鐵路大型高速普速共構(gòu)車站增設(shè)固定真空卸污系統(tǒng)施工研究

郭斌

摘要：鐵路既有客站增設(shè)固定真空卸污系統(tǒng)是適應(yīng)鐵路發(fā)展的必然趨勢，也是自覺落實(shí)國家環(huán)保政策的要求之所在。本文以合肥站增設(shè)固定真空卸污系統(tǒng)施工為例，對既有大型高速、普速共構(gòu)站增設(shè)該項(xiàng)工程施工的重難點(diǎn)進(jìn)行分析研究并提出相應(yīng)措施。

Abstract： It is an inevitable trend for railway stations to add fixed vacuum discharge system to meet the development of railway， and it is also the requirement of consciously implementing the national environmental protection policy. Taking the construction of fixed vacuum discharge system in Hefei Station as an example， this paper analyzed and studied the key and difficult points in the construction of adding this project to the existing large high-speed and general-speed co-construction station， and put forward corresponding measures.

關(guān)鍵詞：真空卸污系統(tǒng);既有大客站;施工

Key words： the vacuum unloading system;existing large passenger station;construction

中圖分類號(hào)：U291.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）18-0207-04

0? 引言

隨著我國新《環(huán)境保護(hù)法》的實(shí)施，近年來環(huán)境保護(hù)治理力度的不斷加大，以及鐵路既有25G（K）型客車加裝真空集便裝置改造工作的快速推進(jìn)，全路安裝集便器的客車逐漸增加，新建客運(yùn)站和既有客運(yùn)站改擴(kuò)建時(shí)應(yīng)考慮增設(shè)列車密閉式廁所污物地面接收設(shè)施（以下簡稱：固定真空卸污系統(tǒng)）的必要性。在大型客站增設(shè)固定真空卸污系統(tǒng)，可以說是鐵路自身發(fā)展的需要，也是人民對依法建設(shè)“美麗中國”的期盼。

目前國內(nèi)的大型客站往往同時(shí)承擔(dān)了高速與普速列車雙重到發(fā)任務(wù)，而一般建成時(shí)間較早的既有客站，普遍沒有安裝固定真空卸污系統(tǒng)，且這些客站往往為了適應(yīng)我國鐵路提速、擴(kuò)能以及近年來鐵路的高速發(fā)展，新技術(shù)、新裝備的投入應(yīng)用，又都經(jīng)歷了次數(shù)不等的既有站場改造。再者隨著國家經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，旅客運(yùn)量在呈逐年聚增趨勢，由此帶來的列車運(yùn)行密度也在逐年攀升。

面對線路下面錯(cuò)綜復(fù)雜、線路上面設(shè)備設(shè)施密布，站內(nèi)來往人流、車流繁忙如織，集中了國鐵、地鐵、城市公交等多種交通方式的綜合交通樞紐的鐵路既有大型客站，增設(shè)固定真空卸污系統(tǒng)，如何做到“施工不行車，行車不施工，施工對行車不構(gòu)成影響”暨“新建工程與既有站場設(shè)備實(shí)施達(dá)到完美、協(xié)調(diào)，觀感質(zhì)量最佳”。作者認(rèn)為：這是個(gè)需參建各方認(rèn)真加以研究的一個(gè)課題。

1? 鐵路固定真空卸污系統(tǒng)及構(gòu)成概述

鐵路固定真空卸污系統(tǒng)由真空站（包括真空機(jī)組及信息管理設(shè)備）、卸污單元、卸污管道及輔助設(shè)備等組成。其工作原理為：用泵或者噴射器使卸污管道形成真空，在真空壓力差的作用下，將列車密閉式廁所污物，通過卸污單元進(jìn)入卸污支管，再進(jìn)入卸污干管，經(jīng)過真空站排到鐵路既有排污管或市政管網(wǎng)或污水處理設(shè)施[1][2][3]。

真空機(jī)組為整個(gè)真空系統(tǒng)的核心。真空機(jī)組設(shè)備的功能為：維持系統(tǒng)真空度、排污功能、自動(dòng)化控制、指示工作真空度及工作狀態(tài)。根據(jù)產(chǎn)生真空原理的不同，主要有三種形式，即在線凸輪機(jī)組、真空泵機(jī)組、噴射器機(jī)組。在線凸輪機(jī)組由凸輪泵、電機(jī)、PLC控制系統(tǒng)、附屬部件等集成裝配;真空泵機(jī)組由真空泵、真空罐、排污泵、控制設(shè)備及除臭裝置等輔助設(shè)備組成;噴射器機(jī)組由噴射器、噴射泵、收集罐、排污泵、控制設(shè)備及除臭裝置等輔助設(shè)備組成。

卸污單元的功能是：實(shí)現(xiàn)將鐵路車輛集便器污物抽吸至真空管道。它是由抽吸軟管、快速接頭、球閥、密封裝置及配件組成。根據(jù)抽吸軟管的形式不同，可分為伸縮架空式、盤繞式兩種真空卸污單元。

真空卸污管路的功能為：連接卸污單元與真空機(jī)組，利用壓差將污物輸送到真空機(jī)組。它是由管道、配件、連接件和密封件組成。

信息管理設(shè)備由計(jì)算機(jī)、組態(tài)軟件、視頻等組成。它具有信息顯示與傳輸功能，將系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息傳至中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的在線監(jiān)測和運(yùn)行狀態(tài)跟蹤。

2? 工程概況

依據(jù)上海局《關(guān)于公布全局主要客運(yùn)站增設(shè)固定吸污設(shè)施建設(shè)方案的通知》文件，在合肥站Ⅰ-Ⅱ股道間和7-8股道間各設(shè)一條固定式卸污線，每條卸污線安裝21套抽吸單元設(shè)備，設(shè)置1套真空機(jī)組，機(jī)組能力可滿足8個(gè)卸污口同時(shí)作業(yè)，目的是滿足本站通過或立折客車的卸污要求。其工程主要內(nèi)容為：在基本站臺(tái)淮南方向（蚌埠方向）既有花房處新建42.5m2半地下室結(jié)構(gòu)真空機(jī)組機(jī)房和容積100m3的鋼筋混凝土化糞池1座，機(jī)房安裝在線凸輪泵真空機(jī)組和信息監(jiān)控管理設(shè)備各1套;在1-II道、7-8道間各安裝21個(gè)共計(jì)42個(gè)盤繞式真空卸污單元設(shè)備;在1-II股道間直埋敷設(shè)、7-8股道間敷設(shè)于股道間既有排水溝內(nèi)，平行于卸污線管徑為dn160mm、長度1155m的縱向真空卸污干管（以下：簡稱干管），在站端淮南方向（蚌埠方向）敷設(shè)連接兩條縱向干管通向真空機(jī)組間與真空機(jī)組相連的管徑為dn225mm、長度65m的橫向過軌真空干管;其他電力、給排水、通信信息及相關(guān)配套等。

3? 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

3.1 合肥站圖定旅客列車117.5對（其中動(dòng)車組列車24對），站內(nèi)來往動(dòng)車、客車密度很大，運(yùn)輸部門只能按圖定天窗點(diǎn)每日2h安排施工（23：50分至次日1：50分），而敷設(shè)的真空卸污干管又位于兩高站臺(tái)間的兩線間，經(jīng)測算，2h的天窗點(diǎn)實(shí)際能用于施工作業(yè)的時(shí)間只有70min。利用天窗點(diǎn)人工開挖埋設(shè)真空卸污干管，且必須做到“點(diǎn)內(nèi)開挖、點(diǎn)內(nèi)恢復(fù)、到點(diǎn)開通”。管道安裝需要工作面，施工時(shí)間不足、效率低下、安全壓力太大的問題突出。

3.2 該站1-II道間既有12根H型電氣化鋼支柱、23處客車給水栓臺(tái)座、4根跨線人行天橋鋼結(jié)構(gòu)柱，軌控設(shè)備一套和給水主干管一條;7-8道間既有鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚柱22根，23處客車給水栓臺(tái)座，4根跨線人行天橋鋼結(jié)構(gòu)柱。另外：1-II道H型接觸網(wǎng)支柱為擴(kuò)大基礎(chǔ)，與竣工圖不符;7-8道線間距為5m，線間排水溝本身截面不大且溝內(nèi)已經(jīng)敷設(shè)了給水管，鋼結(jié)構(gòu)無柱雨棚柱基礎(chǔ)為大基礎(chǔ)。空間不足，卸污單元、卸污干管敷設(shè)，可以說是“無門無路”，如何滿足安裝技術(shù)條件是一道繞不開的難題。

3.3 該工程概算約1000萬元，且項(xiàng)目單一，主要是設(shè)備安裝，實(shí)際涉及專業(yè)眾多，如：站場、車輛、給排水、電力、通信、信息、房建等專業(yè)。主觀上設(shè)計(jì)單位重視不夠、專業(yè)配置缺失，如：僅配備了給排水專業(yè)人員，普遍缺少站場、車輛等專業(yè)。客觀上設(shè)計(jì)單位很少配備專職駐站防護(hù)員和現(xiàn)場防護(hù)員，按現(xiàn)行既有線施工安全管理辦法，無法上道開展既有線勘察設(shè)計(jì)現(xiàn)場調(diào)查、量測;同時(shí)隨著我國鐵路新技術(shù)、新裝備的不斷發(fā)展和普速鐵路的提速改造等，既有大型客站均經(jīng)歷至少一次以上的站場改造，因當(dāng)時(shí)條件下的工期進(jìn)度要求等，造成站改后現(xiàn)存的設(shè)計(jì)、施工、竣工圖紙資料文件之間存在偏差等問題不同程度存在。上述主客觀及其它綜合原因等，使得此類工程設(shè)計(jì)深度、前期現(xiàn)場調(diào)查、指導(dǎo)性施組編制等方面均不同程度存有問題，以致工程實(shí)施難度很大、甚至無法實(shí)施。如：該工程原設(shè)計(jì)要求1-II道間真空卸污干管與既有客車給水管溝同溝敷設(shè)，而實(shí)際上1-II道間根本就不存在客車給水管溝;擬建真空卸污干管橫向過軌徑路正下方是在用的行包地道，不具備施工條件;擬建化糞池位置下方是南北人行地道，空間內(nèi)存在無柱雨棚柱基礎(chǔ)、窨井等構(gòu)筑物，同樣不具備施工條件等問題;擬建真空機(jī)房位于基本站臺(tái)靠車站圍墻側(cè)，基本站臺(tái)為高站臺(tái)，施工需對基本站臺(tái)進(jìn)行明挖而損壞站臺(tái)面，另基本站臺(tái)上有一條平行于線路方向用于電力、信號(hào)、通信、信息等纜線敷設(shè)的綜合槽溝，施工困難極大。前期設(shè)計(jì)問題多，施工難題較多。

3.4 既有站線路下埋設(shè)的纜線和各管溝線槽眾多，地下情況復(fù)雜，圖紙不齊全或與實(shí)際不符，需挖探;同時(shí)需采取避繞、防護(hù)、割接、遷改等;兩線間敷設(shè)真空卸污管、既有給排水管溝清淤等工程在電氣化區(qū)段施工。既有線施工安全控制難度極高。

3.5 構(gòu)筑物-真空機(jī)組泵房位于基本站臺(tái)淮南方向（蚌埠方向）既有花房處，施工場地狹窄，且處在臨近營業(yè)線施工范圍內(nèi)。大型挖機(jī)、吊車等機(jī)械設(shè)備無進(jìn)場通道，另擬安裝的真空凸輪泵機(jī)組設(shè)備總重量2900kg，機(jī)組尺寸L×W×H=3130×1050×2000mm。構(gòu)筑物施工和真空機(jī)組吊裝同樣是個(gè)不小的難題。

3.6 工程施工區(qū)域地處既有客運(yùn)站內(nèi)，站內(nèi)到發(fā)中轉(zhuǎn)旅客列車多，旅客多，施工地點(diǎn)土方、材料、設(shè)備的進(jìn)出場困難。施工場地具有特殊性。如何保證運(yùn)輸、旅客及施工安全，做到運(yùn)輸、施工兼顧，并對本站列車通行及旅客進(jìn)出的干擾降至最低也是本工程的難點(diǎn)之一。

3.7 本站的圖定天窗點(diǎn)為23：50分至次日1：50分。因此本工程涉及既有線的施工部分，均集中在夜間，且施工條件受制因素多。施工人員的人身安全、施工質(zhì)量控制也是同類工程的難特點(diǎn)之一。

3.8 車站兩端均無平過道，加之站臺(tái)為高站臺(tái)，施工場地困難，存在大量二次搬運(yùn);再者每個(gè)施工封鎖點(diǎn)能利用的時(shí)間明顯不足，為了確保封鎖點(diǎn)內(nèi)施工任務(wù)，除了需嚴(yán)密組織外，更多的是增加人員和機(jī)械，使得工程成本，尤其勞動(dòng)力成本加大量驚人。本項(xiàng)目涉及既有線部分施工時(shí)，無量（工程數(shù)量）有價(jià)，且設(shè)計(jì)未考慮的問題突出。

4? 對策措施

4.1 做細(xì)做實(shí)施工圖現(xiàn)場核對、比選、優(yōu)化及變更

由建設(shè)單位牽頭，與運(yùn)輸部門（車站）溝通，利用站控天窗點(diǎn)，組織設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和設(shè)備管理單位共同參與，開展現(xiàn)場挖探、量測、詳實(shí)調(diào)查，并組織召開工程涉及的各相關(guān)既有設(shè)備管理單位（部門）、工程接管單位以及設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等各參建單位共同參加的協(xié)調(diào)會(huì)，協(xié)力推進(jìn)深化設(shè)計(jì)、指導(dǎo)性《施組》編制工作。

4.2 科學(xué)編制實(shí)施性《施組》，并做到動(dòng)態(tài)優(yōu)化

采用“分塊（注：化糞池與真空機(jī)房土建施工為一塊;卸污干（支）管敷設(shè)與管溝開挖股道間施工為一塊;卸污單元與真空機(jī)組設(shè)備安裝為一塊）”同步，最后貫通，并以真空卸污干（支）管敷設(shè)、卸污單元設(shè)備安裝為控制主線，緊扣安全質(zhì)量主題，過程中采用工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)組織均衡各分項(xiàng)工程施工，全程抓住關(guān)鍵工序，時(shí)時(shí)盯牢各分項(xiàng)工程時(shí)間、空間上的充分利用與緊湊搭配，實(shí)現(xiàn)合理交叉作業(yè)，同步運(yùn)用動(dòng)態(tài)管理手段，對非關(guān)鍵工序平衡調(diào)動(dòng)施工人員和機(jī)具設(shè)備，但特殊崗位人員應(yīng)杜絕穿插使用，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源合理配置，工程建設(shè)的有序推進(jìn)。以此原則方法，來編制實(shí)施性《施組》并抓好動(dòng)態(tài)優(yōu)化與落實(shí)，努力縮短既有線施工時(shí)間，盡量降低人工成本。

4.3 真空卸污單元布置

滿足鐵路建筑限界要求，以機(jī)車停車標(biāo)為參照物，與上水單元的中心距不應(yīng)小于3m，作業(yè)半徑按4-10m掌握，原則上間隔25m對位布置，全程覆蓋530m長（列車編組21輛）。如既有站場不滿足間隔25m對位布置，可考慮列車首尾編組隔離車（宿營、發(fā)電、行李車）輛的集便器“爆箱”幾率趨于零，作業(yè)半徑按4-13m掌握，在滿足作業(yè)需要的前提下，兼顧整條卸污線觀感質(zhì)量，統(tǒng)籌綜合考慮對間隔密度距離進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。（卸污設(shè)備單元平面圖詳見：圖1、圖2、圖3）

4.4 線路間縱向干管敷設(shè)

干管外徑距枕木頭的間距不應(yīng)小于0.7m（注：滿足日常線路養(yǎng)護(hù)和大機(jī)搗固），干管底標(biāo)高為軌面下0.7-0.9m。干管按污物流向坡度宜大于1‰，鋪設(shè)時(shí)宜由低向高處進(jìn)行，整條干管線應(yīng)坡向真空站，不允許反坡。所有支管與干管相連時(shí)其接點(diǎn)應(yīng)在水平軸向上方，連接角度應(yīng)保證液體流向真空站，且回流量小。管路連接應(yīng)使用Y型支管與Y型接頭（最大45°），不允許使用直三通和90°配件（注：防止紊流產(chǎn)生）[2]。敷設(shè)干管如遇各種障礙物需繞避時(shí)，可采用加裝11.5°或22.5°或45°彎頭連接進(jìn)行水平轉(zhuǎn)向或垂直轉(zhuǎn)向，如需穿越障礙時(shí)，可采取設(shè)置提升節(jié)點(diǎn)，但需保證兩個(gè)提升段之間的最小連接距離低于60m。

4.5 端部橫向干管敷設(shè)

4.5.1 干管徑路的選擇方法

一是能滿足所安裝的真空機(jī)組整條卸污線抽吸最大距離參數(shù)要求;二是能滿足在不小于軌面下1.3m及以上空間范圍內(nèi)，按坡度1‰，可敷設(shè)直徑不小于300mm的鋼套管條件;三是徑路的選線盡量避開車站咽喉、岔區(qū);四是如真空機(jī)房在高站臺(tái)站臺(tái)面?zhèn)龋瓌t上不要選破拆高站臺(tái)墻徑路。

4.5.2 過軌預(yù)埋套管溝開挖

采用封鎖+慢行，明挖敷設(shè)鋼套管，開挖寬度為兩軌枕寬，深度為預(yù)埋管底至軌面1.3-1.8m范圍內(nèi)。開挖施工時(shí)，對路基及道床進(jìn)行覆蓋，兩側(cè)用擋板防止道砟滑落。如遇天窗點(diǎn)內(nèi)無法完成施工，需在天窗點(diǎn)內(nèi)及時(shí)恢復(fù)線路;如遇隔天封鎖，預(yù)埋的鋼套管接頭處采取保護(hù)，恢復(fù)原樣。預(yù)埋鋼套管按1‰坡度要求敷設(shè)，連接接頭設(shè)置在枕木頭0.7m以外的兩線間，嚴(yán)禁接口設(shè)在線路下，接頭采用法蘭連接。

4.6 線路間干管直埋

采用“分段、滾動(dòng)、流水、蠶食”作業(yè)模式。即當(dāng)日封鎖天窗點(diǎn)內(nèi)，管溝開挖、干支管及電力與給水管敷設(shè)、回填恢復(fù)一次性完成，同時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)態(tài)管理，確保管溝開挖長度與回填恢復(fù)長度絕對保持一致。開挖采取人工作業(yè)，對路基及道床進(jìn)行覆蓋，開挖出的土方裝袋，回填多余土方及時(shí)外運(yùn)，不得污染道床。另嚴(yán)格執(zhí)行所有涉及到的既有設(shè)備管理單位監(jiān)督員未到現(xiàn)場監(jiān)護(hù)，禁止上線作業(yè)的“紅線”紀(jì)律。

4.7 線間既有排水管溝內(nèi)干管敷設(shè)

一是采取對既有排水溝進(jìn)行淤積清理，在滿足限界要求的前提下對部分截面積不足段擴(kuò)改等方法，盡量降低敷設(shè)干管對線路排水功能的影響。二是干管需敷設(shè)在給水管下方，干管與既有給水管之間敷設(shè)物理隔板。三是做到管道固定牢靠，管道支撐間距符合設(shè)計(jì)要求，固定支撐件的位置正確。

4.8 真空機(jī)組吊裝

一是提前介入，土建組對真空機(jī)房和機(jī)組設(shè)備基礎(chǔ)施工開始前時(shí)，就邀請?jiān)O(shè)備廠家派精干技術(shù)人員到現(xiàn)場直接參與土建工程的定位軸線、基礎(chǔ)軸線、地腳螺栓、節(jié)點(diǎn)預(yù)埋件的平面位置及標(biāo)高等方面的施工過程控制;二是泵房屋蓋由現(xiàn)澆混凝土改鋼結(jié)構(gòu)，建議設(shè)計(jì)院做變更設(shè)計(jì)，真空機(jī)組使用扒桿葫蘆方法就位。

4.9 既有線（鄰近既有線）施工安全控制要點(diǎn)

本工程為可單獨(dú)發(fā)揮效益項(xiàng)目。卸污干（支）管敷設(shè)、管溝開挖和卸污單元及附屬配套設(shè)備安裝屬既有線施工，化糞池與真空機(jī)房土建和真空機(jī)組設(shè)備安裝兩部分則為鄰營施工。一是嚴(yán)格依法、依規(guī)、按標(biāo)和程序，編制《營業(yè)線（鄰近）施工方案》并落實(shí)審核和批準(zhǔn)流程，對經(jīng)批準(zhǔn)的《方案》，執(zhí)行中做到不折扣、不走樣;二是劃定“紅線”禁區(qū)，并做到“以紅線保底線”;三是與車站溝通，在滿足車站要求的前提下，劃定并公示施工人員進(jìn)出站及通往施工區(qū)域行走徑路和材料、設(shè)備、機(jī)具進(jìn)退場運(yùn)輸路徑;四是選擇合適位置設(shè)置固定施工配電箱，確保施工和夜間照明用電，同時(shí)做好用電安全保護(hù)工作;五是對本項(xiàng)目施工過程中可能遇到的安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，采用“一圖四表”法（注：一圖為風(fēng)險(xiǎn)公示圖;四表指風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)分析登記表、風(fēng)險(xiǎn)控制計(jì)劃責(zé)任展開表、風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)過程監(jiān)控表和風(fēng)險(xiǎn)處置結(jié)果評定表），進(jìn)行全面的辨識(shí)、分析、評估、管控;六是對參與施工人員，進(jìn)行全員既有線施工安全培訓(xùn)，且考試成績需達(dá)90分及以上。

4.10 質(zhì)量控制關(guān)鍵及方法

真空卸污是設(shè)備安裝、真空管道敷設(shè)、系統(tǒng)檢驗(yàn)調(diào)試等過程的系統(tǒng)集成。真空機(jī)組、卸污單元為集成裝配，因此，質(zhì)量控制關(guān)鍵為卸污干（支）管敷設(shè)及管路連接。為此，一是堅(jiān)持以工藝保質(zhì)量理念（圖4工藝流程祥見）。二是要編制合理可行的安裝、焊接施工工藝文件，組織施工人員學(xué)習(xí)相應(yīng)安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并考試。三是干（支）管敷設(shè)使時(shí)，要重點(diǎn)盯控好管路中心軸線、高程控制以及穩(wěn)管環(huán)節(jié)。四是管路連接施工時(shí)，要重點(diǎn)把注電熔焊連接環(huán)節(jié)。

5? 結(jié)語

既有站場增設(shè)站場設(shè)備，一般都會(huì)遇到安裝位置或者說安裝線位選擇困難、技術(shù)條件不能完全滿足，施工干擾列車運(yùn)行甚至對列車運(yùn)行安全構(gòu)成威脅等問題，通過對具體施工案例的研究，提出的一些方案、技術(shù)措施，可供類似工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工參考，且在前述工程中得到實(shí)際應(yīng)用，有效地保障了施工和運(yùn)輸?shù)募骖櫍蔀榻窈箢愃乒こ烫峁┯幸娴膮⒖肌?/p>

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