邹双红
(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100055)
随着高标准铁路的大规模建设,为提高勘察设计质量,保证技术合理安全,中国铁路总公司颁布了《铁路建设项目施工图审核管理办法》(铁总建设[2014]299号文)、《铁路建设项目施工图审核报告编制大纲》(工管施审函[2014]240 号文)等[1-2],经过多年实施,已经形成了一套行之有效的施工图审核管理制度。有许多学者对施工图审核工作的难点、要点进行总结,董勇总结了审核单位在施工图审核过程中遇到的一些技术和管理上的难题[3];杜通道认为施工图审核要体现合规性、安全性、可实施性、总体性和经济合理性的要求[4];刘颖、徐耀平结合给排水专业的特点,对给排水专业施工图审核工作要点进行总结[5];江松对铁路行业火灾自动报警系统常遇到的问题进行了分类、归纳和分析[6]。以往研究多着眼于单个专业,对施工图审核的归纳总结不够全面,以下结合工程实例,通过梳理,总结了现场核对、设计原则、设计依据、技术方案、工程措施、结构安全、专业接口和工程数量8个方面的施工图审核要点[7-9],以期能够为铁路设计审核人员提供借鉴。
铁路长大干线工程投资规模大、技术要求高、专业性强,技术标准自成一体。应结合具体铁路项目特点,以法律、法规、现行规范、行业标准、初步设计批复等作为审核依据,对建设技术标准、设计原则、文件和图纸等进行详细分析,以确保设计的施工图质量可控。
施工图审核工作主要内容包括:工程现场情况与设计文件的一致性;工程措施、工点技术、施工过渡方案、安全措施和施工组织方案的合理性和可行性;工程建设强制性标准和初步设计批复意见的执行情况;施工图文件编制内容、深度是否达到规范和规程的要求,是否执行了环保、水保、通航论证、防洪评价等批复意见等;是否按验收后的工程地质勘察资料进行设计;标准图、通用图、参考图选用是否正确;站前站后、专业之间、子系统之间的衔接是否合理(如接触网基础预留、沟槽管线预留、综合接地、电缆过轨预埋等)。设计采用的新技术、新材料、新工艺、新设备是否通过正式技术鉴定;防火、节能、环保、水保、建筑抗震、地质灾害防治等方案及措施是否与相关主管部门批复意见一致(重点审核景观保护与恢复,植被保护与恢复,环境敏感区的保护,特殊保护项目,水、大气、噪声、振动等污染防治等)[10-12]。主要工程的施工方案、施工过渡措施是否合理;铺轨基地、制梁场、客运专线轨枕板(块)预制场等重点大临工程设置方案是否合理,设计是否达到规定深度;技术复杂结构工程的计算原则、模型、程序以及参数选用是否符合规范要求,输入数据是否准确等。此外,应对结构设计的合理性、安全性进行审核,形成结论性意见;对于重点的特殊结构、新结构应进行复核验算;对施工图与初步设计主要工程数量对照表进行对比审核,并分析工程量变化原因[13-14]。
(1)迁改
核对电力线路、通信、信号设施,以及油管、气管、给排水管等拆迁工程的位置和数量是否与设计一致。
(2)工程设计方案和工程措施
核对设计图纸内容与周边建设条件是否一致,核对工程设计方案、工程措施的合理性和可实施性。
(3)大型临时工程
核对大型临时工程位置、规模等是否合理,数量是否与设计一致。
现场核对是审核人员与建设单位、设计单位一起面对面交流的重要机会。在踏勘过程中应加强与设计单位沟通,掌握本项目专业设计的难点与重点,将现场核对中发现的与设计不符等问题纳入施工图审核意见中,核对完成后,将现场核对成果汇总提交上级部门。
案例1:怀化西编组站GDK0+350~GDK0+975段地基加固工程。该工点原始地貌破坏严重,人工填土量较大,主要为建筑垃圾及生活垃圾等(如图1)。在场地左侧,有正在施工的高层建筑(约20层),距人工填土区约60 m。原设计方案中,人工填土区采用单击夯击能为5 000 kN·m/m2强夯地基加固。鉴于现场发生变化,为避免施工时强夯震动对楼房的影响,改为翻挖碾压处理杂填土,同时采用清除建筑垃圾、翻挖回填、碎石桩、挖减震沟等措施。
图1 怀化西GDK0+350~GDK0+975现场情况
案例2:怀化枢纽某特大桥YHSDK11+500~+750声屏障工程。
经现场核对,该处左侧仅有公路和铁路,故取消了一侧声屏障,节省了工程投资。
铁路建设周期一般较长,现场情况不可避免地会发生一些变化。因此,在施工图交付前的施工图审核阶段,现场核对是必不可少的。
总体设计原则和专业设计细则内容涵盖设计范围、设计标准、总体方案、内容格式、各专业之间接口等方面,也是最先审核的施工图文件。首先要认真通读总体设计原则,再审核本专业技术标准及细则是否与本项目特点相符,采用的规范、通用图是否有效可行,内容是否完善等,经审核后的设计原则可作为设计和审核的依据。
案例1:怀化枢纽联络线接轨道岔采用了图号为“客专(07)004”60 kg/m18号可动心轨有砟单开道岔,该道岔适用于时速250 km客运专线的正线,而该线行车速度设计为120 km/h,故提出应选择与联络线时速匹配的道岔。经修改,采用 “GLC(09)05”固定辙叉道岔,节省工程投资约500万元。
案例2:怀化枢纽工程中,结构专业审核发现,采用的《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(11G101—1~3)和《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)已经废止。这种情况往往是由于设计人员未及时了解最新规范、标准的更新,经重新梳理,按最新颁布的规范和技术标准重新进行了设计。
总体设计原则和专业设计细则是指导设计的依据,一个单位内各专业之间,一条线不同标段不同单位之间,标准、原则需要协调统一,重视设计原则的审核往往能起到事半功倍的效果。
施工图设计不仅要严格执行国家和行业有关法律、法规、技术政策、规范、工程建设强制性标准,还应执行建设项目的初步设计批复意见和环境保护、水土保持、文物保护、压覆矿产、通航论证等各种评估论证报告的批复意见。工作中要特别注意批复意见的审核,应逐条认真核查,不可遗漏,如设计和审核对批复意见的内容有重大调整的,应重新上报。
案例1:渝怀铁路初设批复意见中有“公安派出所设大屏幕显示系统”的内容,但在怀化枢纽施工图设计中,由于设计疏漏,公安派出所未设大屏幕显示系统,审核指出后,设计方补充了大屏幕显示系统。
案例2:渝怀铁路增建二线引入怀化枢纽初步设计批复对应的站后工程概算为154 996.83万元,施工图站后工程预算较初步设计增加2 975.41万元,超出了初步设计批复概算。
设计方对施工图重新进行了梳理优化,修改后,站后施工图预算总额为154 515.21万元,较初步设计批复概算减少了481.62万元,使预算总额控制在初步设计批复范围内。
案例3:初步设计阶段,渝怀二线引入怀化枢纽设置弃土场10个,隧道弃渣场4个。施工图阶段,怀化市林业局提出原选址位于经济保护林区,弃土场(弃渣场)应重新选址,设计方需按有关程序重新报批。
审核中,未执行批复意见的事情时有发生,比如施工图预算超出了初步设计批复概算等,这种情况必须责成设计单位重新上报。
技术方案优化是施工图审核一项重要且难度较大的工作,在满足安全、快速、舒适的要求下,应综合考虑运输组织、运营管理、城市规划和工程投资等多种因素,对一些局部设计方案进行优化、细化。对上阶段批复意见也不能盲从,在外部客观条件发生变化时,需对方案重新进行优化,若涉及到重大方案调整,应按建设管理程序重新报批。
案例1:渝怀上行线YHSDK11+050~YHSDK12+100段连续设计有两个250 m短坡;渝怀下行线YHXDK10+300~YHXDK11+400段连续设计有300、370 m两个短坡,有几处坡长小于350 m。经审核,短坡设计段与规范所列困难条件不匹配,故对以上两段纵断面进行了优化。优化后,渝怀上行线最小纵坡长497 m,渝怀下行线最小纵坡长430 m。
案例2:某铁路联络线XNDK0+930.43~XNDK1+023.5段为路基,两端均为桥梁。因该段路基较短(仅92.7 m),故提出取消XNDK0+930.43~XNDK1+023.5短路基,改为桥梁贯通设计的方案,使线路更顺畅,衔接更合理。
为提高列车通过时的运行品质和舒适度,应尽量采用较长的坡段长度,在工程量变化不大的前提下,提高线路的平顺度。
设计中采用的工程措施是否妥当,会影响工程建设的质量、安全和投资。因此,工程措施优化是施工图审核中的重要内容。
案例1:审核发现,某铁路工程YHSDK1+437~YHSDK1+465段左侧路堑边坡基本位于全风化砂岩中,设计文件描述的顺层基本不存在。原设计采用的抗滑挡土墙与桩板墙支护措施过于保守,后修改为一般重力式路堑挡土墙支挡,节约了工程投资。
案例2:新磨沙溪隧道全长2 515 m,与既有磨沙溪隧道平行(位于既有线右侧45 m位置),出口端右侧山坡自然坡率约为1∶1.0,有人工弃土堆,结构松散。原设计采用矮挡墙加骨架护坡,在极端暴雨天气容易产生泥石流等灾害(如图2)。经设计审核检算后,将原挡墙措施改为锚固桩支护,确保了工程质量。
案例3:某铁路工程HFDK2+037~+112段右侧边坡高11.6 m,路基基底为淤泥质黏土,原设计采用插塑料排水板进行处理。经审核,该范围路基稳定性较差,故提出采用搅拌桩加固,以加强路基稳定性。
审核应充分利用验收后的工程地质勘察等基础资料,协助设计方稳定、落实设计工程措施,保证工程质量。
图2 新磨沙溪隧道出口现场情况
审核人员要准确把握安全风险点,重视结构工程的计算原则、模型、程序以及参数选用;对特殊、复杂、新型的重点工程,应独立进行专题研究和结构检算,以发现设计存在的问题并提出解决意见,形成重点工程检算报告,确保设计工程质量安全。
案例1:某铁路工程GDK1+037~GDK2+412顺层路堑、岩溶路基,自然坡度为10°~40°,植被发育,主要以灌木为主,线路以深挖方通过,最大堑坡高120 m左右。对于路堑边坡地段,原设计采用3排锚固桩,边坡采用锚杆、锚索框架格梁护坡相结合进行边坡加固。
该段路基属于极高风险的高边坡工程,在现场踏勘过程中,对边坡岩层的结构、产状、破碎程度等加强了调查,根据边坡特征、岩层特点开展了深入细致的专题研究和专项检算,GDK1+575边坡第三级开挖支护后整体稳定安全系数计算结果如图3。
图3 GDK1+575边坡第三级开挖支护稳定安全系数计算结果
通过审核检算,发现设计方案中边坡锚索承担了边坡土体的全部侧向土压力,锚固桩桩前压力为负值,且第2、3排桩锚固位置与桩长不匹配,提出以下优化意见:
(1)由极限平衡法分析得到潜在滑面存在于二元界面处(泥质砂岩和灰岩接触面)。因此,处于分级边坡坡脚附近的锚固段应尽量穿过交界面,对同一岩层中的锚索,应遵循中间受力大、坡脚受力小的特点进行优化设计。
(2)补充第二排、第三排锚固桩检算时锚固点的计算依据,第二排锚固桩的布设位置、桩长应考虑软弱结构面的交界情况。
(3)建议加长GDK1+575~+775断面第一排锚固桩的嵌固深度。
(4)锚固桩和锚索结构的受力特性分析表明,锚索分担的滑坡推力较大,应将锚固桩和锚索之间的滑坡推力分配重新进行核算,对锚索的设计锚固力进行优化,并优化锚索设计。
设计方根据审核意见调整了第2、3排桩的位置,以及锚固桩桩长与锚索长度,重新分配了锚索的锚固力。
案例2:对隧道设计原则的审核中,发现某有砟轨道曲线地段的隧道内轮廓满足大型机械养护的要求,也满足电气化接触网专业的要求,但不满足《铁路隧道设计规范》(TB10003—2016)附录A对曲线隧道内侧加宽的要求。为此,设计方对线路平曲线半径等于和小于800 m的隧道内轮廓进行了加宽,内侧加宽值采用40 cm,满足《铁路隧道设计规范》(TB10003—2016)附录A的要求,为运营安全提供了保障条件。
审核时应考虑其是否符合国家、行业有关规定,对一些特殊、复杂、新型、重点工程的审核应独立进行结构检算,以发现设计存在的问题并提出解决意见,使工程方案更加安全、可靠、合理。
铁路勘察设计工作涉及面广、内容繁多,涉及二十多个专业,专业间有着千丝万缕的关系,是一项复杂的系统工程。因此,应注重各专业、子系统间的技术接口,着重审核专业间、子系统间的技术衔接,检查是否有矛盾的地方,把握设计的整体最优和衔接统一。
案例1:沪昆铁路往长沙方向上下行联络线YHXDK0+920.89~YHXDK1+550路基与西林寺隧道斜交,于YHXDK1+250、YHXDK1+255处路基右侧沿隧道设置了两根锚固桩。
经路基和隧道专业衔接沟通,隧道专业修改了方案,西林寺隧道出口段采用框架结构,并采用明挖施工,减少了对路基工程产生的影响。路基专业采用“挡土墙+骨架护坡”防护设计,两侧陡坡路基采用路肩或路堤桩板墙支护,使方案更合理。
案例2:对既有怀化、象鼻子牵引变电所地网综合自动化装置的现状进行梳理,发现既有怀化牵引变电所满足设计需要,但象鼻子牵引变电所综合自动化系统通信管理机仅1台运行,运营维护存在一定安全风险。审核后,对象鼻子变电所的综合自动化系统进行了改造,确保其满足运营维护、新线接入的需要。
施工图审核还需认真核实工程数量和计算原则,对主要工程数量进行详细计算,对非主要工程数量进行指标合理性评判,审核工程数量是否和设计内容相符,工程数量汇总表和专业设计图纸数量是否基本一致,杜绝在计算工作中的差、错、漏、碰,保证工程投资的正确性。
对多条铁路的施工图审核工作进行了总结,提出了现场核对、设计原则、设计依据、技术方案、工程措施、结构安全、专业接口和工程数量8个方面的施工图审核要点,并结合渝怀铁路增建二线引入怀化枢纽相关工程施工图审核典型实例进行论述。在其他铁路施工图审核中,可根据项目特点注意把握8个方面的审核要点,以减少施工图文件的差、错、漏、碰,,切实提高施工图设计文件质量。