设计阶段铁路工程施工组织设计的探讨.pdf

收稿日期 2010 －10 －26 作者简介 黄静 1975 － ，女，湖南人。工程师，从事工程设 计研究工作。E- mail 474519414 qq． com。 设计阶段铁路工程施工组织设计的探讨 黄静 中铁二院工程集团有限责任公司南宁分院，南宁530022 摘要 为做好设计阶段铁路工程的施工组织设计，提出技术先进、经济合理的施工组织方案， 应重视施工调查，抓住关键线路及做好大临工程设计等，并通过具体案例加以分析，为铁路工程施工 组织设计提供经验和参考。 关键词 设计阶段; 铁路工程; 施工组织设计 中图分类号 U215. 1文献标志码 B 文章编号 1003 －8825 2011 02 －0181 －03 0引言 施工组织设计是工程设计文件的重要组成部分， 是优化工程设计、编制工程概算及控制工程投资的重 要依据，也是组织工程建设和施工管理的指导性文件。 做好施工组织设计对优化工程设计、指导施工、降低 工程造价及提高工程效益都具有重要作用。本文对设 计阶段铁路工程如何做好施工组织设计加以探讨，为 从事施工组织设计的同仁提供一些经验和参考。 1设计阶段施工组织设计的工作重点 施工组织设计是一项系统工程，在设计和施工阶 段，编制的重点各有不同。设计阶段施工组织设计的 工作重点见表 1［1 ］。 表 1设计阶段施工组织设计工作重点 名称工作重点 概略施 工组织 方案意 见 以预可行性研究提出的建设项目主要技术标准和方案为 基础，根据主要工程内容和分布情况，侧重研究主要控 制工程的施工方案，提出建设项目总工期意见，为编制 投资预估算提供基础，为项目立项提供技术支持 施工组 织方案 意见 以可行性研究提出的主要技术标准和方案为基础，根据 主要工程内容和分布情况，侧重研究控制工程和重难点 工程的施工方案，经施工组织方案比选，提出建设总工 期推荐意见、主要大型临时设施设置方案及所需主要工 装设备数量、分年度完成的主要工程量及投资、主要工 程和控制工程的工期和施工方法、顺序、进度等，为编 制投资估算提供基础，为项目决策提供技术支持 施工组 织设计 意见 以初步设计确定的主要工程内容和分布情况为基础， 根据批复的可研阶段确定的总工期和施工组织方案， 对控制工程、重难点工程和各专业工程的施工方案、 施工方法，资源配置、大临和过渡工程等进行全面深 化和优化设计，为编制设计概算提供基础，为制定基 本建设投资计划提供基础 2做好施工组织设计的方法 2. 1重视施工调查 铁路项目由于点多、线长，施工调查是一项繁重 的任务。如何做好施工调查工作，应着重注意以下 几点。 1 调查准备。①熟悉线路的方案、标准等。根 据新线和既有线结合的情况，将可能设置铺轨基地的 方案以及桥隧的分布情况，将可能设置制 存梁 场的方案拟出，以便调查的时候进行现场核对; ②概 略的熟悉沿线地形地貌、道路交通及河流分布，对线 路所经地区要有一个总体把握。 在调查工作开始前，做好准备要对线路和工程概 况以及工作重点形成清晰的思路，才能在调查中起到 事半功倍的效果。 2调查重点。施工调查的重点砂、石和水 在当地料的资源，铺轨基地和制 存梁场，道路 交通。客运专线由于大量采用高等级耐久性混凝土， 对其骨料要求很高 粗骨料要选用强度高、颗粒表面 粗糙、不含针状片状颗粒和粘土杂质，如石灰岩、花 岗岩、辉绿岩等质地坚实且具有足够强度的碎石。评 定粗骨料强度的指标有岩石抗压强度和碎石压碎值。 标准要求混凝土强度等级为 C60 及以上时应进行岩石 抗压强度检验，岩石抗压强度与混凝土强度等级之比 不应小于 1. 5。骨料的颗粒形状应选择三维长度相等 或相近的球体或立方体形颗粒 ［2 －4 ］。同时，粗骨料的 最大粒径一般控制在19 mm 左右。而其细骨料宜选择 坚固性好、含泥量小于 1. 0 的天然河砂，细度模数 2. 7 ～3. 7、级配区间为Ⅱ区的中、粗砂。若无砂源应 选好石材制作砂料 ［5， 6 ］。客运专线施工调查，应重点 围绕骨料问题进行。砂、石料场的调查要取样并下达 试验勘察任务书，整理并分析试验资料是否满足设计 要求。水源调查也需取样化验，检验水质能否满足施 工及生活用水的要求。铺轨基地的调查主要根据外业 181黄静 设计阶段铁路工程施工组织设计的探讨 调查准备工作拟定的可能选择铺轨基地的方案，对各 方案的既有铁路车站出岔、铺轨基地上线、场地地形 等条件进行踏勘。制 存梁场的调查也是根据外 业调查准备工作拟定的可能选择制 存梁场的方 案，对各方案的地形、上线及交通运输等条件进行踏 勘。道路交通的调查需要理清沿线既有道路关系，对 所经过的道路要记录其等级、宽度、状况、改扩建意 见等。 3编写施工调查报告。调查完毕，须根据 铁路工程施工组织设计指南填写施工组织调查表 格，编写施工调查报告，并将需要新建或改 扩 建的汽车运输便道在线路平面图上标注出来，为编制 设计概算 ［7 ］做好准备。 施工调查是编制施工组织设计和设计概 预 算的基础，只有把施工调查工作做细、做好才能编制 出符合工程实际的设计文件。 2. 2抓住关键线路 施工组织设计中施工总工期由关键线路确定，铺 架工程线和联调联试及运行试验，是施工组织设计的 两条主线。铺架工程线是统筹安排各站前工程的控制 线，联调联试及运行试验线是统筹安排站后配套工程 及系统调试的控制线。同时，施工组织设计应以技术 复杂的桥梁，以及特长、地质复杂的隧道、大型复杂 站房、无砟轨道路基和软土路基等控制工程为研究重 点。位于关键线路上的控制工程，在满足均衡生产的 前提下，对其施工方案和工期应进行技术经济比较， 从而优化施工总工期 ［1 ］。 中铁二院设计的大瑞线保瑞段就是一个施工组织 设计的经典案例。大瑞线保 山至瑞 丽段全 长 195. 738 km。保山隧道 DK145，长 16 km，高黎贡 山隧道 D210，长 35 km。全线桥隧比 71 ，T 梁 828 孔，铺轨 193 km，其中有砟109 km，无砟85 km。由 于大丽至保山段已经开工，总工期 5. 5 年，而瑞丽之 后的中缅铁路项目也已启动，要求保瑞段尽量缩短工 期。项目示意如图 1。 既有铁路仅在大理端，保瑞段的轨料、T 梁运输 可利用大保段。制 存梁场及铺轨基地设于保山 站。由于16 km 长的保山隧道距铺架基地仅9 km，属 控制工期的工程之一。高黎贡山隧道全长 35 km，且 地质条件复杂，辅助坑道设置较困难，属全线控制工 期工程。在铺架基地的设置上，很容易局限于常规的 设计思路 仅考虑可出岔的既有车站或其附近，T 梁 采用铁路架桥机架设。根据此思路，该线的铺架基地 仅能设于保山站，由保山向瑞丽方向单向铺架，但在 关键线路上的铺架工期约 11 个月，工期太长。因此 另辟蹊径，再做方案进行比较 方案一 在保山设铺架基地，铺架至高黎贡山隧道 进口，在高黎贡山隧道和瑞丽站之间的芒市站设 T 梁制 存 梁场，采用汽车架桥机先期架设高黎贡山隧道出 口至瑞丽段的 T 梁，待高黎贡山隧道贯通后再从该隧道 进口铺轨至瑞丽。关键线路的铺架工期约两个月。 方案二 在保山设铺架基地，铺架至高黎贡山隧 道进口，在芒市站设 T 梁制 存梁场及铺焊轨基 地，采用汽车运轨料 100 m 轨至该铺轨基地，用 铁路架桥机先期铺架完高黎贡山隧道出口至瑞丽段， 待高黎贡山隧道贯通后再单独进行该段无砟轨道的铺 设。关键线路的铺架工期约 0. 5 个月。 方案三 在保山设铺架基地，铺架至高黎贡山隧 道进口，在芒市站设 T 梁制 存梁场及铺轨基地， 采用汽车运轨料 25 m 轨至该铺轨基地，用铁路 架桥机先期铺架完高黎贡山隧道出口至瑞丽段，待高 黎贡山隧道贯通后再单独铺设该段无砟轨道，最后全 线一次性换铺长钢轨。关键线路的铺架工期约 1. 5 个月。 通过比较，方案二的工期最短，但汽车运 100 m 长轨难度较大，还需要改造一部分道路，造价高，不 推荐。方案一、三工期接近，但方案一的费用最省， 故推荐方案一。 全线的控制工程高黎贡山隧道的施工方法也是研 究的重点之一。一般采用钻爆法，再设置辅助坑道来 缩短工期，但工期太长，不满足要求。再对地形、地 质条件深入研究后，通过技术经济比选，采用 TBM 法 钻爆法 辅助坑道，有效缩短工期 6 个月。 在对关键线路的工期进行优化后，保瑞段的施工 总工期满足了业主的要求。 由此可见，在对项目的工期进行优化时，一定要 抓住关键线路上的工程工期进行优化，广拓思路对各 方案进行技术经济比选，才能提出技术先进可行、经 济合理的方案。 2. 3做好大临工程设计 铁路项目的大临工程主要包括铺轨基地、制 281 路 基 工 程 Subgrade Engineering2011 年第 2 期 总第 155 期 存梁场、混凝土拌和站、材料厂、铁路便线、便 桥、汽车运输便道、临时电力线路等。大临工程的设 计应根据工期要求，结合工程量、供料、运输、地形 等因素，经技术经济比选后确定配置方案、建设标准 和规模等。一般，大临工程投资约占静态投资的 1 ～3 ，做好大临工程的设计对控制工程投资具有重 要作用。在大临工程中，制 存梁场所占的比重 又是最大的，据不完全统计，梁场的投资约占大临投 资的 30 ～60 ，因此，大临工程设计的重点在制 存梁场的设计上［1， 7 ］。 制 存梁场的设计主要是确定梁场的个数及 规模。根据 T 梁架设施工工艺，梁场一般和铺轨基地 合并设置。对于箱梁制 存梁场，梁场的设置主 要是结合桥隧分布特点、地形、地质条件来综合考虑 的。根据运梁车的走行特点，运距一般不宜超过 20 km，且运梁车不宜通过长大隧道，梁场设置尽量靠 近桥梁集中地段，特别是梁孔数较多的长桥附近，以 缩短运梁距离，加快架梁进度。根据以上原则，在外 业调查之前，就须收集桥隧表，并在线路平面图上拟 选出梁场方案，在施工调查时重点踏勘。在确定了梁 场的设置地点及个数后，梁场规模的确定就是施工组 织设计的重点。 梁场的规模主要是由架梁进度控制的。以箱梁为 例，当运距为8 km 时，每天可架设 2. 0 双线孔; 当运 距为8 ～12 km 时，每天可架设 1. 5 双线孔; 当运距为 12 ～20 km 时，每天可架设 1. 0 双线孔。理论上，架梁 进度等于供梁进度。根据每个制梁台座每月可预制 5 ～ 7 孔梁、成品梁的形成时间约为 45 天，以及各梁场具 体的地质和地形条件确定的存梁方式 单层或双层 ， 可计算出每个梁场所需要的制 存梁台座的个数。 但用以上参数算出来的制 存梁台座个数是在架梁 进度要求最快的情况下的最大值。实际上，架梁进度 是可根据梁场供梁范围内允许的架梁工期进行调整的。 现以中铁二院做的广西沿海铁路钦北段的钦州北箱梁 制 存梁场为例进行说明。 钦州北箱梁制 存梁场位于钦北段的设计起 点 DK0 000 处，由于钦江双线特大桥位于 DK4 637 且为钢桁梁，受钢桁梁宽度的限制，运梁车无法通过 该桥主跨，而起点至钦江双线特大桥主跨前共有简支 箱梁 94 孔，钦州北箱梁制 存梁场就负责这 94 孔 箱梁的制架任务。若梁场的设计只是根据运梁距离小 于8 km，就简单地按每天架设2. 0 孔箱梁设计，需配 置 8 个制梁台座、48 个单层存梁台座及 16 个双层存 梁台座，架梁时间为 47 天。但经研究发现，该梁场 供应范围内无控制工期的工程，工期还有进一步优化 的可能，将主体工程工期压缩后，在满足总工期的前 提下，该段的架梁时间可达 100 天，由此反算出该段 的合理架梁进度应为 1 孔/天，设置 4 个制梁台座、 24 个单层存梁台座及 8 个双层存梁台座即可满足要 求，梁场规模压缩了近一半，投资大幅减少。 由此看出，梁场规模的确定，一定要结合工期来 考虑，不能盲目套用最快的架梁进度来设计梁场，造 成浪费。 3结语 设计阶段铁路工程 施工组织设计是一项系统、 复杂的工作，要做好这项设计应抓住重点，并充分进 行技术经济比选，从而得出技术先进、经济合理的方 案，最大限度地发挥投资效益，以实现建设项目的质 量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新 “六位一体”的管理目标。 参考文献 ［ 1］ 铁建设 ［ 2009］ 226 号，铁路工程施工组织设计指南 ［S］． ［ 2］ 魏大千． 高性能混凝土的原材料控制 ［J］． 河南建材，2010 3 21． ［ 3］ 李友群，李志彬．高强混凝土骨料选择探讨 ［J］．新型建筑材料， 2009 8 12 －13． ［ 4］ 铁建设 ［ 2005］ 160 号，铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定 ［S］． ［ 5］ 毕宝山． 机制砂在公路桥梁混凝土中的应用 ［J］．路基工程，2009 1 101 －102． ［ 6］ 于自清． 机制山砂在株六铁路复线施工中的应用 ［J］．路基工程， 2006 2 ． ［ 7］ 铁建设 ［ 2006］ 113 号，铁路基本建设工程设计概 预算编制办法 ［S］． Discussion on Construction Management Plan of Railway Engineering in Design Phase HUANG Jing Nanning Branch of China Railway Eryuan Engineering Group Co． ，Ltd，Nanning 530022，China Abstract In order to make proper construction plan of railway engineering in design phase and put forward advanced，economical and reasonable construction program，we shall attach much importance to construction survey，emphasize on the key line and deal with large temporary engineering design to provide experience and reference for railway construction management plan through analyzing specific cases． Key words design phase; railway engineering; construction management plan 381黄静 设计阶段铁路工程施工组织设计的探讨