摘 要:本文結(jié)合濟(jì)祁高速公路的防洪影響評價(jià)報(bào)告和通航凈空尺度技術(shù)要求論證報(bào)告的研究,來分析前期設(shè)計(jì)方案與專題如何有效的銜接,從而在滿足專題要求的前題下來有效控制項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)方案中的建設(shè)成本。
關(guān)鍵詞:高速公路;防洪影響評價(jià)報(bào)告;通航凈空尺度技術(shù)要求論證報(bào)告;前期專題;造價(jià)控制
中圖分類號:U412.36 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006—7973(2017)04-0070-03
隨著物價(jià)、人工、各行業(yè)專題實(shí)施等相關(guān)費(fèi)用的增長,如今我國高速公路的建設(shè)成本也越來越高。經(jīng)調(diào)查研究,平原區(qū)高速公路造價(jià)已從十年前3500萬元/公里上漲到5000~6000萬元/公里,山區(qū)高速公路造價(jià)從十年前5500萬元/公里上漲至8000~9000萬元/公里。高速公路建設(shè)成本的大幅提高已經(jīng)制約了我國高速公路網(wǎng)的建設(shè)和加密,造成其融資成本越來越高。因此,在未來高速公路的建設(shè)中,如何合理控制建設(shè)成本,加強(qiáng)投資管理,將成為后期高速公路建設(shè)者們需要著重研究的一個(gè)課題。
建設(shè)成本的上漲有多方面的因素,一方面是主觀因素,如存在行業(yè)保護(hù)主義和地方保護(hù)主義、盲目趕工期、前期設(shè)計(jì)深度不足等因素;另一方面是客觀因素,如材料及人工費(fèi)價(jià)格的上漲、征地費(fèi)用及工程建設(shè)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高等因素。其中高速公路前期專題研究和實(shí)施的費(fèi)用對工程造價(jià)影響也越來越大。本文通過對項(xiàng)目前期防洪影響評價(jià)報(bào)告和通航凈空尺度技術(shù)要求論證報(bào)告的研究,來分析前期設(shè)計(jì)方案與專題如何有效的銜接,從而在滿足專題要求的前題下來有效控制項(xiàng)目前期方案設(shè)計(jì)中的建設(shè)成本。
1 防洪影響評價(jià)報(bào)告、通航凈空尺度技術(shù)要求論證報(bào)告與前期橋梁設(shè)計(jì)方案的研究
(1)防洪影響評價(jià)報(bào)告主要是針對橋梁跨越河流及堤壩處安全穩(wěn)定性方面的分析,并提出相應(yīng)河道最高洪水位和沖刷等相關(guān)要求。通航凈空尺度技術(shù)要求論證報(bào)告主要是分析通航凈空尺度和航跡線是否滿足通航要求,分析擬建橋梁處最高最低通航水位等相關(guān)技術(shù)要求。通過對兩項(xiàng)專題報(bào)告行業(yè)中所規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行分析,在滿足行業(yè)基本要求的前提下,怎樣優(yōu)化橋梁位置、結(jié)構(gòu)形式、跨徑大小是我們應(yīng)該著重考慮的問題。因此在滿足專題基本要求前提下,前期的橋梁方案設(shè)計(jì)需對橋位的合理選擇、合適的橋跨方案及施工工藝的選擇等方面進(jìn)行多方案對比分析,以便從中選擇最優(yōu)方案。
(2)橋梁方案擬定流程的優(yōu)化。在以往的設(shè)計(jì)中,防洪影響評價(jià)單位往往直接根據(jù)主體設(shè)計(jì)單位已定好的橋位和橋型方案進(jìn)行評價(jià),缺少兩個(gè)設(shè)計(jì)單位之間的互動交流,導(dǎo)致最終通過的方案不一定是最優(yōu)方案。本文作者認(rèn)為,應(yīng)是在兩者單位充分溝通確認(rèn)后才擬定出跨河流及堤壩的橋梁方案,這樣的設(shè)計(jì)方案才更具有針對性和合理性。
2 橋梁位置的多方案比選對工程造價(jià)的影響
合適的橋位不僅對項(xiàng)目本身造價(jià)影響很大,還對橋梁本身的施工和運(yùn)營安全影響也大。橋位的選擇受多方面因素的影響,如阻水率大小、橋梁與水流方向的夾角、橋跨處河道附近是否順直等因素。因此在項(xiàng)目前期方案設(shè)計(jì)階段結(jié)合防洪及通航專題相關(guān)技術(shù)要求對跨河橋位處進(jìn)行多方案比選論證。
(1)路線跨河方案走向選擇時(shí),宜選擇在河道較窄的地方通過,以縮小橋梁規(guī)模和節(jié)省工程造價(jià)。
(2)路線跨河方案走向選擇時(shí),宜優(yōu)先考慮與河道水流方向和大堤垂直,以縮小橋梁跨徑和橋墩的阻水面積,節(jié)省工程造價(jià)。
(3)路線跨河方案走向選擇時(shí),宜選擇遠(yuǎn)離河流彎道處,盡量在河道順直處跨越,以滿足通航凈空尺度相關(guān)要求,縮小橋梁跨徑,節(jié)約造價(jià)。
3 橋梁跨徑的多方案比選對工程造價(jià)的影響
橋梁跨徑的大小直接影響著工程造價(jià)的高低??鐝皆龃?,不僅橋梁本身造價(jià)增加較多,且會造成橋梁處縱坡抬高,相應(yīng)的橋梁引橋及接線工程也會相應(yīng)增加。故項(xiàng)目前期方案設(shè)計(jì)階段在滿足防洪及通航專題相關(guān)技術(shù)要求的條件下,應(yīng)該盡量減小橋梁跨徑。
(1)對于沒有通航要求的河流,河中盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式預(yù)制結(jié)構(gòu)(25~40米),以加快施工工期和節(jié)省工程造價(jià)。
(2)對于有通航要求的河流,其橋梁主跨的擬定不僅僅跟通航凈空有關(guān),還跟主河槽寬度、深度、水位、港口條件等建設(shè)條件有關(guān)。合理把握橋梁主跨與橋位處的建設(shè)條件之間的關(guān)系,也是節(jié)省投資需要考慮的地方。如濟(jì)祁高速合肥段跨越淮河,根據(jù)通航凈空尺度報(bào)告的論證,該河航道等級為Ⅲ(2)級,通航凈寬要求不小于160.5米,凈高要求不小于8.0米。該橋初擬設(shè)計(jì)方案采用主跨為(98+180+98)米的跨徑,能滿足通航的相關(guān)技術(shù)參數(shù)要求。后續(xù)詳細(xì)方案研究中,根據(jù)橋位處的實(shí)測地面線及周邊水下地形圖發(fā)現(xiàn)180米的主跨并未完全跨越主河槽,且過渡墩也處于河道近期規(guī)劃的疏浚斷面內(nèi),疏浚開挖深度達(dá)到12米深??紤]該段河流主河槽較深,且呈V字型,常水位和洪水位均較高,會造成主跨成為深水基礎(chǔ)施工,施工措施費(fèi)用較高。如適當(dāng)加大跨徑至200米,使主墩盡量靠近河灘,過渡墩位于河道近期疏浚斷面外。這樣既減少了主墩深水基礎(chǔ)施工難度,同時(shí)又節(jié)省了過渡墩承臺大面積開挖施工費(fèi)用。同時(shí)由于橋梁主跨加大,通航凈空富余增大,河道內(nèi)橋墩阻水面積減小,也節(jié)省了主墩防撞安全措施費(fèi)用和切灘補(bǔ)償費(fèi)用。最終經(jīng)以上兩種跨徑組合方案的綜合比選,采用(120+200+120)米的跨徑組合較(98+180+98)米節(jié)省300萬元的費(fèi)用。
(3)在方案設(shè)計(jì)中需要重視對跨越河流堤壩跨徑的多方案比選,其跨堤跨徑的大小對工程造價(jià)影響很大。設(shè)計(jì)中尤其需加強(qiáng)對所跨越河流堤壩性質(zhì)的了解,根據(jù)不同性質(zhì)的大堤,有針對性的布跨。①當(dāng)有些路線方案受限時(shí),需從設(shè)有壓滲平臺的堤壩處跨越。為減少工程造價(jià),可在滿足相關(guān)堤壩防滲要求的前提下,采用在背水側(cè)壓滲平臺上落墩的方案。如濟(jì)祁高速淮南段在K69+800處跨越董峰湖行洪區(qū)的淮北大堤,其跨越處前后受西淝河和淮河兩條河流橋位的限制,造成線位需從該段背水側(cè)設(shè)有壓滲平臺的淮北大堤處跨越。此處淮北大堤含壓滲平臺斷面寬約105 米,不含壓滲平臺斷面寬約70米,兩者相差近35米。如直接采用一跨跨越整個(gè)大堤(含壓滲平臺),則造成跨徑需要至少120米,工程規(guī)模較大。在方案設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員與洪評單位及水利主管部門積極溝通,提出可考慮采用80米的主跨跨越,其主墩落在背水側(cè)的壓滲平臺上,并同時(shí)采用防滲處理措施來解決滲流問題,以保證堤壩安全。后經(jīng)多次方案溝通和論證,80米的主跨方案最終獲得水利主管部門的同意。經(jīng)經(jīng)濟(jì)性分析,最終采用的(45+80+45)米跨徑方案(含大堤防滲處理費(fèi)用)較一跨整體跨越的(70+120+70)米主跨方案能節(jié)省造價(jià)約1100萬元。②有些河流為人工開挖的河流,為消化棄方,開挖出的土方全部用于填筑兩側(cè)堤壩,造成大堤填筑較寬。為了降低工程建設(shè)成本,可考慮所擬跨徑只需跨越規(guī)劃斷面的背水面與現(xiàn)狀大堤的迎水面之間的距離,這樣能大大縮小主跨跨徑。如濟(jì)祁高速淮南段跨越茨淮新河,茨淮新河為人工開挖的河流,原有兩側(cè)河堤按規(guī)劃的堤身斷面填筑后,為了消化開挖河道所多出的棄方,將多余土方填筑在堤身后,造成兩側(cè)大堤堤頂寬達(dá)100米,堤身全寬約154米。如果按現(xiàn)狀大堤斷面跨越,則橋梁主跨至少需要160米。如按跨越規(guī)劃斷面的背水面與現(xiàn)狀大堤的迎水面之間的距離來布設(shè),橋梁主跨則只需要80米。經(jīng)與洪評單位及水利主管部門積極溝通協(xié)調(diào),最終80米主跨方案得到認(rèn)可。兩個(gè)方案相比,后者80米主跨方案較160米主跨方案能節(jié)省造價(jià)約2500萬元。
4 橋型方案的比選對工程造價(jià)的影響
(1)跨河的橋型方案應(yīng)盡量減少橋墩數(shù)量和尺寸,以減小阻水率。為盡量減少橋墩對河流的阻水,橋墩宜采用圓形墩或帶導(dǎo)流形式的橋墩,同時(shí)還需滿足橋墩軸線與水流方向一致的要求,以減少阻水面積,這樣能減少河岸切灘補(bǔ)償面積,節(jié)約工程投資。
(2)考慮到部分河流堤壩高程相對較高,可采用低梁高的橋型方案進(jìn)行方案比選,擇優(yōu)選取。
如濟(jì)祁高速合肥段跨淮河大堤橋梁,其堤壩上為重要道路,有一定的凈空要求。在跨堤方案設(shè)計(jì)時(shí),采用普通現(xiàn)澆懸澆梁方案和低高度鋼桁架梁方案進(jìn)行了比選。雖然鋼桁架梁橋單價(jià)較高,但其梁高僅為懸澆梁跨中梁高的一半,能通過降低縱坡,有效縮短堤外橋長約120米,總體上節(jié)省造價(jià)約150萬元。
5 前期防洪專題施工方案的選擇對工程造價(jià)的影響
(1)對于部分需要進(jìn)行防滲處理的河流堤壩,可考慮其防滲施工工藝與跨堤橋后道路土建施工工藝一致,這樣能節(jié)省部分施工措施費(fèi)用和加快施工進(jìn)度。如濟(jì)祁高速淮河特大橋跨越淮北大堤,堤身附近的地質(zhì)條件較差,存在較厚的細(xì)、粉砂層等透水較高的土層。經(jīng)防洪評價(jià)專題單位提供的橋墩處抗滑及滲流穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果得知,橋墩的建設(shè)會對堤防滲流穩(wěn)定造成較大的影響,可能會造成堤防產(chǎn)生滲漏、流土、管涌的現(xiàn)象出現(xiàn),需要采取一定的防滲措施來進(jìn)行防護(hù)。防滲措施方案一般采取隔滲墻或攪拌樁等隔滲措施來隔離滲水。往往此項(xiàng)工程量較小,所需的專用設(shè)備進(jìn)場費(fèi)用較高。但如果此項(xiàng)設(shè)計(jì)能夠結(jié)合該標(biāo)段已有的設(shè)備來實(shí)施,便可以節(jié)省一定的工程造價(jià)和加快施工進(jìn)度。比如此處的淮北大堤所需隔滲深度較淺(20米以內(nèi)),且淮北大堤外附近也存在軟土,軟土路基同樣也需要處理,這樣便可以將兩項(xiàng)處理方案結(jié)合起來采用同一種設(shè)備考慮。經(jīng)過主體設(shè)計(jì)單位和防洪評價(jià)專題單位在一起分析比較,最終提出堤身處的隔滲和堤后的軟土路基均采用攪拌樁方案來處理,這樣能大大提高設(shè)備的利用率,同時(shí)也能節(jié)省較大的工程投資。
(2)在前期防洪專題施工方案選擇時(shí),可考慮將河流的切灘補(bǔ)償措施與堤防防護(hù)有效的結(jié)合,這樣既節(jié)省占地,又能減少防護(hù)工程量,從而達(dá)到節(jié)省工程造價(jià)的目的。一般橋梁跨越河道時(shí),橋墩會占用部分河道過水面積,造成局部過水不暢,對河道行洪造成不利影響。常用的處理方案是通過采取橋梁上下游一段范圍內(nèi)的切灘措施來進(jìn)行斷面補(bǔ)償。對于寬淺型的河流,往往切灘面積較大,造成河道里所切灘的土方較多,需要設(shè)置專用棄土場來堆棄。但同時(shí)河流的部分堤壩受橋墩設(shè)置的影響,需要增加防滲措施來防護(hù)。這時(shí)可以將兩者施工方案結(jié)合起來考慮,利用河道內(nèi)開挖出多余的土方在堤防背面填筑一定范圍的壓滲平臺來處理,這樣既合理利用了多余的棄方,又減少堤防背面的防護(hù)工程量,總體上能節(jié)省了一定的工程造價(jià)。
6 路線縱坡的高低對工程造價(jià)的影響
橋梁跨越大堤時(shí)需滿足防洪評價(jià)專題中的兩側(cè)堤壩上交通、防汛搶險(xiǎn)、管理維修等方面的要求。而跨越大堤處的縱坡高程是控制橋梁長短的重要節(jié)點(diǎn),因此針對不同類型的堤壩、不同道路的等級而采取的縱坡控制方式不同。
(1)針對等級較高的大堤,考慮其防洪的重要性,一般情況下不對其壩頂?shù)牡缆愤M(jìn)行改移來降低路線縱坡。
(2)對于一般等級的大堤,其大堤上如為防洪通道兼鄉(xiāng)村道路的功能,則可以考慮將防洪通道改移至大堤的背水側(cè)或相鄰孔徑下通過,以滿足4.5米的凈空要求。大堤上的凈空便可縮減至2.2米左右,這樣可大大降低路線縱坡,縮短橋長,減少工程投資。
(3)對于一般等級的大堤,其大堤上如為防洪通道并兼縣道、國省道等重要道路時(shí),則須保證4.5米~5.0米以上的凈空界限,不進(jìn)行堤上道路的改移。
7 結(jié)束語
設(shè)計(jì)階段是項(xiàng)目建設(shè)投資控制的關(guān)鍵階段,工程設(shè)計(jì)是否科學(xué)直接影響到合理使用建設(shè)資金、降低建設(shè)成本和投資效益的充分發(fā)揮。設(shè)計(jì)人員要充分把握好設(shè)計(jì)階段的方案設(shè)計(jì)與前期專題工作之間的關(guān)系,要樹立各項(xiàng)專題既是項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)的依據(jù),同時(shí)也是為項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)服務(wù)的理念。本文作者結(jié)合幾個(gè)典型案例的分析,從橋位、橋跨、橋型和施工方案等方面的比較選擇、對項(xiàng)目前期防洪影響評價(jià)專題和通航凈空尺度技術(shù)要求論證專題的造價(jià)控制作了一定的分析。高速公路項(xiàng)目的前期專題還有很多,如果設(shè)計(jì)員都能夠做到在滿足各專題基本技術(shù)要求的條件下,進(jìn)行多方案比選,多方案研究,相信未來的高速公路建設(shè)的造價(jià)一定能夠得到有效控制。
參考文獻(xiàn):
[1] 孫澤軍 論高速公路造價(jià)增長原因及降低工程造價(jià)措施,山西科技,2007年第6期
[2] 周紅蘭. 設(shè)計(jì)是建設(shè)項(xiàng)目投資控制的關(guān)鍵階段,河南科技大學(xué)學(xué)報(bào):社會科學(xué)版,2002年第04期
[3] 李勇、吳瀟瀟. 淺談新疆G314奧依塔克至布倫口項(xiàng)目橋涵設(shè)計(jì),公路交通科技:應(yīng)用技術(shù)版,2012年第7期