尼日利亚铺架基地与不同EPC项目连接方案探讨

秦 巍

(中国土木工程集团有限公司，100038，北京∥工程师)



尼日利亚铺架基地与不同EPC项目连接方案探讨

秦 巍

(中国土木工程集团有限公司，100038，北京∥工程师)

由于受各种不利因素影响,特别是配套资金的因素,海外项目施工往往不能按原定计划实施,需要进行动态调整,以满足施工需要。尼日利亚Idu铺架基地在不同时期为满足阿卡铁路EPC (设计-采购-施工)项目和阿布贾城铁EPC项目的施工,不断优化联络线与两大铁路项目的连接方案,优质高效地完成了两大铁路项目的施工任务,为今后类似的海外项目施工提供了宝贵的经验。

铺架基地; EPC项目; 连接方案; 轨道施工

Author′s address China Civil Engineering Construction Corporation,100038,Beijing,China

尼日利亚Idu铺架基地位于首都阿布贾Idu工业园区,毗邻阿卡铁路项目Idu车站和阿布贾城铁项目的Idu车站一侧。整个铺架基地为阿卡铁路项目和阿布贾城铁项目服务。

阿卡铁路项目和阿布贾城铁项目为EPC (设计-采购-施工)项目。EPC项目是指工程总承包企业按照合同约定对工程建设项目的设计、采购、施工及试运行等实行全过程或若干阶段承包的项目。通常工程总承包企业在总价合同条件下,对其所承包工程的质量、安全、费用和进度负责。

EPC项目优点在于充分发挥设计在整个工程建设过程中的主导作用,有利于工程项目建设整体方案不断优化。2个不同EPC项目在Idu地区相互并行,共同使用1个铺架基地可有效降低施工成本,创造利润。铺架基地在车场外设置了牵出线[1],并通过牵出线使Idu铺架基地与阿卡铁路项目和阿布贾城铁项目相连接,满足2个项目的铺架要求。

1 铺架基地概况

Idu铺架基地包括道岔存放区、配件材料区、混凝土枕存放区、25 m钢轨存放区、轨排生产区、轨排存放区、12.5 m钢轨存放区、焊轨生产区、250 m长钢轨存放区等9个生产作业区。整个作业区施工场地长750 m,宽100 m。作业区侧面建有办公生活区。作业区配有6台跨度为24 m、额定起重质量为10 t的龙门架。在250 m长钢轨存放区布置有16台跨度为24 m、起重质量为2 t、起升高度为6 m的固定龙门吊,用于装卸250 m长钢轨。全场设置了3股道。其中,第1股道作为长钢轨运输线;第2股道与第1股道、第3股道通过道岔相接,作为调车线及停车线使用;第3股道为轨排运输线。同时,第3股道末端还设置了机车检修坑。

Idu铺架基地始建于2011年。因政治、法规及国情等具体问题,原来的设计方案已不适用。由于尼日利亚配套资金不到位、材料短缺,而且业主为达到政治目的分阶段提出了不同要求;因此,Idu铺架基地与阿卡铁路项目和阿布贾城铁项目的连接问题难以一次完成。在不同的施工阶段,铺架基地只能通过与新建铁路项目不同的连接方案,来满足现场施工需要。

2 与理想方案的差距

2.1 理想的设计方案

根据设计,阿布贾城铁线路与阿卡铁路线路在Idu地区并行。理想设计中,由铺架基地引1条牵出线,先连接阿卡铁路线路,再由阿卡铁路线路连接阿布贾城铁线路。一次施工完成牵出线,即可满足2个项目的铺架施工。

2.2 Idu铺架基地连接方案

与国内工程付款及时的特点不同,海外项目需要资金到位才能施工,否则存在施工后无法拿到验工计价款的风险。

2个EPC项目业主不同,资金的拨付方式也不同。受资金限制和公司运营策略影响,铺架基地的连接方案难以一次完成。因此,Idu铺架基地在整体设计的前提下,采用分阶段实施、动态调整的施工方案。

Idu铺架基地最初利用阿布贾城铁项目资金进行建设,但阿布贾城铁项目前期只进行了小部分标准段的人工铺轨工作。原计划中,在Idu铺架基地先引入阿布贾城铁线路的同时,阿卡铁路项目恰处于待工状态。然而,当铺架基地功能性建设刚刚完毕时,阿卡铁路项目的预付款也已到位,而阿布贾城铁项目却因资金紧张开始停建。于是,方案改为先由铺架基地以牵出线连接阿卡铁路项目线路;待阿卡铁路项目铺架结束后,再由阿卡铁路线路引1条连接线至阿布贾城铁项目线路。

3 分阶段实施的连接方案

3.1 阿卡铁路项目连接方案

阿卡铁路项目是尼日利亚铁路现代化项目合同分段实施的第一段,是连接尼日利亚首都阿布贾和北部卡杜纳州首府卡杜纳的1条单线标准轨距铁路,为EPC总承包项目。线路全长186.5 km,起点为阿布贾Idu站,终点为卡杜纳州Rigasa站。

阿卡铁路项目前150 km采用先架后铺的换铺法施工方案。首先,在轨排生产区内生产25 m长的轨排;然后,由轨排列车运输到前方,再由DJ24型铺轨机进行铺设[2]。铺架基地内设长钢轨焊接区,负责长钢轨的生产和装车。待线路养路基本成型后,进行长钢轨换铺。

由于阿卡铁路项目采用换铺法,其轨排需由铺架基地运输至施工现场。施工前期要满足机械铺轨的要求,施工后期又要满足长钢轨运输换铺、道碴运输及养路的要求。这就需要基地牵出线与阿卡铁路1#道岔连接,发挥铺架基地的职能。铺架基地与阿卡铁路线路连接及阿卡铁路线路与阿布贾城铁线路连接方式如图1所示。

图1 铺架基地与阿卡铁路项目连接方案示意图

阿卡铁路项目虽然资金到位,但前期阿卡铁路项目的道岔未进场。为保证项目顺利实施,由已采购轨料的阿布贾城铁项目借调了1组60 kg/m的9号右开道岔铺设在1#道岔位置。该道岔与线路采用60～50 kg/m异型钢轨连接[3],满足线路联通条件。

阿卡铁路项目道岔进场后,在1#道岔岔位旁正式预铺50 kg/m的9号右开道岔,并按规定提前报施工计划。施工计划经批准后,利用轨排运输间隔时间将临时道岔替换[4]。道岔铺设完毕后,对道岔质量进行检查;查照间隔不得小于1 391 mm,护背距离不得大于1 348 mm[5]。

该方案满足前期阿卡铁路项目换铺法施工要求。此时,阿布贾城铁项目由于受配套资金影响,其Idu站附近线路未实施,且其站线路基已作为阿布贾城铁先架后铺方案的运梁通道被占用。

3.2 阿布贾城铁项目连接方案

阿布贾城铁项目设计范围包括Lot3线、Lot1a线和Lot1b线,线路总长77.782 km。阿布贾城铁项目Idu车站位于Lot3线16 km位置,且位于Lot1a线起点。阿布贾城铁项目为双线,采用先架后铺的施工方案,即由TYLC200型公路运梁车运梁,由公铁两用架桥机架设[6];桥梁架设完毕后再机械铺轨。铺轨施工工艺为单枕综合法,即采用散枕机进行散布轨枕,并使用履带式跨枕铺轨机进行长钢轨铺设。

3.2.1 满足换铺长轨、上碴养路的要求

受配套资金及宣传目的影响,业主要求分段施工、分段开通,且前期需要完成Lot3线小里程至Idu站区间线路。该区间部分地段采用人工铺轨、现场移动焊的方法,部分地段采用短轨排铺设方法并结合单枕综合法。由于采用单枕综合法,需要一次性铺设长轨条,故铺架基地需要满足运输长钢轨及运输道碴的要求。250 m长钢轨采用自行研制的双层长钢轨运输车运输,且每车可铺设3 km线路[7]。道碴运输采用风动卸碴车,且在距lot3线起点14 km附近设置存碴台以进行存碴上碴。

由于阿布贾城铁项目Idu站路基被运梁通道占用,道岔和线路无法施工,且业主要求首先完成Lot3线Idu站小里程段,故在阿卡铁路线路1#道岔小里程端、阿卡铁路存碴台大里程端设置1组9号右开道岔L1,岔后曲股下穿出段线大桥,与Lot3线左线连接。由于线间距为39.6 m,且在下穿32 m平行出段线大桥时不能侵限桥墩,故设计难度大。铺架基地与阿布贾城铁项目线路临时连接示意图如图2所示。

图2 铺架基地与阿布贾城铁项目临时连接方案示意图

为满足工程线运输安全要求,直线段列车运行速度应不大于45 km/h。通过普通9号道岔曲股(R=180 m)[7],设置1条半径为250 m的反向曲线和1条半径为200 m的反向曲线。曲线段轨距加宽15 mm[8],且列车运行限速不超过5 km/h。

当进行右线施工时,将连接处夹板解开,与右线进行拨接,用夹板连接来满足要求。

该设计方案的施工难点为线路曲线半径小,且线路有限高、限宽的要求。

3.2.2 满足边铺边架方案要求

阿卡铁路项目铺轨结束后,铺轨机调回Idu铺架基地进行检修。此时阿布贾城铁项目资金已到位,可进行后续工作。

阿布贾城铁项目的桥梁轨道原计划采用先架后铺方案。但由于Lot3线大里程最后一座机场特大桥因征地拆迁等问题,其桥墩还未做完,无法架设桥梁,因此就要将路基保留,作为运梁通道使用。这样轨道就无法铺设。

为了达到业主的要求,将施工方案调整为边铺边架方案。该方案先进行铺轨,待铺轨到机场特大桥后再架设桥梁。运梁方式变更为以铁路运梁车进行运梁。铺轨也相应变更为机械铺轨排的换铺方案。

该方案的轨排、桥梁及长轨可通过铁路运输到施工现场。如过渡方案的运输线路曲线半径小,则运输桥梁会不安全,故要求运送长轨的的股道及联络线最小曲线半径不宜小于350 m[9]。所以,需要修改最初连接方案以满足施工需要。

在阿卡铁路线与阿布贾城铁线连接的最初设计方案实施中,由于阿布贾城铁项目使用了北京54坐标系,而阿卡铁路项目使用UTM坐标系,故二者的位置关系无法直接反映。通过测量发现,阿卡铁路项目站线第1股道上的道岔位于第1股道的岔后附带曲线上。由于空间不足,无法插入9号道岔。故调整最初设计方案,在阿布贾城铁项目出段线CJD1处插入1组9号道岔,再在阿卡铁路项目1#、3#道岔联络线间插入1组9号道岔。2组道岔均采用60 kg/m钢轨铺设,以此来保证铺架基地与阿卡铁路项目和阿布贾城铁项目的连接。铺架基地与2个项目的连接示意图如图3所示。

图3 铺架基地与阿卡铁路项目及阿布贾城铁项目连接示意图

首先,在阿布贾城铁项目出段线曲线CJD1位置插入1组9号右开道岔,并取消CJD1曲线;然后,在阿卡铁路项目1#道岔和3#道岔之间的联络线插入1组9号道岔,该道岔岔后曲股与CJD1处的岔后直股相接,即实现了由铺架基地进入阿布贾城铁线路。

由阿卡铁路项目Idu站1#道岔岔后与3#道岔之间,插入1组左开道岔,与阿布贾城铁项目出段线相接。插入道岔为P60单开9号道岔,接入点为1#道岔岔后37.5 m处,采用25 m长P50轨及12.5 m长的异型轨。道岔直股接阿卡铁路项目Idu站3#道岔岔头,道岔曲股通过半径为400 m的S型曲线接出入段线。道岔曲股岔尾过8 m (长岔枕范围)为第1条曲线(曲线转角为4°,曲线长27.925 m)曲头。第2条曲线与第1条曲线曲线要素相同,且夹直线长28.451 m。第2条曲线曲尾延长线与出段线相交,相交点为出入段线原CJD1点。原CJD1曲线转角为6°20′25″,在该交点位置设置1组右开道岔,其直股与第2条曲线曲尾相接,其曲股与出段线线路相接。CJD1#道岔为P60单开9号道岔,该道岔岔头与Lot3线右线连接(9号道岔),并在联络线上设置安全线(Idu站11#道岔,以正线代替临时线)。拆除进入Lot3线的右开道岔,改铺到CJD1曲线位置。

该方案中,联络线由阿卡铁路项目Idu站1#道岔至阿布贾城铁项目9#道岔段设计为平坡,轨顶标高为390.13 m,满足了文献[1]中“接轨岔线纵坡不宜大于6‰”的要求。

该方案主要工程量包括铺轨235 m,铺道岔2组,拆除道岔1组。

此方案为最终Idu铺架基地联络线与2个EPC项目的连接方案。该方案线路线型平顺,无限高限宽等要求,能满足运输施工需要。

4 结语

Idu铺架基地在不同时期的连接方案,可满足当时项目施工的要求,圆满完成了施工任务,不仅符合施工总承包企业的运营思路,也达到了当地政府的政治宣传目的。

EPC项目的应用在国际市场越来越广泛。但海外项目施工环境复杂,制约因素众多,有时难以按照原定施工方案、计划进行实施。在特定的条件下,需要项目实施者灵活运用,采用有效的方法满足业主的要求,优质高效地完成项目施工。

Idu铺架基地在2个EPC总承包项目不同时期、不同阶段所担负的职能不同。通过及时调整方案,满足了2个项目施工需要。是一次成功的方案调整。

[1] 中华人民共和国铁道部.铁路大型临时工程和过渡工程设计暂行规定:铁建设[2008]189号[S].北京:中国铁道出版社,2009.

[2] 康永旺.短轨排铺设法在尼日利亚铁路施工中的应用[J].铁道建筑技术:2016(1):80-84.

[3] 中华人民共和国铁道部.铁路轨道工程施工安全技术规程:TB 10305—2009[S].北京:中国铁道出版社,2009.

[4] 中华人民共和国铁道部.铁路线路修理规则[S].北京:中国铁道出版社,2013:48.

[5] 中华人民共和国铁道部.铁路轨道工程施工质量验收标准TB10413—2003[S].北京:中国铁道出版社,2004.

[6] 许军.尼日利亚阿布贾城铁大坡道小半径曲线架梁施工技术[J].铁道建筑技术:2016(1):25.

[7] 庹军,秦飞,张晓星.L12000型长钢轨运输车设计研究及应用[J].铁道建筑技术:2013(3):84.

[8] 中华人民共和国铁道部.铁路轨道设计规范 TB 10082—2005 轨道[S].北京:中国铁道出版社,2005.

[9] 卿三惠.高速铁路施工技术[M].北京:中国铁道出版社,2013:386.

Connection Programs between Track Laying Depot and Different EPC Projects in Nigeria

QIN Wei

Due to various negative factors,especially the factor of matching funds,overseas construction projects often need to be dynamically adjusted to meet the construction demands.To satisfy the constructions of Abuja-Kaduna Railway project and Abuja Rail Mass Transit project which started at different times,the connection program between Idu Track Laying Depot and projects is constantly optimized,and the two projects have been completed in good quality and efficiency.This valuable experience is provided for similar projects in the future.

track laying depot; EPC (engineering procurement construction) project; connection program; railway construction

U215.1

10.16037/j.1007-869x.2017.06.004

2016-08-31)