高速鐵路防災安全監控系統施工案例分析

郭 斌 中國鐵路上海局集團有限公司合肥鐵路樞紐工程建設指揮部

1 緒論

我國早期建成的客運專線，現需要增建防災安全系統，基本均會面臨原建設標準與現行標準的差異，接口預留與現行技術規范、標準存在不匹配、不兼容、不適應或不協調；橋梁設計異物侵限裝置未預留安裝條件，線路設備各項安全冗余度不高等一系列共性問題。合寧線作為國內首條開通運營的客運專線，根據2017年鐵路總公司既有客運專線達標整治總體規劃，上海局集團公司立即啟動了該項工作，2018年初增建防災系統正式施工，6月底竣工，投入使用。

2 鐵路防災安全監控系統及構成概述

鐵路防災安全監控系統是集工程氣象學、空氣動力學、統計學、故防障-安全及計算機網絡等技術于一體的集成系統，是架構于通信傳輸系統之上的一套集災害信息采集、分析、處理和指導、輔助安全行車的平臺。防災監控系統一般包括信息采集、信息傳輸和信息處理三部分。其構成主要是由現場采集設備、防災監控單元、監控數據處理設備、調度所設備、防災監控終端及通信網絡設備等。

3 工程主要內容

合寧線全長166 km（包括合肥樞紐19 km，南京樞紐44 km）裝備補強防災安全監控系統工程,該防災安全監控系統，包括風監測子系統、雨量監測子系統、雪深監測子系統和異物侵限監控子系統等四個子系統，其中：異物侵限監測點18處、風監測點13處、雨量監測點9處、雪深監測點4處、3處地震監測子系統與變電、信號等其他系統的接口預留，以及兩端樞紐內防災安全監控的相關接入與改造。

4 工程特點

4.1 列車運行密度大，施工安全風險高

合寧線為運營中的客專，目前圖定旅客列車100對（其中：8對普速，92對動車組），列車運行密度大。鋼結構橋梁樁基挖孔樁、鋼結構橋梁吊裝、接觸網改造等均涉及既有運營設備，施工項點安全風險高，稍有不慎將危及行車安全，甚至中斷行車，確保既有線施工，尤其客專線運行的安全壓力巨大。

4.2 既有設備標準低，兼容破解難

合寧線建成最早，各項安全冗余度相對不高，預應力鋼筋砼門架結構施工條件不具備，既有橋梁的設計沒有在上跨鐵路的道路橋梁上預留異物侵限監測裝置的安裝條件及檢修通道，上跨鐵路的道路橋梁不具備雙電網傳感器安裝方式；同時早年客專建設標準、接口預留與現行技術規范標準亦多存在不匹配、不兼容、不適應或不協調等方面的問題。這些問題都是繞不過去的坎，需一個個破解。

4.3 施工點多、線路長、任務分散

工程涉及橋梁、路基、房建、通信、信號、信息、電力、牽引供電等多個專業，既有上跨橋就有18座，各個所亭、基站，施工任務不集中。采取平行作業、交叉作業或流水作業方式中的任何單一方式進行施工都難以整體推進。

4.4 封鎖要點，夜間作業，施工環境復雜

該工程近80%施工項目均在點內進行作業，尤其是挖孔樁施工、鋼構橫梁吊裝架設、纜線敷設、接觸網改造等需要較多天窗點。據統計合寧線施工天窗大約為當日23：50至次日03：50時間段。

4.5 運輸通道不暢，施工條件惡劣

由于該工程沒有運輸道路或道路狹窄、彎道多的問題突出，通往區間18座公跨鐵橋梁的道路中，3處道路不通、7處為狹窄（寬度不足3 m）、彎道多的鄉間土路，不能滿足大型施工車輛通行；余下的8處道路寬度雖能滿足大型施工車輛通行，但其中有3處為土路，施工條件惡劣。

4.6 協調難度大

合寧線途徑江蘇、安徽兩省。一是涉及江蘇南京市新甸區、安徽滁州市全椒縣、合肥市的巢湖和肥東等縣市，青苗補償、施工便道、臨時設施等牽涉的地方協調溝通部門多；二是該鐵路分屬南京、合肥兩個鐵路區域管轄，且涉及的鐵路專業較廣，需要協調南京、合肥兩個區域的電務、供電、維管、工務、房建、車輛、通信、公安等鐵路產權管理單位，既有線施工、設備接口接入、安裝調試等協調難度和工作量都非常大。

5 工程難點

5.1 有效施工時間短

運營客專線接觸網改造，如何做到施工、運輸兼顧，尤其確保高鐵運營安全難度極大。而且施工需利用夜間天窗點，既有線施工需嚴格遵守封鎖時間進出場，去除進出場前安全點名、提前登銷記和撤場前的安全檢查確認等時間后，實際每日施工時間極為緊張。

5.2 施工地形復雜

鋼結構橋梁樁基需采用人工挖孔樁，合寧線為丘陵山區地段地質條件復雜，開挖難度高，基坑開挖過程中如何保證基坑的穩定性是本工程的重點難點之一。

5.3 橋梁吊裝難度大

該工程涉及大量的吊裝作業，特別是鋼結構橫梁跨度長，跨越上下行接觸網，又必須在夜間利用天窗點停電封鎖進行，因此吊裝過程中的安全控制問題突出。門型鋼結構橫梁吊裝，既有線施工時間不能保證，如何破解以空間換時間問題。

5.4 既有設備改造需要一次成功

通信設備的安裝和調試施工涉及到既有設備運行，所以在施工過程中必須確保既有設備的絕地安全運營，尤其是光電纜敷設線路較長，作業量大，且均為既有電纜槽，在電纜槽蓋板不能全部翻開進行敷設的情況下，槽內電纜情況不明，保證客運專線安全暢通，施工安全尤為突出。

6 對策措施

6.1 精心編制施工組織設計

圍繞安全質量和接口施工主軸，本著“先主要工程，后附屬工程”的原則和聯調聯試及竣工驗收這根主線，充分考慮各階段、各工序、各工種的施工特點、重點和難點，按照輕重緩急，既突出重點，又照顧一般，利用網絡技術優化工期安排和資源配置，統籌安排各專業的施工順序和進度目標，采取平行與流水作業相結合及時調整資源配置的方法和確保工程項目全部功能實現原則，編制《施組》并科學組織施工。

6.2 依法合規執行施工方案

嚴格依法、依規、按標和程序，編制《營業線（鄰近）施工方案》并落實審核和批準流程，對經批準的《方案》，執行中做到不折扣、不走樣。加大營業線(鄰近)作業安全防護的投入，劃定“紅線”禁區，并做到“以紅線保底線”。

6.3 嚴格落實營業線（鄰近）施工安全管理各項規定

營業線（鄰近）施工，做到牢固樹立“施工不行車，行車不施工，施工對行車不構成影響”理念。如：門型鋼結構橫梁現場組裝，不可利用既有橋面做場地，使用汽車吊組裝方式，而是采用利用炮車組裝，人工就位方式；門型鋼結構柱基礎基坑開挖及澆筑，采用先進行既有柵欄網改移（即將樁基礎位置改在既有柵欄網外側），設置硬隔離，申請鄰近營業線C類計劃和鄰近營業線基坑開挖施工許可證后施工方式。

6.4 結合實際進行設計變更

預應力鋼筋砼門架結構施工條件不具備，既有橋梁的設計沒有預留異物侵限監測裝置的安裝條件及檢修通道問題。借鑒目前國內既有普速線門型鋼結構橫梁施工經驗，改預應力鋼筋砼門架結構為門型鋼結構。

6.5 進一步用“改、合、借、專”方法解難題

“改”，即改移既有柵欄網、改預應力鋼筋砼門架結構為門型鋼結構、改撥接觸網等項目為改字；

“合”，即合并同類項，具體指合并同類型橋、合并同一接地范圍內工點吊裝、合并維修施工動力統一使用，天窗共用，聯合作業等。

“借”，即借目前鐵總實施的既有客專線達標推進的引領、借鐵總辦[2017]320號提前介入指導意見的指引、借設備管理單位接口管理的技術力量、借用本線每日停輪后的綜合維修天窗時間點等。以此破解單獨一個封鎖點時長不能滿足一個項點施工內容時長要求等矛盾問題。

“專”，即本工程的任何重難點項，都有體現一個“專”字。如：接觸網改造、鋼結構吊裝、通信設備的安裝和調試等，均編制了專項施工方案和專項防護方案；門型鋼結構橫梁吊裝采取了一橋一方案；涉及關鍵接口、軟件控制、承載受力等方面的難題，走專家治理專家論證之路。一句話，遇到重難題，做到“專”字當頭，合力攻關。

6.6 抓牢“接口”、做好各單項工程無縫銜接

一是建立接口識別、接口驗證、施工接口內容確認、施工接口方案制定，接口施工節點、計劃的擬定及相關協調制度；二是根據施工調查，結合以往鐵路工程接口工程的施工實際經驗，編制劃分合理、界線清晰、責任明確的接口工程施工方案、管理方案、細則，提報建設單位審核，爭取建設單位理解與支持；三是采用"紅線"辦法，硬化接口責任落實，即：凡涉及到接口的事項，與該接口相關的各施工方不得單方面進行決策或確定；也不得以慣例、內部的特殊性或其他理由拒絕接口事項的落實。

6.7 堅守“以工藝保質量，以質量保安全”理念

一是施工準備充分，現場調查細致，在此基礎上嚴格以《標準》《規范》并結合現場實際，編制施工及安裝程序工藝文件并按規定程序對工藝文件進行審批；二是采取工藝試驗、樣板引路的方法。施工中在標段內選擇合適的單位工程確定為專業樣板工程，通過樣板工程的施工，積累施工工藝技術參數，并作為全標段施工樣板進行推廣，同時嚴格按照施工圖和作業標準進行施工，推廣符合現場實際、作業人員易記好用的應知應會卡片，真正將各種管理要求和措施融入到作業標準中，落實到作業人員的操作中。

7 結束語

本文提出的一些主要對策措施，在合寧線防災監控系統工程施工中已得到應用，施工中工程安全平穩，通過了集團公司驗收，質量合格，工期較設計提前6個月，為高鐵運輸暢通提供了保障。