基于設計主導的鐵路工程EPC項目環(huán)水保信息化管理

高 潮

（中國鐵路設計集團有限公司 機械動力與環(huán)境工程設計研究院，天津300308）

為深入貫徹落實習近平生態(tài)文明思想，全力推進鐵路建設項目生態(tài)環(huán)境保護工作再上新臺階，中國國家鐵路集團有限公司（原中國鐵路總公司，以下簡稱“國鐵集團”）發(fā)布了《中國鐵路總公司關于加強鐵路建設項目節(jié)約能源和環(huán)境保護全過程管理工作的通知》（鐵總發(fā)改〔2018〕108號）、《中國鐵路總公司關于全面推進綠色鐵路發(fā)展的通知》（鐵總發(fā)改〔2018〕147號）等文件，實現(xiàn)鐵路與生態(tài)環(huán)境和諧、可持續(xù)發(fā)展是當前鐵路建設面臨的關鍵問題[1]。與此同時，國鐵集團積極推進鐵路項目開展EPC工程總承包模式（“設計+采購+施工”承包模式），陸續(xù)在多個鐵路項目中采用以設計單位為主導的EPC總承包模式。如何在新模式下充分發(fā)揮設計單位的技術優(yōu)勢、協(xié)調眾多參建單位加強環(huán)水保管理、踐行綠色發(fā)展理念成為亟待解決的課題，本文結合某鐵路工程EPC項目環(huán)水保管理過程及環(huán)水保信息化管理模式的應用情況，探討環(huán)水保信息化管理的應用和發(fā)展。

1 鐵路工程EPC項目環(huán)水保管理框架

目前，EPC總承包模式在國內鐵路行業(yè)尚處在試驗階段[2]，大部分鐵路工程EPC項目是以設計單位為工程總承包商[3]，相較于傳統(tǒng)的工程發(fā)包DBB（Design-Bid-Build）模式，EPC模式能夠更充分發(fā)揮設計的主導作用[4]及保障環(huán)水保措施在設計方案中的落實。一般而言，鐵路設計單位在環(huán)境影響評價、水土保持、環(huán)水保驗收及環(huán)境監(jiān)理等方面具有豐富的經驗，在施工期環(huán)水保管理上有一定的優(yōu)勢。

環(huán)水保管理作為EPC項目施工管理的重要一環(huán)尚處于探索階段，由于各建設單位對于EPC管理的理念不統(tǒng)一，EPC環(huán)水保管理模式也不盡相同。工程總承包商，即EPC管理機構在環(huán)水保管理中所擔任角色及管理職責也有較大的差異。根據(jù)對若干鐵路工程EPC項目的調研情況來看，大體分為2種：一是建設單位仍作為環(huán)水保管理的主導單位直接管理環(huán)境監(jiān)理、水土保持監(jiān)理、水土保持監(jiān)測等單位，工程總承包商則兼顧設計單位及施工單位職責，負責管理分包單位（主要是施工單位）執(zhí)行建設單位、環(huán)水保監(jiān)理（監(jiān)測）單位及相關行政主管部門的管理意見，落實環(huán)保設計、環(huán)評、水保批復的相關要求；二是建設單位僅對工程的環(huán)水保管理工作進行指導和監(jiān)督，工程總承包商兼顧建設單位、設計單位和施工單位的職責[5]，直接管理環(huán)水保監(jiān)理（監(jiān)測）單位及施工單位，審核環(huán)水保監(jiān)理、監(jiān)測實施方案，依托環(huán)水保監(jiān)理（監(jiān)測）單位，對工程進行全方位的環(huán)水保管理。

2 環(huán)水保信息化管理在鐵路工程EPC項目中的應用

隨著國家大力推進生態(tài)文明建設，環(huán)水保管理在施工管理中的重要性也愈加凸顯，鐵路建設項目原有線下各階段各方獨立的環(huán)水保管理模式已逐漸不能滿足管理需求，將線下管理轉變?yōu)榫€上全過程（建設前期、施工階段、竣工驗收）的信息化管理模式，才能夠滿足實際管理需要?！吨袊F路總公司關于全面推進綠色鐵路發(fā)展的通知》（鐵總發(fā)改〔2018〕147號）提出：到2020年，充分利用信息化手段，實現(xiàn)建設項目環(huán)（水）保的全過程監(jiān)管。

傳統(tǒng)DBB模式項目的環(huán)水保管理模式尚未定型，建設單位、工程總承包商、施工單位等各參建單位在環(huán)水保管理工作的責任分工存在模糊地帶，容易出現(xiàn)管理盲區(qū)。為貫徹落實全面推進綠色鐵路發(fā)展的相關要求，充分發(fā)揮鐵路設計單位的技術優(yōu)勢，中國鐵路設計集團有限公司研發(fā)了鐵路建設項目環(huán)水保信息化管理系統(tǒng)，依托系統(tǒng)明晰管理流程及各參建單位職責，實現(xiàn)環(huán)水保管理標準化和信息化。在此，以杭紹臺鐵路項目為例闡述其應用。

2.1 項目概況

杭紹臺鐵路新建正線長度約226.369 km，共有8個標段，正線隧道共計56座，制梁場、拌和站、軌枕場等大臨工程共40處，線路涉及天姥山和天臺山國家級風景名勝區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)8處。在環(huán)水保管理方面，采取工程總承包商直接管理環(huán)水保監(jiān)理（監(jiān)測）單位及施工單位的方式。

2.2 鐵路建設項目環(huán)水保信息化管理系統(tǒng)

鐵路建設項目環(huán)水保信息化管理系統(tǒng)是一個收集、儲存、推送、展示和分析鐵路環(huán)水保管理信息的綜合性業(yè)務系統(tǒng)。通過影像資料管理、地理信息技術、移動應用技術、物聯(lián)網(wǎng)傳感技術及大數(shù)據(jù)分析等實現(xiàn)監(jiān)控一體化、信息可視化、決策智能化，使建設單位、EPC管理單位、設計單位、施工單位、環(huán)水保監(jiān)理（監(jiān)測）單位等能夠及時了解環(huán)水保管理措施落實情況、沿線環(huán)境敏感區(qū)施工期環(huán)境保護情況、存在的環(huán)水保問題，縮短問題響應時間。

系統(tǒng)采用B/S模式，除軟件平臺外，還包含施工現(xiàn)場安裝的監(jiān)測監(jiān)控設備構成的智能采集子系統(tǒng)，主要包括施工車輛車載GPS、污水監(jiān)測設備、揚塵噪聲監(jiān)測設備、視頻監(jiān)控設備等。設備監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳輸進入系統(tǒng)平臺，配合人工采集和填報的過程業(yè)務數(shù)據(jù)，形成項目的基礎數(shù)據(jù)庫。與系統(tǒng)開發(fā)的各項智能功能，如報表分析、GIS應用、超標智能警告、施工過程管理及專項措施管理等，構成系統(tǒng)的整體。系統(tǒng)總體構架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體構架

2.3 系統(tǒng)主要功能

2.3.1 環(huán)保一張圖（GIS應用）

環(huán)保一張圖功能以GIS技術為基礎，能夠直觀展示主體工程、臨時工程、沿線環(huán)境敏感區(qū)及實施監(jiān)測數(shù)據(jù)等信息。界面如圖2所示。

圖2 環(huán)保一張圖界面

同時，還具備監(jiān)測超標提示、查詢實時環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、查看施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控、查詢棄渣施工車輛行駛軌跡及不同階段線位對比分析等功能（見圖3）。

圖3 環(huán)保一張圖主要功能

2.3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)管理

環(huán)水保信息化管理系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)鐵路建設項目施工現(xiàn)場的各種環(huán)境要素的在線實時監(jiān)測。系統(tǒng)自動統(tǒng)計分析監(jiān)測數(shù)據(jù)（見圖4），超標即時推送告警信息，提示相關管理人員及時處理，縮短問題響應時間，最大限度降低工程建設對生態(tài)環(huán)境的影響。

圖4 監(jiān)測數(shù)據(jù)管理

2.3.3 環(huán)水保問題閉環(huán)管理

監(jiān)理（監(jiān)測）單位根據(jù)現(xiàn)場檢查情況或系統(tǒng)內監(jiān)測數(shù)據(jù)超標情況下達整改任務，施工單位按要求整改后填報整改情況（含影像資料）由監(jiān)理（監(jiān)測）單位確認整改情況，形成閉環(huán)管理，并以圖表形式展示整改任務分析數(shù)據(jù)，隨時掌握環(huán)水保問題整改進度。例如，在鐵路施工期某隧道被監(jiān)測到其出水水質懸浮物及pH值超標，系統(tǒng)自動發(fā)出告警，EPC管理機構及時安排環(huán)境監(jiān)理單位赴現(xiàn)場核驗，核對發(fā)現(xiàn)確有超標現(xiàn)象后，環(huán)境監(jiān)理單位通過系統(tǒng)下發(fā)問題整改單，EPC管理機構組織設計人員、施工單位開展隧道出水整治措施研究，根據(jù)隧道涌水量及水質檢測情況，通過增加配備污水處理設備及時排除了隧道出水污染超標問題，施工單位將整改情況在系統(tǒng)內完成填報，經環(huán)境監(jiān)理單位確認后任務閉合。系統(tǒng)的應用可以及時發(fā)現(xiàn)原有定期檢查時才能發(fā)現(xiàn)的問題，現(xiàn)場檢查轉變?yōu)槎ㄆ跈z查與針對性核查相結合的方式，有效提高管理效率。此外，系統(tǒng)對“發(fā)現(xiàn)—核查—整改—確認”的全過程進行記錄，達到最大限度的信息共享，能夠起到警示其他單位以避免出現(xiàn)類似問題的作用，有助于及早解決問題。

2.3.4 棄土（渣）場、施工生產生活區(qū)等環(huán)水保專項管理

建立棄土（渣）場、施工生產生活區(qū)、隧道施工工點等環(huán)水保管理重點點位的信息臺賬，由設計人員、施工單位填報棄土（渣）場及其他大臨工程基礎信息，按照施工進度上傳影像資料、用地審批和恢復移交情況，規(guī)范施工過程中環(huán)水保管理。

2.3.5 其他管理功能

系統(tǒng)還包括環(huán)水保檢查記錄管理、環(huán)水保監(jiān)理（監(jiān)測）管理、培訓及應急預案管理、驗收管理等功能，全面把握項目環(huán)水保管理信息，做到最大限度在各參建單位內共享信息，在建設過程中完成全部資料歸集，有效避免驗收階段再發(fā)現(xiàn)資料缺失的問題。

2.4 信息化管理系統(tǒng)應用效果

為確保系統(tǒng)在該鐵路項目的應用效果，在系統(tǒng)投入使用時同步發(fā)布了《鐵路建設項目環(huán)水保信息化管理系統(tǒng)管理辦法》，明確了各參建單位需要在系統(tǒng)內完成的工作內容，并組織施工單位、環(huán)水保監(jiān)理（監(jiān)測）單位進行系統(tǒng)操作培訓，使所有參建單位的工作有矩可循，確保做到落實好環(huán)水保工作各項要求，建立嚴格、系統(tǒng)、完善的環(huán)保管理制度體系，并形成長效機制。

在日常管理過程中，利用系統(tǒng)的施工過程管理模塊，環(huán)保監(jiān)理、水保監(jiān)測單位每月例行檢查記錄單，通過平臺實現(xiàn)了定期上傳，并通過系統(tǒng)將檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題經過施工、監(jiān)理、建設單位及監(jiān)理（監(jiān)測）單位的閉路循環(huán)，直至問題銷號。依托系統(tǒng)應用規(guī)范了管理流程，使多方通過信息共享和信息溝通實現(xiàn)了信息集成，更好地協(xié)同工作，實現(xiàn)了標準化、信息化管理。

系統(tǒng)運行期間累積了大量資料，完成問題閉環(huán)整改百余次，監(jiān)理監(jiān)測報告數(shù)十期，各類臺賬信息千余條；采集監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)十萬條，實現(xiàn)了超標即時發(fā)現(xiàn)、及時解決，有效避免環(huán)境污染問題。

3 對鐵路工程環(huán)水保信息化管理的思考

3.1 鐵路工程環(huán)水保信息化管理面臨的主要問題

（1）設計標準規(guī)范、計費依據(jù)需要進一步明確。《鐵路建設項目預可行性研究、可行性研究和設計文件編制辦法》（TB 10504—2018）于2018年12月正式發(fā)布，該編制辦法從可行性研究階段開始在環(huán)保篇章增加了“環(huán)保信息化設計”的相關內容，但尚無相關設計標準規(guī)范能夠指導設計。如何協(xié)調現(xiàn)場環(huán)水保監(jiān)理監(jiān)測關系、避免重復投入是亟待解決的問題，環(huán)水保信息化管理相關費用尚無明確依據(jù)納入設計概算，這些直接影響環(huán)保信息化設計方案的落地實施。

（2）施工現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控尚未形成標準規(guī)范。近年有學者針對鐵路工程環(huán)水保信息化管理進行了研究，施工現(xiàn)場環(huán)境實時監(jiān)測、超標預警是環(huán)水保信息化管理的重要組成已是各學者的共識[6-7]。但是，環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控設備設置原則、數(shù)據(jù)采集和傳輸標準等尚未形成成熟的標準體系，各單位在實施過程中無法統(tǒng)一標準，易形成數(shù)據(jù)孤島，不利于未來實現(xiàn)全路鐵路工程環(huán)水保管理信息資源的有效整合與共享。

（3）需要進一步深化管理需求調研。不同鐵路項目有不同的特點，管理重點也會發(fā)生變化，如系統(tǒng)在昌景黃鐵路項目應用時由于管理模式不同、工程特點不同（隧道較多、所處區(qū)域水系發(fā)達），導致系統(tǒng)的功能需要進一步調整。因此，系統(tǒng)的研發(fā)需要以管理需求為導向，充分調研不同項目的業(yè)務流程和工作習慣，系統(tǒng)功能設置應進行統(tǒng)籌考慮，確保能夠適用于不同項目的環(huán)水保管理工作。

3.2 信息化管理系統(tǒng)的研發(fā)方向

（1）鐵路建設項目的環(huán)水保管理貫穿項目始終，項目建設前期的環(huán)保選線、環(huán)評水保上報審批、設計中落實環(huán)評水保等相關要求、施工期環(huán)水保監(jiān)理監(jiān)測、竣工驗收階段的靜動態(tài)驗收和環(huán)水保專項自主驗收，乃至運營期污染物排放的管控等，環(huán)水保管理涉及內容較繁雜。因此，深化管理需求調研，擴展和優(yōu)化系統(tǒng)內各項環(huán)水保管理業(yè)務流程，確保系統(tǒng)滿足實際管理需要是系統(tǒng)的研發(fā)重點，使系統(tǒng)逐步覆蓋鐵路建設項目全生命周期。

（2）充分利用航遙、無人機、BIM等技術提升系統(tǒng)管理功能。例如，通過BIM技術解決環(huán)保工程設施的動態(tài)信息化管理，形成BIM與GIS數(shù)據(jù)庫聯(lián)動，并建立基于GIS的空間要素索引；利用航遙影像記錄工程沿線生態(tài)環(huán)境、環(huán)境保護目標的變化情況，系統(tǒng)智能分析植被覆蓋率變化情況、居民住宅區(qū)的新建及拆除情況等；利用無人機巡線技術獲取梁場、拌和站、?。墸┩翀龅却笈R工程施工期各階段高清影像[8]，加強過程監(jiān)管。

（3）將鐵路建設項目環(huán)水保工作評價考核功能納入系統(tǒng)，將實際管理責任落實到具體對象，利用智能化考核算法自動量化各參建單位環(huán)水保管理質量[9]，充分調動各參建單位的能動性，進一步改變在經濟利益驅動下參建方對綠色管理持消極態(tài)度的局面[10]。

4 結束語

無論從政策環(huán)境還是實際管理需求，鐵路項目環(huán)水保管理采用信息化、智能化手段是必然趨勢。推進鐵路建設項目環(huán)水保信息化管理的研究及應用，有助于提高鐵路建設項目環(huán)水保管理效率，加速標準化、信息化建設，助力綠色鐵路發(fā)展。