施工介入设计对提高工程质量影响的研究

彭 超

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

工期、质量、投资是影响铁路建设质量的三个重要因素，控制好这三个因素，保证铁路建设健康、稳定、快速的发展，需要从铁路建设的两个基本阶段入手。铁路建设分为两个阶段:设计阶段和施工阶段，广大的铁路设计工作者和施工人员在长期的铁路建设实际中积累了丰富的经验。近年来经济环境的要求，国家大力发展基础设施建设，铁路迎来了又一个发展高峰，诸多项目投入实施，项目多、投资大、时间紧，在这种情况下要保证铁路建设的质量，不仅要求设计和施工人员在各自的领域发挥聪明才智，更需要在如何做好设计和施工阶段的衔接上进行深入研究。这两个阶段是构成铁路建设的有机整体，二者交叉配合、联系紧密，设计是脑，施工是手，设计的成果需要施工来实现，没有成熟的施工手段再优秀的设计成果也只能沦为纸上谈兵。同样，施工要服从于设计，严格按照设计图纸资料进行，准确反映设计的意图。由此可见，若设计与施工的衔接出现问题，将导致工期延误，质量不保，投资无法控制，严重影响铁路建设的成效。

1 铁路设计和施工阶段的划分

铁路建设项目设计一般包括四阶段，预可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图。预可行性研究报告是项目立项的依据，线路专业进行拟建规模、线路起迄点和线路走向方案的研究，提出铁路有关主要技术标准、主要工程内容、主要工程数量。可行性研究文件是项目决策的依据，线路专业应解决线路方案 、接轨方案、线路主要技术标准的研究，提出主要工程数量、主要设备概数、用地及拆迁概数。初步设计文件是项目建设的主要依据，线路专业应确定专业设计原则，解决设计方案和技术问题，提出工程数量、主要设备数量、用地及拆迁概述数量。施工图文件是工程实施的依据，应为施工提供需要的图表和必要的设计说明，其中与施工最为密切的是施工图设计，它主要提供施工需要的图纸、表格和设计说明，是施工单位施工的依据。目前，整个铁路勘测设计的时间约占整个建设周期的三分之一。

铁路施工阶段按照作业内容通常可分为准备作业、辅助作业、基本作业。准备作业是线路施工必要的准备工作;辅助作业是指为铁路施工而修建的临时工程，如大型临时设施、小型临时设施、过渡工程、临时房屋等;基本作业是铁路基建工程中的主要部分，建成后成为固定资产移交的项目，如路基、桥涵、通信、信号等。在铁路工程施工中，从准备工作开始至正式交付运营大致可分为三个阶段。

第一阶段:从准备工作至通行工程列车阶段，约占全部工程75%，包括准备工作、辅助工作、路基、桥涵、隧道、铺轨、铺砟等工作，为新建铁路基本建设的主要部分。

第二阶段:从通行工程列车至临时运营阶段，约占全部工程的20%，包括通信、电力、房屋建筑、给排水、电气化、运营生产设备及建筑物，以及部分站前未完工程等。

第三阶段:由临时运营至正式交付运营阶段。约占全部工作的5%，包括前两阶段的少量未完工程及线路备料、沉落整修等工作。

2 目前两阶段衔接的问题及建议

铁路设计周期过长不适应快速发展的需要。按照基建程序，必须前一阶段的设计经过批准方能开展下阶段的设计工作。由于各种原因，项目建议书的批复时间较长，而有些项目建议书和可研报告批复后又要求立即开工，这样给施工造成了极大的压力，为了减少此类影响，设计阶段中应该根据实际情况，对于项目确定，方案单一稳定的适当进行超前勘测和设计，加快勘测设计进度，缩短设计周期，从而缩短整个项目的建设周期。

初步设计和技术设计阶段设计内容中需要编制施工组织设计，以指导施工并确定工程投资。但因设计单位对具体施工单位的施工装备、人员状况、辅助施工设计、过渡工程措施、细部施工工艺等情况不了解，使设计的施工组织设计与实际情况脱节，经常引起变更和工期推迟，不利于投资控制和指导施工;如能在技术设计阶段，施工部门参与施工组织设计，有的放矢，结合施工实际编制施工组织，既完善了设计，又使得施工单位提前参与到工程中，节约了准备的时间。

在施工准备阶段，一些城区内的项目，受征地、拆迁、补偿、用水用电、施工占道等问题限制，严重影响施工进程，如果施工单位能够参与设计部门定测阶段的征地、拆迁调查协议工作中，提前暴露一些问题，在设计中采取一定措施，可减少此类问题对施工的影响。

在当前铁路建设过程中，缺少一支高水平的接口管理工程师队伍来承担从设计至施工全过程的工程监控，这只队伍应该具备相当的设计和施工经验，负责调整技术时空界面，并制订具有技术法规性质的接口管理守则，保证在设计和施工中切实执行。同时，接口工程师还应提高各专业设计和施工工程技术人员的技术水平和责任心，防止专业队伍之间的矛盾冲突。在新建客运专线建设中对这种工程管理模式运用不足，因而常发生桥梁与地基，桥梁与轨道、站场与信号、站场与轨道、路基与排水的接口界面不明，甚至设计参数的测定和提出也相互推诿。某些工程项目完成后，验收中才发现问题，这一教训应在今后建设中吸取。

3 津秦客运专线工程京哈转秦沈联络线Ⅰ类变更

3.1 变更原因介绍

在津秦客运专线初步设计批复中，考虑到客运专线已经区域成网，出关客运通道秦沈客运专线与京哈线沈山段的分工为:秦沈客运专线与津秦、哈大客运专线配套，运行动车组为主，形成进出关快速客运通道;沈山线以货运为主，并开行部分普速旅客列车。同时在唐山地区设京哈线与津秦客运专线联络线，京哈线北京方向的动车组经该联络线上津秦客运专线运行;普速旅客列车除少量在秦皇岛站转秦沈客运专线运行外，其余均经沈山线运行。

2009年铁道部与河北省拟建京唐城际铁路，该项目建成后，原京哈线运行的动车组改经京唐城际运行。为与京唐城际工程配套，津秦客运专线公司上报唐山地区京哈线与津秦客运专线联络线工程的Ⅰ类变更设计，铁道部同意取消唐山地区京哈线与津秦客运专线联络线工程，津秦客运专线设老庄子线路所，预留京唐城际接入条件(如图1所示)。

图1 京秦联络线线路方案示意

根据初拟的津秦客运专线开通后出关旅客列车开行方案，京哈线转秦沈客运专线列车为53对，其中普速客车31对，动车组22对(基本维持现图)。原设计没有考虑秦沈客运专线运行由京哈转线的普速列车跨线疏解的径路，另京哈线北京方向的跨线动车组因京唐城际与本线工期不同步，仍由京哈线运行。这样跨线客车在秦皇岛站与正线平面交叉严重，设置联络线疏解解决客车交叉是必要的。

3.2 主要技术标准

(1)铁路等级:客运专线;(2)正线数目:单线;(3)正线间距:5.0 m;(4)最大坡度:15‰;(5)最小曲线半径:800 m;(6)牵引种类:电力牵引;(7)列车种类:电动车组;(8)到发线有效长度:650 m;(9)列车控制方式:自动控制;(10)闭塞类型:综合调度集中。

3.3 总体方案介绍

(1)下行联络线方案

在龙家营站增加京哈转秦沈客运专线的通路，龙家营站咽喉区局部改造，将客车运行通路改为18号道岔，满足客车运行条件。下行方向通过18号道岔侧向接入既有到发线，中穿龙家营站货运到发场，利用预留好的柳龙联络线下钻秦沈客运专线，并在秦沈K308+450附近通过18号道岔并入秦沈客运专线下行线。下钻秦沈客运专线处净空6.9 m。

(2)上行联络线方案

在秦沈客运专线上行线秦沈K306+700处插入1组18号道岔，引出上行联络线，并行既有秦沈客运专线，上跨龙港路、八三油库专用线、改建后京哈双线、柳江地方铁路，再折回上跨柳江地方铁路、秦沈客运专线双线及京哈上行线，在K304+000处通过18号道岔并入京哈上行线，并设安全线1条，(津山)京哈下行线相应向北改移。

3.4 施工介入介绍

由于此次变更设计在龙家营站附近，期间要多次穿越并行数条既有线，其中包括客运繁忙的秦沈客运专线、原津山左右线以及油库专用线，沿线控制点较多，地下管线复杂，对线路的平纵面要求较高，而且设计后马上要投入施工，工期非常紧张。在获悉设计人员到达现场进行勘察设计以后，中铁六局的工作人员迅速与设计人员进行了联系沟通，多次到达设计现场与设计人员一起从后期的施工角度来完善方案，利用施工单位的便利条件为现场的勘察人员顺利开展工作提供了帮助。其中包括:

(1)提前开展拆迁工作，解决后期难题。下行联络线出龙家营站经过龙家营村，对村子沿铁路的一条水泥路造成了占压，此处需要对该路进行改移，这样要拆迁几户人家。此前了解到铁路项目在此处拆迁时，由于种种原因遇到了一定的阻力，为防止后期施工时受到影响，在现场勘察设计人员与该村进行立交协议签订时，施工单位主动提出与设计人员一起与该村进行接触，与村民协商拆迁补偿等一系列事宜，解决了村民的后顾之忧，同时为后期施工减小了阻力。

(2)协助设计人员签订上线测量安全协议。此次变更设计涉及客流密度较大的秦沈客运专线，测绘工作的作业时间只能在周一～周四中午12:00～13:30的天窗时间，需要签订安全协议并由工务段出防护人员和驻站人员。与铁路局多次协商未果，使得现场的勘察进度受到影响，了解到这种情况，中铁六局的工作人员主动与秦皇岛工务段联系，利用施工单位的便利条件，经过多次沟通，最终顺利签订了安全协议，使得现场的勘察设计工作得以及时顺利的开展。

(3)提前介入管线迁改工作，减小后期施工压力。此次联络线修建的段落，地下管线复杂，并且涉及多条重大输油管道和氨气管道，前期不排查清楚会给后期施工造成不小的难度。鉴于此，中铁六局的工作人员配合我院现场的配合施工人员，由秦皇岛发改委牵头，召集涉及到的各产权单位，一起协商管线的迁改工作，并且多次与设计人员一起到与各产权单位进行现场管线位置确认，确保了管线资料的完整可靠，为后期施工扫除了障碍，大大缩短了工期。

(4)介入现场设计，优化线路方案。

由于上行联络线的修建，既有津山左线需要向外改移。此前该线已经施工了一部分，其中东里庄中桥已经开始修建。为了避免废弃工程，线路平面线位决定利用该段桥，但是桥梁施工已经进行了一段时间，而新线位的纵断面与原桥有差异，能否利用尚未可知。在这种情况下，中铁六局的工作人员主动拿出施工图纸与现场的设计人员研究，将梁部结构形式进行了修改，在符合桥梁结构的规定下满足了线位纵断面的要求，不仅避免了废弃工程而且缩短了工期。

上行联络线与既有秦沈客运专线和津山左线发生交叉。出工前的方案准备尽量不动津山右线，使上行联络线以小角度跨越既有线。中铁六局的工作人员在了解到相关情况后，主动与设计人员沟通，提出从施工角度看，此处小角度跨越既有线，施工空间非常紧张，而在现有的施工条件下需要保证上行联络线跨秦沈线的框架墩基础距离秦沈线和津山右线的最小间距为5.5 m，此处不改津山右线，届时施工将无法实施，如要大幅度改移右线还需考虑对沿线两处控制点(煤场和秦东站分解场机车回转线)的影响。鉴于此，研究了三个方案:小改津山右线方案、小改津山右线修过渡线方案、大改津山右线方案。

3.5 比较方案介绍

小改津山右线方案:满足京哈－秦沈上联跨越既有秦沈客运专线时桥墩的摆放要求，对既有津山上行线进行了局部改线，改线长度为0.7 km，此处桥梁结构采用框架墩(钢桁梁吊装)，二次跨越既有津山右线时也采用框架墩(钢桁梁吊装)。

小改津山右线修过渡线方案:为进一步改善施工条件，在小改津山右线的基础上加一条过渡线，过渡线长0.75 km，这样桥梁跨越改津山右线时采用框架墩(现浇混凝土横梁)，二次跨越既有津山右线时也采用框架墩(钢桁梁吊装)。

大改津山右线方案:为彻底解决桥梁跨越秦沈客运专线后再次跨越津山右线施工间距所带来的问题，采用大改津山右线的方式，改线长度为1.45 km，与京哈—秦沈上联无交叉(如图2所示)。

各方案优缺点如表1所示。

此处不同方案的工程数量均以桥涵比重最大，各方案桥涵数量及费用如表2所示。

综合桥梁路基轨道等专业数量费用，结合方案优缺点分析，现场设计决定采用小改津山右修过渡线方案。在此次的方案研究过程中，施工单位的工作人员多次到达设计外业现场与桥梁等相关专业探讨方案问题，从施工的角度提出了建议和意见，使方案最大程度上满足后期施工的要求，保证了变更设计的质量。

图2 京秦上联方案比较示意

表1 方案优缺点比较

表2 桥涵数量及费用对比

4 结束语

在本次变更设计的勘测过程中，施工单位积极介入到勘察设计过程中，为顺利开展勘测工作和方案的优化稳定提供了重要支持，再一次从实际角度证明了施工介入设计对提高整个项目建设质量带来的有利影响。施工和设计作为铁路建设中两个主要的环节，在近几年的铁路建设高潮的推动下，各自得到了长足的发展。各种新技术、新工艺和科学管理的方法在设计和施工中得到了有效利用。应该注意的是，施工和设计不仅是铁路建设的主要环节，更是联系最多、配合最密切的两个环节，要提高整个建设水平只是增强各自的实力还不够，还要科学的组织好两个阶段的协调和配合，使得两个阶段有效衔接，强强联合。综观铁路市场的发展，走出国门开发国际市场势在必行，与国际上成功的跨国工程公司相较，我们在施工和设计的水平上还存在一定差距，在这种情况下，更要加强施工跟设计的配合，组成一个互相促进的施工设计联合体，提高整体作战能力。总之，做好施工跟设计的衔接，对铁路建设质量的提高有很大影响，是一个值得深入探讨的课题。

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