变更设计内容与分析

第三节　变更设计内容与分析

一、变更设计的主要内容

南昆铁路变更设计涉及站前、站后各个专业。其中，路、桥、隧、站等主要专业的变更设计内容如下：

（一）路基

主要有改线和原位变更设计两种。

1．改线的有：永乐滑坡改线、三合改线、那旁高边坡路堑改线、永丰营车站软土坍塌改线等。

2．原位变更有：

（1）新增喜屯三线大桥、那从中桥、百揽大桥、板桃1号中桥、板桃2号中桥、板桃3号大桥、石灰窑大桥、羊者窝大桥、法金甸大桥、软土路堤改大桥、年家山大桥、老猫村中桥等。

（2）新增风流山明峒、者架5号隧道、幸多录明峒、乐善村明峒等。

（3）路基整治主要发生在新发现的膨胀岩、膨胀土、煤系地层、软土、软质岩、节理、顺层等不良地质工点。主要有那百段膨胀岩基床处理、永乐2号隧道进口坍塌整治、宜良北站岩层顺层整治、七甸软土处理、茶花沟深路堑坍塌整治、小雨谷车站煤系地层路基病害整治等。

（二）隧道

1．因地质、工期、排水、溶洞等原因引起辅助道坑增减的有米花岭隧道、羊寨隧道、康牛隧道、白石山隧道、天生桥隧道、二排坡隧道、土猪山隧道、干塘子隧道、家竹箐隧道等。

2．因水害引起变更的有年家山3号隧道、沙锅寨2号隧道、草庵隧道、家竹箐隧道等。

3．因病害治理而变更的有弓国田隧道、相田2号隧道、家竹箐隧道等。

（三）桥梁

由于推广新技术，白水河大桥、打梗大桥采用4×56米移动支架拼架预应力混凝土箱梁而引起变更设计。其他桥、涵基变化引起变更设计的较普遍。

（四）车站及其他

主要有缓开站站前土石方工程和专用线接轨站的相关工程同步施工、红果区段站增建下部土建工程作铺架基地等。Ⅰ类变更设计项目见表2-2-3。

表2-2-3　Ⅰ类变更设计项目表

（续表）

（续表）

二、变更设计的主要原因

（一）勘察中对沿线复杂的工程地质条件的揭示和认识不足

南昆沿线地质构造复杂，断裂发育，高烈度地震区甚多；岩性变化多样，可溶岩、膨胀岩、膨胀土、软土、煤系地层的分布地段甚长；滑坡、特殊岩土、岩溶及隧道水害等地质灾害频布，分布线段总长超过600公里。但是，勘察中对这些复杂地质条件的认知程度尚有差距，大量不良地质现象在施工前也难以准确揭示，诸如那厘至百色段膨胀岩、膨胀土、永丰营更新统软土等地质难题还超出了当时的认识水平，相应工程措施显得薄弱。因此，在施工揭示后发生不少病害，导致了较多的设计变更，仅在I类变更设计中就占了46.9%以上。

（二）顺应复杂地形地质条件的工程方案和措施尚存不足

1．路基工程方面，为节省工程数量，设计了近600处高于20米的高填深挖路基，且多分布于大断裂带影响范围内和松软岩性区，施工中几乎“逢挖必坍”；膨胀岩、土线段为避免远运取弃土，“移挖作填”采用膨胀岩、土作填料，给路堤埋下了病害条件；软质岩路基的支挡工程力度不足，施工后工程数量成倍增加。因此，路基工程变更设计居各专业之首。

2．桥涵工程变更设计以墩台、涵洞的基础处理变更为主；部分桥梁沿用“高桥台、大锥体压缩孔径”的设计原则，增大了山区铁路桥梁孔跨偏短的不良后果；涵洞多采用一涵仅设计一个轴向断面的习惯作法，使其上下游处理工程只能通过变更设计加以完善。因此，桥涵工程变更设计也较多。

3．隧道工程主要因围岩类别降低而变更设计，施工中为控制投资而曾采取的5米一变的做法，更使变更设计的项数增多。其次，隧道坍方、边仰坡支护不及时、洞内岩溶情况变化、施工辅助坑道设计数量偏紧等，也导致较多变更设计。因此，隧道工程变更设计亦较多。

（三）“三边”状态下勘测设计施工的应对措施不力

因设计时间紧、流程短，全线建设实际处于边勘测、边设计、边施工的“三边”状态。对此，勘测、设计、施工难以应对，致使原始资料难以齐全，设计不够完善。初期，有的工程采用技术设计资料先行施工，因此只能在配合施工中采用“变更设计”的办法来弥补。

近30年来，西南地区尚未修建过新的长大铁路干线，设计、施工、建设、监理均经验不足，全线技术储备明显不足，大量变更设计更不可避免。例如，路基高边坡自上而下开挖再自下而上支护的传统设计原则，与机械化施工方法的特点不相适应；对软质岩短隧道采用“先拱后墙”的传统施工工法，常产生围岩失稳、衬砌开裂和洞顶坍方；电气化专业设计预留与运量增长不相适应，在临管运营期间不得不进行扩能改造；专业施工力量不足，分包的民工队伍技术力量薄弱，施工手段和机具落后，质量管理和工程监理对此尚难适应。

（四）政策性和地方性因素

1．政策调整。例如，按铁道部的部署进行建设规模复查，国家或地方经济布局、产业结构调整引起物流发生大的变化等。

2．标准变化。如路肩面硬化造成已施工的通信线路的迁移。

3．病害根治。主要是路基地段隐伏岩溶的全线整治，南那段交验前膨胀岩土段基床“大揭盖”整治。

4．施工干扰。主要是与“西电东送”的超高压线路、盘百高速公路等地方同步建设工程相互干扰。

5．地方要求。如南宁枢纽所利用的冶矿厂铁路专用线的产权收购和整治。

三、变更设计的经验体会

（一）新建山区铁路应进一步加强工程地质勘察工作

山区铁路工程的基础是地质。在勘察中，应加深地质调绘的精度，加强地质勘探的力度，强化调绘-勘探的一体化和勘探手段的综合化，尽量查明沿线以路基、隧道工程为主的各类工程的工程地质、水文地质条件，尤其是大断裂带、高烈度地震带等区域地质构造，膨胀岩、膨胀土、煤系地层、软弱泥质岩和碳酸盐岩等特殊岩土，以及崩塌滑坡、岩溶、软土、膨胀岩、土和突涌水等地质灾害，并充分评估工程施工等人为活动对工点地质条件的负面影响，进而指导选线定线，提出合理、稳妥的工程力学指标、围岩类别和工程措施建议，估算接近实际的隧道涌水量，以便尽可能地将变更设计减少到最低程度。

对出现病害的工点，还要有针对性地进行补充勘察，并尽量利用施工揭示的地质资料，及时补充、修正和完善地质报告，使变更设计符合工点实际，不再反复。

（二）设计中应进一步加强总体工作，优化工程布局

山区铁路设计，应顺应险峻的地形条件，认真贯彻“逢山挖洞，遇水架桥”的方针，尽量避免高填深挖路基、陡坡路基和不良地质路基。边坡工程处理措施应一次到位，不留隐患。路堤填料要慎重选择或加以改良，不能单纯地移挖作填。对路基病害工点，突出治水，落实防截地表水和引排地下水的措施。

隧道应继续坚持“早进晚出”的方针，特别是位于软质岩地段的傍山短隧道群一般均宜考虑深埋。隧道围岩类别不得无据提高，并留有余地，使衬砌类型适当，措施得力。要强化隧道防排水和辅助坑道的设计，并保证电气化对隧道防排水的要求，避免隧道建成后再进行防水处理。

桥涵孔跨必须遵循“宁宽勿窄”的方针，重视桥涵的基础工程措施，不搞一条河半座桥和高桥台、大锥体。涵洞上、下游的处理工程，应结合农田灌溉和道路规划配套设计。

所有弃碴，应按环境保护要求妥善处置，其拦挡工程必须与正式工程一样做好设计交付施工。

（三）加强配合施工、强化监理、规范管理十分重要

各设计单位增强了南昆线配合施工的人员和设备，组成了众多配合施工组，加强了技术交底，并及时处理变更设计，确保了工程施工的顺利开展。在铁道部的领导下，各参建单位组成各类专家组，部南昆指靠前指挥，现场办公，使各病害工点通过变更设计得到了治理，诸多重难点工程取得突破性进展。

南昆线的施工监理经历了由自办监察和委托监察向第三方监理过渡的过程，深切感受到强化施工监理，特别是加强对隐蔽工程的监理力度，提高监理队伍素质，充实现代化的监理手段的必要性和紧迫性。实践表明，健全监理制对保证工程质量，减少变更设计，实现工期、质量、投资三控制有重要作用。

工程承发包应逐步与国际接轨，按市场经济规律运作，在合理概算的基础上实行投资包干。对变更设计从严控制，用部分预备费包死费用，由施工单位以盈补缺，自行调整，不另计价和开调概口子。