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埃及齋月十日城鐵路項目特點分析

2022-10-28 08:17震,趙
四川建材 2022年10期
關鍵詞:埃及軌道交通設計

李 震,趙 恒

(中鐵二院工程集團有限責任公司,四川 成都 610031)

0 前 言

埃及齋月十日城鐵路項目是由中資企業實施的軌道交通EPC項目,在海外項目中具典型的代表性。項目地處埃及首都開羅,與歐洲近鄰,開羅的城市建設都采用了歐美標準,早有許多歐洲、日本和中東地區的企業參與城市建設,城市軌道交通也有豐富的建設管理經驗。因此,該項目的管理模式、執行標準、設計流程、技術方案的確定等與國內均有較大的區別,使整個勘察設計和建設管理面臨較大的挑戰。該項目已于2020年6月正式開工,2022年7月開通試運營。

1 概 述

1.1 工程概況

埃及齋月十日城鐵路項目是連接齋月十日城和新首都的市域鐵路客運專線。項目位于埃及首都開羅東部約50 km范圍內,敷設于東部經濟走廊的中軸線上,成為開羅市區與新首都、東部沿線衛星城連接的紐帶。項目成為埃及實現“向東發展”的國家戰略、著力打造“東部經濟走廊”重要交通配套工程。項目建成后將在中東地區、阿拉伯世界、非洲國家產生良好的示范作用。

該項目整體呈“Y”字型,線路總長65.63 km,其中橋梁5.75 km(6座),下穿隧道0.49 km(2座),路基59.38 km,橋隧比為9.5%。共設11座地面站,平均站間距5.69 km,最大站間距7.97 km,最小站間距3.64 km。設1座車輛段(含OCC)。牽引供電制式為AC25 kV、設2座牽引變電所。車輛寬2.9 m,長20 m,采用6輛固定編組,最高運行速度120 km/h??土黝A測遠期高峰小時最高斷面為3.3萬人次/h、全日客流量為102.7萬人次/天。采用“Y”字型運營、初期主線行車間隔6 min,兩條支線行車間隔12 min,初期配車22列/132輛,系統最大設計能力為24對/h,最小行車間隔為2.5 min。

1.2 項目建設管理要求

1.2.1 項目業主建設管理經驗豐富、要求高

該項目業主為埃及國家隧道局(NAT),成立于1983年,隸屬于埃及交通部。其主要職責是執行開羅地鐵項目的相關技術和經濟性研究,并作為與本地及國外公司軌道交通領域的合作平臺,負責地鐵及隧道系統規劃、融資、建設、管理的政府機構,并負責既有運營線路設備更新、車輛采購等。不負責具體軌道交通線路的運營。

該業主具有30余年的軌道交通建設管理經驗,目前已經完成3條軌道交通線路的建設管理(總里程71 km,65座車站,全網全日客流量為250萬人次),另有1條地鐵線在建,1條地鐵線已完成詳細設計。承擔既有項目建設的公司大多為歐美國際知名公司,業主的大部分技術工程師具有歐美的學習或培訓經歷;既有軌道交通項目采用的是歐美管理體系和標準,業主要求極高,項目設計和執行的管理體系嚴格,特別注重過程管理和成果管控。

1.2.2 業主采購的建設監理要求采用歐式技術體系及管理模式

項目監理為Khatib & Alami(K&A)和 Getinsa-Euroestudios(TPF)組成的聯合體,其中K&A是1959年始于黎巴嫩的國際知名工程咨詢公司,現在中東、歐洲設置多家子公司,軌道交通業務享有盛名,在本項目中主要負責土建。TPF是一家西班牙的綜合性工程咨詢公司,軌道交通業務除歐洲外,業務還分布于南美、中東、印度等地區,在本項目中負責機電。

1.3 項目總體要求分析

1.3.1 項目談判周期長、主政領導更換頻繁

埃及自2013年以來,政治局勢逐漸穩定,但政府機構的行政長官更換頻繁,因該項目在埃及影響巨大,涉及沿線許多衛星城和新首都,該項目的線路走向、站位設置、技術標準、建設規模等均需通過高層確定,對項目進展影響巨大。自2014年項目啟動以來,已經歷了3任總理、6任交通部長、5任業主NAT主席。

1.3.2 項目以中方融資為主,但審批流程長

該項目是“一路一帶”項目涵蓋范圍,得到中方的大力支持,也成為近年來單筆最大的優惠融資項目之一。項目總投資為13.02億美元,其中12億美元為中方融資,針對土建和軌道、機電、車輛采用了不同的融資模式。

1.3.3 項目合同范圍覆蓋廣。

該項目除了傳統意義上的EPC外,還包括了項目融資、建成后2年的運營監管、運營期12年維保和5年備品備件提供等。

1.3.4 當地化成分要求高。

該項目屬于中埃產能合作項目。根據埃方要求,車輛等重大設備需在當地建廠,一部分車輛在當地生產。

土建工程和軌道由埃及本地企業實施,帶來的主要的問題,一是不適應中方圖紙的表達習慣,需要我方遵循當地的做法;二是一旦我方設計出現“差漏錯碰”,將面臨索賠、工期延誤等風險。

1.3.5 項目決策流程復雜、技術標準體系要求高

埃方政府的決策流程復雜、時間長,影響項目的推進。對中方提供的技術、機電設備產品認可度低。

項目以采用歐美等國際技術標準為主,少量埃及當地標準,局部參考中國標準。與中國標準在理念上、體系上、計算方式上、執行上等均有較大的差異。

1.3.6 工期特別緊張

項目總工期24個月,并包含聯調聯試及試運營。需要管理團隊精心組織、提前謀劃,確保各個環節、各個開工面、各個流程銜接有序,避免因工期延誤造成罰款或索賠。

2 設計管理特點

2.1 中國工程設計企業與國外主流工程咨詢公司的區別

中國的勘察設計企業主要工作集中于勘察設計,而國外主流咨詢公司在項目建設過程中,具有遠大于國內設計院的權威,主要職能包括審核批準施工企業的施工圖、對施工企業報送的設備材料評估認可、已完工程量的核準以及工程款支付審核。國外項目管理流程中設計企業參與度遠大于國內,國外設計企業在項目建設流程上更多體現的是一種管理職能。

2.2 總體性設計管理文件編制要求

海外項目總體性設計管理文件的編制是最重要也是非常困難的,種類繁多、內容均要覆蓋,與國內有較大的區別,需要編制文件主要有:項目管理及項目執行計劃、項目文檔管理、技術文檔提交流程、設計文件提交計劃、設計變更管理辦法、文檔編制規定及繪圖標準、文件組成內容、接口管理、機電對土建的要求、機電系統間界面劃分、質量控制體系、質量保證體系等。

2.3 設計流程

土建與機電的設計流程與國內通常做法也有較大的區別。

2.3.1 設計原則

設計原則主要明確:采用的主要規范及標準、主要控制參數、系統制式、功能、架構、配置等。

2.3.2 技術規格書

在海外項目設計過程中,除了提供必要的圖紙外,還需要提供技術規格書,這在國內傳統的設計中鮮有提及。

技術規格書的內容包括各種材料、系統、設備、現場和非現場的安裝工藝等質量控制,具體為:各種材料、設備的種類和質量要求;工藝要求;裝配和安裝要求;測試和驗收規范要求,生產商設備的精度要求等。

2.3.3 施工圖深化設計

施工圖深化設計是英美項目管理模式下的規則,在國際上比較通用。國內項目的執行階段,項目部一般只需簡單地依照設計單位提供、聯合業主三方會審后的設計圖進行直接施工。然而在國際工程施工中,一般而言,總承包商提供的詳細設計達不到施工圖的標準,土建施工單位需在詳細設計的基礎上進行深化設計完成施工圖深化設計,在批復后,進行現場施工、驗收。

3 主要技術特點

目前,埃及首都開羅已開通運營3條地鐵線路并已初步成網,對于軌道交通建設已形成了獨有的一些理念、習慣做法。

3.1 限界體系及對車輛寬度的影響

埃及所有的軌道交通一般均需遵循埃及國家鐵路局(ENR)的標準。該標準建立在內燃牽引機車的基礎上,至今已具有100余年的歷史。其中涉及限界部分無詳細的車輛動態包絡線的計算理論,按此標準制定車站建筑限界,不能滿足城市軌道交通運量大、運營間隔小、公共服務水平高的特點。與此同時,由于該項目采用有砟道床,需考慮有砟道床維護的道砟運輸、道砟搗鼓、道床整形等維保車輛的通過,而維保車輛采用既有車輛。經深入研究后,本項目車輛在中國地鐵B型的基礎上,調整車寬為2 900 mm、輪徑為915 mm。

3.2 車站設計注重細節

3.2.1 裝修注重工藝

車站裝修設計在國內更注重外觀、文化和寓意,但車站裝修造價遠高于埃及。埃及車站裝修設計注重實用性,在滿足實際運營要求后不做過多裝修,地面主要采用石材鋪貼,墻面采用瓷磚等普通材料。但施工工藝更為講究,更注重隱蔽工程的工藝,例如石材鋪裝與國內常規做法相比多了防潮膜、鋼絲網兩道工藝。圖1為埃及地鐵車站站臺層。

圖1 埃及地鐵車站站臺層

3.2.2 線槽

埃及車站吊頂裝修較為簡單,通常只布置了照明燈具,沒有吊頂板的遮蔽,但對綜合管線布置要求極高。設計前通過BIM完成了綜合管線的設計,風管、電纜、水管等分門別類,布置精細,即使沒有吊頂板的遮蔽也沒有雜亂的感覺。埃及既有地鐵區間管線布置見圖2,埃及既有設備用房區管線布置見圖3。

圖2 埃及既有地鐵區間管線布置

圖3 埃及既有設備用房區管線布置

3.3 供電系統

該項目是埃及第一條AC27.5kV牽引供電制式的軌道交通線路,在該地區具有示范作用。

3.3.1 外電接入方式

國內牽引變電所常用單母線、2路電源進線的主接線型式。但埃方的習慣做法是牽引變電所220 kV側由單母線分段接線改為雙母線分段接線,進線電源由2路增加為4路。牽引變電所主接線方式、容量及設備均需要埃及國家電力公司批準。

原單母線、2進線的方式對電力系統而言為終端所,兩路電源之間不存在穿越功率,只為本工程供電。同時,牽引變電所與電力系統相互影響較小且分界明確。主接線方式修改后,牽引變電所220 kV將成為電網的重要組成部分,并不只是單純的為本工程服務,將存在線路穿越功率,且變電所接線型式、運行方式、故障跳閘、保護整定及配合、設備操作管理權限、運營維護管理等都需由業主與電力部門協商確定。

3.3.2 調度管理

牽引變電所高壓220 kV和中壓27.5 kV屬于不同的權屬單位。前者屬于電力公司,后者屬于業主。同一變電所由兩家單位派不同的人員共同運行和維護,因此,還需要在電力公司設置一套針對220 kV的調度中心。

3.4 動 照

3.4.1 接 地

防雷接地應采用BS或法國規范,具體做法與國內完全不同。國內一般是在車站內做扁銅地網,由設計出圖并根據土壤電阻率簡單計算地網電阻值,埃及則由專門從事接地的廠家采用就近打接地極的方式,相關計算由廠家或第三方完成專業計算并提供報告。

3.4.2 模擬仿真

各種設備容量、燈具照度、防雷接地、電纜選型等計算時,我方僅能提供EXCEL表經驗公式進行計算,不能提供業主需要的專業模擬軟件計算,差距明顯。車站停車場照度模擬計算結果見圖4。

圖4 車站停車場照度模擬計算結果

3.4.3 低壓主接線方式

埃及采用4臺變壓器提供低壓電源,4段母線各帶不同負荷進行配電,應急負荷通過一臺柴油發電機組及某一段母線經ATS進行雙電源切換。

3.5 信號等弱電系統

埃及已開通的軌道交通項目均是采用準移動閉塞制式的信號系統,運營管理采用中央集中調度的理念,弱電系統集成度高,與國內系統相對獨立完整、接口以互聯為主的區別較大。

既有線路信號系統服務水平較低,聯鎖模式功能不完備,基于軌道電路,有岔站按照運營需求設置聯鎖進路,無岔站不設置進站信號機,區間基本無信號機。中央調度利用發車指示器燈光指示列車發車,每條線路利用軌道電路實現斷軌檢查。

本項目采用基于通信的列車控制系統(CBTC),也是該國第一次運用,采用信號燈光顯示、軌旁設備布置、中央控制平臺、斷軌檢查方式,列車占用出清檢測設備等與當地固有甚至特有的習慣差異極大。信號系統控制理念和行車指揮方式的差異決定了信號系統方案的不確定性,中國信號系統技術裝備的海外進程任重道遠。

3.6 消 防

消防及救援一直是軌道交通重要的組成內容。埃及需編寫Life Safety專題報告,并通過當地主管部門Civil Defense的審批。消防主要參考美國地鐵防火規范NFPA130并結合埃及當地規范執行。但這兩種規范中有一些關鍵條文相互矛盾。這些沖突會嚴重影響車站建筑以及區間設計方案的確定。

NFPA130區間路基、橋梁、隧道的安全疏散要求非常高,造成工程投資大大增加。同時,部分消防設計內容在美國以及埃及規范上均沒有對應條文,需要我方研究后提出可行的方案并對該方案進行論證。

4 造價體系

中埃造價體系的區別是整個國家經濟體系的區別。中方項目投資是受國家、地方政策影響,在可控的范圍內變化。而埃及本地市場則是完全市場經濟,單價由市場決定,受市場波動影響很明顯,而且受工程數量的影響也較大。

中國是概算編制體系,概算由定額組成,定額是指從總體的生產工作過程來考查,規定出社會平均必需的消耗數量標準,代表的是一段時間內社會的平均水平。埃及是清單編制體系,沒有定額,一切單價由市場價決定,代表的是當時的市場水平。

5 結 語

埃及齋月十日城鐵路項目是近年來中資企業按照歐美標準及歐美管理體系執行的軌道交通項目,目前正在執行過程中,及時總結將對中資企業“走出去”進行有益探索,對其他海外項目具有現實意義和較好的借鑒作用。

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