內河水運工程設計分析

時間:2022-05-23 08:42:27

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內河水運工程設計分析

摘要:內河水運建設對國家和地方經濟影響較大,水運工程設計和施工專業性較強、受自然環境影響大、牽扯范圍廣。結合多年從事水運工程設計及后期服務的工作經歷,對設計和施工過程中存在的問題等常見情況進行分析,并努力從產生根源去解決,對規范行業行為,提高水運工程設計綜合能力、促進水運行業健康發展具有十分重要意義。

關鍵詞:內河水運;設計市場;水運規劃;設計參數

內河航運以其占地少、能耗低、運量大、污染小等優勢,實現了自身跨越式發展。我國內河高等級航道建設初具規模,為內河水運建設可持續發展奠定了基礎。水運工程建設和其他工程項目有很多共同點,也有不同之處。下面就根據日常經驗分析內河水運設計中常見的一些情況:水運工程特點:(1)設計和施工專業性比較強,受自然環境影響大港口工程普遍投資大,項目的施工大都是水上作業,需要有較強的機械配合作業能力,工程技術要求也高。尤其是基礎施工階段施工難度更大,施工受自然環境影響主要表現在受航道水位、降雨及潮汛等因素的影響。枯水期作業,成為施工安排的首要考慮因素。(2)區域性水運工程建設強度起伏較大內河水運工程建設主體大部分為國家和企業投資。近年來,國家在內河水運建設上投入比較大,但依托江河展開的地方水運建設項目在落實國家有關規劃建設方面,必然是一條線式,很多是集中在一個時段。一些大項目的開工建設就是該區域水運工程建設的高潮期,而隨著大項目的結束,水運工程建設項目就明顯減少,社會投資因為種種原因還不能很順利進入水運市場,這必然造成相應的設計和施工企業的業務量不均衡,導致企業面對建設高低潮時期的應對能力不足,從而產生許多負面影響。

1內河水運工程設計存在的問題

1.1內河水運工程設計市場監管力度不夠

“十一五”至“十二五”前期,受“大發展、大建設”的拉動,水運工程設計產業得到了迅猛的發展,出現了供求失衡。一些水運設計企業加班加點都難以滿足水運高速發展的設計需求,不得不采取抓大放小的方式。一些其它行業設計的小型及私營企業通過掛靠形式進入了水運設計市場,填補了當時的設計空缺。“十二五”后期,國家進行了產能調整,水運設計市場進入了低潮期,設計費率同時也下滑較大,由于水運工程設計市場監管力度不夠,一些掛靠企業又搶占了部分市場,水運設計行業進入了艱難時期,出現了饑不擇食。設計市場出現了不合理的低報價的現象,一些難度不大、工藝不復雜、使用要求不高的中小型水運工程設計項目采用最低價選定設計企業。由于一些業主不夠內行,在合同中沒有明確相關規定,涉及水運工程的功能和技術要求沒有明確詳細要求,造成一些掛靠設計企業鋌而走險,參與了水運工程的設計工作。項目在實施過程中,由于缺少經驗,技術力量和協調能力不足,出現了許多問題,使項目難以進行下去,最后不得不另外選擇正規的設計單位。一些項目在施工中由于設計水平不高,出現了設計質量低下、粗制濫造、張冠李戴、內容缺項,并發生了重大設計變更,造成項目投資增大,大大超過了概算,經濟效益產生一定損失。有的項目由于缺項存在一定的安全隱患,而難以驗收,不能正常營運,同時被掛靠的企業名譽受損,有的被停業整頓。

1.2設施規劃跟不上水運發展速度

由于水運工程規劃及港航設施周期建設長,跟不上航運發展速度,導致港航設施剛建好就落后了。船舶大型化與航道等級不匹配的現實矛盾日益凸顯且尖銳,大量超等級船舶進入內河航道,安全風險令人堪憂。安徽省境內沙潁河航道長206km,規劃航道等級為IV級,設計代表船型為500噸級。取阜陽船閘歷年來往的1039艘船舶進行統計分析,其中駁船162艘,貨船877艘。統計顯示:1500噸級以上有56艘,占5.4%;1001~1500噸級有283艘,占27.2%;801~1000噸級有185艘,占17.8%;501~800噸級有360艘,占34.7%;301~500噸級有185艘,占14.7%;300噸級以下有2艘,占0.2%;500噸級以下船將逐步淘汰。規劃的航道等級低于實際營運的船型等級。潁上船閘2008年建成,船閘等級為IV級(500噸級),原規劃潁上船閘有效尺度為130×12×3m,2005年前完成了前期工作,2006年開工建設,交通廳某領導視察工地聽取匯報后,結合當前水運發展形勢,果斷決定將閘室加長50m,實踐證明是非常正確的。2012年隨著上游阜陽船閘的通航,潁上船閘超負荷運行,開始有堵閘現象了,很明顯水運規劃落后了。

1.3水運工程設計參數確定準確度不高、不全,需要驗證

一個理論上完善的設計,必須接受施工的驗證方能變成一個優質工程。我國內河港口自然環境千差萬別,隨著水運行業的發展,優質岸線資源已很少,一些不良地質岸線逐步得到利用,這給水運工程設計帶來了新的挑戰。水運專業的理論和規范落后水運設計和施工,為了水運行業的發展,必須走創新之路,一些新工藝、新材料、新技術在水運工程設計中不斷被使用,走“專業化、差異化”道路,不斷提升行業競爭力。水運設計和施工是水運專業規范的執行者,也是開拓者,通過不斷探索和驗證對現有規范進行補充和完善,水運工程設計參數確定應注意的問題有:(1)規范中的一些相關指標和參數范圍較大,很難準確使用,如船閘的通過能力、港口的吞吐量計算與營運后的實際情況都有一定的差距。(2)水運工程設計采用新技術、新材料、新工藝時,規范沒有相關參數,需要通過施工試驗驗證,容易產生費用漏項或不足。(3)水運工程設計坐標和高程施工放樣容易出錯,特別在二期工程建設中較為普遍。一般設計二期項目時,在一期項目的測圖中直接讀取坐標,而施工時,施工單位要在二期工程范圍內重新設控制點放樣,結果會發生一、二期項目的構筑物坐標發生一定的偏差,如前沿線對不上、碼頭面標高不一樣等。(4)水運工程設計施工水位是確定施工方案和結構物基礎的關鍵因素,往往重視不夠:施工水位是根據項目基礎施工時間確定的,一般都選擇枯水期,施工水位定高了,結構受力情況差,投資加大;施工水位定低了,無法施工,需工程變更采取相關措施,投資增加。(5)水運工程地質地層指標使用往往存在一些與實際不符問題。地質地層指標一直以來就是水運工程設計的基礎,根據地質條件確定結構的基礎形式,特別是樁基承載力會出現與設計不符的情況。目前地勘仍采用一定范圍內的以點帶面的方式反映地層分布,出于安全考慮,一般提供的地層指標偏保守。

2提升內河水運工程設計水平的對策及建議

2.1充分競爭,行業需要自律

實現水運設計市場充分競爭,尋求合理報價是水運工程實行招投標的主要目的。防止在水運工程發承包過程中的廉政問題,杜絕一切形式的回扣等好處費是招投標工作的另一項重要任務。在招投標過程中以他人名義即掛靠行為嚴重違反了國家招投標法,屬嚴禁行為,違者要受到有關法律嚴懲,但在現實中掛靠時有發生,尤其是中小型水運工程設計的招投標,其原因主要有以下幾個方面:首先,水運設計行業自身的問題。行業內相互拆臺擾亂了水運市場,一些大型水運設計企業為拓展業務,在外地成立了所謂分院,實際大多是掛靠行為,無法保證設計質量。掛靠的企業大多與當地監管部門有特殊關系——親朋好友,有的監管部門人員暗地參與其中、從中獲利。大項目由總院做,中小項目由分院完成,甚至有的掛靠企業依靠上面有人、包通過行政審批來招攬項目。當地監管部門對掛靠行為查處意愿不強,打擊力度不大,這不經意地助長了掛靠行為的蔓延。隨著天津港事發及反腐倡廉運動的深入,一些水運工程設計監管部門的違法行為得到了追究,一些地方的水運設計掛靠行為得到了清理和整頓。其次,評標專家對發現有關掛靠的情況向招標人員反映意愿不強,有些時候招標人也為了自身項目實施的順利進行,也對評標專家的反映采取欠積極的態度。再次,確有一些項目正規設計企業對中小項目實施參與意愿較弱,怕得罪當地主管部門,使得一些項目就被暗箱操作了,其參與設計競標更多是礙于人情面子。水運行業要自律,遵紀守法,才能完善市場。

2.2認真調研,預留發展空間

根據現實情況,設計要認真調研,在符合規劃的前提下,適當留有發展空間。2013年,潁上復線閘開始前期工作,結合船舶航行現狀和具體航道條件,復線船閘的設計代表船型確定為500噸級兼顧1000噸級船舶。船閘有效尺度加大為200×23×4m,為未來航道等級提升留有發展余地。當前內河船舶大型化的發展對內河水運工程設計提出了更高的要求,同時也給地方海事部門現場監管施加了前所未有的壓力。如何化解“大船進小河”的現狀與保障通航安全之間的現實矛盾,除了應適當提高水運工程設計標準,加強基礎設施建設、養護、保障硬件條件處于良好的技術狀態,提高水運工程自身的防撞能力、完善安全警示標志等措施外,更主要是要加強現場監管,嚴格限制船舶大型化的無序發展,促進內河船舶標準化,發展暢通、高效、平安、綠色的內河航運。

2.3適度調整,符合實際情況

(1)針對規范中的一些相關指標和參數范圍較大、很難準確使用的問題,在以后的設計中應根據實際情況作相應調整,盡量符合實際情況,發揮經濟效益。(2)設計時應考慮新技術、新材料、新工藝的工期需要及應急措施,同時也要考慮相關措施費用。開工前的設計交底和施工中的后期服務是水運工程質量保證,設計、施工、監理、業主要及時溝通、形成統一意見,項目才能正常進行,避免后期扯皮。(3)坐標及放樣等產生問題的原因是測量本身就會產生誤差,解決方法是在設計交底時,要求施工單位按一期項目的構筑物作為基準、順延。(4)近年來,水利部門對江河湖泊進行了綜合治理,防洪能力有了很大提高,加之水資源日趨緊張,枯水期水文條件發生了較大的變化。在一些水利樞紐工程中,傳統的枯水期變成豐水期,實際的枯水期變成汛前時段,所以合理確定施工水位一定要現場調研。如2006年周集港一期臨淮崗樞紐不蓄水,施工水位為19m,碼頭采用鉆孔灌注樁基礎;2012年周集港二期臨淮崗樞紐開始蓄水了,施工水位為21m,碼頭采用PHC打入樁基礎。施工水位對結構和施工技術影響較大,需認真對待。(5)為使樁基設計合理、避免損失,規范要求施工前進行試樁,根據試樁結果適當調整樁長、地質地層指標。如蕪湖長江邊一個船廠碼頭項目,設計根據復雜地層條件要求必須進行試樁,試樁時業主、監理、施工、設計、地勘單位都在現場,結果三根試樁都無法打到設計標高,根據沉樁情況地勘單位調整了地層指標,最后確定碼頭所有樁長縮短了3m。但也要注意樁打不下去等其它其它情況,如池州長江一個碼頭引橋基礎施工,引橋排架為2根φ1000鉆孔灌注樁,入風化巖10m,施工正常。而引橋框架墩為4根φ800鉆孔灌注樁,入風化巖6m就打不動了,要求設計變更。設計人員和地勘人員趕到現場后,首先撈起孔渣進行認真判別,發現鉆頭進入中風化砂巖,應該能鉆下。再分析原因,發現泥漿太稠,φ800鉆頭比φ1000鉆頭輕,沖程沒有加大,φ800鉆頭磨損嚴重。處理方法:適當降低泥漿比重,適當加大鉆頭沖程,更換新鉆頭,最后順利完成基礎施工。

3結束語

內河水運工程的設計工作對國家和地方經濟建設影響大,是涉及面很廣的重要工作。認真面對內河水運設計工作出現的各種問題,深入分析深究其產生的原因,并努力從產生根源去解決,解決好有關問題對進一步端正水運工程設計企業間的競爭,促進國家有關法律法規的有效執行,從而提高整個社會的法治水平和設計企業的技術水平也具有重要的意義。相信在各方面的共同努力下,內河水運設計行業會得到健康發展。

作者:姜滿山 單位:安徽省交通勘察設計院有限公司