸量、施工強度和運梁特殊條件進行設(shè)計和建造。

工程完成后作為工務(wù)維修通道的施工便道要按永臨結(jié)合原則建設(shè)。

3大臨工程實施情況

3.1布置方案

西寶客運專線站前共2家施工單位，分別按照設(shè)計單位提供的大臨工程施工圖和施工組織設(shè)計進行工程實施，2家施工單位共設(shè)置箱梁制存梁場6處、咸陽西鋪軌基地1處，設(shè)雙塊式軌枕場2處(一處合設(shè)于3號武功箱梁場，另一處合設(shè)于5號五丈原箱梁場)及其他相應(yīng)數(shù)量的大臨工程。

3.2建設(shè)規(guī)模

本項目各大臨工程建設(shè)規(guī)模由施工單位按大臨設(shè)計施工圖實施，鋪軌基地，軌枕場等大臨工程建設(shè)規(guī)模與施工圖嚴格一致。根據(jù)橋梁長度變更設(shè)計等實際情況，部分制存梁場的制梁孔數(shù)、制梁臺座和存梁臺座與設(shè)計值略有差別，但總體規(guī)模與設(shè)計相當。制存梁場實施情況詳見表2。

表2　西寶高速鐵路制存梁場實施情況

3.3投資控制

2014年12月31日，中國鐵路總公司以“鐵總辦函[2014]1788號”對西寶高速鐵路總概算清理情況進行了批復，西寶高速鐵路建設(shè)全過程無大臨工程變更設(shè)計。經(jīng)檢算，工程總投資控制在批復投資之內(nèi)，其中，大臨工程投資占工程總投資1.45%，大臨工程投資和工程總投資都得到了有效控制。

3.4工期控制

各大臨工程設(shè)計規(guī)模合理、滿足施工組織設(shè)計要求，西寶高速鐵路按設(shè)計工期順利竣工并投入運營。

4結(jié)語

鐵路主管部門加強大臨工程設(shè)計的要求，使大臨工程由過去的在指導性施工組織框架下施工單位自主實施變成了按大臨工程設(shè)計藍圖實施。大臨工程施工圖設(shè)計是對設(shè)計院綜合設(shè)計能力、設(shè)計人員對施工技術(shù)了解和掌握程度的新考驗。西寶高速鐵路是第一批進行大臨工程施工圖設(shè)計的項目，其主要設(shè)置原則、布置方案、建設(shè)規(guī)模和細部設(shè)計都經(jīng)受住了實踐的檢驗，對項目工期保障、投資控制、工程質(zhì)量保證均起到了至關(guān)重要的作用，為后續(xù)高速鐵路大臨工程設(shè)計提供了寶貴經(jīng)驗。

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收稿日期：2015-12-10； 修回日期：2015-12-14

作者簡介：高娟(1982—)，女，工程師，2006年畢業(yè)于西安建筑科技大學工程管理專業(yè)，工學學士，E-mail：gjgj@fsdi.com.cn。

文章編號：1004-2954(2016)07-0051-04

中圖分類號：U238

文獻標識碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.07.012

Review of the Design of Large-scale Temporary Works of Xi’an-Baoji High Speed Railway

GAO Juan

(China Railway First Survey and Design Institute Group Co.， Ltd.， Xi’an 710043， China)

Abstract：Xi’an-Baoji high speed railway is one of the first high speed railway design projects， which addresses the design of large-scale temporary works according to the requirements of the former ministry of railways. Based on the engineering features of Xi-Bao high speed railway project and the design requirements of large-scale temporary works， this article reviews the practices in the design of large-scale temporary works of Xi-Bao high speed railway project， and analyses the setting principles and the layout involved. In addition， design schemes are compared with site practices to reach for the gains and losses in the design. Finally， the general setting principle and layout to design large-scale temporary works of high speed railway projects are worked out to guide future design of similar projects．

Key words：High speed railway; Large-scale temporary works; Design; Review