高速铁路防灾安全监控系统施工案例分析

郭 斌 中国铁路上海局集团有限公司合肥铁路枢纽工程建设指挥部

1 绪论

我国早期建成的客运专线，现需要增建防灾安全系统，基本均会面临原建设标准与现行标准的差异，接口预留与现行技术规范、标准存在不匹配、不兼容、不适应或不协调；桥梁设计异物侵限装置未预留安装条件，线路设备各项安全冗余度不高等一系列共性问题。合宁线作为国内首条开通运营的客运专线，根据2017年铁路总公司既有客运专线达标整治总体规划，上海局集团公司立即启动了该项工作，2018年初增建防灾系统正式施工，6月底竣工，投入使用。

2 铁路防灾安全监控系统及构成概述

铁路防灾安全监控系统是集工程气象学、空气动力学、统计学、故防障-安全及计算机网络等技术于一体的集成系统，是架构于通信传输系统之上的一套集灾害信息采集、分析、处理和指导、辅助安全行车的平台。防灾监控系统一般包括信息采集、信息传输和信息处理三部分。其构成主要是由现场采集设备、防灾监控单元、监控数据处理设备、调度所设备、防灾监控终端及通信网络设备等。

3 工程主要内容

合宁线全长166 km（包括合肥枢纽19 km，南京枢纽44 km）装备补强防灾安全监控系统工程,该防灾安全监控系统，包括风监测子系统、雨量监测子系统、雪深监测子系统和异物侵限监控子系统等四个子系统，其中：异物侵限监测点18处、风监测点13处、雨量监测点9处、雪深监测点4处、3处地震监测子系统与变电、信号等其他系统的接口预留，以及两端枢纽内防灾安全监控的相关接入与改造。

4 工程特点

4.1 列车运行密度大，施工安全风险高

合宁线为运营中的客专，目前图定旅客列车100对（其中：8对普速，92对动车组），列车运行密度大。钢结构桥梁桩基挖孔桩、钢结构桥梁吊装、接触网改造等均涉及既有运营设备，施工项点安全风险高，稍有不慎将危及行车安全，甚至中断行车，确保既有线施工，尤其客专线运行的安全压力巨大。

4.2 既有设备标准低，兼容破解难

合宁线建成最早，各项安全冗余度相对不高，预应力钢筋砼门架结构施工条件不具备，既有桥梁的设计没有在上跨铁路的道路桥梁上预留异物侵限监测装置的安装条件及检修通道，上跨铁路的道路桥梁不具备双电网传感器安装方式；同时早年客专建设标准、接口预留与现行技术规范标准亦多存在不匹配、不兼容、不适应或不协调等方面的问题。这些问题都是绕不过去的坎，需一个个破解。

4.3 施工点多、线路长、任务分散

工程涉及桥梁、路基、房建、通信、信号、信息、电力、牵引供电等多个专业，既有上跨桥就有18座，各个所亭、基站，施工任务不集中。采取平行作业、交叉作业或流水作业方式中的任何单一方式进行施工都难以整体推进。

4.4 封锁要点，夜间作业，施工环境复杂

该工程近80%施工项目均在点内进行作业，尤其是挖孔桩施工、钢构横梁吊装架设、缆线敷设、接触网改造等需要较多天窗点。据统计合宁线施工天窗大约为当日23：50至次日03：50时间段。

4.5 运输通道不畅，施工条件恶劣

由于该工程没有运输道路或道路狭窄、弯道多的问题突出，通往区间18座公跨铁桥梁的道路中，3处道路不通、7处为狭窄（宽度不足3 m）、弯道多的乡间土路，不能满足大型施工车辆通行；余下的8处道路宽度虽能满足大型施工车辆通行，但其中有3处为土路，施工条件恶劣。

4.6 协调难度大

合宁线途径江苏、安徽两省。一是涉及江苏南京市新甸区、安徽滁州市全椒县、合肥市的巢湖和肥东等县市，青苗补偿、施工便道、临时设施等牵涉的地方协调沟通部门多；二是该铁路分属南京、合肥两个铁路区域管辖，且涉及的铁路专业较广，需要协调南京、合肥两个区域的电务、供电、维管、工务、房建、车辆、通信、公安等铁路产权管理单位，既有线施工、设备接口接入、安装调试等协调难度和工作量都非常大。

5 工程难点

5.1 有效施工时间短

运营客专线接触网改造，如何做到施工、运输兼顾，尤其确保高铁运营安全难度极大。而且施工需利用夜间天窗点，既有线施工需严格遵守封锁时间进出场，去除进出场前安全点名、提前登销记和撤场前的安全检查确认等时间后，实际每日施工时间极为紧张。

5.2 施工地形复杂

钢结构桥梁桩基需采用人工挖孔桩，合宁线为丘陵山区地段地质条件复杂，开挖难度高，基坑开挖过程中如何保证基坑的稳定性是本工程的重点难点之一。

5.3 桥梁吊装难度大

该工程涉及大量的吊装作业，特别是钢结构横梁跨度长，跨越上下行接触网，又必须在夜间利用天窗点停电封锁进行，因此吊装过程中的安全控制问题突出。门型钢结构横梁吊装，既有线施工时间不能保证，如何破解以空间换时间问题。

5.4 既有设备改造需要一次成功

通信设备的安装和调试施工涉及到既有设备运行，所以在施工过程中必须确保既有设备的绝地安全运营，尤其是光电缆敷设线路较长，作业量大，且均为既有电缆槽，在电缆槽盖板不能全部翻开进行敷设的情况下，槽内电缆情况不明，保证客运专线安全畅通，施工安全尤为突出。

6 对策措施

6.1 精心编制施工组织设计

围绕安全质量和接口施工主轴，本着“先主要工程，后附属工程”的原则和联调联试及竣工验收这根主线，充分考虑各阶段、各工序、各工种的施工特点、重点和难点，按照轻重缓急，既突出重点，又照顾一般，利用网络技术优化工期安排和资源配置，统筹安排各专业的施工顺序和进度目标，采取平行与流水作业相结合及时调整资源配置的方法和确保工程项目全部功能实现原则，编制《施组》并科学组织施工。

6.2 依法合规执行施工方案

严格依法、依规、按标和程序，编制《营业线（邻近）施工方案》并落实审核和批准流程，对经批准的《方案》，执行中做到不折扣、不走样。加大营业线(邻近)作业安全防护的投入，划定“红线”禁区，并做到“以红线保底线”。

6.3 严格落实营业线（邻近）施工安全管理各项规定

营业线（邻近）施工，做到牢固树立“施工不行车，行车不施工，施工对行车不构成影响”理念。如：门型钢结构横梁现场组装，不可利用既有桥面做场地，使用汽车吊组装方式，而是采用利用炮车组装，人工就位方式；门型钢结构柱基础基坑开挖及浇筑，采用先进行既有栅栏网改移（即将桩基础位置改在既有栅栏网外侧），设置硬隔离，申请邻近营业线C类计划和邻近营业线基坑开挖施工许可证后施工方式。

6.4 结合实际进行设计变更

预应力钢筋砼门架结构施工条件不具备，既有桥梁的设计没有预留异物侵限监测装置的安装条件及检修通道问题。借鉴目前国内既有普速线门型钢结构横梁施工经验，改预应力钢筋砼门架结构为门型钢结构。

6.5 进一步用“改、合、借、专”方法解难题

“改”，即改移既有栅栏网、改预应力钢筋砼门架结构为门型钢结构、改拨接触网等项目为改字；

“合”，即合并同类项，具体指合并同类型桥、合并同一接地范围内工点吊装、合并维修施工动力统一使用，天窗共用，联合作业等。

“借”，即借目前铁总实施的既有客专线达标推进的引领、借铁总办[2017]320号提前介入指导意见的指引、借设备管理单位接口管理的技术力量、借用本线每日停轮后的综合维修天窗时间点等。以此破解单独一个封锁点时长不能满足一个项点施工内容时长要求等矛盾问题。

“专”，即本工程的任何重难点项，都有体现一个“专”字。如：接触网改造、钢结构吊装、通信设备的安装和调试等，均编制了专项施工方案和专项防护方案；门型钢结构横梁吊装采取了一桥一方案；涉及关键接口、软件控制、承载受力等方面的难题，走专家治理专家论证之路。一句话，遇到重难题，做到“专”字当头，合力攻关。

6.6 抓牢“接口”、做好各单项工程无缝衔接

一是建立接口识别、接口验证、施工接口内容确认、施工接口方案制定，接口施工节点、计划的拟定及相关协调制度；二是根据施工调查，结合以往铁路工程接口工程的施工实际经验，编制划分合理、界线清晰、责任明确的接口工程施工方案、管理方案、细则，提报建设单位审核，争取建设单位理解与支持；三是采用"红线"办法，硬化接口责任落实，即：凡涉及到接口的事项，与该接口相关的各施工方不得单方面进行决策或确定；也不得以惯例、内部的特殊性或其他理由拒绝接口事项的落实。

6.7 坚守“以工艺保质量，以质量保安全”理念

一是施工准备充分，现场调查细致，在此基础上严格以《标准》《规范》并结合现场实际，编制施工及安装程序工艺文件并按规定程序对工艺文件进行审批；二是采取工艺试验、样板引路的方法。施工中在标段内选择合适的单位工程确定为专业样板工程，通过样板工程的施工，积累施工工艺技术参数，并作为全标段施工样板进行推广，同时严格按照施工图和作业标准进行施工，推广符合现场实际、作业人员易记好用的应知应会卡片，真正将各种管理要求和措施融入到作业标准中，落实到作业人员的操作中。

7 结束语

本文提出的一些主要对策措施，在合宁线防灾监控系统工程施工中已得到应用，施工中工程安全平稳，通过了集团公司验收，质量合格，工期较设计提前6个月，为高铁运输畅通提供了保障。