王正邦
(1.軌道交通工程信息化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院),西安 710043; 2.陜西省鐵道及地下交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院),西安 710043)
截至2020年年底,我國鐵路營業(yè)里程達(dá)14.63萬km,其中高鐵3.8萬km;規(guī)劃到2025年,全國鐵路營業(yè)里程將達(dá)到17萬km,其中高鐵(含城際鐵路)5萬km,覆蓋98%城區(qū)人口50萬以上城市[1];規(guī)劃到2035年,全國鐵路里程達(dá)到20萬km左右,其中高鐵7萬km左右,基本形成“全國123出行交通圈”(都市圈1 h通勤、城市群2 h通達(dá)、全國主要城市3 h覆蓋),構(gòu)建完善發(fā)達(dá)的現(xiàn)代化鐵路網(wǎng)。我國已正式開啟全面建設(shè)交通強(qiáng)國的新征程,鐵路建設(shè)資金投入不斷加大[2]。
在我國鐵路建設(shè)工程有序發(fā)展、投入不斷加大的今天,也時(shí)有發(fā)生投資失控現(xiàn)象,各單位都越來越重視建設(shè)項(xiàng)目的投資控制管理,想方設(shè)法采取措施來加強(qiáng)投資控制,盡可能提高建設(shè)項(xiàng)目投資效益[3-5]。無論是從國家利益來講,還是從建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工單位發(fā)展來說,投資管理控制是項(xiàng)目的核心,應(yīng)當(dāng)貫穿于項(xiàng)目建設(shè)全過程[6-8]。而勘察設(shè)計(jì)階段是投資控制的源頭、核心階段,不同的勘察設(shè)計(jì)階段,控制工程投資的重點(diǎn)不同,影響因素和環(huán)節(jié)眾多,需及時(shí)結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐,認(rèn)真分析查找影響投資的主要因素,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),給予投資把控的措施建議,指導(dǎo)鐵路建設(shè)項(xiàng)目做好投資控制管理工作。聚焦“交通強(qiáng)國、鐵路先行”,深化“強(qiáng)基達(dá)標(biāo)、提質(zhì)增效”,促進(jìn)鐵路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展,國家對(duì)鐵路建設(shè)的投資不斷增加,各級(jí)部門都越來越重視建設(shè)項(xiàng)目的投資控制和管理。因此,從鐵路設(shè)計(jì)單位視角出發(fā),通過對(duì)既有鐵路項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)階段工程投資控制管理中的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行梳理、總結(jié),并提出相應(yīng)的對(duì)策建議。
鐵路工程建設(shè)投資控制是一個(gè)全過程、需全員參與的系統(tǒng)工程,在工程勘察過程質(zhì)量管理控制有助于方案盡早優(yōu)化,節(jié)約工程投資,主要過程如圖1所示。設(shè)計(jì)單位在接受任務(wù)后,要結(jié)合任務(wù)特點(diǎn)及工期要求,制定質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康安全目標(biāo)和要求,配置人員和設(shè)備,確定完成任務(wù)的單位、完成的時(shí)間、生產(chǎn)組織模式。根據(jù)項(xiàng)目需求收集資料,由專業(yè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人驗(yàn)證,確保資料的有效性。然后,組織或參加項(xiàng)目總體組組織的現(xiàn)場踏勘,了解工程所經(jīng)地區(qū)的地理、地質(zhì)、地貌及相關(guān)工程情況。
實(shí)施勘察過程檢查、勘察成果資料的分析、整理時(shí),對(duì)選線、測(cè)繪、專業(yè)調(diào)查質(zhì)量實(shí)施監(jiān)控,并負(fù)責(zé)對(duì)成果資料進(jìn)行驗(yàn)收。專冊(cè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)在勘察資料形成的整個(gè)過程中實(shí)行“三環(huán)節(jié)”質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全控制,即“事前指導(dǎo)、中間檢查和成品校審”,以確保整個(gè)工程勘察過程的質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全處于受控狀態(tài),保證工程技術(shù)合理性、投資合理性。
由總體組負(fù)責(zé)按院《鐵路建設(shè)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)各專業(yè)工作分工細(xì)則》《鐵路建設(shè)項(xiàng)目預(yù)可行性研究、可行性研究和設(shè)計(jì)文件審查簽署辦法及圖幅圖標(biāo)的規(guī)定》《鐵路建設(shè)項(xiàng)目各階段勘測(cè)資料設(shè)計(jì)文件各級(jí)審核職責(zé)規(guī)定》和質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康安全要求的規(guī)定逐級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)產(chǎn)品審核,并形成審查記錄,專冊(cè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人參與審查。
線路運(yùn)輸專業(yè)設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)對(duì)所承擔(dān)項(xiàng)目的不合格品進(jìn)行控制,包括依據(jù)勘察資料質(zhì)量要求,對(duì)資料進(jìn)行合格與否的判定。也可通過過程監(jiān)控和資料審查及配合施工來實(shí)現(xiàn),當(dāng)不合格品來自抽樣檢查時(shí),應(yīng)對(duì)被抽查的作業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行合格與否的判定,對(duì)其進(jìn)行描述、標(biāo)識(shí),與合格品分別存放,并及時(shí)通知相關(guān)專業(yè)。若要對(duì)不合格品進(jìn)行返工,使其滿足規(guī)定產(chǎn)品要求,處置結(jié)束后應(yīng)形成報(bào)告,并經(jīng)審查確認(rèn)后方可交付。必要時(shí),制定不合格品預(yù)防和糾正措施,由線運(yùn)設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)勘察資料交付后的服務(wù)。專冊(cè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人對(duì)工作進(jìn)行總結(jié),收集信息,匯總上報(bào)主管領(lǐng)導(dǎo),以利于專業(yè)技術(shù)、管理改進(jìn)和持續(xù)發(fā)展。
圖1 工程勘察過程質(zhì)量管理控制
建設(shè)方案對(duì)工程投資有著重大影響,一方面體現(xiàn)在線路走向方案,另一方面體現(xiàn)在引入樞紐方案,走向及樞紐方案研究也是可研設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)與難點(diǎn)。在困難山區(qū)和地形地質(zhì)條件惡劣地區(qū),不良地質(zhì)、地貌是影響線路走向的最大因素之一,進(jìn)行線路選定時(shí)要深入勘測(cè)調(diào)查工程地質(zhì)、水文地質(zhì),盡量選擇條件較好的地區(qū)通過。線路走向選擇還要綜合考慮沿線區(qū)域國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況,處理好近期與遠(yuǎn)期的關(guān)系,合理選定線路方案,力爭線路短捷及保證行車安全。
(1)線路走向方案對(duì)投資的影響分析
某鐵路是我國“十三五”交通建設(shè)重點(diǎn)工程之一[9],全長超過1 800 km,整條線路“八起八伏”,累計(jì)爬升高度超過1.4萬m,地形、地質(zhì)條件極其復(fù)雜。
在預(yù)可研階段推薦經(jīng)八宿方案,線路長253 km,橋隧比98.8%,靜態(tài)投資635億元??裳须A段經(jīng)過論證,推薦優(yōu)化地質(zhì)條件取直方案,線路長224 km,橋隧比98.2%,靜態(tài)投資560億元。
預(yù)可推薦方案雖然經(jīng)過八宿縣城,改善了該縣的交通狀況,對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展具有一定帶動(dòng)作用,但沿線區(qū)域性深大斷裂密集成束,線路大多以小角度穿越或平行;隧道埋深大(最大2 400 m)、地層巖性以沉積巖和淺變質(zhì)巖等軟質(zhì)巖為主,軟巖大變形風(fēng)險(xiǎn)很高;沿線地?zé)岙惓Ф温溟L,隧道輔助坑道設(shè)置條件困難,工期風(fēng)險(xiǎn)大[10]。
可研階段方案優(yōu)化后,雖然線路不經(jīng)過八宿縣城,降低了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益,但線路沿線地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)明顯降低,且線路長度短29 km,靜態(tài)投資省75億元,節(jié)約投資達(dá)11.8%,故工程投資和社會(huì)效益綜合比較后,選用取直方案。
(2)樞紐方案對(duì)投資的影響分析
西延高鐵是國家中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃“八縱八橫”高速鐵路主通道包海通道和陜西省“米”字形高鐵網(wǎng)的重要組成[11],西延高鐵向南引入西安樞紐后,按樞紐總圖規(guī)劃,將構(gòu)建南北向主要客運(yùn)通道,樞紐內(nèi)正線工程、聯(lián)絡(luò)線工程及車站布設(shè)對(duì)工程投資影響巨大[12]。
西安樞紐內(nèi)現(xiàn)有西安北站和西安站兩大主要客運(yùn)站,在西安北客運(yùn)站布置中,銀西西延場線下工程已一次實(shí)施到位,車站東端預(yù)留了西安至延安高鐵引入條件,而西安站位于城市中心,與各方向鐵路徑路連通,地理位置優(yōu)越。為便于聚散客流及滿足開行各方向跨線客車的需要,方便延安、黃陵、銅川、閻良與西安地區(qū)間的旅客交流,有必要充分利用既有客運(yùn)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)本線與樞紐內(nèi)主要客運(yùn)站的互聯(lián)互通。因此,西延高鐵引入樞紐后,盡量與西安北站、西安站、新西安南站及紡織城站和阿房宮站等主要客運(yùn)站溝通,與樞紐各方向線路相銜接,以達(dá)到互聯(lián)互通,充分發(fā)揮其作為陜西南北快速客運(yùn)主通道的高鐵功能。
可研優(yōu)化前:①正線由北向南引入西安東站,港務(wù)區(qū)東站至西安東站四線規(guī)模;②設(shè)置引入西安北站聯(lián)絡(luò)線,考慮同時(shí)引入銀西場與西成場,港務(wù)區(qū)至西安北站四線規(guī)模;③引入西安站聯(lián)絡(luò)線;④銀武聯(lián)絡(luò)線;⑤第二動(dòng)車運(yùn)用所工程,工程總投資約139億元。
可研優(yōu)化后:對(duì)東西向、南北向主要客運(yùn)站進(jìn)行分工,核實(shí)跨線聯(lián)絡(luò)間的列車對(duì)數(shù)以及優(yōu)化行車組織,優(yōu)化各聯(lián)絡(luò)線規(guī)模。①雖然在港務(wù)區(qū)東站至西安東間將形成包西、銀武兩條通道,但經(jīng)研究一條雙線鐵路能承擔(dān)近期內(nèi)客車對(duì)數(shù),結(jié)合西安東站至西安站東南聯(lián)絡(luò)線的設(shè)置,將港務(wù)區(qū)東站至豁口線路所段由四線調(diào)整為雙線規(guī)模,預(yù)留銀武雙線條件,節(jié)省投資,豁口線路所至西安東站段維持四線規(guī)模;②港務(wù)區(qū)東站至西安東站全部設(shè)置為橋梁工程,將四線規(guī)模調(diào)整為雙線規(guī)模,在進(jìn)站端設(shè)置線路所聯(lián)絡(luò)線引入西成場,充分節(jié)省工程投資;③引入西安站聯(lián)絡(luò)線工程由車站接軌,調(diào)整為區(qū)間接軌,縮短線路長度3.3 km;④調(diào)整第二動(dòng)車運(yùn)用所在西安東站布置,加強(qiáng)動(dòng)車運(yùn)用所對(duì)主要客運(yùn)站的服務(wù)效率,減少占用正線能力,提高運(yùn)輸效率;可研階段優(yōu)化后,工程投資減少約83億元。
初步設(shè)計(jì)階段優(yōu)化:在可研方案的基礎(chǔ)上,初步設(shè)計(jì)結(jié)合線路標(biāo)準(zhǔn)、工程情況主要對(duì)以下工程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化節(jié)省投資,方案如圖2所示。①四線工程調(diào)整為雙線工程,考慮到銀川至重慶方向近遠(yuǎn)期跨線客車對(duì)數(shù)少,港務(wù)區(qū)至西安東段全部調(diào)整為雙線工程,經(jīng)趙西設(shè)線路所,設(shè)置重慶武漢至西安站聯(lián)絡(luò)線,并在該聯(lián)絡(luò)線上預(yù)留出岔至窯村方向聯(lián)絡(luò)線條件;②港務(wù)區(qū)站東移,能有效縮短聯(lián)絡(luò)線長度,節(jié)省工程投資約1.05億元;③港務(wù)區(qū)東站調(diào)整為線路所;可研方案中,港務(wù)區(qū)東站為越行站,車站設(shè)到發(fā)線6條(含正線),車站北端銜接港務(wù)區(qū)至港務(wù)區(qū)東聯(lián)絡(luò)線,南端正線至西安東與西渝高鐵正線貫通,并預(yù)留銀川至武漢方向聯(lián)絡(luò)線條件。初設(shè)方案中,在滿足運(yùn)輸功能條件下,研究將港務(wù)區(qū)東站調(diào)整為線路所,并預(yù)留遠(yuǎn)期車站平面條件。與可研優(yōu)化方案相比,該方案明顯提高了西延高鐵在西安北站始發(fā)終到作業(yè)效率,連通了各方向跨線徑路和部分列車的立折需求,進(jìn)一步增強(qiáng)了西安北站的客流吸引能力及西安樞紐的運(yùn)輸組織靈活性。
圖2 西延高鐵西安東以北雙線方案
(1)進(jìn)出站曲線半徑選用
西延高鐵甘泉北站出站端為橋隧相連工程[13],可研階段采用9 000 m的曲線半徑,線路從滑坡下淺埋通過,地質(zhì)條件差。初設(shè)階段考慮采用8 000 m曲線半徑,改善了隧道地質(zhì)條件和工程設(shè)置條件,縮短線路長度45.77 m,隧道長度縮短170.24 m。優(yōu)化前后隧道圍巖級(jí)別改善較大,Ⅳ級(jí)圍巖增長143 m,Ⅴ級(jí)圍巖減少197.97 m,投資減少3 390.5萬元。結(jié)合上、下行列車運(yùn)行速度檢算成果,為減少限速段落,對(duì)車站布局優(yōu)化,采用8 000 m曲線半徑,緩和曲線長度取TB 10621—2014《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》表5.2.5-1中(3)檔。經(jīng)軌道超高檢算,滿足350 km/h速度要求,且改善了地質(zhì)條件,減少了工程投資。
(2)線路最大坡度選用
西延高鐵洛川上塬段坡度方案如圖3所示,坡段發(fā)育活樂二號(hào)錯(cuò)落,為大型深層牽引式黃土錯(cuò)落,該錯(cuò)落距洛川站中心僅10 km,有效降坡距離9.1 km,高差達(dá)225 m。從可研、初設(shè)至施工圖階段,不斷優(yōu)化坡度方案,以充分節(jié)省工程投資。
圖3 洛川上塬段坡度方案
可研方案(綠線方案):全部采用25‰坡度方案,洛川車站需下挖30 m,方案可行性差,工程量巨大,各項(xiàng)維修設(shè)施設(shè)置困難,旅客乘車極為不便。
鑒修可研方案(粉線方案):局部3 km長30‰坡度方案,洛川車站需下挖15 m,工程量大,旅客乘車不便。
初設(shè)方案(紅線方案):局部5 km長30‰坡度方案,洛川車站需下挖5 m,對(duì)行車速度有一定影響,但影響較小。
鑒修初設(shè)方案:局部6 km長30‰坡度方案,洛川車站與塬面基本齊平。
施工圖方案:局部6 km長30‰坡度方案,將2 km長25‰坡度調(diào)整為27.5‰坡度,線路比塬面略高,滿足立交與排水條件,對(duì)行車速度和旅客舒適度均影響較小,故予以推薦。
復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)選線,對(duì)投資具有較大影響。西寧至成都鐵路拉脊山越嶺段位于祁連地槽褶皺系[14-16],線路方案如圖4所示。工程地質(zhì)條件復(fù)雜,第三系、白堊系弱成巖工程水穩(wěn)性等工程地質(zhì)問題突出,比蘭渝鐵路工程地質(zhì)更復(fù)雜,在選線上應(yīng)更注重工程地質(zhì)選線。
圖4 西寧至成都鐵路拉脊山越嶺段線路方案
勘察設(shè)計(jì)階段在廣泛收集了既有地質(zhì)資料,采用地質(zhì)調(diào)繪、綜合物探、深孔鉆探及多種測(cè)試等手段,初步查明了拉脊山越嶺段弱成巖地層的空間分布、水文地質(zhì)、水穩(wěn)性等特征,為拉脊山越嶺方案的選擇提供了基礎(chǔ)資料,提出了弱成巖段落地質(zhì)選線原則。
在弱成巖的地層判斷上,貴德組與民和組地層最差,西寧組次之,古近系地層較好。從選線原則上線路盡量減少穿越弱成巖段落。
經(jīng)化隆設(shè)站方案(紅線):越嶺主隧道和引線隧道線路走行于硬巖區(qū)段落長,引線隧道(昂思多隧道、群科隧道)指標(biāo)較低,基本與橋梁工程相當(dāng),工程投資較省。
經(jīng)群科沿高速公路(藍(lán)線):線路短0.3 km,主越嶺隧道長2 km,經(jīng)過貴德組軟弱巖地段長,下穿大型滑坡群地質(zhì)條件差,工程投資相對(duì)化隆設(shè)站貴2.6億。
經(jīng)群科31 km長隧道方案(黃線):線路長2.2 km,主越嶺隧道長10 km,嶺南主隧道穿越貴德組弱成巖地段長,隧道指標(biāo)高,工程投資較化隆設(shè)站方案貴10.3億元。
西成鐵路充分利用蘭渝鐵路的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),高度重視地質(zhì)選線,在定測(cè)前開展了地質(zhì)加深工作,并加強(qiáng)了深孔鉆探工作,越嶺隧道深孔密度在西部山區(qū)鐵路勘察中居于前列,為地質(zhì)選線和工程設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)。
鐵路建設(shè)投資主要為土建工程投資和設(shè)備類投資,在進(jìn)行工程設(shè)置時(shí),應(yīng)在滿足運(yùn)輸要求的前提下,靈活選用機(jī)車、車輛、動(dòng)車組和通信信號(hào)設(shè)備,進(jìn)而使線路平縱斷面標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)路段自然條件,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備和固定設(shè)施的合理配套,盡量節(jié)約基建投資,提高運(yùn)營質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。
(1)西延高鐵黃陵西站工程設(shè)置
可研方案:受車站高程控制,車站兩端咽喉區(qū)及站臺(tái)大部分為橋梁工程,咽喉區(qū)較長,工程復(fù)雜、規(guī)模較大、投資較高。結(jié)合運(yùn)輸組織模式,黃陵西站需設(shè)有動(dòng)車組折返設(shè)施,能滿足動(dòng)車組折返作業(yè)要求。
初步設(shè)計(jì)方案:經(jīng)重新核實(shí)沮河水位控制高程及雙黃運(yùn)煤鐵路專用線立交高程,進(jìn)一步優(yōu)化車站平縱斷面,降低車站高程8 m,兩端咽喉區(qū)調(diào)整為路基工程,最大填方達(dá)15 m,縮短了車站站坪長度0.57 km。投資共節(jié)省約1.7億元。
地方要求優(yōu)化方案:黃陵縣高鐵線路以橋梁形式通過梨園新區(qū),控制投資的前提下深入研究方案,將出站端路基工程調(diào)整為箱形橋工程,并使咽喉區(qū)整體設(shè)置于剛性平面上,與路基工程的車站布置規(guī)劃一致,未拉長拉寬車站規(guī)模,投資增加可控,且解決了在建區(qū)通道要求。
施工圖優(yōu)化方案:將箱形橋改為多線連續(xù)剛構(gòu)+4×32 m雙線變四線的變寬連續(xù)梁,橋長329.85 m;優(yōu)化方案后較原初設(shè)路基方案增加投資約2 800萬元,設(shè)計(jì)方案如圖5所示。雖比路基工程略貴,但增加投資可控,降低了高填方路基病害風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)滿足地方新區(qū)建設(shè)的訴求,加強(qiáng)了城區(qū)間的暢通與環(huán)保,體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。綜合考慮施工圖設(shè)計(jì)優(yōu)化是合理的。
圖5 西延高鐵黃陵西站工程設(shè)置
(2)西延高鐵銅川北站工程設(shè)置
西延高鐵銅川北站工程設(shè)置如圖6所示,由于車站設(shè)置于塬面以下的陡坡上,布置車場、站房、站內(nèi)生產(chǎn)生活設(shè)施場坪及站前廣場等所需用地條件較差。新建銅川北10 kV配電所,銅川北站房內(nèi)設(shè)10/0.4 kV站房變電所,銅川北站信號(hào)樓內(nèi)設(shè)雙電源10/0.4 kV變電所1座向信號(hào)樓負(fù)荷供電,電源分別由2回貫通線環(huán)網(wǎng)接引??紤]到車站及相關(guān)設(shè)施如設(shè)置為有填方工程,則需在塬邊陡坡上設(shè)置大量擋護(hù)工程,工程巨大且設(shè)置條件困難,因此,車站路基土石方工程以挖方為主,并在確定車場軌面高程后,通過將站房及生產(chǎn)生活設(shè)施設(shè)置為線側(cè)平式,挖平坡面后形成場地以滿足車站變電所等相關(guān)設(shè)施布設(shè)[17]。
經(jīng)綜合比較,王家河特大橋橋高、車站東側(cè)路塹挖方邊坡高度、土石方及擋護(hù)數(shù)量等因素,研究將車站軌面高程設(shè)計(jì)為945 m,車站西側(cè)(線路左側(cè))按945 m左右高程挖平坡面,可產(chǎn)生6.8萬m2場坪用地,滿足站房及生產(chǎn)生活房屋場地布置要求。
圖6 西延高鐵銅川北站工程設(shè)置
鐵路作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈,對(duì)沿線區(qū)域的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有著重要的帶動(dòng)作用,線路方案設(shè)計(jì)過程中要充分考慮沿線地區(qū)發(fā)展需要,在滿足地方需求的基礎(chǔ)上盡可能將工程投資降到最低,實(shí)現(xiàn)工程效益最大化。
銀西鐵路在可行性研究階段結(jié)合地方訴求,研究了利用太中銀鐵路引入銀川站方案和經(jīng)機(jī)場新建雙線等主要方案[18],決策過程中要求地方落實(shí)機(jī)場地區(qū)工程建設(shè)條件、黃河橋位防洪評(píng)價(jià)等,并明確增加投資(約18.2億元)納入地方出資范圍;相關(guān)條件落實(shí)后采用了經(jīng)機(jī)場方案,目前來看實(shí)施效果較好,實(shí)現(xiàn)了地鐵雙方互惠共贏。
調(diào)整可研階段在西安咸陽國際機(jī)場段研究了經(jīng)咸陽北塬新城方案和經(jīng)機(jī)場方案[19],考慮西安咸陽機(jī)場規(guī)模大、客流集疏以城市軌道交通為主,機(jī)場地區(qū)相關(guān)規(guī)劃欠成熟、調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)大,工程建設(shè)條件復(fù)雜、協(xié)調(diào)難度大等因素,最終決策采用經(jīng)咸陽北塬新城方案,并規(guī)劃采用城際鐵路、城市軌道交通等方式銜接機(jī)場與銀西鐵路;經(jīng)咸陽北塬新城方案減少投資約35億元,建設(shè)條件相對(duì)簡單、明了,目前工程推進(jìn)正常。
勘察設(shè)計(jì)階段影響工程投資控制的主要因素有建設(shè)方案、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、地質(zhì)勘察、工程設(shè)置方案以及地方訴求等方面[19-21]。前期重大線路走向方案的研究深度、決策對(duì)投資影響非常大,需在前期方案研究中加深調(diào)研、全面詳細(xì)論證、慎重決策。
樞紐內(nèi)線路方案的優(yōu)化,是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,通過優(yōu)化樞紐方案控制工程投資主要分為以下4個(gè)方面。
(1)樞紐地區(qū)內(nèi)正線、聯(lián)絡(luò)線及車站規(guī)模的設(shè)置,首要研究列車對(duì)數(shù)和行車組織的特點(diǎn),在滿足運(yùn)輸組織的條件下,近遠(yuǎn)結(jié)合,合理布設(shè)線路形式,簡化工程,減少拆遷,節(jié)省投資,充分發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)樞紐地區(qū)內(nèi)建筑物密集,控制因素多,結(jié)合聯(lián)絡(luò)線的標(biāo)準(zhǔn),合理運(yùn)用曲線半徑與坡度,優(yōu)化線路方案,充分節(jié)省投資。
(3)樞紐地區(qū)內(nèi)線路之間交叉跨越次數(shù)多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,充分研究各類交叉跨越方式,從工程設(shè)置上既簡化線路,又使工程易于實(shí)施,充分節(jié)約投資。
(4)樞紐或車站就總體規(guī)劃,對(duì)于工程緊密不可分割的工程,需要提前一次實(shí)施。
高鐵車站進(jìn)出站兩端線路曲線半徑需滿足正常通過列車和??苛熊嚨倪\(yùn)營要求,且其受車站布設(shè)要求,一般選擇均較困難。
(1)設(shè)計(jì)中,應(yīng)按不同平縱斷面條件進(jìn)行研究設(shè)置。如站位位于坡頂,應(yīng)檢算長大坡道引起動(dòng)車降速值,相應(yīng)配置進(jìn)出站端的曲線半徑;如車站兩端位于自由坡地段,則應(yīng)根據(jù)車站和曲線間距離,計(jì)算通過列車與停站啟動(dòng)列車的速差,確定需要設(shè)置的超高值,來配置相應(yīng)的曲線半徑,曲線半徑配置合理,也就基本確定了其他工程。
(2)全線結(jié)合地形、地質(zhì)條件,需設(shè)置合理的曲線半徑。在車站進(jìn)出站端,結(jié)合信號(hào)機(jī)布設(shè)位置、坡度條件進(jìn)行檢算,選擇合理的曲線半徑。
西部山區(qū)地形地質(zhì)條件主要控制因素為最大坡度。鐵路項(xiàng)目最大坡度的選取十分復(fù)雜且意義重大,直接影響了線路走向、車站分布等,且對(duì)該項(xiàng)目的運(yùn)輸能力、行車安全、工程與運(yùn)營等各個(gè)方面起決定作用。最大坡度選用,使線路對(duì)地形的適應(yīng)程度、各項(xiàng)工程的設(shè)置條件、及對(duì)自然地貌的破壞程度等均有不同的結(jié)果。
(1)TB 10621—2014《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》5.3.3條規(guī)定,最大坡度的坡段長度可以突破,但不能無限制,建議取消大坡道坡段長度具體數(shù)值限制,修改為在保證運(yùn)營安全的前提下,進(jìn)行工程投資、運(yùn)輸質(zhì)量、運(yùn)輸能力(區(qū)間能力、車站到發(fā)能力)、運(yùn)輸需求等方面的綜合比選。
(2)建議在西部山區(qū)長大坡道的高速鐵路上,采用普通動(dòng)車可能會(huì)有較大幅度降速。在橋隧相連工程地段,降速段也采用低標(biāo)準(zhǔn)的工程設(shè)計(jì)措施節(jié)省投資有限,隨著將來動(dòng)車功率增大,爬坡能力增強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)在長大緊坡道上不降速運(yùn)行。因此,在復(fù)雜山區(qū),優(yōu)先采用大功率動(dòng)車組,并適時(shí)組織相關(guān)部門研發(fā)適應(yīng)長大坡道的專用大功率動(dòng)車組。
(3)最大坡度長度首先應(yīng)把運(yùn)營安全放在首位,其次是運(yùn)輸能力,在此基礎(chǔ)上考慮運(yùn)輸質(zhì)量。
工程地質(zhì)條件是決定工程投資的重要因素,特別是西部山區(qū)鐵路,其更是決定性因素。
(1)工程地質(zhì)工作是勘察設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)。在大量地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上,查明沿線控制方案的主要地質(zhì)因素,開展地質(zhì)選線,可有效降低工程風(fēng)險(xiǎn)和工程投資。
(2)西成鐵路充分利用蘭渝鐵路的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),高度重視地質(zhì)選線,在定測(cè)前開展了地質(zhì)加深工作,并加強(qiáng)了深孔鉆探工作,越嶺隧道深孔密度在西部山區(qū)鐵路勘察中居于前列,為地質(zhì)選線和工程設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù)。
現(xiàn)場勘測(cè)是工程優(yōu)化的源頭,須從勘測(cè)階段建立優(yōu)化工程、控制投資的設(shè)計(jì)理念。線路選線是要平、縱、橫結(jié)合,抓住現(xiàn)場關(guān)鍵控制因素,設(shè)置合理、經(jīng)濟(jì)的工程內(nèi)容,最大化節(jié)省工程投資。項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行綜合、全面的工程選線,考慮站前站后各項(xiàng)設(shè)施布置。
地方訴求是影響項(xiàng)目投資的重要因素之一,決策中宜慎重考慮地方訴求的可實(shí)施性,明確地方在落實(shí)建設(shè)條件中的主體責(zé)任和要求,事前明確出資方案、方式,靈活處理可控因素,實(shí)現(xiàn)有效控制投資、提高項(xiàng)目綜合效益的目標(biāo)。
(1)勘察設(shè)計(jì)階段是鐵路工程投資控制的源頭和核心階段,應(yīng)該在勘察設(shè)計(jì)中正確貫徹“強(qiáng)本簡末”的理念,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,有效控制工程投資,使推薦線路方案盡可能做到工程投資少、綜合效益佳。
(2)從設(shè)計(jì)單位視角出發(fā),結(jié)合西延高鐵、西成鐵路等項(xiàng)目中具體工程對(duì)影響勘察設(shè)計(jì)階段工程投資控制的主要因素進(jìn)行研究,通過合理的投資控制管理措施不斷優(yōu)化得到了較為滿意的設(shè)計(jì)方案。
(3)根據(jù)鐵路工程建設(shè)特點(diǎn)和勘察設(shè)計(jì)階段投資影響因素及其作用機(jī)理,提出了以優(yōu)化工程方案及工程設(shè)置、合理選用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和慎重考慮地方訴求等方式來合理控制工程投資,研究成果可為“十四五”大批鐵路建設(shè)項(xiàng)目做好工程投資控制管理提供一定借鑒參考。