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地铁大规模改造工程技术风险分析与控制

来源::未知 | 作者:admin | 本文已影响
摘 要:结合北京地铁1、2号线设备消隐改造工程,综合分析和研究地铁大规模改造工程的技术风险,并提出规避技术风险的措施。

  关键词:地铁改造 技术风险 标准 过渡方案

  1、概述

  北京地铁一期工程始建于20世纪60年代,由北京站经宣武门站和复兴门站至苹果园站,共计17座地下车站,一座古城车辆段,线路长度为 23.6km.北京地铁二期工程始建于20世纪70年代,线路呈马蹄形,由复兴门站经西直门站和东直门站至建国门站,共计12座地下车站,一座太平湖车辆段,线路长度为17.2km.北京地铁1、2号线改造工程主要包含一、二期工程,投资总额为37.5亿元。北京地铁一、二期工程建设初期的指导思想是,以战备疏散为主,兼顾城市交通。基于国内没有地铁设计规范和相关标准,工程建设参照了国外地铁的设计资料和规范,尤其是前苏联的设计规范。局限于当时的建设条件和国内的技术水平、生产工艺水平,采用了大量的非标产品和特殊设备。经过二三十年的运营,北京地铁1、2号线车辆、设备老化,大都进入设备报废期,系统技术性能下降,存在很大的地铁运营安全隐患。

  本次改造涉及线路、车辆、供电、通信、信号、通风空调、给排水及消防、动力照明、火灾报警、环境与设备监控、车辆段等多专业的全面改造、更新和升级,根据工程筹划的要求,涉及行车安全、运营安全和消防安全等方面的改造内容必须在2008年前完成。在相对集中的时间段内完成多专业、多系统的改造,面临技术风险、管理风险和资金风险等困难,技术风险又是工程风险控制中首先要解决的问题。本文就改造中的技术风险进行分析。

  2、技术风险的诱发因素

  北京地铁1、2号线改造工程是一个复杂的技术改造工程,涉及全部设备专业、线路专业及土建专业,从某种意义上讲,相当于新建线路的设备安装阶段,但又不能等同于新建线路。本次改造工程是在不停运的前提下进行的,又受土建结构、人防设施不改变的制约,所以,诱发技术风险的因素很多,主要包括以下几类。

  2.1 改造方案与规范的差距《地铁设计规范》(GB50157—2003)主要用于新建线路的指导,未涉及改造工程内容及要求。在车站安全出入口设置、消火栓设置、车站外部消防水源引入、区间火灾报警、区间风速等方面,改造方案与规范有一定的差距。

  2.2 土建结构与人防设施不改变本次改造是在不停运的前提下进行的,不具备土建结构发生变化的条件,且运营线路又兼顾战备人防的需要,要求人防等级不降低。在变电所有限的空间内,标准化产品与设备安全操作距离出现不匹配的现象;车站及区间主风机难于达到区间风速要求,需要重新制定新的通风排烟系统运行模式。

  2.3 过渡方案新旧系统倒接,必然涉及过渡设备和改造期间的车站运营模式和设备系统运行模式。过渡方案的制定与现状设备安全性、可靠性以及系统有密切的联系。

  过渡方案的合理、可靠、安全与否将直接影响到改造工程的成败。

  2.4 概算因素根据北京市有关规定,初步设计概算额不能超过可行性研究报告投资估算值的3%,否则重新立项。此项规定在新建项目执行中难度较小,但对于城市轨道交通系统改造而言,属于崭新领域,执行过程复杂。由于国内没有改造经验,可能会出现漏项问题,可行性研究报告投资估算值与初步设计概算额有较大出入。

  正在运营的线路已经暴露出严重危及运营安全的隐患,改造工程刻不容缓。如果概算额超标(大于3%),进行重新立项的话,时间耽误不起。因此,按照现有规定不重新立项,需要根据不超标的初步设计概算额反过来调整设计方案。

  2.5 现状变化与原始设计的出入北京地铁1、2号线已经运营30多年,路基、土建与建设初期比可能发生了变化,如路基沉降;建筑平面功能调整;设备及车辆处于老化期,大部分设备已到报废期,系统性能下降;由于基础资料的不齐整,使各类管线的现状敷设情况不很明朗等。

  上述因素,将直接导致技术风险。当然,设计边界条件也是影响设计质量的因素之一。

  3、技术风险的分类

  3.1技术标准与设计标准目前,国内没有相关的城市轨道交通系统改造设计规范和标准。

  《地铁设计规范》第1.0.2条规定:“改建、扩建和最高运行速度超过100km/h的地铁工程、以及其他类型的城市轨道交通相似的工程设计,可参照执行。”

  衡量改造工程是否达到要求、是否贴近国家相关规范及标准,针对目前可参考的设计规范及标准,制定改造工程的技术标准和设计标准是必要的。对于不同的现状和条件,技术标准及设计标准也不同。制定标准的宗旨是尽量靠近现行的设计规范和标准,满足改造目标。

  3.2 现状设备系统对现状系统及其设备的安全评价是改造工程的重要环节,是制定改造范围、内容及用户需求的依据,将直接影响到改造技术方案的合理性和可操作性。

  在行车安全、消防安全及运营安全等方面,应分析哪些系统及设备存在安全隐患、哪些系统及设备制约着运输能力的提供和服务水平的提升、哪些因素制约着改造的技术标准和设计标准,从而为编制改造范围、内容、原则及用户需求提供依据。否则,可能会出现危及安全的遗漏项目或出现不应有的项目占用有限资金的现象。

  3.3 改造技术方案改造技术方案是改造工程的核心内容,建立在现状系统及设备、技术标准及设计标准的基础上。高质量的改造技术方案应最大限度地消除安全隐患、提高运输能力和服务水平、在改造期间对运营的影响程度降到最低,而且通过工程筹划、设备招投标及施工管理,节约投资。

  在不突破投资概算、不改变土建结构、改造期间降低对运营的影响等一系列的制约条件下,照搬新建线路的技术方案往往行不通,需要有新的思维方式,因地制宜,因事制宜。改造技术方案应有针对性,充分利用现有条件和资源。还要突破条条框框的束缚,有大胆的设想。

  3.4 技术协调改造工程的技术协调工作与新建线路基本相同,这里不再赘述。

  4、技术风险的规避措施

  了解改造技术风险的诱发因素以及类型,就要有针对性地研究处理技术风险的方法,使改造技术方案既贴近实际情况,又能规避风险。北京地铁1、2号线车辆、设备消隐改造工程面临如此大的难度和技术风险,是城市轨道交通领域内需解决的重大课题。本工程通过测试、试验、调研、方案征集、技术方案论证、专家专题论证及专题研究等手段,研究控制技术风险的措施。

4.1 前期工作

  4.1.1 测试与勘察涉及测试与勘察项目的专业

  4.1.2 试验涉及试验项目的专业

  4.1.3现场调研与市场调研现场调研和市场调研是在初步设计、施工设计工作开展前(或过程中)必需做的准备工作,改造工程无法脱离现场实际情况。通过现场调研,掌握设备及其机房的现状,根据工程改造的范围及内容、改造原则、改造目标,为技术标准及设计标准的编制提供科学依据。根据现场调研情况而确定的设计方案,进行必要的市场调研,以确保所采用的技术、工艺及设备满足设计方案的需要,避免或尽可能地少用非标准设备。

  与新建线路相比,现场调研和市场调研要占用更多的时间和精力,在有限的设计周期内完成大量的调研工作难度很大,应正确处理好调研与设计时间分配的关系。

  4.2 设计工作

  4.2.1  设计标准的选用前面已经谈到,城市轨道交通系统领域尚未编制相关的改造标准。对于改造工程而言,设计标准与技术标准是相辅相成的,彼此既有联系又相互制约。设计标准应建立在改造目标现状的基础上,否则,不切合实际的技术方案无法实施,可能会中断运营,造成地面交通的混乱,这也是政府和市民不愿见到的事情。

  对于难于把握的内容,可以通过专家专题论证和专题研究来解决。

  4.2.2 技术标准的制定技术标准应根据改造后需达到的目标制定。本工程技术标准取决于几个方面:一是不停止运营条件下进行改造,要求技术方案不能影响地铁运营,制定的标准首先追求安全性和可靠性;二是土建结构不可改变,要求各系统技术方案“量身裁衣”,符合实际;三是循序渐进地改造,并非全面、彻底地改造,工程造价是控制工程改造规模的重要环节,技术方案不能过于追求技术的先进性,应充分考虑工程的经济性。

  在考虑上述因素后,首先应对改造工程需达到的目标进行客观定位,然后使合理的技术标准贯穿于整个设计过程中。

  本工程技术标准应遵循安全、可靠、经济、先进的原则。

  4.2.3 技术一致性全线车站及区间的技术标准、技术方案追求一致性,有利于日后的运营管理和降低管理成本。

  受客观条件的限制(如车站规模不改变或投资控制等),技术方案只能因地制宜,只要满足性能指标就应认为满足改造要求。

  4.2.4 过渡方案过渡方案是改造工程能否顺利实施的关键。既然改造工程是在不停运条件下实施的,各系统及各专业必然存在新旧系统的过渡方案。通风空调系统、给排水及消防系统等专业的过渡方案将对消防安全、服务水平构成潜在影响,供电系统、通信系统、照明配电系统等专业的过渡方案将对消防安全、服务水平、运输能力及运营安全构成潜在的影响,信号系统、线路专业的过渡方案将对运输能力及运营安全构成潜在的影响。

  过渡方案的制定应首先遵循安全、可靠、经济的原则,将安全放在首位。其中,供电系统的过渡方案对运营中的地铁影响最大,应充分认识到过渡方案一旦失败就将中断运营的严重危害性。

  新旧系统间的过渡存在技术上的难度,毕竟安全是第一位的。关键的技术处理措施,可以通过在社会上广泛征集方案来实现,其中包括向设备供应商、科研院校及设计单位等征集供电系统的双边联跳、信号系统的系统制式及过渡方案等。

  4.2.5 方案调整由于受各种因素的影响(如限额设计、边界条件等),需要对设计方案甚至是改造内容进行调整,调整时,必须对调整内容进行评估,评价其是否背离了改造目标,若脱离了改造目标而进行的改造工作是失败的。

  4.3 专题研究与论证由于设计标准的选用问题,势必需要进行专题研究和专家论证,取得技术研究上的支持和相关部门的认可。

  其中,涉及消防安全的内容与新建线路的设计规范有较大差异,应组织消防专家论证会,对改造内容中的消防技术方案进行论证,提出可操作的指导意见,以指导设计工作和竣工验收工作。

  5、结语

  改造工程具有很强的挑战性,分析技术风险的所在以及如何解决,是改造工程的一大特点,也是其难度所在。本工程通过前期的可研、总体设计、初步设计阶段工作,归纳总结了上述内容。随着施工设计和安装施工实施的开展,预计将会出现新的问题和难点。本文希望能起到抛砖引玉的作用,引起社会各界同仁的关注,毕竟当城市轨道交通进入稳定发展期时,国内将迎来改造的时期。

  参考文献

  [1]毛儒。论工程项目的风险管理[J].都市快轨交通,2004,17(2)。

  [2]毛儒。有效的风险管理[J].都市快轨交通,2004,17(3)。

  [3]朱民,冯爱军,邓志高,等。城市轨道交通项目前期风险分析研究[J].都市快轨交通,2004,17(6)


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