高娟(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,陜西西安 710043)
西寶高鐵施工組織設計回顧與總結
高娟
(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,陜西西安 710043)
施工組織設計對高速鐵路項目控制工程、重難點工程和各專業工程施工方案、施工方法、資源配置、大臨和過渡工程等有重要的指導意義,是制定基本建設投資計劃、進行項目交易的基礎。本文從施工組織設計制約因素、控制工程施工方案、材料供應、臨時工程設計等方面對西安至寶雞高速鐵路施工組織設計的成功案例進行了回顧,以期為類似工程施工組織設計總結經驗。
高速鐵路 施工組織 設計 回顧
鐵路項目施工組織設計按階段不同分為概略施工組織方案意見、施工組織方案意見、施工組織設計意見、指導性施工組織設計和實施性施工組織設計。設計單位在預可研、可研和初步設計階段分別完成概略施工組織方案意見、施工組織方案意見和施工組織設計意見[1]。高速鐵路建設規模大、技術標準高、質量要求嚴,大量采用新技術、新材料、新設備、新工藝,施工組織復雜,在鐵路初步設計階段,以初步設計確定的主要工程內容和分布情況為基礎,根據批復的可研階段確定的總工期和施工組織方案,對控制工程、重難點工程和各專業工程施工方案、施工方法、資源配置、大臨和過渡工程等進行全面深化和優化設計,為編制設計概算提供基礎,為制定基本建設投資計劃、進行項目交易提供基礎[2]。
2009年,西安至寶雞高速鐵路(以下簡稱西寶高鐵)完成完成了施工組織設計。當時鐵道部尚未發布《鐵路工程施工組織設計指南》(鐵建設[2009]226號),原《鐵路工程施工組織調查與設計辦法》(鐵建設[2000]95號)中少有針對高速鐵路(客運專線)的設計辦法,這種情況下,西寶高鐵參考《設計辦法》,同時分析總結鄭西客專、武廣客專的成功經驗,結合《客運專線鐵路指導性施工組織設計指南》等文件,對西寶高鐵施工組織設計進行了摸索設計,目前,西寶高速鐵路已經完成初步驗收,正在積極準備國家正式驗收的相關工作,有必要對西寶高速鐵路施工組織設計情況進行回顧、分析和總結,以期為類似工程提供設計經驗。
1.1工程概況
西寶高鐵位于陜西省關中平原西部,東起西安,向西經咸陽市、楊凌示范區至寶雞市,線路正線全長138.107km。西寶高鐵是《中長期鐵路網規劃》中“四縱四橫”快速客運網徐蘭客運專線的組成部分,與鄭西高鐵、徐鄭高鐵及在建的寶雞至蘭州高鐵相連,形成隴海高速鐵路通道。
1.2與施工組織設計相關的工程特點
全線共設楊凌南、岐山、寶雞南三個新建車站;新建正線特大橋及大中橋總計121.026km/21座,占線路總長度的87.63%;全線共設隧道0.903km/1座,占線路全長0.65%,橋隧總長121.929km,占線路長度88.29%。
1.3地形條件
西寶高鐵走行于渭河斷陷盆地中西部的渭河沖積平原區,南倚秦嶺,北臨黃土臺塬,總體地勢由南北兩側向渭河河谷呈階梯狀降低,西高東低。總體上呈東西向延伸,南北向交替、條帶狀展布。地貌主要由渭河及其支流的河床、漫灘、一級和二、三級階地組成。
2.1施工總工期
施工區段劃分意見全線總工期為42個月,其中聯合調試6個月。
2.2分期、分段修建意見
貫徹“整體設計、系統建設、優質高效、一次建成”的建設方針,為了使本項目盡快形成路網,產生運營效益,全線按同期開工、同期建設,一次建成的方式建設[3]。
2.3施工區段劃分意見
施工區段結合鋪軌基地、制梁場的設置及工期的要求進行劃分。劃分的標準為:
(1)線下工程。在滿足工程質量和工期的前提下,盡可能劃分大的施工區段。
本線施工區段的劃分以橋梁工程為主體,附帶路基、隧道、就近聯絡線為原則。
(2)鋪軌區段劃分。在確保質量和工期的前提下,區段劃分盡可能長;鋪軌工期不超過計算所需工期,減少鋪軌基地、充分發揮設備能力。
根據本項目的實際情況,全線劃分為一個鋪軌區段。
(3)站后工程。四電工程按系統集成,全線劃分為一個施工區段;車站建筑隨鋪軌區段或線下工程施工區段靈活劃分。
施工區段劃分情況見表1。
3.1橋梁工程
西寶高鐵正線橋梁工程約占線路總長的87.63%。其中咸陽西立交特大橋(18254.9m)為控制工期工程。全線橋梁工程的施工工期能否保證是整個工程總工期的關鍵之一,而特殊結構部分及箱梁的架設又是橋梁工程的重點,合理安排施工工序是保證橋梁工程工期的關鍵。
(1)施工順序。先期進行生產生活區、施工便道,道路改移等大臨設施的建設;分段平行施工,多開工作面的方法進行流水作業,優先安排特大橋鉆孔樁基礎的施工,然后順次安排承臺和墩身施工,再進行上部結構施工。中小橋、涵洞等的施工根據現場的施工進度的實際情況及時展開,不影響相鄰路基等的施工。
橋梁施工的關鍵工序為:橋梁基礎工程、箱梁預制、預制箱梁運輸架設。
(2)施工進度。
施工準備:3個月;
基礎(含深水橋):7~9個月;
連續梁:5~8個月;
連續梁-拱:10~12個月;
制梁:1.5~2.0孔/天;

表1 施工區段劃分表

表2 沿線砂場供應計劃表

表3 沿線石場供應計劃表
箱梁架設:8km以下2孔/天;8~12km1.5孔/天;12 km以上1 孔/天。
(3)工期及保證工期措施。
工期:全線橋梁工程在20個月內完成,保證無砟軌道的基礎施工。
工期保證措施:對控制工期的橋梁工程,尤其是水上施工的基礎和連續梁結構部分,在開工后應將其作為整座橋梁工程的重點部分優先考慮,需和施工準備搭接,提前開工,力爭在一年中可連續施工的季節將基礎的主體部分完成,以確保該特殊結構部分兩端的簡支梁的架設工作得以順利進行。
本線長橋較多,下部工程采用分段平行施工,多開工作面的方法,長橋短修,保證整橋的工期。
本線設置的6處臨時制存箱梁場,需要盡早安排,與橋梁下部工程同步建設。
3.2軌道工程
正線138.107雙線公里采用雙塊式無砟軌道,站線及聯絡線采用有砟軌道。鋪設雙塊式無砟道床是軌道工程的關鍵工程,需要高度重視,提前籌劃和安排。軌道工程的施工關鍵工序為:雙塊式軌枕鋪設、鋪設無縫線路。
(1)施工進度。
大號碼道岔按25天/組;
整體道床單工作面全套機械化作業:200米/天;鋪軌:4km/天。
(2)工期及保證工期措施。
工期:整體道床施工每個施工單元按7.5個月工期安排,站線無縫線路鋪設和聯絡線鋪設按3個月工期安排。
保證措施:雙塊式軌枕預制廠、鋪軌基地按工期要求如期完成,雙塊式軌枕和鋼軌的儲備滿足鋪設需要。整體道床施工采用分段平行施工,多開工作面的方法,加強施工隊伍和設備的投入。全線整體道床施工按6個作業面安排[4]。
(1)廠發料。在三橋、咸陽西、興平、馬嵬坡、武功、楊凌、降帳、常興、眉縣站、蔡家坡、虢鎮和臥龍寺站設12處材料廠,由汽車運輸至工地。
(2)直發料。
60kg、50kg鋼軌:由武鋼供應,火車運輸。
道岔:由寶雞橋梁廠供應,火車運輸。
鋼筋混凝土Ⅲ型枕:平頂山軌枕廠供應,火車運輸。
鋼支柱:由寶雞橋梁廠供應,火車運輸。
(3)當地材料的數量、來源、運輸方法及供應范圍見標2、表3。
5.1大型臨時工程
(1)材料廠。共設置臨時材料廠12處,分別位于三橋、咸陽西、興平、馬嵬坡、武功、楊凌、降帳、常興、眉縣站、蔡家坡、虢鎮和臥龍寺站,利用車站既有貨場,平均占地20畝。
(2)鋪軌基地。根據可研審查意見設在咸陽西站,鋪軌基地結合咸陽西站改造,新建岔線。鋪軌基地主要存放500米長鋼軌、大號碼道岔拼裝存放。
基地規模:新建岔線連接既有隴海線,出岔點為DK500+150處(用完后需拆除);場內設到車線1條、發車線1條、機走線1條;500米長鋼軌存放臺座1座配17米跨度固定式2 t群吊40臺; 其余軌料存放配2臺17米跨度10t軌行式龍門吊;基地占地約106畝(長800m,寬80m)。負責供應全線275.6公里軌料。
(3)制存梁場。本工程共設置6處臨時箱梁制存梁場和2處臨時“T”梁制存梁場,負責全線3541孔簡支箱梁和694孔簡支T梁的制架梁任務[5]。
(4)雙塊式軌枕廠。雙塊式軌枕廠分設武功3#箱梁場和歧山5#箱梁場處。
(5)混凝土集中攪拌站。根據全線工程的分布,全線設混凝土集中攪拌站9處,平均占地20畝。
5.2汽車運輸便道方案設計
擬修汽車運輸便道52.05km,整修汽車運輸便道57.5km。
需新建的引入便道,擬修汽車運輸便道31.15km,整修汽車運輸便道17.85km。
5.3施工供水方案
沿線水系比較發育,河流眾多,地表水、地下水儲量豐富。城市范圍內工程可利用城市自來水水源;其余區間工程可利用縣城自來水,或利用農田灌溉水井,或就地打井供水,沿線水源能滿足工程施工用水需要。
5.4施工供電方案
本地區電網分布密集,重點工程附近皆有10KV、35 KV電源,且地方電源富裕量可全部滿足本線重點工程的需要。本線10KV臨時電力線設置111.1km。
西寶高鐵施工組織設計對項目工程施工方案、施工方法、資源配置、大臨和過渡工程等起到了很好的指導作用,為項目投資和工期控制提供了保障。目前該項目已經完成驗收并試運營,正在積極準備國家正式驗收的相關工作。
[1]中華人民共和國鐵道部.鐵建設[2009]226 號鐵路工程施工組織設計指南[S].北京:中國鐵道出版社,2010.
[2]孫玉蘭,王福林,李先明,等.哈大鐵路客運專線指導性施工組織設計與項目管理[J].鐵道標準設計,2012(5):30-32.
[3]安國棟.高速鐵路施工組織設計[M].北京:中國鐵道出版社,2010. [4]中鐵第一勘察設計院集團有限公司.西安至寶雞鐵路客運專線施工組織設計[R].西安:中鐵第一勘察設計院集團有限公司,2009.
[5]黃弟福.鐵路客運專線梁場規劃研究[J].鐵道標準設計,2009(6):42-45.
高娟(1982—),女,工程師,2006年畢業于西安建筑科技大學工程管理專業。