內河航運以其占地少、能耗低、運量大、汙染少的優勢,實現了自身的跨越式發展。我國高等級內河航道建設初具規模,為內河航道建設的可持續發展奠定了基礎。航道工程建設與其他工程項目有許多相同點和不同點。以下是根據日常經驗對內河航道設計中壹些常見情況的分析:航道工程的特點:(1)設計和施工都比較專業,大型港口項目由於自然環境的影響,壹般投資都比較大。大部分工程都是在水上進行,機械配合性強,工程技術要求高。尤其是基礎施工階段,施工難度更大,施工主要受自然環境影響,如航道水位、降雨、潮汐洪水等。枯水期作業已成為施工安排的首要考慮因素。
(2)區域水運工程建設強度波動較大,內河水運工程多由國家和企業投資。近年來,國家對內河航道建設投入巨大,但以河流為依托的地方航道建設項目在執行國家相關規劃建設時必然呈線性方式,且很多都集中在壹段時間內。壹些大項目的開工是本地區水運工程建設的高潮,但隨著大項目的結束,水運工程建設項目數量明顯減少,社會投資由於種種原因無法順利進入水運市場,必然導致相應的設計施工企業業務量不平衡,導致企業在建設的高低潮期缺乏應對能力,會產生諸多負面影響。
1內河航道工程設計中的問題
1.1內河航道工程設計市場監管不足。
“十壹五”到“十二五”期間,水運工程設計行業發展迅速,供需失衡。壹些水運設計企業通過加班加點已經不能滿足水運快速發展的設計需求,只好采取抓大放小的方式。壹些其他行業設計的小型民營企業,通過進入水運設計市場,填補了當時的設計空白。“十二五”後期,國家進行運力調整,水運設計市場進入低潮期,設計率也大幅下降。由於水運工程設計市場監管不足,部分企業搶占了部分市場,水運設計行業進入困難期,出現了饑不擇食的局面。設計市場出現了不合理低價的現象。壹些難度不大、技術不復雜、使用要求不高的中小型水運工程設計項目,采用最低價法選擇設計企業。
1.2設施規劃跟不上水運發展速度。
由於水運工程規劃和港口設施建設周期長,跟不上航運的發展速度,導致港口設施壹建就落後。船舶大型化與航道等級不匹配的現實矛盾日益突出和尖銳,大量超級船舶進入內河航道,安全風險堪憂。安徽省沙英河航道長206公裏,規劃航道等級為四級,設計代表船型為500噸級。取歷年來進出富陽船閘的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噸以上船舶有56艘,占5.4%;1001 ~ 1500噸的有283艘,占27.2%;801 ~ 1000噸的有185艘,占17.8%;501 ~ 800噸的有360艘,占34.7%;301 ~ 500噸的有185艘,占14.7%;300噸以下的有2艘,占0.2%;500噸以下的船舶將被淘汰。
1.3水運工程設計參數的確定精度不高且不完整,需要驗證。
壹個理論上完美的設計,必須經過施工的驗證,才能成為高質量的工程。中國內陸港口的自然環境差異很大。隨著水運事業的發展,優質岸線資源越來越少,壹些不良地質岸線逐漸被利用,給水運工程設計帶來了新的挑戰。水運專業的理論和規範滯後於水運專業的設計和建設。要發展水運業,必須走創新之路。水運工程設計中不斷采用壹些新技術、新材料、新工藝,走“專業化、差異化”之路,不斷提升行業競爭力。水運設計施工是水運專業規範的執行者和開拓者。通過不斷的探索和驗證,對現有規範進行了補充和完善,確定水運工程設計參數應註意的問題有:(1)規範中壹些相關指標和參數的取值範圍較大,難以準確使用,如船閘通過能力、港口吞吐量的計算等,與運行後的實際情況有壹定差距。(2)水運工程設計采用新技術、新材料、新工藝時,規範中沒有相關參數,需要通過施工試驗驗證,容易產生成本遺漏或不足。
(3)航道工程設計坐標和標高的放樣容易出錯,尤其是在二期施工中。壹般在設計二期工程時,直接從壹期工程的測繪中讀取坐標,而在施工過程中,建設單位需要在二期工程範圍內重新設置控制點進行放樣,這樣壹來,壹、二期工程的結構物坐標就會出現壹些偏差,如沿線錯位、碼頭面標高不同等。(4)航道工程設計施工水位是確定施工方案和結構基礎的關鍵因素,往往沒有得到足夠的重視:施工水位是根據工程基礎的施工時間確定的,壹般選擇枯水期,因此施工水位設置高,結構受力差,增加投資;施工水位設置較低,無法進行施工。需要采取相關措施變更項目,投資會增加。(5)水運工程地質地層指標的使用往往存在壹些與實際不符的問題。地質地層指標壹直是航道工程設計的基礎。根據地質條件確定結構的基礎形式,特別是樁基的承載力,會與設計不符。目前,地質勘探仍然是以點帶面,反映壹定範圍內的地層分布。出於安全考慮,壹般提供的地層指標是保守的。
2 .提高內河航道工程設計水平的對策和建議
2.1充分競爭,行業需要自律。
水運工程招標的主要目的是實現水運設計市場的充分競爭,尋求合理的報價。防止水運工程承包過程中的廉政問題,杜絕各種形式的回扣等利益,是招投標的另壹項重要任務。
2.2認真研究,預留發展空間。
設計時應根據實際情況,認真考察,在符合規劃的前提下,應有適當的發展空間。2013,潁上復線船閘前期工作開始。根據船舶通航現狀和具體航道條件,確定雙線船閘設計代表船型為500噸級船舶1000噸級船舶。船閘的有效尺度增加到200×23×4m,為以後航道等級的提高留有余地。目前,內河船舶的大型化發展對內河航道工程設計提出了更高的要求,也給地方海事部門的現場監管帶來了前所未有的壓力。如何化解“大船入小河”的現狀與保障通航安全的現實矛盾,除了適當提高航道工程設計標準,加強基礎設施建設和維護,確保硬件條件處於良好的技術狀態,提高航道工程自身的防撞能力,完善安全警示標誌等措施外,更重要的是加強現場監管,嚴格限制大型船舶無序發展,推進內河船舶標準化,發展暢通、高效、安全、綠色的內河航運。
2.3適度調整,符合實際情況。
(1)為解決規範中壹些相關指標和參數的變化範圍較大,難以準確使用的問題,在今後的設計中應根據實際情況進行相應的調整,以盡可能符合實際情況,發揮經濟效益。(2)設計中應考慮新技術、新材料、新工藝的工期和應急措施,還應考慮相關措施的費用。施工前的設計交底和施工中的後期服務是水運工程的質量保證。設計、施工、監理、業主要及時溝通,形成統壹意見,使工程正常進行,避免後期扯皮。(3)坐標和放樣的問題是測量本身會產生誤差。解決辦法是要求施工單位以壹期工程的結構為基準,延期設計。(4)近年來,水利部門開展了河湖綜合治理,防洪能力大大提高。此外,水資源日益緊張,旱季水文條件變化很大。在壹些水利工程中,傳統的枯水期變成了豐水期,實際枯水期變成了前汛期,需要進行現場勘察,合理確定施工水位。如2006年周吉港壹期臨淮崗樞紐不蓄水,施工水位19m,橋墩采用鉆孔灌註樁基礎;2012年,周吉港二期臨淮崗樞紐開始蓄水,施工水位為21m。PHC被用來將橋墩打入樁基。施工水位對結構和施工工藝影響很大,需要引起重視。
(5)為使樁基設計合理,避免損失,規範要求施工前應進行試樁,並根據試驗結果適當調整樁長及地質、地層指標。比如蕪湖長江邊的某船廠碼頭工程,設計必須按照復雜地層條件的要求進行試樁。試樁時業主、監理、施工、設計、地勘單位都在現場,結果三根試樁都達不到設計標高。根據沈樁情況,地勘單位調整了地層指標,最終確定碼頭所有樁長均縮短3m。但也要註意其他情況,如池州長江某碼頭引橋基礎施工。引橋排架為兩根φ1000鉆孔灌註樁,10m風化巖,施工正常。但引橋框架墩為4根φ800鉆孔灌註樁,進入風化巖6m後無法打入,需變更設計。設計人員和地質勘探人員到達現場後,先把孔渣撈上來,仔細判斷。發現鉆頭在進入中等風化砂巖時,應能向下鉆進。分析原因後發現泥漿太厚,φ800鉆頭比φ1000鉆頭輕,沖程不加大,φ800鉆頭磨損嚴重。處理方法:適當降低泥漿比重,適當增加鉆頭沖程,更換新鉆頭,最終順利完成基礎施工。
3結論
內河航道工程設計對國家和地方經濟建設有重大影響,是壹項涉及面廣的重要工作。認真面對內河航道設計中的各種問題,深入分析其原因,並試圖從根源上加以解決,也具有十分重要的意義。對進壹步糾正水運工程設計企業之間的競爭,促進國家相關法律法規的有效實施,進而提高全社會的法治水平和設計企業的技術水平也具有重要意義。相信在各方的共同努力下,內河航道設計行業壹定會健康發展。
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