高铁土建工程质量安全治理探讨

高儒华

（中国中铁股份有限公司，北京 100039）

0 引言

高铁土建工程质量直接关系高铁运营安全和人民生命财产安全，在勘察设计、施工、验收等阶段的质量缺陷具有一定的隐蔽性和滞后性，投入运营后，一旦发生设施受损、功能失效等问题，在条件耦合情况下极有可能酿成重大事故。因此，研究高铁常见土建工程质量安全隐患产生的根本原因，采取针对性预防措施，从源头上消除质量安全问题尤为重要。

1 质量安全问题现状

我国高铁实现了从无到有、从探索到突破、从建造到创造、从追赶到领跑的崛起，总体技术水平已迈入世界先进行列。但由于高铁自身特点和技术快速发展中的局限及沿线地质复杂、气候恶劣等不利影响，近年来先后出现了一些如路基边坡溜坍、隧道衬砌掉块、桥梁缆索构件损坏等质量安全问题，暴露出了我国高铁建设标准规范、参建企业质量管控、政府监管等与经济社会发展不适应等问题和不足。

1.1 标准规范

1）标准缺失。一是个别基础性标准以及各系统、专业间接口标准欠缺。如部分标准相互交叉、结合部的界定不清晰；个别设计标准、工程质量验收标准内容不完善，未考虑设施在日常使用和维护阶段可能对高铁列车行车安全的影响。二是标准对高寒、高原、海岛等特殊运行环境的影响考虑存在不足。如高寒地区隧道防寒和防冻技术标准缺乏，高地应力、高压富水等地段隧道技术标准不满足地质变化需要，隧道冻胀破坏、隧道结构变形及破坏等现象比较突出。三是现有高铁桥梁设计标准不适用于大跨度桥梁、跨江越海桥梁。

2）标准不适应。一是个别标准相对滞后于铁路的发展实践。如《高速铁路桥隧建筑物修理规则（试行）》（铁运〔2011〕131 号）已发布近 10 年。二是随着高铁建设的实际需要和技术进步，现有部分标准难以充分适应并起到指导作用，行业标准还存在不完善的情况。三是部分定额标准滞后于社会发展。主要是：铁路定额与市场价格差距较大，如人工费、地材费等；风险包干费与铁路建设工期长、不确定因素多不匹配；造价未体现特殊环境下的施工复杂性等。

1.2 工程建设

高铁工程建设标准高、难度大、建设环境复杂、施工工艺繁杂，结构实体质量、参建单位质量行为和管理水平不同程度存在个别项目未严格执行建设管理程序、建设各方质量管理制度不完善、执行不到位、专业管理和技能人才队伍不能满足建设需要等问题。

1）建设管理。一是征地拆迁工作责任履行不明晰，征拆进度普遍存在滞后。二是专业工序衔接、接口管理不到位，造成工期安排不尽合理。三是运营单位提前介入时机较晚，效果有待提高。四是特殊运营场景的验收问题。运营单位在结构验收阶段对一些特殊场景（如高原、高寒、海岛等）提出一些超出设计范围的特殊要求，这些要求由于没有在设计阶段统筹规划和考虑，部分要求实现以牺牲已有结构功能和耐久性为代价。五是变更设计管理不适应现场需要。六是在勘察、设计、施工、监理、验收各个阶段以及在建设管理、物资采购、第三方检测等环节的管理缺陷未得到有效整治，压缩工期、降低造价、低价中标等不合理现象长期存在，违法建设、偷工减料、以次充好等违法违规行为屡禁不止。

2）勘察设计。一是设计深度不够。勘察设计周期不合理，现场调查深度不够，听取地方政府意见、了解运营单位意见不够充分。受项目前期没有立项带来的经费问题造成勘察深度和周期不够，进而影响设计质量。二是设计方案针对性有待提高。针对高寒、海岛等特殊运行环境和山岭、溶岩等特殊地质条件的设计方案考虑不周全。三是部分材料与主体工程设计寿命不匹配。如隧道防水材料、桥梁和轨道板垫层材料与结构寿命周期不匹配，出现质量问题难以发现和更换。

3）施工管理。一是进场原材料检验不严格。二是地材供应把关不严。三是监理作用发挥不充分，管理不到位，对隐蔽工程把关不严。四是施工外部环境有待进一步优化。五是施工企业作业人员专业化水平有待提升。近年来大量使用劳务企业组织的社会化作业人员往往未经过系统培训，专业能力不足、流动性大，成熟工艺、工法得不到有效传承。六是施工工艺、工装发展与质量标准要求不协调、不匹配，现有的工装设备不能很好满足高铁快速发展要求［1］。

4）人员管理。一是缺乏复合型人才。高铁建设管理人员对企业外部先进管理经验学习了解较少，对先进管理理念的推广缺乏动力。质量管理人员对技术标准和施工工艺不熟悉，缺乏发现源头质量安全问题的能力。二是成熟管理及技术人员流失严重。由于近年来铁路市场效益不佳，工作强度大等因素造成有经验、有能力的技术人员流失严重，技术人才结构性不足。三是缺乏专业化产业工人培育机制。作业层人员职业化程度低、人员素质参差不齐，质量安全意识和工匠意识不高，且存在年龄偏大的趋势。四是监理队伍不稳定。监理行业中监理员一般均为聘用人员，无归属感，流动性大，水平参差不齐，发现问题、解决问题的能力不足。

1.3 政府监管

1）行业监管。国家铁路局作为行业监管部门，对推动铁路行业高质量发展发挥了重要作用，但由于受成立时间短、监管人员不足、监管力量有限等客观因素影响，监管部门机制不够健全、方法手段不够完备、发挥质量安全信用体系作用不够突出，监管效能有待进一步提高。

2）地方政府监管。地方政府作为属地监管部门，对高铁沿线邻近既有线地方工程项目重视程度不够、施工管理不到位，存在薄弱环节。近年来，一些邻近既有线地方工程施工给高铁运营安全带来严重的隐患，隧道上方被地方施工钻探打透拱顶，施工设备倾覆侵限刮蹭接触网，轻质材料、漂浮物挂在接触网上，沿线建筑物倒塌侵入铁路限界等时有发生。

2 质量安全病害分析

统计 2008 年至 2019 年间因高铁设备设施源头质量原因导致的设备故障如图 1 所示，因工程建设质量不良导致的设备故障占总故障 1 027 件的 15.69 %，主要发生在隧道、线路（含防护设施）、桥梁等基础设施。

图1 2008-2019 年高铁设备源头质量故障按类别分布图

2.1 线路病害分析

线路病害主要有路基裂缝、下沉，轨道板上拱，边坡、堑坡溜坍，防护设施脱落等。主要原因是施工质量不良，包括未按设计施工、路基填土不密实、填料不符合标准等。

1）轨道板上拱。高温季节是轨道板上拱的多发期，京沪高铁、沪杭高铁等多条线路开通后陆续出现轨道板拱起病害，预计此类病害呈逐年增多的趋势。截至 2018 年底，Ⅱ 型板式无砟轨道发生较严重的轨道板与砂浆填充层离缝、轨道板或板间接缝破损共计 519 处。主要原因是轨道板锁定温度低、张拉锁施工质量差、板间接缝质量差以及循环的纵向温度荷载作用，横向失稳危害较大。

2）路基边坡、堑坡溜坍。边坡、堑坡溜坍等事件多发生在雨季汛期，如果坍体侵限与动车组相撞，容易酿成重大事故。主要原因是施工单位不按照设计方案施工、擅自更改施工方案、实际坡率与设计坡率不符等。

3）防护设施脱落。主要是线路防护栅栏、防抛网等附属设施破损、倾倒、脱落侵限，原因是不按照设计方案施工，部件紧固、焊接施工质量不到位。

2.2 隧道病害分析

随着我国高铁快速发展，隧道数量剧增，隧道渗漏水、隧道掉块、隧道底板及轨道板上拱、附属设备脱落等质量缺陷或病害突显。2020 年 6 月 7 日，贵广客专动车组撞上隧道掉块，造成动车组脱轨，虽未造成大的后果，但引起社会广泛关注。某年度全国铁路隧道病害统计（见表 1）显示存在主要问题如下。

表1 某年度全国铁路隧道病害统计表

1）工艺工装发展与质量标准要求不协调、不匹配。现有的工装设备不能完全满足高铁建设要求，国内外对工艺工装虽然有很多研究和应用，仍不能完全解决隧道衬砌厚度不够、不密实、钢筋间距不均匀、止水带偏位等缺陷。

2）特殊地区隧道建造技术尚未完全成熟。我国高铁隧道设计与施工技术总体已较为成熟，但在高寒、高地应力、岩溶、瓦斯等特殊地区的设计与施工技术尚有不足［2］。如有的高寒地区隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩衬砌采用素混凝土，抗冻要求和保温措施考虑不足，导致冻害加剧，造成掉块风险。对隧道衬砌结构劣化及渐变破坏的研究也不够深入，随着运营时间增长，各类突发情况时刻威胁着高铁运营安全。

3）对附属工程的设计与施工重视不足。隧道附属工程主要隐患包括竖井、横通道封堵不严，在活塞风作用下发生破坏，导致外部泥沙涌入隧道；疏散救援设施防护门的设置位置、开启方向不合理导致侵限；水沟、电缆槽排水不畅、淤积导致积水进而发生轨道变形等。

4）对质量缺陷的检测手段仍不完善。目前隧道衬砌检测多采用无损检测、钻芯验证、回弹检测及敲击检查等方式。但受限于无损检测的测线布置不足、钻芯验证及回弹检测的覆盖面不足，敲击检查的工作强度大且凭敲击人员经验等因素影响，当前的检测效果、效率不理想，导致在运营过程中仍有问题不断出现。

2.3 桥梁病害分析

桥梁病害主要有桥梁支座病害、伸缩缝病害、精轧螺纹钢筋断裂、桥梁缆索构件损坏等。主要原因是不按照方案施工、焊接工艺不良、螺栓延迟断裂等。

1）桥梁支座病害。桥梁支座是连接桥梁上下部结构的纽合点，构造精微，受野外环境影响易产生病害，一旦损坏将严重影响桥梁承载能力和使用寿命。

2）伸缩缝病害。伸缩缝病害导致桥梁上部结构在温度变化、混凝土收缩和徐变，以及载荷作用下产生额外的附加内力，使桥梁结构产生结构性裂缝而破坏。伸缩缝止水带破坏，使梁端丧失防排水功能，雨水顺着伸缩缝流下侵蚀桥梁下部结构，直接影响桥梁的整体性能和寿命。

3）精轧螺纹钢筋断裂。对于预应力混凝土结构，预应力精轧螺纹钢筋断裂后，预应力效应有所减弱，对结构承载力或抗裂性有所影响，其影响程度与预应力精轧螺纹钢筋的断裂位置和数量密切相关。

4）桥梁缆索构件损坏。桥梁缆索构件表面防护体系破损可以及时有效处治，但是内部钢丝一旦发生锈蚀，现场要进行彻底维修处治十分困难。如果桥梁缆索构件在钢丝锈蚀后，得不到有效处治，由缆索体系失效而导致桥梁安全风险，最终会危及列车行车安全。

3 源头质量安全治理措施

完善高铁土建工程源头质量安全问题治理，要从标准规范、过程质量管控、人员素质、技术保障、信用体系方面加强高铁土建工程全寿命管理，构建完备的质量安全治理体系。

3.1 标准规范

统筹规划高铁技术标准体系顶层设计，制定铁路技术标准体系建设规划，进一步健全完善技术标准。

1）完善高铁工程建设相关标准。一是充分考虑复杂地质条件的影响，制定完善勘察、设计、施工、验收相关标准，丰富我国特有的针对高原、高寒、海岛等特殊运营场景，低气压、高温、高湿等特殊自然环境下的技术标准。二是深化高铁桥梁设计理论及方法研究，丰富桥梁标准的依据，制定大跨度桥梁、跨江越海桥梁标准。三是完善相关专业接口间的标准，补齐各系统、各专业标准结合部的短板，例如站前与站后工程等相关专业接口间的标准。

2）协调推进与技术、经济发展相适应的标准体系。完善与技术、经济发展密切关联的造价调整机制，构建公平竞争的市场定价机制，包括动态编制与完善反映建筑产品成本、市场供求关系、绿色发展的定额标准，体现建设单位的主体责任，关注工程项目的全生命周期投资收益。

3.2 过程质量管控

1）建设管理。一是从保证工程质量安全的角度出发，科学合理地确定工期，严禁人为压缩工期。二是实施全线、全专业、全过程、全方位的工程建设质量安全精细化管控。三是完善运营单位提前介入的机制。运管单位可从建设初期交底培训、建设中期过程督导、完工前检查验收三个阶段梯次实施。四是加强设计、施工阶段各专业接口管理，减少结合部问题。五是对于高压富水、软岩大变形、岩爆、高寒环境等复杂环境及特殊地层的工程建设应专项评估合理工期及合理造价；对于超深埋隧道、穿江越海隧道、复杂市域环境的控制性隧道工程设置合理的工程与投资调节系数。

2）勘察设计。一是扩大设计施工总承包模式推行范围。常规工程采用施工总承包模式；复杂的控制性桥、隧工程建议采用设计-施工总承包模式；完善动态设计，将动态方案、动态费用、动态管理一并纳入动态设计。二是设计避免未经过充分论证、实验就大规模应用新产品、新材料、新技术等，导致质量隐患。应合理选择建筑材料，保证原材料的耐久性和使用安全性满足要求。三是细化大型临时工程的设计。四是梁端部伸缩装置等特殊部位材料的选用应慎重，充分考虑材料和结构的匹配性及天气因素等影响。五是加强物联网技术应用，通过远程收集施工参数，缩短动态设计周期。六是延伸工程设计，针对部分工程使用的原材料、构配件产品寿命与主体工程设计寿命不匹配的，提前制定在运营期更换原材料、构配件施工对铁路行车安全的保障措施及要求。

3）施工管理。一是建立健全质量安全管理制度，落实企业质量安全主体责任，加强质量安全风险管控，开展质量缺陷随工整治和集中检测整治。二是鼓励积极借鉴、应用国内外创新管理方法和经验，大力提升机械化配套施工程度，研发、制造和使用适合在既有高铁设施施工时使用的专用机械设备［3］。三是严格按照设计、规范标准、施工组织设计和方案施工，严格原材料、半成品进场验收，加强施工过程质量安全检查和验收。四是研究高铁建设项目原材料、构配件、设备设施产品寿命与项目设计全寿命之间对铁路行车安全的影响，制定原材料、构配件等的设计选用、更换施工等标准和规定。五是完善监理管理体系，规范市场收费标准，提升监理水平。

4）政府及社会监管。一是深化政府的质量安全监管责任，维护良好的高铁设施全产业链市场秩序。二是加强社会和舆论监督，营造行业自律、社会监督的良性环境。

3.3 人员素质

健全人才培育体系，加强高铁人才队伍专业化、复合型人才建设，建设多角度、多形式的质量安全培育平台。一是强化质量安全意识，不断提升各级管理人员质量安全素质。二是注重设计、施工的专家和骨干人才培养，充分发挥高技能人才在解决技术难题、精品工程建造中的重要作用，完善设计人员准入门槛和退出机制。三是健全校企联合培养机制，实现人员理论学习与社会需求的有效对接。四是培育高素质的产业工人队伍。

3.3.1 设计人员

多专业跨界融合复合型人才将成为今后设计人员的主要方向。设计单位要积极推进用人机制改革，打造高水平科技人才队伍。一是推动科技创新人才结构均衡化，进一步提高科技人员占比，为实现技术自供给奠定基础。二是推动科技创新人才队伍梯次化，打造具有行业国际影响力的巨匠、院士、领军人才。三是实现科技创新人才渠道多元化。根据产业发展需求，通过引智、共享、培养、合作全方位聚集高端科技人才，打造人才洼地。四是建立评价体系，完善科技创新激励政策，对突出贡献人员予以奖励。

3.3.2 建设及施工人员

1）管理人员。一是优化选人用人机制，选择有能力、在状态、爱学习、能担当的人充实到安全质量管理岗位。二是打造以项目负责人为中心、专业人才为基础、专业化队伍为核心的管理团队，并保持相对稳定。三是持续加强质量安全培训教育，不断提高全员质量安全素质和自控、自查、自纠能力。四是加强人才培养机制，定期组织高端管理人员培训，搭建竞争性岗位平台，实行末位淘汰制度。五是建立高铁建设人员数据库信息化管理平台，对专业人才进行分类登记，定期业绩考核并将结果纳入数据库，分级管理。

2）技术人员。一是优化企业人才发展制度，采用人才培训、梯队建设、职业规划、绩效考核、薪酬激励等多种方式相结合促进人才成长。二是建立专职质量安全人员岗位正向激励制度，畅通发展通道，有效扩充人员持证上岗保有量，实行管、监分离的配套制度，树立专职人员权威，形成质量安全管理良性循环。

3）劳务人员。建立劳务人员进入高铁建设市场标准，完善社会化、专业化产业工人队伍和工匠培育体系，创新培训方式方法，逐步提高劳务作业人员的专业化、职业化程度，培育高素质产业工人。

4）监理人员。加强监理队伍建设，加强对监理人员安全质量责任意识、业务素质、管理能力的培训教育、业绩考核和监督管理。

3.4 技术保障

依靠技术进步和自主创新，促进新材料、新技术、新工艺、新工法的开发应用，发挥科技在高铁设施质量安全中的先导、保障作用。一是提升高铁设施的数字化、智能化、网络化水平，不断优化产品设计，不断改进工艺流程，不断提高信息技术应用水平，促进高铁设施的质量可靠性、环境适应性、使用寿命等指标达到国际同类产品先进水平。二是推动智能建造与建筑工业化协同发展，加快建筑工业化升级和技术创新，加大基础共性技术和关键核心技术研发应用。三是创新质量安全治理方式手段，发挥科技力量，促进企业提升源头质量安全水平。促进大数据、云计算、物联网等技术革新在研发设计、工程建设、行业监管中的应用，实现源头质量安全的在线监测、远程诊断和全生命周期质量追溯。四是重视实体质量缺陷治理技术和标准化研究，特别是冬期施工混凝土质量、各工程接口、桥涵与路基过渡段、隧道二衬混凝土施工等问题多发部位，提高质量缺陷治理水平。五是建设高铁工程建设信息共享平台、监管系统等，实现与国家企业信用信息公示系统、全国信用信息共享平台数据共享交换，提升高铁设施质量安全管理信息化水平。六是提高机械化、信息化应用程度，推广运用先进工装，形成多条机械化配套作业线，实现机械化换人、自动化减人的目标，改善人员作业条件，提高工程质量。

3.5 信用体系

建立健全统一的质量安全信用评价体系，将信用管理体系建设贯穿到到勘察设计、原材料采购、生产制造、建设施工、监理监造验收、试验鉴定、维修维护等全过程。一是建立覆盖产业链上、下游的逐级质量安全信用承诺和企业信用自律机制，逐级传递和落实质量安全责任，逐步形成企业信用文化，提高企业信用水平。二是推动信用监管相关制度建设。建立全产业链守信联合激励、失信联合惩戒机制；建立企业和从业人员信用评价结果与资质审批、执业资格注册、资质资格取消等审批审核事项的关联管理机制；制定高铁土建建设市场关键岗位从业人员和关联企业信用评价标准，完善高铁建设全产业链的守法信用记录和使用标准；完善以高铁质量安全为目标的信用评价追溯制度；建立信用修复机制和异议制度。三是积极引导行业组织和第三方信用服务机构全面参与行业信用建设。

推进信用结果应用，依法依规惩戒失信行为，着力解决突出失信问题，促进高铁产业良性发展。一是多措并举提高企业信用水平，综合利用行政处罚、准入、约谈、黑名单、企业实际控制人行业禁止等行政手段和舆论监督、媒体宣传、公众参与信用监督等手段，跨地区、跨部门联合惩戒失信行为，加大企业和个人失信成本，着力解决突出失信问题，加大对严重失信行为的曝光力度，重惩主观恶意失信行为。二是在铁路工程建设市场准入、招标评标、关键零部件和重要原材料采购、工程担保与保险、工程评优中将信用等级作为优先选用的标准和依据，充分运用信用激励手段，构建诚信市场环境，营造诚实守信的铁路建设市场氛围，促进产业良性发展。

4 结语

土建工程结构作为高铁运营安全中最重要的基础设施，由于其质量缺陷具有较强的隐蔽性和极高的破坏性，一直是政府主管部门和参建各方质量安全管理的重点和难点。本文通过对常见质量安全问题的调查、分析，追根溯源，创造性提出了源头防范措施，为我国高铁土建工程质量安全治理提供参考。文中对土建工程相关法律法规和造价方面研究涉及尚浅，是下一步深化研究的方向。Q