海外英语区公路勘察设计流程与深度探析
2013-08-15张明波
张明波 王 铁
(中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安 710075)
海外英语区公路勘察设计流程与深度探析
张明波 王 铁
(中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安 710075)
以乌干达机场高速公路项目勘察设计为例,对该类项目的设计阶段进行了划分,详细介绍了可行性研究、概念设计、初步设计、详细设计、施工图设计各阶段的工作重点与设计深度,以确保设计与施工质量。
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1 概述
乌干达机场高速公路项目位于乌干达南部,是连接乌干达首都坎帕拉市至恩德培国际机场之间的快速通道,同时也是坎帕拉市环城路的重要组成部分。该项目是乌干达国家建设的首条高速公路,其设计和施工都采用中国公路工程技术标准。
该项目从项目策划立项开始,经历了工程可行性研究、概念设计、初步设计、详细设计等过程,并最终进行施工图设计。尽管项目勘察设计过程中存在有一定的政治因素,并且设计主要采用的是中国规范,与非洲英语地区其他大型项目的勘察设计在流程和深度上存在一定的差异,但该项目是“设计咨询+施工总承包模式”下的全过程勘察设计,在海外英语区项目中具有很强的代表性。项目设计流程的安排、各阶段设计深度的要求以及勘察设计方法,对国内勘察设计咨询服务在境外开展类似工作具有借鉴意义。
2 勘察设计阶段划分
设计阶段的划分主要与项目规模和复杂程度、项目建设标准、项目资金来源、项目建设模式等密切相关。综合归纳各种项目的勘察设计过程,其设计阶段的划分、设计流程的安排基本都在以下5个阶段内,复杂的项目设计流程相对多,每个阶段都需要完成;简易的项目设计流程相对少,一般执行2个~3个阶段。
1)Feasibility Study:可行性研究阶段。2)Conceptual Design:概念设计阶段。3)Preliminary Design:初步设计阶段。4)Detailed Design:详细设计阶段。5)Shop Drawing Design:施工图设计阶段。
这五个阶段的划分,基本可以涵盖一个项目从策划到建设过程所有的勘察设计工作。具体到每个项目,由于背景存在差异,设计阶段的选择和设计深度要求将会有所不同。对于常规的“建造合同条件”或“施工图设计+施工总承包合同条件”类型的项目,项目的勘察设计将主要分为两大阶段:1)由业主委托进行的项目前期勘察设计阶段。业主委托完成的设计流程由于资金或时间原因相对的简化,一般包含1个~2个阶段,从可行性研究直接到详细初步设计,甚至有的项目将这两阶段合二为一。2)由承包商完成项目后续的勘察设计工作,如果是承包商主导完成的施工图设计时,也可能会因为前期设计深度不够,或者项目发生设计标准和建设资金等方面的重大变化,承包商的设计工作也会向初步设计、详细设计进行延伸。
对于“设计咨询+施工总承包合同条件”项目,项目全过程的勘察设计咨询服务全部由总承包商承担。由于项目运作和合同谈判的需要,以上5个阶段的工作基本上都会涉及到,这五个阶段的工作与项目的商务运作和合同的执行密不可分。可行性研究工作是项目立项的需要,概念设计是项目合同谈判的需要,简明初步设计是项目合同生效得到业主批复的需要,详细初步设计是保障承包商利益的需要,施工图设计工作是执行项目建设的需要。每个阶段的设计目的和工作重点、深度受各种因素的影响,差异较大。
3 可行性研究阶段工作重点
项目立项和项目策划之初,项目业主的建设目标往往非常的宏观。可行性研究工作是项目的第一步,需要着重解决建设标准、路线走廊和工程投资等问题,并满足项目业主和资金提供方项目立项的需要。该阶段工作同国内标准中的工程可行性研究工作类似,但多数项目的可行性研究工作都要比国内同等项目的工作深度要深,主要是以完成专业技术报告为主进行的。此阶段需要完成以下多方面的工作,并主要完成可行性研究,环境评估,交通量研究等报告。
1)了解业主建设总目标和意图。2)调查项目区域内的交通情况。3)收集或提出项目区域路网规划。4)交通模型研究与交通量初步预测。5)初步确定项目建设标准。6)环境与社会影响评估。7)通过现场考察、初步确定路线走廊。8)明确重点工程的建设方案。9)研究论证备选走廊的技术方案及社会经济状况。10)初步估算项目总费用,投资模式建议。
可行性研究是项目启动之初最为重要的工作,要求进行多方案研究比较,择优推荐最佳方案,并与业主主管部门及项目相关部门就重要技术问题和工程投资方案进行讨论研究,并最终达成一致意见。该阶段的工作成效直接影响整个项目的成败,项目的建设标准、路线走廊、投资模式需要等到项目获益方、资金提供方的充分认可,才能避免后期勘察设计工作走弯路。
4 概念设计阶段工作重点
概念设计是大多数“设计+施工总承包”项目都需要经历的过程,也可叫方案设计,但同国内的概念设计或方案设计存在很大的差异。
该阶段在项目整个设计流程中的位置较为特殊,是项目进行总承包合同谈判的需要。设计由承包商主导完成,需要充分体现承包商利益,是承包商对项目的理解与建议,是承包商对前面设计的复核或优化。其在整个项目的设计流程中位置,不同的项目可能不同。对于业主已委托完成了可行性研究和初步设计的项目,该项工作将位于初步设计之后,根据承包商同业主之间的约定,在项目的设计标准、工程投资等方案发生重大改变时,开展概念设计工作,并细化原设计标准和建设方案,确定工程范围。
需要进行的主要工作有:
1)分析复核可行性研究报告和前期设计文件。2)细化项目设计标准和建设方案。3)分析项目业主需求。4)明确项目建设范围和所包含每个工程的细节。5)完成合同谈判的需要《承包商建设》文件。6)估算项目建设成本。
概念设计文件也就是承包商建议文件,将作为项目合同的一部分,提交项目业主进行审批,参与审批的部门同可行性研究报告类似,由业主的公路规划部门、合约部门、建设等部门的工程师组成工程师团队审查,并报国家工程部、财政、司法、议会等部门审批通过。由于该项目的工作成果将包含在“设计+施工总承包”合同中,完善的无纰漏方案设计将有效的避免技术合同上的漏洞,减少承包商的风险。
5 初步设计阶段工作重点
初步设计工作是项目设计流程中最重要的组成部分,不仅仅是项目建设的需要,同时也是业主项目商务及合同的需要。对于乌干达机场高速项目,还是项目总承包合同生效的需要,更是确定最终的合同总价和详细建设方案的需要。
这个阶段的工作等同于国内的初步设计,但设计的侧重点和文件表达方式不尽相同。此阶段是项目设计的关键阶段,交通量、技术标准、路线方案、主要结构物以及沿线设施等所有技术方案均在该阶段确定。设计文件反映的内容多,收集基础资料需要齐全,提交的专业报告需要非常全面。
初步设计阶段需要完成的主要工作内容有:
1)完成项目控制测量和地形测量工作,提交测量报告。2)完成项目初步地质勘探工作,提交初步地勘报告。3)完成水文调查和水文水力分析,提交初步水文报告。4)完成项目建设材料调查,提交初步土壤和材料报告。5)完成项目总体设计和标准论证,提交初步几何设计报告。6)完成项目结构物设计标准论证,提交初步结构物标准报告。7)完成项目结构物建设方案研究,提交初步结构物选型报告。8)完成项目交通量研究及路面结构选择,提交初步路面报告。9)完成项目所有建设项的方案设计,提交初步设计文件。10)完成项目工程量清单及其单价分析,确定项目建设的总价。
进入初步设计阶段后项目的专业性和复杂性更强,业主一般聘用在当地有工作经验的欧洲设计咨询公司作为业主顾问,由业主管理部门及业主的顾问公司共同完成初步设计的审查工作。项目的每个技术方案经业主、业主顾问、承包商充分沟通确认后,初步设计审查完成的意见和方案的变更将以会议纪要的形式,作为合同最重要的组成部分,包含在总承包合同中,是项目后期勘察设计的最高指令。
6 详细设计阶段工作重点
详细设计是项目转入执行阶段并进行施工之前,落实项目建设方案的设计阶段。总承包项目在进行施工图设计之前,都需要完成项目的详细设计,是对项目初步设计的细化,是对项目初步设计方案的优化,是对项目初步设计的符合性设计,是作为总承包商利益体现的主要设计流程。
该阶段工作有别于国内的初步设计和施工图设计工作,较国内初步设计更具体,基本达到国内施工图设计深度要求。需要完成的主要工作内容有:
1)优化总体设计方案。2)细化建设方案,提高设计的可施工性。3)根据征地拆迁、项目施工需要,调整并确定最终路线平纵面方案,提交几何设计报告。4)进行详细地质勘探,并提交地勘报告。5)补充水文调查和细化水文水力分析,确定排水系统方案,提交水文报告。6)确定结构物位置尺寸结构。
设计施工总承包项目从“设计”上获取利益,主要通过两个途径,即总体设计方案优化和提高设计的可施工性。总体设计方案的优化需要在详细设计阶段落实,是承包商利益的体现,但需要为优化设计提供详细资料、理论、规范等方面的支撑和解释,并得到业主和监理的批复。文件的审批流程、质量控制与前面的设计阶段也发生了很大的变化,主要由设计方的内部质量控制、承包商质量控制和承包商设计顾问审查、监理工程师审批和业主最终批复等多个环节组成,是项目勘察设计中质量要求最高、文件审查最严的阶段。
7 施工图设计阶段工作重点
施工图设计阶段的工作与国内设计有较大差异,由于项目建设管理模式不同,大多数施工图的设计都由承包商完成。这里的施工图设计与施工现场结合更紧密,设计需要随着施工的组织计划,动态的分阶段、分专业逐步完成,直至工程结束。文件组成要求“可阅读性”强,具体细致,每个技术方案、设计细节,必须要有详尽的勘察、地质、水文等基础资料的支持,需要进行详细的设计计算并提供完整的计算书,设计的内容往往比国内的要求要细致一些。
根据项目不同,项目主要的工程单元划分大致如下,并要求与专业技术报告基本对应。
1)几何设计部分,包括路线平纵面、横断面、超高加宽、交叉工程等;2)路基工程,包含土方、防护等所有细节;3)排水工程,包含每个排水单元中所有排水设施的设计,含排水构筑物;4)结构物设计,项目工程范围内的所有中、大型结构物的设计;5)线外工程,指主线建设范围外的改路、改河等工程的设计;6)路面工程,不同路面结构的细部设计;7)附属设施,包括安全设施、收费系统、照明、房建等工程的细部设计。
这里的施工图设计与国内设计的差异主要体现在两点:1)执行动态设计,设计更符合现场情况;2)更强调设计的可施工性,通过施工知识和经验与设计的紧密结合,通过优化设计方案使得施工更加容易,有效降低建设成本,提高施工效率,减少施工作业时间。
施工图设计中需要进行动态设计的主要有地基处理、排水、结构物、边坡等工程。随着施工的推进,细化地基处理方案、调整结构物基础、增减排水构造物、地下水处理,以及根据施工组织计划的变动,调整道路建筑材料的使用、结构现浇预制的选定等等,都是动态设计需要考虑的内容。设计的可施工性是承包商和施工分包商非常关注的点,是施工图设计阶段需要重点解决的问题。提高设计的可施工性主要需要考虑以下问题:1)根据承包商的施工能力,确定设计方案;2)在设备投入和建设方案之间寻求平衡;3)根据土方各分项单价调整路线的平纵面设计和土方调配方案;4)根据施工组织计划开展设计单元划分和文件提交顺序; 5)根据承包商项目管理投入,选择结构物施工方案;6)选定相对简易而且成熟可靠的施工技术;7)结合施工组织场地需求,进行设计方案调整。
施工图文件的审查主要由项目监理工程师完成,根据施工计划和监理审批文件的时间要求,提前分路段、分专业将要施工的工程单元的施工图文件提交给监理进行审查,满足合同、规范要求并符合详细设计阶段方案的施工图审批较快,否则较慢。监理审批完成后,报业主进行最终批复,通常业主最终批复的是竣工图文件,监理所有的批复仅是中间批复。
8 结语
通过参与乌干达机场高速公路全过程的勘察设计,和对相类似项目勘察设计流程的了解,初步掌握了海外英语区公路勘察设计阶段划分、设计质量控制流程、设计文件组成、施工图的设计特点。总的体会是在海外英语地区开展勘察设计工作,需要非常重视基础资料的收集和分析,需要严格执行项目的合同要求和规范要求,需要很强的专业技术报告的编写能力,需要加强勘察设计理论和基础计算方面的能力,更需要“严谨、务实、细致”的设计精神,才能确保设计和施工质量。本文供国内广大公路建设同行们参考,希望对大家在开展类似项目的勘察设计时,把握每个阶段的设计目的和重点、有效有序的开展勘察设计工作、了解所需要完成的工作在整个项目过程中的定位,并提供准确的设计咨询服务,规避勘察设计风险等方面有所帮助。
The process and depth analysis on highway survey and design of English overseas area
ZHANG Ming-boWANG Tie
(CCCC First Survey and Design Institute Limited Company,Xi’an 710075,China)
Taking the survey and design of highway project in Uganda airport as an example,the paper divided the design phase of these project,introduced in detail the work key points and design depth of feasibility study,concept design,preliminary design,detailed design,construction drawing design each stage,to ensure the design and construction quality.
survey and design,overseas project,stage division
U412
A
10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2013.10.046
1009-6825(2013)10-0136-03
2013-01-28
张明波(1980-),男,工程师; 王 铁(1979-),男,工程师