邢紹川

（華杰工程咨詢有限公司，北京 100029）

1 引言

斯里蘭卡南部鐵路一期工程Matara-Beliatta 段是斯里蘭卡近百年來第一條新建鐵路，也是“海上一帶一路”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，擔(dān)負(fù)著中國鐵路建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈融入斯里蘭卡市場的使命。本項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)工作面臨中外技術(shù)規(guī)范融合、特殊氣候條件、中西建筑文化差異等多重困難與挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)方結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，依據(jù)英標(biāo)規(guī)范，開展了多個(gè)屬地化、精細(xì)化、個(gè)性化的工點(diǎn)圖設(shè)計(jì)及變更，對成本、進(jìn)度、質(zhì)量控制有積極良好的效應(yīng)。本文通過分析明洞式公跨鐵設(shè)計(jì)變更，對該地區(qū)該類變更提供參考。

2 工程概況

2.1 工程概況

斯里蘭卡南部鐵路一期工程Matara-Beliatta 段是該國政府規(guī)劃的環(huán)島鐵路交通網(wǎng)、陸海聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)（科倫坡—漢班托塔港）的重要組成部分，線路呈西南—東北走向，始于蘭卡第四大城市Matara，途經(jīng)Bambarenda 區(qū)、Wewrukannala 區(qū)，抵達(dá)Beliatta 市。該線路對促進(jìn)南部地區(qū)產(chǎn)業(yè)布局、發(fā)展、升級，加強(qiáng)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)聯(lián)動有重要意義[1]。

項(xiàng)目位于沿海平原微丘地帶，地形起伏較大，屬熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，年降水量約2 540～5 080 mm，年平均氣溫28 ℃，沿線地表水發(fā)育，遇大（暴）雨易引發(fā)山洪、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

路線全長26.75 km，單線，設(shè)計(jì)速度為120 km/h，內(nèi)燃機(jī)車牽引寬軌鐵路（軌距1 676 mm），全線共12 座橋梁（共計(jì)3 789 m），2 座隧道（共計(jì)882 m），48 座涵洞，17 座框架橋，6 座公跨鐵，土石方工程3.4×106m3。

項(xiàng)目業(yè)主為斯里蘭卡交通部，總承包商為中國機(jī)械進(jìn)出口（集團(tuán)）有限公司，設(shè)計(jì)單位為柏誠工程技術(shù)（北京）有限公司和中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司聯(lián)合體，咨詢單位為斯里蘭卡中央工程咨詢局。本項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)工作面臨中外技術(shù)規(guī)范融合、特殊氣候條件、中西建筑文化差異等多重困難與挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)方結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，依據(jù)英標(biāo)規(guī)范，開展了多個(gè)屬地化、精細(xì)化、個(gè)性化的工點(diǎn)圖設(shè)計(jì)及變更，對成本、進(jìn)度、質(zhì)量控制有積極良好的效應(yīng)。

2.2 公跨鐵概況

本項(xiàng)目沿線共有6 處既有公路跨越新建鐵路，原設(shè)計(jì)為橋梁式公跨鐵，6 處公跨鐵結(jié)構(gòu)形式和現(xiàn)場條件基本相同，選取DK18+458 處公跨鐵做分析。

原設(shè)計(jì)DK18+458 處公跨鐵為簡支梁橋，箱梁長20 m、寬8 m，先張法施工，樁基為12 根直徑1 m 端承樁，承臺尺寸5.8 m×9.4 m×2 m。

2.3 公跨鐵施工注意事項(xiàng)

公跨鐵施工過程中，需要特別注意以下幾個(gè)方面的問題：

1）應(yīng)加強(qiáng)對機(jī)油線路的保護(hù)，保證施工過程人員和車輛運(yùn)行安全；根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際情況，制訂科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)方案，報(bào)經(jīng)相關(guān)部門審批后，方可實(shí)施。

2）如果施工工點(diǎn)全部在既有鐵路上時(shí)，由于施工空間有限，需要仔細(xì)分析施工過程對既有線的干擾，盡量縮短施工時(shí)間，確保道路暢通和司乘人員安全。

3）設(shè)置封閉安全防護(hù)通道，夜間施工時(shí)，需要在路欄安裝施工標(biāo)志燈，準(zhǔn)備足夠的照明設(shè)備，保證夜間行車安全。

4）于施工現(xiàn)場醒目的位置設(shè)置安全警示牌和安全警示標(biāo)語，安排專職安全員24 h 值班，保證施工安全。

5）制訂應(yīng)急預(yù)案。在公跨鐵施工過程中，一旦有緊急情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)會同相關(guān)部門、現(xiàn)場值班人員嚴(yán)格按照緊急方案處置，并在道路開口處設(shè)置封閉標(biāo)志，指揮車輛繞行，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.4 現(xiàn)場情況及方案比較

2016 年6 月，路基邊坡、支擋工程、附屬工程已施工完畢，開始路基填筑施工。但上跨鐵路的公路改移線路設(shè)計(jì)嚴(yán)重滯后，導(dǎo)致橋梁式公跨鐵施工圖滯后，原設(shè)計(jì)已很難滿足進(jìn)度要求。另外，鐵路橋梁均為預(yù)應(yīng)力簡支T 梁，集中在梁場澆筑張拉，施工而橋梁式公跨鐵設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆箱梁，屬本項(xiàng)目新結(jié)構(gòu)，材料設(shè)備及工藝方案須重新報(bào)批。本項(xiàng)目兩座隧道工程施工順利，并于當(dāng)年年底貫通，完成二襯澆筑，臺車將處于空置狀態(tài)。

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，對兩種結(jié)構(gòu)形式公跨鐵設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行初步分析，具體見表1，并提出明洞式公跨鐵設(shè)計(jì)變更申請。

3 設(shè)計(jì)變更方案比較

3.1 明洞方案結(jié)構(gòu)計(jì)算

參考英標(biāo)BS 5400—2:2006，Steel, concrete and composite bridges—Part 2:Specification for loads，結(jié)構(gòu)材料為：C40 混凝土，主筋為G460 鋼筋，箍筋為G250 鋼筋。取1 延米長度隧道襯砌結(jié)構(gòu)為研究對象，設(shè)計(jì)恒載公式見式（1），計(jì)算結(jié)果見表2。

式中，Q*Dead為設(shè)計(jì)恒載，kN/m2；γfl為分項(xiàng)系數(shù)；QDead為恒載，kN/m2。

表2 計(jì)算結(jié)果

土壓力沿豎向分層線性施加，行車活載按10 kN/m2取值，荷載計(jì)算結(jié)果見表3。結(jié)構(gòu)材料主要參數(shù)選取見表4。

表3 計(jì)算結(jié)果

表1 兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)對比

表4 結(jié)構(gòu)材料主要參數(shù)選取

采用Midas GTS 有限元分析軟件，用荷載結(jié)構(gòu)模型建模分析，彎矩計(jì)算結(jié)果如圖1 所示。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，間距150 mm的φ20 mm G460 主筋環(huán)向布置，在邊墻增設(shè)1 根φ20 mm G460 主筋，縱向架立筋采用φ12 mm G460 鋼筋，間距為頂拱仰拱200 mm，邊墻150 mm。箍筋采用φ8 mm G250 鋼筋，頂拱與仰拱的鋼筋間距為200 mm，邊墻150 mm。將數(shù)值模擬所得荷載帶入結(jié)構(gòu)中進(jìn)行檢算，得出混凝土與鋼筋設(shè)計(jì)滿足承載力要求。

3.2 施工進(jìn)度比選

橋梁式公跨鐵進(jìn)度計(jì)劃的編制在以下假設(shè)下進(jìn)行：

1）施工圖設(shè)計(jì)1 個(gè)月內(nèi)完成并過審；

2）物資設(shè)備采購、運(yùn)輸、清關(guān)順利；

2）施工順利，各工序銜接緊密；

4）監(jiān)理工程師高度配合；等等。

在上述橋梁式的理想假設(shè)條件下，對兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行對比分析，如圖2 所示。

據(jù)前期項(xiàng)目管理經(jīng)歷判斷，橋梁式公跨鐵進(jìn)度計(jì)劃的上述假設(shè)極難實(shí)現(xiàn)，所以，橋梁式公跨鐵施工進(jìn)度將難以控制。

圖2 施工進(jìn)度橫道圖

圖1 數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果

由于本項(xiàng)目有兩座極為相似的隧道工程，隧道設(shè)計(jì)圖紙、施工設(shè)備材料、施工方案、質(zhì)控程序等條件成熟，所以，明洞式公跨鐵方案進(jìn)度計(jì)劃相對可靠。

3.3 造價(jià)比較

依據(jù)原合同文件及付款計(jì)款表中橋梁式公跨鐵拆分價(jià)格，其單座造價(jià)（包含道路工程）約為372 454.54 美元。由于承包商在投標(biāo)階段采用不平衡報(bào)價(jià)的投標(biāo)策略，該造價(jià)明顯低于實(shí)際造價(jià)。承包商參考正線鐵路橋?qū)嶋H造價(jià)數(shù)據(jù)及估算的設(shè)備材料采購價(jià)格，估算其造價(jià)約為536 681.00 美元/座。明洞式公跨鐵承包商按已施作隧道工程的實(shí)際價(jià)格數(shù)據(jù)測算，造價(jià)約為669 447.00 美元/座。

相較之下，明洞式較橋梁式造價(jià)高出24.7%。但是橋梁式方案造價(jià)估算中存在以下4 點(diǎn)不足，所以，其實(shí)際造價(jià)極有可能高于估算造價(jià)：

1）施工設(shè)備、機(jī)具、材料均為國內(nèi)采購價(jià)，未包含海上運(yùn)費(fèi)等采購附加費(fèi)；

2）未考慮保障主線與公跨鐵同時(shí)施工時(shí)所需增加的措施費(fèi)；

3）未考慮既有道路改移費(fèi)及維護(hù)費(fèi)；

4）不可控因素較多，預(yù)備費(fèi)率取值較低。

3.4 比選結(jié)論

經(jīng)過綜合比選，選定明洞式公跨鐵替代原設(shè)計(jì)，并推動設(shè)計(jì)變更扳批工作，明洞式較橋梁式主要優(yōu)勢為：

1）在本項(xiàng)目中技術(shù)可靠度較橋梁式高；

2）單座明洞式比橋梁式可節(jié)約工期6.75 個(gè)月，按兩套橋梁或隧道模板組織流水施工，明洞式較橋梁式可節(jié)約工期約10 個(gè)月；

3）考慮到橋梁式的諸多不可控因素，其造價(jià)不可控風(fēng)險(xiǎn)較大，明洞式造價(jià)清晰，超支風(fēng)險(xiǎn)低；

4）明洞式耐久性、安全性、經(jīng)濟(jì)性都明顯優(yōu)于橋梁式。

4 不足與建議

該變更方案比選研究及后續(xù)報(bào)批中，在技術(shù)資料收集研究、英標(biāo)體系學(xué)習(xí)應(yīng)用、商務(wù)合同文件解析等方面存在不足：

1）工作計(jì)劃制訂與執(zhí)行不到位，對公跨鐵設(shè)計(jì)施工所將面臨的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判不足；

2）缺乏設(shè)備材料價(jià)格及市場供應(yīng)情況的信息管理，造價(jià)估算缺乏準(zhǔn)確性；

3）英標(biāo)體系學(xué)習(xí)研究深度不夠，明洞式計(jì)算書與施工圖經(jīng)多次修改才過審；

4）對總價(jià)合同下的價(jià)值工程認(rèn)知欠缺，包含二者造價(jià)對比在內(nèi)的商務(wù)合同問題經(jīng)多輪對外談判才獲得批復(fù)。

針對斯里蘭卡鐵路項(xiàng)目設(shè)計(jì)變更，給出幾點(diǎn)建議：

1）在業(yè)主（工程師）嚴(yán)格審批設(shè)計(jì)的合同環(huán)境下，提高出圖質(zhì)量，做好變更規(guī)劃；

2）變更方案盡量采用本項(xiàng)目成熟工藝、工法，縮短審批時(shí)間；

3）充分掌握材料、設(shè)備價(jià)格信息及供應(yīng)條件，將價(jià)格信息納入項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)庫，動態(tài)管理；

4）嚴(yán)格監(jiān)控設(shè)計(jì)與施工進(jìn)度，提前布局設(shè)計(jì)變更工作；

5）注重商務(wù)合同研究，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)變更的商務(wù)問題。

5 結(jié)語

本文通過實(shí)際工程案例分析，梳理設(shè)計(jì)變更的3 個(gè)基本方面，總結(jié)斯里蘭卡EPC 總價(jià)合同鐵路項(xiàng)目設(shè)計(jì)變更的主要注意事項(xiàng)，并提出針對性意見，以期對該國類似項(xiàng)目設(shè)計(jì)變更工作提供借鑒與參考。