超大規模鐵路施工便道總體建設原則分析

畢 強

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 630031)

鐵路建設需同步配套大量的施工便道。從各鐵路項目的建設情況看，施工便道的長度遠超過正線。以某超大規模鐵路為例，其正線長度約 1 017 km，需配套建設的施工便道總長達 1 682 km，約為正線長度的1.6倍。且因沿線地形起伏、工程地質條件復雜，施工便道的工程規模和建設難度巨大。此外，沿線的工程建設和鐵路運營環境也較為復雜，在這種情況下，如何科學地建設施工便道具有重大的研究意義。

目前，不少學者對鐵路施工便道系統展開了研究。王國榮[1]結合某長大隧道便道選線提出了“規劃經濟、合理利用、便于維護、注重環保”的設置原則；呂風智[2]結合山區高速鐵路控制性的長大隧道和特大橋施工，對如何進行運輸便道的選線進行了分析，并闡述了所包括的設計內容和費用組成；尚國龍[3]闡述了運輸便道存在的主要問題，建議采用新的測繪技術及電子繪圖技術解決便道設計及費用測算問題。楊學鵬[4]結合某客運專線特大橋施工便道的規劃及設置，介紹了施工便道方案對工期、成本和項目管理方面的影響；鄒建豪[5]等以成貴高速鐵路為例闡述了鐵路臨時工程扶貧功能的重要意義。楊銳鋒[6]等從鐵路建設臨時用地原有生態環境功能恢復的角度，研究了施工便道等鐵路工程臨時用地的土地復墾方案。許益國[7]總結了高原山區鐵路施工便道的特點，探討了平縱橫斷面及選線設計原則，闡述了便道施工、維護及生態恢復等建設要點。

上述研究主要從選線的方法和所帶來的結果展開，尚未提出具體的鐵路施工便道建設原則。本文所研究的某超大規模鐵路位于高海拔地區，面臨地形條件復雜、工期緊張等問題，這些在傳統高速鐵路或常規鐵路建設中均未遇到，因此尚無可供借鑒的先例。基于此，本文以某超大規模鐵路施工道路研究為背景，從全壽命周期的視角出發，提出了“整合資源、永臨結合、路地統籌”的設計理念，歸納出鐵路施工便道的總體建設原則，可較好地保障該項目的順利建設和完工。

1 既有交通特征及功能定位

1.1 既有交通特征

受社會經濟發展水平及工程建設難度的限制，復雜艱險山區的交通基礎設施一般都較薄弱，公路是最主要的交通運輸方式，且公路網密度和標準一般都較低。某超大規模鐵路附近的運輸嚴重依靠318國道，沿線道路網密度極低，僅為全國平均水平的1/10，且主要為公路三級和四級標準，加之沿線復雜的氣候及地質條件，使得沿線道路具有“路網密度低、公路等級低、抗自然災害能力弱” 等特點，無法滿足鐵路建設需求。因此施工便道的修建對保障工程建設的順利進行尤為重要。

1.2 道路運輸需求

以往鐵路施工便道建設一般僅考慮建設期的需求，未統籌考慮沿線地方經濟發展的需求。從鐵路全壽命周期分析，不同時期對施工便道的需求不同。

(1)從建設期看，施工道路需連接土石方工點、橋梁、隧道、車站、取(棄)土石場、砂石料(道砟)場、區間牽引變電所、工區與臨時場站(鋪架基地、梁場、物流基地及施工營地等)。主要滿足建設期的基本運輸需求，此為臨時便道的功能。

(2)從運營期看，道路還需滿足運營期各站所的通達、工務檢修及隧道防災救援等的需求，此為永久道路的功能。

(3)從沿線地方經濟需求看，地方一般希望施工道路能兼顧通村道路、通鄉道路的建設，滿足沿線居民的出行需求，這也為永久道路的功能。

雖然不同時期對施工便道的需求不同，但施工便道主要服務于施工期這一屬性，仍然是其基本屬性，也是其主要屬性。因此，從鐵路項目全壽命周期看，施工便道建設首先應以滿足建設和運營期間的交通需求為主要目標，其次考慮防災救援、通所、通站道路建設，盡量做到永臨結合，最后在投資增加不大和工程條件允許的情況下，適當兼顧地方社會經濟發展的需要。尤其是在復雜艱險山區，交通走廊少且狹窄，居民出行較為困難，鐵路施工便道應與地方社會經濟發展需求相結合，以最大限度地實現節約資源、避免重復建設的目標，發揮綜合效益。

1.3 功能定位

從以上實際需求分析，大型鐵路工程配套施工便道應定位為“以滿足鐵路建設期間物資、材料和設備基本運輸需求為主，同時兼顧鐵路運營維護需求，并適度兼顧地方需求”的運輸通道，其主要功能如圖1所示。

圖1 某超大規模鐵路沿線施工便道主要功能構成圖

2 總體建設原則

根據功能定位，施工便道應在以滿足鐵路全壽命周期需求為總體目標、同時兼顧沿線社會發展訴求的前提下進行建設，遵循以下總體原則。

2.1 建設為主、適度兼顧地方的原則

以往鐵路工程項目施工便道的建設主要考慮鐵路建設自身的需求，忽略了新建工程對沿線社會經濟發展的作用，未能在規劃階段兼顧地方的需求。很多施工便道建設后便處于荒廢狀態，甚至還需花費巨額投資進行土地復墾。新建施工便道如能與地方規劃建設道路相協調，可充分發揮綜合效益。

以本項目為例，前期研究過程中對沿線既有道路、地方交通規劃和需求進行了大量的調查工作，新建施工便道規劃過程中有意識地考慮了地方需求，在滿足鐵路建設的前提下，適度兼顧地方需求，施工便道統計情況如表1所示。

表1 不同類型新建施工便道長度對照表

從實際研究結果的統計情況分析，在不增加工程投資的情況下，可與地方規劃道路合址共建的新建施工便道共計207 km，占比高達20.54%，施工便道兼顧地方需求的目標是可以達到的。因此，施工便道建設應堅持以服務鐵路建設為中心，同時應適度兼顧地方經濟發展需求，盡量與沿線地方規劃道路相協調，從而達到資源效益最大化的目的。

需要指出的是，施工便道的標準一般不高，在兼顧地方需求時一般只能考慮施工便道的線位最大程度與地方規劃道路共址，而不是一次性按照地方規劃實施到位，施工道路為臨時工程的主要性質不能發生根本的改變。

2.2 統籌規劃、永臨結合原則

為滿足鐵路運營維護需求，鐵路建設一般需配套大量的通站、通所等永久性道路。在復雜艱險山區、通道狹窄等情況下，這些道路很大程度上和施工便道通道是重合的，且通站、通所道路標準一般均較低，這就意味著在通道做到永臨結合的同時，也可在一定程度上實現標準的永臨結合。因此，應從鐵路項目全壽命周期出發，統籌建設期和運營期的有關需求，在一定程度上使施工便道盡量做到永臨結合，從而節省投資。

以某超大規模鐵路為例，施工便道永臨結合統計情況如圖2、圖3所示。從圖中可以看出，271 km新建施工道路可考慮永臨結合，占新建施工道路的27%，占通站、通所道路總長的71%，可大幅縮減配套永久道路的工程投資。因此，施工便道路線方案和主要技術指標的選擇應堅持永臨結合的原則，避免重復建設、重復投資，充分發揮綜合效益。

圖2 某超大規模鐵路新建施工便道永臨分布情況圖

圖3 某超大規模鐵路通站所道路分布情況圖

2.3 充分利用既有道路、減少工程規模的原則

鐵路線路一般情況下均要通過沿線重要的經濟據點或與沿線主要交通走廊共通道，這些經濟據點及主要交通走廊附近均不同程度地分布一定數量的既有道路。以往的鐵路建設或多或少也利用了既有道路，且越是在交通發達的地區，公路網密度越高，鐵路建設利用既有公路的規模越大。

在極復雜艱險山區和高原生態環境脆弱地區，在滿足鐵路建設基本需求的前提下充分利用沿線既有道路，對降低新建道路工程規模及投資、減少對生態環境的影響作用將更大。某超大規模鐵路新建和改建既有道路匯總對照情況如表2所示。

表2 新建和改建施工便道長度對照表

從表2可以看出，利用既有道路改建作為施工便道的總長度達675 km，占比高達40.1%。

從工程規模和投資的情況分析，改建道路的工程投資約為新建道路的60%，總投資可節省約16%，效果非常明顯。從占用土地的情況分析，改建道路的用地指標一般為新建道路的30%～40%，僅這一項可減少土地利用約2 641畝，同時可減少土地復墾、生態恢復等投資約 3 562萬元，具有較高的經濟及生態環境效益。

當然，利用既有道路時需考慮既有道路的產權歸屬和利用期的養護、保通及安全問題，需與產權單位做好密切溝通和協調工作。

2.4 標準適度、工程合理的原則

在地形和地質條件較好的地區適當提高建設標準對促進施工有利，但在地形和地質條件較為復雜的艱險山區，過高的標準會大幅度增加施工便道建設難度、建設投資和用地指標，但一味地節省投資大幅降低建設標準也是不科學的。因此，選擇適度的建設標準顯得尤為重要。

以金沙江至貢覺段貫通施工便道為例，該段施工便道不僅是施工期間的運輸主通道，還是運營維護和防災救援的主通道。因該段地形和地質條件復雜，若嚴格按照相關標準建設，其建設難度、工程投資和工期都很長。考慮到施工便道對行車速度等標準要求不高，部分地段可以適當降低曲線半徑、局部加設錯車道等方式滿足運輸需求。設計過程中結合地形、地質及運輸需求等對該段便道技術標準進行比選，如表3所示。

表3 金沙江至貢覺段施工便道標準降低前后工程情況對照表

從對比情況分析，適當降低標準后，該段施工便道的總長僅減少約9%，但因地形地質情況復雜，土石方可減少5.36萬m3，用地減少172畝，工程投資降幅達34.3%，效果非常明顯。且對高原地區生態環境的保護也具有一定的積極作用。

因此，在滿足鐵路建設和運營基本需求的前提下，應根據地形地質條件、工程實施難度等因素，并結合經濟效益，對部分地段、部分工程的標準進行綜合比選，靈活選用技術標準，做到標準適度、工程合理。

2.5 降低物流成本的原則

施工便道布局在注重建設成本的同時，還應綜合考慮保通及物流成本等因素，應便于鐵路施工物資和設備的運輸，降低運輸成本，這一點在極復雜艱險山區尤為突出。

以金沙江至昌都段施工便道總體布局方案研究為例，對不同方案進行了綜合分析。其中，方案1綜合建設及運營成本進行道路方案的布局，方案2著重考慮降低工程投資進行道路方案布局，對比結果如圖4、圖5所示。

圖4 道路長度及運輸距離對照圖

圖5 工程投資及運輸費用對照圖

與方案1相比，方案2減少了新建道路規模，工程投資節省了約 1 643萬元，但由于運輸距離較長，加之物資供應量較大，運輸成本反而增加了約 8 519萬元，總費用增加了約 6 876萬元。若考慮高海拔、艱險山區復雜氣候條件對運輸的影響，運輸成本的差距則會更大。因此，施工便道布局應統籌考慮建設及運輸成本，綜合分析以確定建設方案。

2.6 便于快速施工和保通的原則

某超大規模鐵路沿線泥石流、滑坡等表生不良地質體分布眾多。調查顯示通道內滑坡、崩塌等不良地質體多達 6 365處，泥石流多達 1 243處[8]，僅G318西藏境內地質隱患點就多達324處(段)。2018年10-11月西藏昌都市江達縣波羅鄉境內的金沙江兩岸發生的白格滑坡造成G318斷道達17 d之久，對運輸的影響極大。施工便道基本位于地表，且使用周期相對較長，因此，不可避免地會受到表生地質災害的影響。為確保正線工程的順利實施，施工便道具備便于施工和快速搶通的功能十分重要。

本著這一原則，某超大規模鐵路新建施工道路共設橋梁295座，涵洞2 672座，其中99%為鋼便橋和波紋管涵，建設過程平均可節省工期2個月左右，為降低工期風險提供了有利保障，同時為災害發生后快速搶通提供了保障。

因此，施工便道的橋涵、路基支擋等結構物宜采用簡易、裝配式結構，既可縮減施工便道的建設周期，為正線施工贏得寶貴時間，又便于快速搶通、快速恢復交通。

3 結束語

本文以某超大規模鐵路施工便道為例，在統籌分析了鐵路建設、運營、維護及沿線經濟發展等各項需求的基礎上，明確了鐵路施工便道的功能定位，并從全壽命周期總結出施工便道的總體建設原則。研究認為鐵路施工便道應堅持：(1)建設為主，適度兼顧地方以及統籌規劃，永臨結合；(2)充分利用既有道路，減少工程規模，做到標準適度，工程合理；(3)降低物流成本，便于快速施工和保通。本文所提出的便道施工原則不僅可大幅縮減工程規模，降低工程投資，降低生態環境影響，還可整合資源，為沿線社會經濟發展做出貢獻，對發揮鐵路施工便道的綜合效益具有很好的指導意義，對其他工程項目建設也具有較高的參考價值。