高速鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)施工案例分析

郭 斌 中國鐵路上海局集團有限公司合肥鐵路樞紐工程建設指揮部

1 緒論

我國早期建成的客運專線，現(xiàn)需要增建防災安全系統(tǒng)，基本均會面臨原建設標準與現(xiàn)行標準的差異，接口預留與現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、標準存在不匹配、不兼容、不適應或不協(xié)調(diào)；橋梁設計異物侵限裝置未預留安裝條件，線路設備各項安全冗余度不高等一系列共性問題。合寧線作為國內(nèi)首條開通運營的客運專線，根據(jù)2017年鐵路總公司既有客運專線達標整治總體規(guī)劃，上海局集團公司立即啟動了該項工作，2018年初增建防災系統(tǒng)正式施工，6月底竣工，投入使用。

2 鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)及構(gòu)成概述

鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)是集工程氣象學、空氣動力學、統(tǒng)計學、故防障-安全及計算機網(wǎng)絡等技術(shù)于一體的集成系統(tǒng)，是架構(gòu)于通信傳輸系統(tǒng)之上的一套集災害信息采集、分析、處理和指導、輔助安全行車的平臺。防災監(jiān)控系統(tǒng)一般包括信息采集、信息傳輸和信息處理三部分。其構(gòu)成主要是由現(xiàn)場采集設備、防災監(jiān)控單元、監(jiān)控數(shù)據(jù)處理設備、調(diào)度所設備、防災監(jiān)控終端及通信網(wǎng)絡設備等。

3 工程主要內(nèi)容

合寧線全長166 km（包括合肥樞紐19 km，南京樞紐44 km）裝備補強防災安全監(jiān)控系統(tǒng)工程,該防災安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括風監(jiān)測子系統(tǒng)、雨量監(jiān)測子系統(tǒng)、雪深監(jiān)測子系統(tǒng)和異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)等四個子系統(tǒng)，其中：異物侵限監(jiān)測點18處、風監(jiān)測點13處、雨量監(jiān)測點9處、雪深監(jiān)測點4處、3處地震監(jiān)測子系統(tǒng)與變電、信號等其他系統(tǒng)的接口預留，以及兩端樞紐內(nèi)防災安全監(jiān)控的相關接入與改造。

4 工程特點

4.1 列車運行密度大，施工安全風險高

合寧線為運營中的客專，目前圖定旅客列車100對（其中：8對普速，92對動車組），列車運行密度大。鋼結(jié)構(gòu)橋梁樁基挖孔樁、鋼結(jié)構(gòu)橋梁吊裝、接觸網(wǎng)改造等均涉及既有運營設備，施工項點安全風險高，稍有不慎將危及行車安全，甚至中斷行車，確保既有線施工，尤其客專線運行的安全壓力巨大。

4.2 既有設備標準低，兼容破解難

合寧線建成最早，各項安全冗余度相對不高，預應力鋼筋砼門架結(jié)構(gòu)施工條件不具備，既有橋梁的設計沒有在上跨鐵路的道路橋梁上預留異物侵限監(jiān)測裝置的安裝條件及檢修通道，上跨鐵路的道路橋梁不具備雙電網(wǎng)傳感器安裝方式；同時早年客專建設標準、接口預留與現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范標準亦多存在不匹配、不兼容、不適應或不協(xié)調(diào)等方面的問題。這些問題都是繞不過去的坎，需一個個破解。

4.3 施工點多、線路長、任務分散

工程涉及橋梁、路基、房建、通信、信號、信息、電力、牽引供電等多個專業(yè)，既有上跨橋就有18座，各個所亭、基站，施工任務不集中。采取平行作業(yè)、交叉作業(yè)或流水作業(yè)方式中的任何單一方式進行施工都難以整體推進。

4.4 封鎖要點，夜間作業(yè)，施工環(huán)境復雜

該工程近80%施工項目均在點內(nèi)進行作業(yè)，尤其是挖孔樁施工、鋼構(gòu)橫梁吊裝架設、纜線敷設、接觸網(wǎng)改造等需要較多天窗點。據(jù)統(tǒng)計合寧線施工天窗大約為當日23：50至次日03：50時間段。

4.5 運輸通道不暢，施工條件惡劣

由于該工程沒有運輸?shù)缆坊虻缆藩M窄、彎道多的問題突出，通往區(qū)間18座公跨鐵橋梁的道路中，3處道路不通、7處為狹窄（寬度不足3 m）、彎道多的鄉(xiāng)間土路，不能滿足大型施工車輛通行；余下的8處道路寬度雖能滿足大型施工車輛通行，但其中有3處為土路，施工條件惡劣。

4.6 協(xié)調(diào)難度大

合寧線途徑江蘇、安徽兩省。一是涉及江蘇南京市新甸區(qū)、安徽滁州市全椒縣、合肥市的巢湖和肥東等縣市，青苗補償、施工便道、臨時設施等牽涉的地方協(xié)調(diào)溝通部門多；二是該鐵路分屬南京、合肥兩個鐵路區(qū)域管轄，且涉及的鐵路專業(yè)較廣，需要協(xié)調(diào)南京、合肥兩個區(qū)域的電務、供電、維管、工務、房建、車輛、通信、公安等鐵路產(chǎn)權(quán)管理單位，既有線施工、設備接口接入、安裝調(diào)試等協(xié)調(diào)難度和工作量都非常大。

5 工程難點

5.1 有效施工時間短

運營客專線接觸網(wǎng)改造，如何做到施工、運輸兼顧，尤其確保高鐵運營安全難度極大。而且施工需利用夜間天窗點，既有線施工需嚴格遵守封鎖時間進出場，去除進出場前安全點名、提前登銷記和撤場前的安全檢查確認等時間后，實際每日施工時間極為緊張。

5.2 施工地形復雜

鋼結(jié)構(gòu)橋梁樁基需采用人工挖孔樁，合寧線為丘陵山區(qū)地段地質(zhì)條件復雜，開挖難度高，基坑開挖過程中如何保證基坑的穩(wěn)定性是本工程的重點難點之一。

5.3 橋梁吊裝難度大

該工程涉及大量的吊裝作業(yè)，特別是鋼結(jié)構(gòu)橫梁跨度長，跨越上下行接觸網(wǎng)，又必須在夜間利用天窗點停電封鎖進行，因此吊裝過程中的安全控制問題突出。門型鋼結(jié)構(gòu)橫梁吊裝，既有線施工時間不能保證，如何破解以空間換時間問題。

5.4 既有設備改造需要一次成功

通信設備的安裝和調(diào)試施工涉及到既有設備運行，所以在施工過程中必須確保既有設備的絕地安全運營，尤其是光電纜敷設線路較長，作業(yè)量大，且均為既有電纜槽，在電纜槽蓋板不能全部翻開進行敷設的情況下，槽內(nèi)電纜情況不明，保證客運專線安全暢通，施工安全尤為突出。

6 對策措施

6.1 精心編制施工組織設計

圍繞安全質(zhì)量和接口施工主軸，本著“先主要工程，后附屬工程”的原則和聯(lián)調(diào)聯(lián)試及竣工驗收這根主線，充分考慮各階段、各工序、各工種的施工特點、重點和難點，按照輕重緩急，既突出重點，又照顧一般，利用網(wǎng)絡技術(shù)優(yōu)化工期安排和資源配置，統(tǒng)籌安排各專業(yè)的施工順序和進度目標，采取平行與流水作業(yè)相結(jié)合及時調(diào)整資源配置的方法和確保工程項目全部功能實現(xiàn)原則，編制《施組》并科學組織施工。

6.2 依法合規(guī)執(zhí)行施工方案

嚴格依法、依規(guī)、按標和程序，編制《營業(yè)線（鄰近）施工方案》并落實審核和批準流程，對經(jīng)批準的《方案》，執(zhí)行中做到不折扣、不走樣。加大營業(yè)線(鄰近)作業(yè)安全防護的投入，劃定“紅線”禁區(qū)，并做到“以紅線保底線”。

6.3 嚴格落實營業(yè)線（鄰近）施工安全管理各項規(guī)定

營業(yè)線（鄰近）施工，做到牢固樹立“施工不行車，行車不施工，施工對行車不構(gòu)成影響”理念。如：門型鋼結(jié)構(gòu)橫梁現(xiàn)場組裝，不可利用既有橋面做場地，使用汽車吊組裝方式，而是采用利用炮車組裝，人工就位方式；門型鋼結(jié)構(gòu)柱基礎基坑開挖及澆筑，采用先進行既有柵欄網(wǎng)改移（即將樁基礎位置改在既有柵欄網(wǎng)外側(cè)），設置硬隔離，申請鄰近營業(yè)線C類計劃和鄰近營業(yè)線基坑開挖施工許可證后施工方式。

6.4 結(jié)合實際進行設計變更

預應力鋼筋砼門架結(jié)構(gòu)施工條件不具備，既有橋梁的設計沒有預留異物侵限監(jiān)測裝置的安裝條件及檢修通道問題。借鑒目前國內(nèi)既有普速線門型鋼結(jié)構(gòu)橫梁施工經(jīng)驗，改預應力鋼筋砼門架結(jié)構(gòu)為門型鋼結(jié)構(gòu)。

6.5 進一步用“改、合、借、?！狈椒ń怆y題

“改”，即改移既有柵欄網(wǎng)、改預應力鋼筋砼門架結(jié)構(gòu)為門型鋼結(jié)構(gòu)、改撥接觸網(wǎng)等項目為改字；

“合”，即合并同類項，具體指合并同類型橋、合并同一接地范圍內(nèi)工點吊裝、合并維修施工動力統(tǒng)一使用，天窗共用，聯(lián)合作業(yè)等。

“借”，即借目前鐵總實施的既有客專線達標推進的引領、借鐵總辦[2017]320號提前介入指導意見的指引、借設備管理單位接口管理的技術(shù)力量、借用本線每日停輪后的綜合維修天窗時間點等。以此破解單獨一個封鎖點時長不能滿足一個項點施工內(nèi)容時長要求等矛盾問題。

“?！?，即本工程的任何重難點項，都有體現(xiàn)一個“專”字。如：接觸網(wǎng)改造、鋼結(jié)構(gòu)吊裝、通信設備的安裝和調(diào)試等，均編制了專項施工方案和專項防護方案；門型鋼結(jié)構(gòu)橫梁吊裝采取了一橋一方案；涉及關鍵接口、軟件控制、承載受力等方面的難題，走專家治理專家論證之路。一句話，遇到重難題，做到“?！弊之旑^，合力攻關。

6.6 抓牢“接口”、做好各單項工程無縫銜接

一是建立接口識別、接口驗證、施工接口內(nèi)容確認、施工接口方案制定，接口施工節(jié)點、計劃的擬定及相關協(xié)調(diào)制度；二是根據(jù)施工調(diào)查，結(jié)合以往鐵路工程接口工程的施工實際經(jīng)驗，編制劃分合理、界線清晰、責任明確的接口工程施工方案、管理方案、細則，提報建設單位審核，爭取建設單位理解與支持；三是采用"紅線"辦法，硬化接口責任落實，即：凡涉及到接口的事項，與該接口相關的各施工方不得單方面進行決策或確定；也不得以慣例、內(nèi)部的特殊性或其他理由拒絕接口事項的落實。

6.7 堅守“以工藝保質(zhì)量，以質(zhì)量保安全”理念

一是施工準備充分，現(xiàn)場調(diào)查細致，在此基礎上嚴格以《標準》《規(guī)范》并結(jié)合現(xiàn)場實際，編制施工及安裝程序工藝文件并按規(guī)定程序?qū)に囄募M行審批；二是采取工藝試驗、樣板引路的方法。施工中在標段內(nèi)選擇合適的單位工程確定為專業(yè)樣板工程，通過樣板工程的施工，積累施工工藝技術(shù)參數(shù)，并作為全標段施工樣板進行推廣，同時嚴格按照施工圖和作業(yè)標準進行施工，推廣符合現(xiàn)場實際、作業(yè)人員易記好用的應知應會卡片，真正將各種管理要求和措施融入到作業(yè)標準中，落實到作業(yè)人員的操作中。

7 結(jié)束語

本文提出的一些主要對策措施，在合寧線防災監(jiān)控系統(tǒng)工程施工中已得到應用，施工中工程安全平穩(wěn)，通過了集團公司驗收，質(zhì)量合格，工期較設計提前6個月，為高鐵運輸暢通提供了保障。