施工介入設計對提高工程質量影響的研究

彭 超

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300142)

工期、質量、投資是影響鐵路建設質量的三個重要因素，控制好這三個因素，保證鐵路建設健康、穩定、快速的發展，需要從鐵路建設的兩個基本階段入手。鐵路建設分為兩個階段:設計階段和施工階段，廣大的鐵路設計工作者和施工人員在長期的鐵路建設實際中積累了豐富的經驗。近年來經濟環境的要求，國家大力發展基礎設施建設，鐵路迎來了又一個發展高峰，諸多項目投入實施，項目多、投資大、時間緊，在這種情況下要保證鐵路建設的質量，不僅要求設計和施工人員在各自的領域發揮聰明才智，更需要在如何做好設計和施工階段的銜接上進行深入研究。這兩個階段是構成鐵路建設的有機整體，二者交叉配合、聯系緊密，設計是腦，施工是手，設計的成果需要施工來實現，沒有成熟的施工手段再優秀的設計成果也只能淪為紙上談兵。同樣，施工要服從于設計，嚴格按照設計圖紙資料進行，準確反映設計的意圖。由此可見，若設計與施工的銜接出現問題，將導致工期延誤，質量不保，投資無法控制，嚴重影響鐵路建設的成效。

1 鐵路設計和施工階段的劃分

鐵路建設項目設計一般包括四階段，預可行性研究、可行性研究、初步設計、施工圖。預可行性研究報告是項目立項的依據，線路專業進行擬建規模、線路起迄點和線路走向方案的研究，提出鐵路有關主要技術標準、主要工程內容、主要工程數量?？尚行匝芯课募琼椖繘Q策的依據，線路專業應解決線路方案 、接軌方案、線路主要技術標準的研究，提出主要工程數量、主要設備概數、用地及拆遷概數。初步設計文件是項目建設的主要依據，線路專業應確定專業設計原則，解決設計方案和技術問題，提出工程數量、主要設備數量、用地及拆遷概述數量。施工圖文件是工程實施的依據，應為施工提供需要的圖表和必要的設計說明，其中與施工最為密切的是施工圖設計，它主要提供施工需要的圖紙、表格和設計說明，是施工單位施工的依據。目前，整個鐵路勘測設計的時間約占整個建設周期的三分之一。

鐵路施工階段按照作業內容通?？煞譃闇蕚渥鳂I、輔助作業、基本作業。準備作業是線路施工必要的準備工作;輔助作業是指為鐵路施工而修建的臨時工程，如大型臨時設施、小型臨時設施、過渡工程、臨時房屋等;基本作業是鐵路基建工程中的主要部分，建成后成為固定資產移交的項目，如路基、橋涵、通信、信號等。在鐵路工程施工中，從準備工作開始至正式交付運營大致可分為三個階段。

第一階段:從準備工作至通行工程列車階段，約占全部工程75%，包括準備工作、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的主要部分。

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

第三階段:由臨時運營至正式交付運營階段。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

鐵路設計周期過長不適應快速發展的需要。按照基建程序，必須前一階段的設計經過批準方能開展下階段的設計工作。由于各種原因，項目建議書的批復時間較長，而有些項目建議書和可研報告批復后又要求立即開工，這樣給施工造成了極大的壓力，為了減少此類影響，設計階段中應該根據實際情況，對于項目確定，方案單一穩定的適當進行超前勘測和設計，加快勘測設計進度，縮短設計周期，從而縮短整個項目的建設周期。

初步設計和技術設計階段設計內容中需要編制施工組織設計，以指導施工并確定工程投資。但因設計單位對具體施工單位的施工裝備、人員狀況、輔助施工設計、過渡工程措施、細部施工工藝等情況不了解，使設計的施工組織設計與實際情況脫節，經常引起變更和工期推遲，不利于投資控制和指導施工;如能在技術設計階段，施工部門參與施工組織設計，有的放矢，結合施工實際編制施工組織，既完善了設計，又使得施工單位提前參與到工程中，節約了準備的時間。

在施工準備階段，一些城區內的項目，受征地、拆遷、補償、用水用電、施工占道等問題限制，嚴重影響施工進程，如果施工單位能夠參與設計部門定測階段的征地、拆遷調查協議工作中，提前暴露一些問題，在設計中采取一定措施，可減少此類問題對施工的影響。

在當前鐵路建設過程中，缺少一支高水平的接口管理工程師隊伍來承擔從設計至施工全過程的工程監控，這只隊伍應該具備相當的設計和施工經驗，負責調整技術時空界面，并制訂具有技術法規性質的接口管理守則，保證在設計和施工中切實執行。同時，接口工程師還應提高各專業設計和施工工程技術人員的技術水平和責任心，防止專業隊伍之間的矛盾沖突。在新建客運專線建設中對這種工程管理模式運用不足，因而常發生橋梁與地基，橋梁與軌道、站場與信號、站場與軌道、路基與排水的接口界面不明，甚至設計參數的測定和提出也相互推諉。某些工程項目完成后，驗收中才發現問題，這一教訓應在今后建設中吸取。

3 津秦客運專線工程京哈轉秦沈聯絡線Ⅰ類變更

3.1 變更原因介紹

在津秦客運專線初步設計批復中，考慮到客運專線已經區域成網，出關客運通道秦沈客運專線與京哈線沈山段的分工為:秦沈客運專線與津秦、哈大客運專線配套，運行動車組為主，形成進出關快速客運通道;沈山線以貨運為主，并開行部分普速旅客列車。同時在唐山地區設京哈線與津秦客運專線聯絡線，京哈線北京方向的動車組經該聯絡線上津秦客運專線運行;普速旅客列車除少量在秦皇島站轉秦沈客運專線運行外，其余均經沈山線運行。

2009年鐵道部與河北省擬建京唐城際鐵路，該項目建成后，原京哈線運行的動車組改經京唐城際運行。為與京唐城際工程配套，津秦客運專線公司上報唐山地區京哈線與津秦客運專線聯絡線工程的Ⅰ類變更設計，鐵道部同意取消唐山地區京哈線與津秦客運專線聯絡線工程，津秦客運專線設老莊子線路所，預留京唐城際接入條件(如圖1所示)。

圖1 京秦聯絡線線路方案示意

根據初擬的津秦客運專線開通后出關旅客列車開行方案，京哈線轉秦沈客運專線列車為53對，其中普速客車31對，動車組22對(基本維持現圖)。原設計沒有考慮秦沈客運專線運行由京哈轉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車組因京唐城際與本線工期不同步，仍由京哈線運行。這樣跨線客車在秦皇島站與正線平面交叉嚴重，設置聯絡線疏解解決客車交叉是必要的。

3.2 主要技術標準

(1)鐵路等級:客運專線;(2)正線數目: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:電動車組;(8)到發線有效長度:650 m;(9)列車控制方式:自動控制;(10)閉塞類型:綜合調度集中。

3.3 總體方案介紹

(1)下行聯絡線方案

在龍家營站增加京哈轉秦沈客運專線的通路，龍家營站咽喉區局部改造，將客車運行通路改為18號道岔，滿足客車運行條件。下行方向通過18號道岔側向接入既有到發線，中穿龍家營站貨運到發場，利用預留好的柳龍聯絡線下鉆秦沈客運專線，并在秦沈K308+450附近通過18號道岔并入秦沈客運專線下行線。下鉆秦沈客運專線處凈空6.9 m。

(2)上行聯絡線方案

在秦沈客運專線上行線秦沈K306+700處插入1組18號道岔，引出上行聯絡線，并行既有秦沈客運專線，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、秦沈客運專線雙線及京哈上行線，在K304+000處通過18號道岔并入京哈上行線，并設安全線1條，(津山)京哈下行線相應向北改移。

3.4 施工介入介紹

由于此次變更設計在龍家營站附近，期間要多次穿越并行數條既有線，其中包括客運繁忙的秦沈客運專線、原津山左右線以及油庫專用線，沿線控制點較多，地下管線復雜，對線路的平縱面要求較高，而且設計后馬上要投入施工，工期非常緊張。在獲悉設計人員到達現場進行勘察設計以后，中鐵六局的工作人員迅速與設計人員進行了聯系溝通，多次到達設計現場與設計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場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。下行聯絡線出龍家營站經過龍家營村，對村子沿鐵路的一條水泥路造成了占壓，此處需要對該路進行改移，這樣要拆遷幾戶人家。此前了解到鐵路項目在此處拆遷時，由于種種原因遇到了一定的阻力，為防止后期施工時受到影響，在現場勘察設計人員與該村進行立交協議簽訂時，施工單位主動提出與設計人員一起與該村進行接觸，與村民協商拆遷補償等一系列事宜，解決了村民的后顧之憂，同時為后期施工減小了阻力。

(2)協助設計人員簽訂上線測量安全協議。此次變更設計涉及客流密度較大的秦沈客運專線，測繪工作的作業時間只能在周一～周四中午12:00～13:30的天窗時間，需要簽訂安全協議并由工務段出防護人員和駐站人員。與鐵路局多次協商未果，使得現場的勘察進度受到影響，了解到這種情況，中鐵六局的工作人員主動與秦皇島工務段聯系，利用施工單位的便利條件，經過多次溝通，最終順利簽訂了安全協議，使得現場的勘察設計工作得以及時順利的開展。

(3)提前介入管線遷改工作，減小后期施工壓力。此次聯絡線修建的段落，地下管線復雜，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場的配合施工人員，由秦皇島發改委牽頭，召集涉及到的各產權單位，一起協商管線的遷改工作，并且多次與設計人員一起到與各產權單位進行現場管線位置確認，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)介入現場設計，優化線路方案。

由于上行聯絡線的修建，既有津山左線需要向外改移。此前該線已經施工了一部分，其中東里莊中橋已經開始修建。為了避免廢棄工程，線路平面線位決定利用該段橋，但是橋梁施工已經進行了一段時間，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拿出施工圖紙與現場的設計人員研究，將梁部結構形式進行了修改，在符合橋梁結構的規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。

上行聯絡線與既有秦沈客運專線和津山左線發生交叉。出工前的方案準備盡量不動津山右線，使上行聯絡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情況后，主動與設計人員溝通，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，而在現有的施工條件下需要保證上行聯絡線跨秦沈線的框架墩基礎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，屆時施工將無法實施，如要大幅度改移右線還需考慮對沿線兩處控制點(煤場和秦東站分解場機車回轉線)的影響。鑒于此，研究了三個方案: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－秦沈上聯跨越既有秦沈客運專線時橋墩的擺放要求，對既有津山上行線進行了局部改線，改線長度為0.7 km，此處橋梁結構采用框架墩(鋼桁梁吊裝)，二次跨越既有津山右線時也采用框架墩(鋼桁梁吊裝)。

小改津山右線修過渡線方案:為進一步改善施工條件，在小改津山右線的基礎上加一條過渡線，過渡線長0.75 km，這樣橋梁跨越改津山右線時采用框架墩(現澆混凝土橫梁)，二次跨越既有津山右線時也采用框架墩(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—秦沈上聯無交叉(如圖2所示)。

各方案優缺點如表1所示。

此處不同方案的工程數量均以橋涵比重最大，各方案橋涵數量及費用如表2所示。

綜合橋梁路基軌道等專業數量費用，結合方案優缺點分析，現場設計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設計外業現場與橋梁等相關專業探討方案問題，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，保證了變更設計的質量。

圖2 京秦上聯方案比較示意

表1 方案優缺點比較

表2 橋涵數量及費用對比

4 結束語

在本次變更設計的勘測過程中，施工單位積極介入到勘察設計過程中，為順利開展勘測工作和方案的優化穩定提供了重要支持，再一次從實際角度證明了施工介入設計對提高整個項目建設質量帶來的有利影響。施工和設計作為鐵路建設中兩個主要的環節，在近幾年的鐵路建設高潮的推動下，各自得到了長足的發展。各種新技術、新工藝和科學管理的方法在設計和施工中得到了有效利用。應該注意的是，施工和設計不僅是鐵路建設的主要環節，更是聯系最多、配合最密切的兩個環節，要提高整個建設水平只是增強各自的實力還不夠，還要科學的組織好兩個階段的協調和配合，使得兩個階段有效銜接，強強聯合。綜觀鐵路市場的發展，走出國門開發國際市場勢在必行，與國際上成功的跨國工程公司相較，我們在施工和設計的水平上還存在一定差距，在這種情況下，更要加強施工跟設計的配合，組成一個互相促進的施工設計聯合體，提高整體作戰能力?？傊?，做好施工跟設計的銜接，對鐵路建設質量的提高有很大影響，是一個值得深入探討的課題。

[1]易思榮.線路選線[M］.北京:中國鐵道出版社，2005

[2]王午生.鐵道線路工程[M］.上海:上?？茖W技術出版社，1999

[3]TB10001—2005 鐵路路基設計規范[S］

[4]GB50090—99 鐵路線路設計規范[S］

[5]鐵道第三勘察設計院集團有限公司.新建鐵路天津至秦皇島客運專線初步設計[Z］.天津:鐵道第三勘察設計院集團有限公司，2007

[6]范立礎.橋梁工程[M］.北京:人民交通出版社，2001

[7]項海帆.高等橋梁結構理論[M］.北京:人民交通出版社，2001