侯鵬飛
(中鐵上海設計院集團有限公司 上海 200070)
新建池州至黃山鐵路位于安徽省南部皖南山區,經由池州市、黃山市及九華山、太平湖、黃山等風景名勝區。線路起點接軌寧安客專池州站,在黟縣東站與擬建的昌景黃接軌。池州站至黟縣東站線路全長約121.65km,橋隧比達88.92%,其中隧道比60.20%。
鐵路工程設計階段施工組織調查可以分為踏勘、初測和定測。根據《鐵路工程施工組織設計規范》(鐵總建設〔2015〕79號文)的要求,初測和定測階段施工組織調查主要內容包括:工程地區特征調查,氣象及水文資料調查,當地交通運輸條件調查,建筑材料調查,工程用水、電源、燃料調查,主要工程和控制工程調查,大型臨時工程和過渡工程調查,征地拆遷補償標準及資料調查、相關造價資料調查與收集等。
山區鐵路工程的施工組織調查與其他項目有相同的地方,也有不同之處。結合山區鐵路工程內容,考慮到山區鐵路隧道工程所占比例較大,且多橋隧相連等特點,在施工組織調查中還應重點注意以下事項:
池黃鐵路地處山區,受山勢等影響山區和平原相比交通條件較差,采用汽車運輸方式的建筑材料供應方案、運輸距離確定時應根據現場情況合理確定。特別是山區兩點間往往不能簡單考慮直線距離,要根據現場地形選擇最優路線,做出詳細運輸路線規劃圖。
同時由于池黃鐵路橋隧比達88.92%,隨著鐵路工程工廠化水平的不斷提高,像橋隧用混凝土是由混凝土拌合站供應至工點,預制箱梁是由箱梁預制場供應至工點。針對相應材料供應方案調查時,應根據材料供應點、混凝土拌合站及箱梁預制場等臨時工程具體設置情況,合理分析確定材料供應方式和運距,應按材料供應點至攪拌站、制梁場等成品加工點和材料供應點至工點等不同方式,分別調查和分析確定。
重點工程:一般指可能控制工期和施工困難的地段和工點。如工程數量大而集中、取棄土困難、運距較遠、工期較長的重點土石地段及軟土路基地段、長隧道、深長路塹、地質構造復雜的隧道、深水通航、上下部結構復雜的大橋或中橋、高橋等。例如隧道工程施工組織調查的主要內容包括:
(1)棄碴調查:配合相關專業,調查棄碴地點、運距、運輸道路,提出棄碴的利用、改良措施。
(2)便道引入調查:便道引入方案、根據沿線交通情況,提出修建汽車運輸便道(包括干線和引入線)方案,對可利用的既有道路,提出改擴建意見。
(3)水源調查:用水方案、沿線地表水和地下水資源的分布情況;相關水源、水質、水費標準等。
(4)電源調查:用電方案、沿線地方電力資源情況,可供鐵路施工用電負荷、電價標準等。
(5)臨時設施調查:根據沿線既有電力設施可資利用情況,提出擬建臨時電力方案(例:T接);對于離水源較遠或取水困難的地段、工點,提出擬建臨時給水設施的設置方案;大臨設施(例:混凝土攪拌站)等設置方案。
(6)隧道輔助坑道調查:對于長大隧道按照投資效益最大化、合理工期和水土保持零排放等目標,配合隧道專業提出輔助坑道設置方案,同時做好輔助坑道等上述施工條件調查工作。
(7)其他有關資料調查:調查沿線水土保持及環保有關規定,落實相關設置是否符合相關要求。
同時要及時做好內業整理工作,將施工調查資料按類別進行整理并裝訂成冊,作為編制施工組織設計和工程造價的基礎資料。
山區鐵路由于隧道分布密集,隧道出碴的處理方案是施工組織的重要內容,也影響工程造價。隧道出碴處理有“棄”和“用”兩種途徑,“棄”是選址棄碴場集中堆放,“用”則是考慮棄碴用作路基、站場填料,砌筑片石和混凝土骨料等工程材料。合理確定隧道出碴的利用量,可以降低工程造價,減少棄碴場規模和占地,但同時要做好環境保護措施。池黃鐵路隧道分布密集,全線隧道比重達60.20%,且本線經過九華山、太平湖、黃山等風景名勝區,如何做好隧道出碴的處理方案是本工程的重點和難點:
(1)隧道出碴,結合工程內容可考慮用作路基、站場填料,砌筑片石和混凝土粗骨料等工程材料。
①池黃鐵路新建九華山站、黃山西站為地面站,路基段夾雜在隧道和橋梁之間,具有分散、短小的特點,在經濟合理的情況下路基、站場填料應充分利用隧道出碴。由于正線路基又是架梁和鋪軌的施工通道,同時隧道的出碴量受隧道施工進度影響,因此在滿足全線工期進度安排、隧道出碴質量、數量允許等情況下,盡量就近調運隧道出碴作為填料,減少運輸距離,同時應做好現場隧道出碴運輸路線規劃,以減少對交通道路、旅游道路的影響。
②隧道出碴用作混凝土粗骨料,結合隧道出碴的質量和數量優先考慮供應本隧道混凝土粗骨料,剩余部分數量充足、滿足工期要求的條件下,再考慮向兩側相鄰工點利用。同時應根據本隧道混凝土的粗骨料用量、本隧道棄碴可提供的碎石數量、本隧道最早出現可用作粗骨料圍巖距離(既無法利用段)、本隧道施工工期等因素綜合考慮隧道棄碴用量。
③作為棄碴場防護用砌筑片石應充分利用隧道棄碴。
(2)對于無法利用的隧道棄碴,需配合相關專業做好棄碴場調查,包括棄碴場選址、進出條件(道路及便道)調查、用地協議等。
棄碴場選址應與地方有關部門溝通協商,充分結合當地土地利用規劃。棄碴場不應選擇在當地環境與風景保護區、山洪下瀉通道范圍內,也不得設置于崩塌、滑坡等危險區的上方;一般選擇在坡度較緩,避免大面積匯水地帶的滯留谷地;應盡量采用就近集中棄碴,減少運輸距離,避免零散棄碴增加防護費用;做好棄碴場的防護,確保自身穩定,同時做好綠化設計,滿足水土保持和環保等相關要求。
(3)由于隧道出碴處理方式不同,棄碴的運輸方式和途徑如下,應充分做好調查和分析。
①出碴點至棄碴場(粉碎)至填料集中加工站(拌和)至站場、路基填方工點。
②出碴點至棄碴場(粉碎)至混凝土集中拌合站。
③出碴點至棄碴場(解小)至棄碴場工點。
④出碴點至棄碴場。
鐵路工程大型臨時設施包含鐵路便線,汽車運輸便道,運梁便道,臨時給水設施,臨時電力線,材料場、填料集中加工站、混凝土集中拌合站、制(存)梁場、軌道板預制場、軌枕預制場、長鋼軌存放(鋪軌)基地等臨時場站,隧道污水處理站,渡口、碼頭等。
3.4.1 長鋼軌存放(鋪軌)基地
由于受長鋼軌運輸方式的影響,長鋼軌存放(鋪軌)基地原則上宜設置在銜接運營線便捷,對運營線干擾小的鋪軌起點或中間鄰近貨運鐵路既有車站、鄰近技術站的開闊地帶。同時充分考慮永臨結合,有效利用預留工程、鐵路貨場、站坪、維修基地等,不能永臨結合的選址應避開易積水和嚴重不良地質地點,并遠離生態環境敏感區。
池黃鐵路有在池州站設置鋪軌基地和利用昌景黃鐵路鋪軌基地兩個方案,池黃鐵路和昌景黃鐵路共用鋪軌基地的前提是施工進度匹配,即在昌景黃工程聯調聯試前完成池黃鐵路的全線鋪軌任務。綜合工期銜接、利用既有設施情況以及現場實際情況,考慮在銅九線池州站安全線引出岔線,設置一處500m長鋼軌存放(鋪軌)基地。
3.4.2 箱梁制(存)梁場
山區鐵路由于橋梁比較分散,多橋隧相連,應結合全線箱梁分布情況,充分做好預制箱梁與現澆箱梁方案比選。
箱梁制(存)梁場設施方案主要根據橋梁分布情況,運梁車運梁速度、運梁半徑(不宜大于20km,也不小于14km)、橋梁特殊孔跨、建設總工期要求綜合考慮確定;原則上6km以上長大隧道、控制工期的復雜橋梁主跨、凈空高度和寬度無法滿足運梁車通過的特殊結構,不考慮架梁通過;在聯絡線等設有單線橋梁地段,架梁方案應注意雙線橋梁可通過單線梁,單線橋梁無法通過雙線梁。
選址應選擇在橋梁相對集中、地勢平坦、地質條件較好,拆遷量少,交通便利、當地料供應、接水接電方便等施工條件優越地段。同時應充分考慮永臨結合,有效利用預留工程、維修基地、車站站坪及站前廣場,避開易積水和嚴重不良地質點,并遠離生態環境敏感區。
池黃鐵路綜合考慮橋梁的分布及避開不良地質地點,選者具有場地條件的位置,考慮永臨結合的情況,平均供梁距離、高差等因素,擬定箱梁制(存)梁場位置如表1。

表1
由于九龍峰隧道9.03km,塔川隧道10.86km,不考慮運輸箱梁通過,且考慮到制存梁場有效供應半徑,以及場地布置、施工條件等問題,DK93+000-DK124+800區間9孔箱梁采用現澆方案。
3.4.3 雙塊式軌枕預制場
池黃鐵路為無砟軌道,雙塊式軌枕采用集中預制,汽車運輸至工點鋪設,全線共需要約40萬根。軌枕預制場的設置同樣需要考慮永臨結合的可能性,減少臨時工程,少占農田,同時選取水、電引接方便,道路運輸便捷的空曠區域。綜合考慮,本線慮在黃山西站附近設置一處軌枕預制場,利用省道S218公路運輸。
3.4.4 汽車運輸便道
山區鐵路地形起伏大,汽車運輸便道設置比較復雜,受地形條件、坡度等影響,挖填、支檔防護等工程量較大。在山區地形困難地段修建運輸便道,必要時應對其進行現場勘查選線工作,合理確定工程數量。同時山區汽車便道設置時應充分考慮地形地勢的展線條件,合理確定便道設置位置和長度。
施工組織調查是項目勘察設計過程中非常重要、不可缺少的階段,也是編制項目施工組織和工程造價的基礎和重要依據。在鐵路工程勘察設計階段需認真做好相關施工組織調查工作,以確保實現項目質量、安全、工期、投資、環保、穩定等各項目標。