郑万铁路——开创高铁数字化建设管理创新发展新局面

■ 郑万铁路客运专线河南有限责任公司

工程概况

郑万铁路河南段自郑州东站引出，经郑州航空港区东侧设郑州南站，西南行经长葛、禹州、郏县、平顶山，越过伏牛山区余脉至南阳，经邓州进入湖北省境内。线路起点DK000+000，终点DK357+612．89，全长350．825 km，桥隧比为88．7%，新建郑州南、长葛北、禹州、郏县、平顶山西、拐河北（越行站）、方城、南阳南、邓州东9座车站，预留大关庄站。郑万铁路是沟通我国西南地区与中原、华北、东北地区的快速客运主通道，建成后将极大方便周边及沿线居民出行，对带动地区经济发展、加快旅游资源开发、促进地区间沟通与交流具有重要意义。

郑万铁路河南段等级为高速铁路，设计行车速度为350 km/h，初期运营速度300 km/h；郑州东—大关庄段按250 km/h设计。

路基：郑万铁路河南段正线路基长度39．627 km，占线路总长的11．30%。另外，上行联络线新建路基0．436 km，郑州东动车运用所扩建工程新增路基约2．500 km。路基工程主要工程量包括：区间路基土石方479．8万方，站场路基土石方435．3万方；CFG桩315．5万延米，钻孔灌注桩14．7万延米，螺杆桩44．8万延米等。

桥涵：郑万铁路河南段正线特大、大、中桥共73座，累计长度303．217 km，占线路总长的86．43%。上行联络线新建单线特大桥1座，桥长6 147．12延米。桥梁工程主要工程量包括：钻孔灌注桩287万延米；双线简支箱梁8 526孔，单线简支箱梁171孔；连续梁80联（含道岔连续梁3联）；其他特殊结构包括：斜拉桥1联、系杆拱桥4联、连续梁拱桥2联、T构1联等。

隧道：郑万铁路河南段新建双线隧道4座、明洞1座，累计长度7．981 km，占线路总长的2．27%。最长隧道为七峰山隧道，全长5 152延米。

郑万铁路河南段线路平面示意图

轨道：郑万铁路河南段郑州南站（不含）—豫鄂省界段（DK49+149．730—DK357+612．763）设计为CRTSⅠ型双块式无砟轨道，郑州东站（含）—郑州南站（含）（DK1+502．880—DK38+363．880）及郑万上行线为有砟轨道。正线无砟轨道铺轨598．946 km，有砟轨道铺轨73．295 km；上行联络线为单线铺设有砟轨道6．289铺轨公里；站线铺轨28．255 km；铺设道岔115组。

车站：郑万铁路河南段设郑州南、长葛北、禹州、郏县、平顶山西、拐河北、方城、南阳南、邓州东等9座车站，并在大关庄预留设站条件。拐河北站为越行站。

电力：架设高压电缆线路873．96 km，低压电缆线路272．47 km，敷设电源线路145．00 km；新建低压变电所20座，10 kV配电所8座，杆架式变电台12座，箱式变电站及环网箱63座，专用变电所132座，以及7．3 km隧道照明工程等。

电气化：新建牵引变电所8座、分区所8座、AT所11座、开闭所1座，改造郑州东站开闭所及郑州东牵引变电所，新建郑万电力调度台。安装接触网H型钢柱16 634根，架设接触网导线1 017．10条公里，供电线520．88条公里，正馈线725．18条公里，架空地线107．20条公里，安装自动过分相设备33套。

通信：敷设干线光缆771．82条公里，架设漏缆9．314 km；新建通信基站109处、铁塔230处、直放站25处，既有基站扩容3处；在各车站设传输设备共194套，新建或改造接入设备共22台；并配套建设数字调度系统、应急通信系统、会议电视系统、电源设备、动环监控系统、综合视频监控系统等。

信号：敷设各类信号电缆1 971．64 km；增设CTC中心调度台设备1套、临时限速服务器1套。CTC车站分机11套；ZPW-2000轨道区段1 035个；列控中心32站、RBC无线闭塞中心3套；点式应答器2 215台；计算机联锁11套；三相交流转辙机697台；电源屏13套；微机监测系统34套。

信息：在各车站设客票系统、旅客服务系统，并分别接入郑州调度所客票中心和旅客服务系统平台；针对郑州东动车所扩建工程，改造或增设动车组管理、视频监控、办公自动化、安检机门禁等相关设施、设备；在车站、动车所或维修工区相应设置综合布线系统、机房电源与环境监控系统等，系统构建本项目公安管理、办公自动化、管理信息等系统。

房屋建筑：郑万铁路河南段房屋建筑面积总计16．9万m2，其中生产房屋14．5万m2，生产附属房屋2．4万m2。新建各车站站房面积分别为：郑州南、平顶山西、南阳南站各5 000 m2，长葛北、禹州、郏县、方城、邓州东站各3 000 m2。

工程特点

郑万铁路河南段所经地区地势平坦，交通便利，人口密集，经济以农业为主，沿线地方政府和人民群众对高铁建设高度关注，地理特征和人文环境决定了郑万铁路河南段具有以下特点：

（1）线性交叉多，协调工作量大。线路所经地区以平原为主，路网发达，铁路、等级公路密布，线路多次与铁路、公路、各类管线交叉。其中，跨越既有铁路12次，特别是跨越京广高铁、郑西高铁、郑机城际、京广铁路、陇海铁路、宁西铁路等繁忙干线铁路，安全风险高；跨越高速公路16次、国道12次、省道28次、城市道路36次、其他等级道路42次，部分处所（特别是高等级公路）需对既有公路分流、限速、占用部分车道或在道路上设置施工支架等，对道路交通造成一定影响，协调难度大，同时也是施工安全的重要风险源之一。

（2）隧道、特殊孔跨桥梁较多且分布零散，运架梁组织困难。如七峰山隧道、许良隧道、张良镇和赵河镇跨南水北调干渠特大桥（74+160+74）m连续梁拱、跨郑尧高速公路144 m系杆拱和跨永登高速公路132 m系杆拱等，对运架梁组织造成较大影响，部分需通过隧道、站场或大跨度特殊桥跨结构运架梁，受控因素多，施工安全压力大，工期风险高。

（3）三电迁改数量多、等级高，工期和投资控制难度大。线路迁改110 kV以上电力线路88处，其中500 kV以上25处，且部分位于梁场首架方向，数量多、等级高，外部协调难度大，工期和投资存在较大不确定性，控制风险高。

（4）隧道工程地质条件复杂，施工安全风险大。七峰山隧道是全线重点工程，隧址区地形切割强烈，相对高差大，构造裂隙和风化裂隙十分发育，且存在4处较大破碎带，在线路地表分布一座100 m×250 m的小型水库，水面标高280 m高于轨面标高，施工时可能引起水库水沿断层涌入隧道；局部段落穿越白云质大理岩等可溶岩区，局部地段岩溶中等发育，施工可能造成岩溶涌水、突水突泥，施工安全风险高。许良隧道、新庄岭隧道虽长度较短，但Ⅴ级围岩占比高，掘进困难，同时两座隧道均位于运梁通道上，工期压力较大。

（5）膨胀土等特殊地质分布较广，路基施工难度大。线路所经平顶山、南阳一带膨胀土分布较广泛，应统筹安排地基处理、路基填筑、防排水及支挡防护等各项工程，避开雨季施工，并加强现场管理和过程控制，工程质量和安全控制难度大。

（6）沿线矿产资源丰富，开采活动频繁，外部环境复杂。线路穿越矿产资源富集区，郑州至平顶山之间煤矿、铁矿分布密集，平顶山市鲁山县金、银、铅矿零星分布，南阳市范围以萤石、蓝晶石、红柱石矿等为主，大部分矿区均已进入规模开采阶段，线路设计虽已绕避大部分矿区（特别是采空区），对无法绕避的进行压覆处理，但由于矿区距线路较近（采空区离线路的最小距离为250～4 590 m），压覆区域之外的开采活动或采空区的异常变化，都有可能造成地下水位骤降或引发地面沉降，危及铁路安全，建设及运营期间应高度重视。

（7）占用耕地比例高，占补平衡指标紧，征地拆迁难度大。郑万铁路河南段永久占地约11．4 km2（17 128．3亩），其中耕地占比高达60．40%。河南是农业大省，按照有关规定落实严格的“占补平衡”政策困难重重；同时河南也是人口大省，人均耕地面积小，农民对耕地的依赖程度高，征地补偿的期望值较高，征地拆迁难度大。

（8）环境敏感目标分布多，环保任务重。一方面，线路区域自然环境敏感点多，虽然在设计阶段已经绕避了大量环境敏感区，但仍有双洎河国家级湿地公园，七峰山省级森林公园，南水北调中线工程一、二级水源保护区，沙河二级水源保护区，颍河、澎河准水源保护区，马陵之战遗址等自然环境敏感区未能完全绕避，要求建设期间必须采取措施减小对环境的影响；另一方面，随着环保意识的不断增强，社会各界对高铁建设可能造成的周边环境变化愈加关注，尤其在声环境、振动环境、水环境等方面敏感度极高，对环保措施制定、建设工期控制及维稳等方面提出了更高要求。

（9）各方关注度高，期望值高。郑万铁路是河南省“米”字形铁路网的重要组成部分，是沟通西南地区与中原、华北、东北地区的重要快速客运通道，沿线各级政府和人民群众对项目高度关注，并通过不同方式积极表达对线路走向和站位选择等方面的意见。同时，郑万铁路也是铁路建设重点项目之一，河南省政府迫切要求“早开工、早建成、早投产”，各方关注度高，期望值高，工程建设压力大。

控制工程及重难点工程

（1）七峰山隧道。线路以隧道穿越七峰山风景区，隧道起止里程为DK205+888—DK211+040，全长5 152 m。该隧道为郑万铁路河南段最长隧道，局部地段岩溶较发育、地下水发育，地质条件复杂，施工风险较大、工期长，是全线的重点和难点工程之一，同时由于地处风景区，隧道施工方案的选择、弃渣场的设置等均应充分考虑对环境的影响。

（2）张良镇跨南水北调特大桥连续梁拱及赵河镇跨南水北调总干渠特大桥连续梁拱。线路分别于DK180+510和DK244+384两次跨越南水北调总干渠，为确保南水北调水质不受影响，两次跨越均采用（74+160+74）m连续梁拱的形式一跨通过。总体施工方案为：挂篮悬臂浇筑法施工连续梁，合龙后在梁上采用矮支架法低位拼装拱脚至合龙口间的拱肋，利用设置于桥面上两主墩处的塔架，以拱脚为轴将分别竖向转体就位，再安装合龙段拱节，最后安装系杆、调整受力、完成体系转换。由于涉及水源保护，在基础施工、挂篮悬浇、拱肋焊接和涂装等工序均需采取严格措施保证水体不受污染，同时需在线性控制、体系转换、拱肋定位和合龙控制、高空作业等方面加强监控和管理，确保工程质量和施工安全。

（3）郑万铁路上行联络线跨郑西高铁（32+138+138+32）m斜拉桥和京广高铁（73+73）m T构。郑万铁路上行联络线为单线，设计速度目标值160 km/h，线路分别于ZWSLDK2+237．29和ZWSLDK5+309．45处跨越京广高铁和郑西高铁，均采用转体法施工。京广高铁和郑西高铁均为我国“四纵四横”高速客运网的重要组成部分，运输繁忙，跨越工程施工的重难点主要在于梁部、主塔临近既有线的高支架现浇施工，安全防护压力较大，同时转体质量较大，施工难度大。

（4）石粮河特大桥跨郑尧高速公路144 m系杆拱和跨永登高速132 m系杆拱。由于结构高度受限，线路在DK89+893．80处跨越郑尧高速公路和DK95+360．93处跨永登高速公路时，采用主梁高度较小的系杆拱结构，成桥方案为先梁后拱。由于主梁及拱部施工需在高速公路上搭设支架，占用公路时间较长，协调难度大、安全风险高；同时，跨永登高速公路1-132 m系杆拱桥位于运架梁通道，施工工期较为紧张，工期控制风险高。

（5）跨二广高速公路（40+3×64+40）m连续梁。线路在DK308+435．05处跨越二广高速公路，其中2个主墩分别位于高速公路主线与两条匝道之间，施工难点主要在于：桥墩完全被高速公路包围，需在封闭的高速公路上开设专用通道以实现施工材料、设备等的运输，对高速公路正常的运营管理造成一定影响。在总体安排上，一方面，积极争取地方政府及高速公路主管单位的大力支持；另一方面，通过调整梁场布局和架梁方案，使本连续梁处于后架段落，以降低工期风险。

除上述工程外，部分特殊结构桥梁虽然施工工艺也较为成熟，但由于其位于架梁关键线路且施工工期较长，工程进度直接制约、影响后续工程的开展，甚至可能影响总工期，如DK67+426．3跨京港澳高速公路（60+100+60）m连续梁、DK80+866．56跨陉山铁路（60+100+60）m连续梁、DK130+116．85跨郑尧高速公路（60+100+60）m连续梁、DK162+663跨郑尧高速公路（72+128+72）m连续梁、DK170+428跨沙河（46+80+80+46）m连续梁、DK275+037跨白桐干渠（60+100+60）m连续梁等，均需在工程推进过程中重点监控。

新工艺新工装

◆ 拌合站混凝土废料收集系统

罐车加水对罐内的残留料进行清洗，清洗后的废料倒入进料装置斜槽中，由污水泵把料冲入筛砂洗石机进行清洗分离，分离出的砂子和污水流进提砂机底部水槽，由提挖勺将砂子挖到高处，经出砂口排到堆场，污水则经机架排水口排放到设备外部导流槽中，流入沉淀池。筛砂洗石机分离出的石子直接通过出石口排出。罐车清洗和设备各机组清洗分离用水采用循环方式，污水基本达到零排放。

◆ 连续梁自动喷淋养生系统

连续梁自动喷淋养生系统由蓄水池、高扬程水泵、输水管道、喷淋阀、水闸等组成。连续梁梁面养护以覆盖土工布人工配合水泵浇水，内腔和外侧面则采用自动喷淋系统。通过在箱梁内腹板壁及腹板外侧布置PVC管做输水管道，管道端部连接喷淋阀，由高扬程水泵从蓄水池中抽水输送至管道内，最终从喷淋阀中喷出实现喷淋养生，喷淋压力及水量可通过输水管道上布置的水闸控制。0#块箱梁内部共设置8个（大小里程各4个）喷淋阀，后续节段经过对输水管道接长，每节段设置2～8个不等喷淋阀实施自动养生。

◆桥墩二维码信息标识

对已完工的墩身，使用手机二维码存储所有施工信息，形成墩身唯一的“身份证”，贴于墩身便道侧，距承台回填土1．5 m高，路线方向水平高度基本一致。

二维码信息包含如下内容：

（1）桩基（以每根为单元）：编号、长度、桩径、浇筑日期、混凝土批号、检验批号、施工技术负责人、施工质量负责人、试验负责人、监理工程师。

（2）承台：尺寸、混凝土标号、浇筑日期、混凝土批号、检验批号施工技术负责人、施工质量负责人、试验负责人、监理工程师。

（3）墩身：墩号、尺寸、浇筑日期、混凝土批号、检验批号、施工技术负责人、施工质量负责人、试验负责人、监理工程师。

（4）参建方：建设单位、设计单位、施工单位、监理单位、监督单位。

操作要点：墩身二维码尺寸统一，张贴时保证表面平整。

◆ 桥梁挠度仪监测贝雷梁工艺

随着现代桥梁施工技术的逐步成熟，不仅大大提高了桥梁施工精度，而且桥梁跨越能力也在不断超越和创新。而跨河海、跨公路的桥梁施工时，支架是保证其施工精度和施工安全的关键。因此，在高质量完成大跨度桥梁施工中，施工支架变形的监测和控制是不可或缺的重要内容。

挠度仪主机

由于施工现场条件的限制，支架下部为高速公路，面对车流量大、车速快等特点，施工过程无法直接对承重梁（贝雷梁）的变形情况进行接触测量。为了对支架在预压工程和混凝土浇筑工程中对承重梁（贝雷梁）进行有效监测，采用非接触光学测量的方法对承重梁（贝雷梁）支架体系变形进行直观监控。

◆ 排水沟液压自动滑模机施工工艺

液压自动滑模机工作时，首先启动电动振动器为落料做准备，当混凝土通过本机喂料斗进入推进器后，启动液压泵站、油缸开始伸缩运动，由推进器将混凝土推进到成型模板所形成的成型空腔内，利用成型模板约束，水沟底板、侧墙、压顶一次成型，同时利用电动振动器的振动和液压油缸的推挤保证混凝土的密实度。液压油缸推挤产生的反作用力使得机械主体向前行走，通过机械上安装的导向滚轮保证机械沿两侧轨道运动，从而实现自动行走的功能。

工程管理

◆ 安全质量管理

郑万铁路河南段开工建设以来，郑万铁路客运专线河南有限责任公司（简称公司）贯彻执行“百年大计，质量第一”的方针，牢固树立“不留隐患、不当罪人、建不朽工程”的质量观念，落实质量终身负责制。

制定质量目标：工程质量符合国家、行业和中国铁路总公司（简称总公司）有关标准、规范及设计文件要求，单位工程一次验收合格率100%，工程质量合格。勘测、设计质量优良，监理程序符合规定，质量管理达标、内业资料规范。确保全部工程达到高铁工程质量验收标准及设计要求，主体工程质量零缺陷，无重大质量事故，并创国优。竣工文件真实可靠，规范齐全，实现一次交接合格。

明确质量意识：制定质量教育培训计划，采用集中办班、现场培训等方式进行质量培训，不断提高质量管理和作业人员质量意识和质量管理水平。组织开展质量主题活动，综合运用宣传教育、典型示范、达标竞赛等形式开展企业质量文化建设，不断提高从业人员遵守质量管理规定的自觉性。

◆ 进度管理

为提高建设工程施工进度控制的可操作性，提高工程进度计划管理能力，规范工程进度管理考核标准，确保实现总公司下达的工期目标，按期完成年度实物工作量和投资计划，制定郑万铁路河南段工程施工进度考核实施细则（站前部分）。公司对施工单位按月度、季度、年度进行考核，通过内外加压，利用信息化手段，推动目标任务的落实。

◆ 标准化管理

公司始终高度重视标准化管理工作，并将其作为落实各项建设管理要求的有力抓手强力推进实施。坚持抓细抓实，全范围落实标准化管理；坚持工厂化、机械化、专业化、信息化“四化”引领，不断深化标准化管理。各单位按照“镜头不换、纵深发展”的要求，持续推进标准化管理，切实做到思想上不动摇、行动上不落后、工作上不懈怠，把标准化管理工作引向深入，不断提升建设管理水平。

◆ 环水保与工程建设协同管理

项目自建设之初，以习近平生态文明思想为指引，深入贯彻党的十九大和第八次全国生态环境保护大会精神，牢固树立“绿水青山就是金山银山”和创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，统筹推进“五位一体”总体布局，紧密围绕“强基达标、提质增效”的工作主题，公司将环水保工作与工程建设同步推进，成立了环水保管理领导小组，制定下发《环境保护管理办法》《水土保持管理办法》等文件，在设计文件和指导性施组中，从严开展源头治理，着重建设项目前期环评、水保、能评报告及设计文件审查，加强事中事后监管，强化节能环保措施验收，确保郑万铁路河南段建设项目节能环保措施高标准、严要求、全面落实。在建设过程中，严格落实环水保与主体工程“同时设计、同时施工、同时验收投产”的制度，积极采取措施，消除因施工造成的各类环境污染。确保环水保管理工作贯穿整个施工全过程，按期实现环境保护和水土保持的预定目标。

◆ 数字郑万

2年多的建设实践，深切感受到总公司纵深推进信息化建设决策的正确性，也直接给项目建设管理带来了变革和实惠。初步形成了具有数字化、自动化、可视化、网络化、透明化等特色的涵盖建设管理全过程的“数字郑万”管理模式——铁路建设管理系统（V1．0）。

同时在建设管理实践中还存在更广阔的发展空间：一是需实现对建设现场、作业工序完全意义上的全覆盖；二是需提升自动化、智能化程度，以更好地解放人力、节约成本；三是需进一步与工程建设管理进行深度融合，更大幅度提高管理效率。

信息化技术的研究和运用是当代科技发展前沿的新事物，把信息化的优势融会运用到铁路建设管理领域是趋势和目标，发展前景无限宽广。中国高铁作为“大国重器”，继续领先世界需不断创新才能赢得主动，占领先机。将继续加大“四个创新”工作力度，进一步做好“数字郑万”完善发展工作：

一是加快开发投用后续专业模块。随着郑万、郑阜项目的加快推进，轨道、四电、站房等后续工程及联调联试将陆续展开。届时工序转换更加频繁、专业接口更加复杂，建设管理也需更加精细，继续加强调研，精心设计，联合中国铁道科学研究院集团有限公司开发出功能更实用、界面更清晰、决策更高效、操作更便捷的专业模块，并积极投用。

二是为运营维护提供宝贵的第一手数据。项目建成开通后，设备的运营维护需要建设期间的第一手数据作为支撑，及时收集和整理设计数据、施工数据、管理数据等建设全过程信息，形成完整的数据链，与“设备使用管理规则”进行有机融合，在建成一条安全优质的“实体郑万”的同时，再打造一条数字云集的“虚拟郑万”，完成二维模式下的“数字郑万”建设，为运营后的设备管理提供有效支撑。

三是实现从“二维”到“三维”信息平台的转换。学习借鉴“智能京张”，加强横向、纵向联络沟通，引入BIM技术的研究和运用成果，植入先进的VR技术，实现更宽更广的互联互通，让管理人员不出门就能通过管理平台“穿越时空”走进建设现场，对日常管理中不易检查的隐蔽工程、高空危险场所进行检查和监控，更便利地发现日常不易发现的问题，体验“不在现场却胜似身临其境”的感觉，进一步强化现场管控。

期盼不远的将来，随着信息化技术的不断成熟和发展，能够看到更加智能化、人性化的“数字郑万”2．0版为工程建设项目服务。