設(shè)計標準化在公路工程項目中的實踐與運用

王爾琳

（寧波市交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，浙江寧波315000）

1 引言

公路工程是一個點多、線長、面廣的建設(shè)工程，涉及勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工等多個參建部門，相互間存在著較強的辯證關(guān)系。 為實現(xiàn)提升工程質(zhì)量，提高投資效益，在設(shè)計階段要引進標準化設(shè)計工作。 在設(shè)計方案的確定時應(yīng)優(yōu)先考慮施工的可行性，經(jīng)濟上的合理性，工序安排的科學性，應(yīng)遵照集約化、集成化、工廠化的主要原則，使其能在施工過程中按照標準化的建設(shè)要求，依照規(guī)范的操作要求實施。

本文以浙江省S203 省道奉化段公路工程為例，分析了以往設(shè)計中存在的普遍問題， 介紹了設(shè)計標準化在本項目中的實際運用情況， 得出在公路工程建設(shè)項目中積極落實設(shè)計標準化理念，對于提高工程品質(zhì)、降低全壽命周期成本具有重要意義。

2 工程概況

S203 省道奉化段位于浙江省寧波市奉化區(qū)， 路線起點位于奉化西塢街道白杜村以北奉化與鄞州交界處， 終點位于沿海中線與陽光海灣旅游度假區(qū)迎賓大道交叉口， 路線全長約18 km。 本項目采用交通運輸部部頒JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標準》中的一級公路標準設(shè)計，路線全長13km，設(shè)計速度80 km/h，橋涵設(shè)計荷載等級為公路-I 級，路面設(shè)計軸載為BZZ-100。 本工程雙向6 車道，整體式路基標準寬度為33 m。沿線共設(shè)大橋2 座，中橋7 座，小橋1 座，分離式隧道2 座。 本項目的建設(shè)是奉化撤市設(shè)區(qū)后經(jīng)濟社會融入寧波核心城區(qū)的需要，是完善寧波市和奉化區(qū)干線公路網(wǎng)，改善奉化東南片區(qū)交通狀況的需要。

3 以往設(shè)計中出現(xiàn)的主要問題

由于公路工程線路長、地質(zhì)條件變化多、工程體量大、建設(shè)周期長等特點， 在建設(shè)過程往往會發(fā)生較為重大的設(shè)計變更，或突破批復概算等問題，同時常常會存在同一施工標段、同一結(jié)構(gòu)形式的橋梁在結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸上不統(tǒng)一， 造成模板種類多、周轉(zhuǎn)次數(shù)少，增加了投資及管理難度。 常見的設(shè)計問題主要有以下幾點：

1）地質(zhì)勘查未按規(guī)范要求嚴格落實到位。 一些山區(qū)公路項目因地形較陡、交通不便等客觀因素，加上地質(zhì)勘探手段單一、鉆孔數(shù)量偏少，設(shè)計人員獲取的地質(zhì)資料不夠，掌握的信息不全，導致在方案選型、橋跨布設(shè)、結(jié)構(gòu)設(shè)計等不盡合理，地質(zhì)選線原則落實不到位，嚴重的甚至造成安全事故。

2）靈活運用設(shè)計指標不足。 確定設(shè)計方案時應(yīng)綜合考慮地質(zhì)、地形、地貌的不同與變化，設(shè)計人員往往在設(shè)計標準和指標的運用上不夠靈活，沒能因地制宜，合理取舍，常常會盲目追求高標準、高指標。

3）總體設(shè)計掌控不力。在新形勢下，公路工程建設(shè)不僅僅保障道路通行安全，更要體現(xiàn)綠色公路之美。 所以在高質(zhì)量高水平的建設(shè)標準指導下，總體設(shè)計要在綜合路線、路基、路面、橋隧等專業(yè)設(shè)計工作的基礎(chǔ)上，進一步深化、統(tǒng)籌，從而達到資源節(jié)約型、經(jīng)濟耐用型、質(zhì)量可靠型、智慧綠色型的建設(shè)要求。加強設(shè)計理念、設(shè)計原則、技術(shù)指標等統(tǒng)一協(xié)調(diào)性，避免出現(xiàn)同一條公路存在設(shè)計風格相異、設(shè)計標準不一致的問題；避免出現(xiàn)同一跨徑橋梁，樁基直徑不同；同樣結(jié)構(gòu)形式，梁高不一等問題，要運用標準化設(shè)計提高工程品質(zhì)、降低全壽命周期成本。

4 本項目標準化設(shè)計理念的主要措施

根據(jù)交通運輸部及省市有關(guān)文件要求， 為深入推進公路水運工程質(zhì)量安全標準化建設(shè)的實施， 加強設(shè)計標準化和技術(shù)創(chuàng)新，提高工程品質(zhì)。 本項目標準化設(shè)計理念的主要措施有以下幾個方面。

4.1 嚴格按“規(guī)范”執(zhí)行標準化設(shè)計

在設(shè)計過程中， 嚴格按照現(xiàn)行國家有關(guān)工程建設(shè)標準強制性條文和交通運輸部關(guān)于公路勘察設(shè)計方面現(xiàn)行的標準、規(guī)范、規(guī)程、定額、辦法、示例，以及浙江省關(guān)于公路工程勘察設(shè)計方面的文件、規(guī)定進行勘察設(shè)計，提高“規(guī)范化”設(shè)計標準。 例如，路基防護宜結(jié)合省廳《公路建設(shè)生態(tài)設(shè)計指南》進行設(shè)計，并結(jié)合施工過程標準化和防護構(gòu)件標準化，明確材料和施工工藝要求。 并在遵循現(xiàn)行標準、規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合寧波市公路隧道運營經(jīng)驗，盡量降低后期隧道的養(yǎng)護成本，對隧道建筑限界進行規(guī)范。

4.2 以標準化設(shè)計促進預(yù)制化、工廠化、裝配化建設(shè)模式

4.2.1 橋梁上部結(jié)構(gòu)裝配化

橋梁設(shè)計積極采用技術(shù)成熟可靠、 當?shù)剌^為常用的結(jié)構(gòu)形式，在橋跨布置、結(jié)構(gòu)選型上進行標準化設(shè)計，盡量減少跨徑種類、統(tǒng)一構(gòu)造尺寸，便于模板的重復利用，有助于預(yù)制構(gòu)件、鋼筋骨架等集中加工，實現(xiàn)工廠化。 本項目橋梁均采用了預(yù)制裝配式T 形梁結(jié)構(gòu)。

4.2.2 鋼筋工廠化加工整體吊裝

墩柱的模數(shù)應(yīng)均以0.5 m 的倍數(shù)設(shè)置，樁柱承臺等應(yīng)便于工廠化加工。 實現(xiàn)橋梁墩柱、蓋梁、樁基等部位鋼筋的工廠化加工、分段或整體吊裝，對鋼筋的設(shè)計進行專項優(yōu)化，既要保證工程的質(zhì)量可靠性，還要考慮施工的便易性。 同時，本項目采用了樁柱、蓋梁鋼筋籠工廠集中制作加工（見圖1），運至現(xiàn)場整體吊裝的施工工藝。

圖1 鋼筋集中加工

4.2.3 小型構(gòu)件預(yù)制裝配化

路基擋土墻、排水邊溝、集水井、混凝土護欄等小型構(gòu)件采用預(yù)制裝配化，采用統(tǒng)一的標準及尺寸（見圖2），工廠集中預(yù)制， 減少了野外現(xiàn)場作業(yè)， 提高了施工作業(yè)效率和施工質(zhì)量。 本項目中，排水邊溝、橋梁護欄、涵洞等小型構(gòu)件均設(shè)計采用了預(yù)制裝配工藝。

圖2 公路小型預(yù)制構(gòu)件

4.3“常規(guī)化、統(tǒng)一化”設(shè)計以方便施工和管理

4.3.1 路面結(jié)構(gòu)常規(guī)化

路面設(shè)計采用適合當?shù)貙嶋H情況的典型路面結(jié)構(gòu)， 便于后期維護，同時考慮遠期公路改擴建時舊料的再生利用，低碳環(huán)保。

4.3.2 橋梁結(jié)構(gòu)形式盡量統(tǒng)一

同一條線路上梁板型式盡量統(tǒng)一， 劃分標段時盡量集中預(yù)制，施工質(zhì)量能有效提升，又可節(jié)約土地，減少資源浪費。

本項目中，對于20 m 以上中等跨徑的橋梁采用了預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T 梁，小于20 m 跨徑的橋梁采用了預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土矮T 梁。同一座橋梁盡量采用同一標準跨徑，同一施工標段的橋梁結(jié)構(gòu)形式盡量統(tǒng)一，方便施工，節(jié)約成本。

4.3.3 隧道施工開挖方法常規(guī)化

（1）分離式隧道（或單洞）的施工開挖方法可根據(jù)巖體穩(wěn)定程度、隧道跨度、施工機械化程度等條件采用全斷面法、臺階法、分部開挖法及由其變化的開挖方法。（2）小凈距隧道的施工方法可采用雙洞單側(cè)壁導坑法、單洞單側(cè)壁導坑法以及雙洞上下臺階法等。 （3）軟弱圍巖段遵循“弱爆破、短開挖、強支護、早閉合、襯砌緊跟”的原則，初期支護應(yīng)緊跟開挖面及時施作，盡快封閉，根據(jù)需要對掌子面進行臨時封閉或加固；軟弱及不良地質(zhì)隧道初期支護仰拱應(yīng)緊跟，封閉位置距掌子面距離宜控制在30 m 以內(nèi)。 隧道施工常規(guī)開挖方法如圖3 所示。

圖3 隧道施工標準化示例

4.4 提倡“合理化、特色化”設(shè)計標準，豐富文化內(nèi)涵

從已建工程的邊坡防護設(shè)計進行分析， 邊坡設(shè)計不應(yīng)過多提倡一致化，而應(yīng)多提倡“合理化”“個性化”“特色化”的設(shè)計標準，豐富文化內(nèi)涵。 對于邊坡防護設(shè)計，應(yīng)結(jié)合不同高度、土質(zhì)情況，進行合理化設(shè)計標準提升，實行一坡一設(shè)計，并結(jié)合實際情況將工程防護與植物防護相結(jié)合， 提高邊坡設(shè)計的合理化標準。 圖4 為邊坡防護示例圖。

圖4 邊坡防護示例

4.5 提高“精細化”設(shè)計標準

注重精細化設(shè)計，如擋墻泄水孔的設(shè)置、擋墻土路肩上的回填處理、 涵洞進出水口的設(shè)置、 漿砌擋墻伸縮縫的設(shè)置間距、涵背防水、涵管最小埋深等。 明確T 梁負彎矩預(yù)應(yīng)力預(yù)埋波紋管外伸長度5～10 cm，不得過長或過短，并加以保護。 明確每個鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋保護層厚度要求， 并對保護墊塊進行設(shè)計，提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，如圖5 所示。 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時， 鋼筋的布置應(yīng)考慮鋼筋整體加工后拼裝的空間。

圖5 鋼筋混凝土保護墊塊

4.6 積極推廣“四新”技術(shù)應(yīng)用，提高設(shè)計標準

積極推廣“四新”技術(shù)，提高施工質(zhì)量。 本項目采用的新材料、新工藝、新技術(shù)有超高性能混凝土（UHPC）、水泥穩(wěn)定碎石基層采用振動成型法施工、預(yù)應(yīng)力智能張拉及壓漿新工藝、預(yù)制裝配式混凝土防撞護欄及蓋板涵等新技術(shù)。 除此之外，建議施工單位積極落實標準化建設(shè)， 推進先進施工機具設(shè)備和工藝的應(yīng)用，落實各項施工安全方案及安全防護措施。 以“四新”技術(shù)推動工程品質(zhì)的提升。

5 結(jié)語

設(shè)計作為公路建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)， 公路建設(shè)工程設(shè)計標準化，具有重要意義。 設(shè)計標準化可以提升設(shè)計質(zhì)量，提高勞動效率，降低安全風險，防治質(zhì)量通病，推廣“四新”技術(shù)，降低全壽命周期成本；可以起到引導產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的示范作用，最終實現(xiàn)節(jié)能減排、低碳環(huán)保的目標，具有巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

通過在浙江省S203 省道奉化段公路工程中推行設(shè)計標準化，避免了設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題，采用了技術(shù)成熟、常用的結(jié)構(gòu)形式，對重復使用的標準圖集進行了規(guī)范和統(tǒng)一，從而減少了設(shè)計中的錯、漏、碰、差等現(xiàn)象，同時，也提高了設(shè)計效率，推動了新材料、新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用，減少了工程投資，提升了工程品質(zhì)，降低了全壽命周期成本，達到了預(yù)期目標。