尼日利亞鋪架基地與不同EPC項目連接方案探討

秦 巍

(中國土木工程集團有限公司，100038，北京∥工程師)

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尼日利亞鋪架基地與不同EPC項目連接方案探討

秦 巍

(中國土木工程集團有限公司，100038，北京∥工程師)

由于受各種不利因素影響,特別是配套資金的因素,海外項目施工往往不能按原定計劃實施,需要進行動態調整,以滿足施工需要。尼日利亞Idu鋪架基地在不同時期為滿足阿卡鐵路EPC (設計-采購-施工)項目和阿布賈城鐵EPC項目的施工,不斷優化聯絡線與兩大鐵路項目的連接方案,優質高效地完成了兩大鐵路項目的施工任務,為今后類似的海外項目施工提供了寶貴的經驗。

鋪架基地; EPC項目; 連接方案; 軌道施工

Author′s address China Civil Engineering Construction Corporation,100038,Beijing,China

尼日利亞Idu鋪架基地位于首都阿布賈Idu工業園區,毗鄰阿卡鐵路項目Idu車站和阿布賈城鐵項目的Idu車站一側。整個鋪架基地為阿卡鐵路項目和阿布賈城鐵項目服務。

阿卡鐵路項目和阿布賈城鐵項目為EPC (設計-采購-施工)項目。EPC項目是指工程總承包企業按照合同約定對工程建設項目的設計、采購、施工及試運行等實行全過程或若干階段承包的項目。通常工程總承包企業在總價合同條件下,對其所承包工程的質量、安全、費用和進度負責。

EPC項目優點在于充分發揮設計在整個工程建設過程中的主導作用,有利于工程項目建設整體方案不斷優化。2個不同EPC項目在Idu地區相互并行,共同使用1個鋪架基地可有效降低施工成本,創造利潤。鋪架基地在車場外設置了牽出線[1],并通過牽出線使Idu鋪架基地與阿卡鐵路項目和阿布賈城鐵項目相連接,滿足2個項目的鋪架要求。

1 鋪架基地概況

Idu鋪架基地包括道岔存放區、配件材料區、混凝土枕存放區、25 m鋼軌存放區、軌排生產區、軌排存放區、12.5 m鋼軌存放區、焊軌生產區、250 m長鋼軌存放區等9個生產作業區。整個作業區施工場地長750 m,寬100 m。作業區側面建有辦公生活區。作業區配有6臺跨度為24 m、額定起重質量為10 t的龍門架。在250 m長鋼軌存放區布置有16臺跨度為24 m、起重質量為2 t、起升高度為6 m的固定龍門吊,用于裝卸250 m長鋼軌。全場設置了3股道。其中,第1股道作為長鋼軌運輸線;第2股道與第1股道、第3股道通過道岔相接,作為調車線及停車線使用;第3股道為軌排運輸線。同時,第3股道末端還設置了機車檢修坑。

Idu鋪架基地始建于2011年。因政治、法規及國情等具體問題,原來的設計方案已不適用。由于尼日利亞配套資金不到位、材料短缺,而且業主為達到政治目的分階段提出了不同要求;因此,Idu鋪架基地與阿卡鐵路項目和阿布賈城鐵項目的連接問題難以一次完成。在不同的施工階段,鋪架基地只能通過與新建鐵路項目不同的連接方案,來滿足現場施工需要。

2 與理想方案的差距

2.1 理想的設計方案

根據設計,阿布賈城鐵線路與阿卡鐵路線路在Idu地區并行。理想設計中,由鋪架基地引1條牽出線,先連接阿卡鐵路線路,再由阿卡鐵路線路連接阿布賈城鐵線路。一次施工完成牽出線,即可滿足2個項目的鋪架施工。

2.2 Idu鋪架基地連接方案

與國內工程付款及時的特點不同,海外項目需要資金到位才能施工,否則存在施工后無法拿到驗工計價款的風險。

2個EPC項目業主不同,資金的撥付方式也不同。受資金限制和公司運營策略影響,鋪架基地的連接方案難以一次完成。因此,Idu鋪架基地在整體設計的前提下,采用分階段實施、動態調整的施工方案。

Idu鋪架基地最初利用阿布賈城鐵項目資金進行建設,但阿布賈城鐵項目前期只進行了小部分標準段的人工鋪軌工作。原計劃中,在Idu鋪架基地先引入阿布賈城鐵線路的同時,阿卡鐵路項目恰處于待工狀態。然而,當鋪架基地功能性建設剛剛完畢時,阿卡鐵路項目的預付款也已到位,而阿布賈城鐵項目卻因資金緊張開始停建。于是,方案改為先由鋪架基地以牽出線連接阿卡鐵路項目線路;待阿卡鐵路項目鋪架結束后,再由阿卡鐵路線路引1條連接線至阿布賈城鐵項目線路。

3 分階段實施的連接方案

3.1 阿卡鐵路項目連接方案

阿卡鐵路項目是尼日利亞鐵路現代化項目合同分段實施的第一段,是連接尼日利亞首都阿布賈和北部卡杜納州首府卡杜納的1條單線標準軌距鐵路,為EPC總承包項目。線路全長186.5 km,起點為阿布賈Idu站,終點為卡杜納州Rigasa站。

阿卡鐵路項目前150 km采用先架后鋪的換鋪法施工方案。首先,在軌排生產區內生產25 m長的軌排;然后,由軌排列車運輸到前方,再由DJ24型鋪軌機進行鋪設[2]。鋪架基地內設長鋼軌焊接區,負責長鋼軌的生產和裝車。待線路養路基本成型后,進行長鋼軌換鋪。

由于阿卡鐵路項目采用換鋪法,其軌排需由鋪架基地運輸至施工現場。施工前期要滿足機械鋪軌的要求,施工后期又要滿足長鋼軌運輸換鋪、道碴運輸及養路的要求。這就需要基地牽出線與阿卡鐵路1#道岔連接,發揮鋪架基地的職能。鋪架基地與阿卡鐵路線路連接及阿卡鐵路線路與阿布賈城鐵線路連接方式如圖1所示。

圖1 鋪架基地與阿卡鐵路項目連接方案示意圖

阿卡鐵路項目雖然資金到位,但前期阿卡鐵路項目的道岔未進場。為保證項目順利實施,由已采購軌料的阿布賈城鐵項目借調了1組60 kg/m的9號右開道岔鋪設在1#道岔位置。該道岔與線路采用60～50 kg/m異型鋼軌連接[3],滿足線路聯通條件。

阿卡鐵路項目道岔進場后,在1#道岔岔位旁正式預鋪50 kg/m的9號右開道岔,并按規定提前報施工計劃。施工計劃經批準后,利用軌排運輸間隔時間將臨時道岔替換[4]。道岔鋪設完畢后,對道岔質量進行檢查;查照間隔不得小于1 391 mm,護背距離不得大于1 348 mm[5]。

該方案滿足前期阿卡鐵路項目換鋪法施工要求。此時,阿布賈城鐵項目由于受配套資金影響,其Idu站附近線路未實施,且其站線路基已作為阿布賈城鐵先架后鋪方案的運梁通道被占用。

3.2 阿布賈城鐵項目連接方案

阿布賈城鐵項目設計范圍包括Lot3線、Lot1a線和Lot1b線,線路總長77.782 km。阿布賈城鐵項目Idu車站位于Lot3線16 km位置,且位于Lot1a線起點。阿布賈城鐵項目為雙線,采用先架后鋪的施工方案,即由TYLC200型公路運梁車運梁,由公鐵兩用架橋機架設[6];橋梁架設完畢后再機械鋪軌。鋪軌施工工藝為單枕綜合法,即采用散枕機進行散布軌枕,并使用履帶式跨枕鋪軌機進行長鋼軌鋪設。

3.2.1 滿足換鋪長軌、上碴養路的要求

受配套資金及宣傳目的影響,業主要求分段施工、分段開通,且前期需要完成Lot3線小里程至Idu站區間線路。該區間部分地段采用人工鋪軌、現場移動焊的方法,部分地段采用短軌排鋪設方法并結合單枕綜合法。由于采用單枕綜合法,需要一次性鋪設長軌條,故鋪架基地需要滿足運輸長鋼軌及運輸道碴的要求。250 m長鋼軌采用自行研制的雙層長鋼軌運輸車運輸,且每車可鋪設3 km線路[7]。道碴運輸采用風動卸碴車,且在距lot3線起點14 km附近設置存碴臺以進行存碴上碴。

由于阿布賈城鐵項目Idu站路基被運梁通道占用,道岔和線路無法施工,且業主要求首先完成Lot3線Idu站小里程段,故在阿卡鐵路線路1#道岔小里程端、阿卡鐵路存碴臺大里程端設置1組9號右開道岔L1,岔后曲股下穿出段線大橋,與Lot3線左線連接。由于線間距為39.6 m,且在下穿32 m平行出段線大橋時不能侵限橋墩,故設計難度大。鋪架基地與阿布賈城鐵項目線路臨時連接示意圖如圖2所示。

圖2 鋪架基地與阿布賈城鐵項目臨時連接方案示意圖

為滿足工程線運輸安全要求,直線段列車運行速度應不大于45 km/h。通過普通9號道岔曲股(R=180 m)[7],設置1條半徑為250 m的反向曲線和1條半徑為200 m的反向曲線。曲線段軌距加寬15 mm[8],且列車運行限速不超過5 km/h。

當進行右線施工時,將連接處夾板解開,與右線進行撥接,用夾板連接來滿足要求。

該設計方案的施工難點為線路曲線半徑小,且線路有限高、限寬的要求。

3.2.2 滿足邊鋪邊架方案要求

阿卡鐵路項目鋪軌結束后,鋪軌機調回Idu鋪架基地進行檢修。此時阿布賈城鐵項目資金已到位,可進行后續工作。

阿布賈城鐵項目的橋梁軌道原計劃采用先架后鋪方案。但由于Lot3線大里程最后一座機場特大橋因征地拆遷等問題,其橋墩還未做完,無法架設橋梁,因此就要將路基保留,作為運梁通道使用。這樣軌道就無法鋪設。

為了達到業主的要求,將施工方案調整為邊鋪邊架方案。該方案先進行鋪軌,待鋪軌到機場特大橋后再架設橋梁。運梁方式變更為以鐵路運梁車進行運梁。鋪軌也相應變更為機械鋪軌排的換鋪方案。

該方案的軌排、橋梁及長軌可通過鐵路運輸到施工現場。如過渡方案的運輸線路曲線半徑小,則運輸橋梁會不安全,故要求運送長軌的的股道及聯絡線最小曲線半徑不宜小于350 m[9]。所以,需要修改最初連接方案以滿足施工需要。

在阿卡鐵路線與阿布賈城鐵線連接的最初設計方案實施中,由于阿布賈城鐵項目使用了北京54坐標系,而阿卡鐵路項目使用UTM坐標系,故二者的位置關系無法直接反映。通過測量發現,阿卡鐵路項目站線第1股道上的道岔位于第1股道的岔后附帶曲線上。由于空間不足,無法插入9號道岔。故調整最初設計方案,在阿布賈城鐵項目出段線CJD1處插入1組9號道岔,再在阿卡鐵路項目1#、3#道岔聯絡線間插入1組9號道岔。2組道岔均采用60 kg/m鋼軌鋪設,以此來保證鋪架基地與阿卡鐵路項目和阿布賈城鐵項目的連接。鋪架基地與2個項目的連接示意圖如圖3所示。

圖3 鋪架基地與阿卡鐵路項目及阿布賈城鐵項目連接示意圖

首先,在阿布賈城鐵項目出段線曲線CJD1位置插入1組9號右開道岔,并取消CJD1曲線;然后,在阿卡鐵路項目1#道岔和3#道岔之間的聯絡線插入1組9號道岔,該道岔岔后曲股與CJD1處的岔后直股相接,即實現了由鋪架基地進入阿布賈城鐵線路。

由阿卡鐵路項目Idu站1#道岔岔后與3#道岔之間,插入1組左開道岔,與阿布賈城鐵項目出段線相接。插入道岔為P60單開9號道岔,接入點為1#道岔岔后37.5 m處,采用25 m長P50軌及12.5 m長的異型軌。道岔直股接阿卡鐵路項目Idu站3#道岔岔頭,道岔曲股通過半徑為400 m的S型曲線接出入段線。道岔曲股岔尾過8 m (長岔枕范圍)為第1條曲線(曲線轉角為4°,曲線長27.925 m)曲頭。第2條曲線與第1條曲線曲線要素相同,且夾直線長28.451 m。第2條曲線曲尾延長線與出段線相交,相交點為出入段線原CJD1點。原CJD1曲線轉角為6°20′25″,在該交點位置設置1組右開道岔,其直股與第2條曲線曲尾相接,其曲股與出段線線路相接。CJD1#道岔為P60單開9號道岔,該道岔岔頭與Lot3線右線連接(9號道岔),并在聯絡線上設置安全線(Idu站11#道岔,以正線代替臨時線)。拆除進入Lot3線的右開道岔,改鋪到CJD1曲線位置。

該方案中,聯絡線由阿卡鐵路項目Idu站1#道岔至阿布賈城鐵項目9#道岔段設計為平坡,軌頂標高為390.13 m,滿足了文獻[1]中“接軌岔線縱坡不宜大于6‰”的要求。

該方案主要工程量包括鋪軌235 m,鋪道岔2組,拆除道岔1組。

此方案為最終Idu鋪架基地聯絡線與2個EPC項目的連接方案。該方案線路線型平順,無限高限寬等要求,能滿足運輸施工需要。

4 結語

Idu鋪架基地在不同時期的連接方案,可滿足當時項目施工的要求,圓滿完成了施工任務,不僅符合施工總承包企業的運營思路,也達到了當地政府的政治宣傳目的。

EPC項目的應用在國際市場越來越廣泛。但海外項目施工環境復雜,制約因素眾多,有時難以按照原定施工方案、計劃進行實施。在特定的條件下,需要項目實施者靈活運用,采用有效的方法滿足業主的要求,優質高效地完成項目施工。

Idu鋪架基地在2個EPC總承包項目不同時期、不同階段所擔負的職能不同。通過及時調整方案,滿足了2個項目施工需要。是一次成功的方案調整。

[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵路大型臨時工程和過渡工程設計暫行規定:鐵建設[2008]189號[S].北京:中國鐵道出版社,2009.

[2] 康永旺.短軌排鋪設法在尼日利亞鐵路施工中的應用[J].鐵道建筑技術:2016(1):80-84.

[3] 中華人民共和國鐵道部.鐵路軌道工程施工安全技術規程:TB 10305—2009[S].北京:中國鐵道出版社,2009.

[4] 中華人民共和國鐵道部.鐵路線路修理規則[S].北京:中國鐵道出版社,2013:48.

[5] 中華人民共和國鐵道部.鐵路軌道工程施工質量驗收標準TB10413—2003[S].北京:中國鐵道出版社,2004.

[6] 許軍.尼日利亞阿布賈城鐵大坡道小半徑曲線架梁施工技術[J].鐵道建筑技術:2016(1):25.

[7] 庹軍,秦飛,張曉星.L12000型長鋼軌運輸車設計研究及應用[J].鐵道建筑技術:2013(3):84.

[8] 中華人民共和國鐵道部.鐵路軌道設計規范 TB 10082—2005 軌道[S].北京:中國鐵道出版社,2005.

[9] 卿三惠.高速鐵路施工技術[M].北京:中國鐵道出版社,2013:386.

Connection Programs between Track Laying Depot and Different EPC Projects in Nigeria

QIN Wei

Due to various negative factors,especially the factor of matching funds,overseas construction projects often need to be dynamically adjusted to meet the construction demands.To satisfy the constructions of Abuja-Kaduna Railway project and Abuja Rail Mass Transit project which started at different times,the connection program between Idu Track Laying Depot and projects is constantly optimized,and the two projects have been completed in good quality and efficiency.This valuable experience is provided for similar projects in the future.

track laying depot; EPC (engineering procurement construction) project; connection program; railway construction

U215.1

10.16037/j.1007-869x.2017.06.004

2016-08-31)