设计监理对重要水工建筑物风险控制研究

2020-01-12杨佳妮

黑龙江水利科技 2020年10期

关键词：渡槽施工图监理

杨佳妮

(辽宁水利土木工程咨询有限公司，沈阳 110003)

0 引言

渡槽是跨越谷口、山冲、道路、河渠等输送渠道的水流架空输水建筑物，现已广泛应用于导流、通航、排沙、排洪以及输送取水等领域。由于受力状态良好、养护方便、成本较低、造型美观等优点，大跨度拱式渡槽普遍用于我国水利、桥梁等行业。

1 工程概况

1.1 关键工程

辽河干流某水利枢纽工程发挥着改善当地生态环境、城市供水、农业灌溉、防洪发电等功能，对促进区域经济发展、保障粮食生产安全以及解决用水安全问题具有重要意义。水利枢纽一期工程总干渠选用大跨式渡槽结构体系，在施工难度、技术要求上归属于关键性工程，对工程效益的发挥以及项目的顺利实施起到关键作用。考虑不同的施工条件及地形情况，从施工上分为预制吊装和现浇混凝土两类，从形式上分为连拱和单跨结构类型。其中，箱型钢筋混凝土单跨拱结构有主槽单跨长106m的1#渡槽、153m的4#渡槽、200m的3#渡槽、106m的2#渡槽，采用分节预制缆索吊装法和悬拼拱支撑现浇混凝土法施工单跨渡槽主拱圈；箱型钢筋混凝土连拱结构有5#主槽二连拱(单跨106m)、6#主槽六连拱(单跨106m)，主槽连拱均选用钢筋支撑现浇混凝土施工法。

1.2 设计难点

这种大跨拱式渡槽工程在水利建设史上非常少见，可供借鉴的实践经验较少，工程设计时存在的安全风险以及技术难题较多：①工程标准和技术规范缺失：大跨拱式渡槽与水利渡槽的功能特征整体相符，均以过水为主要功能，但适用于这种渡槽的水利标准和技术规范较少；由于拱桥的受力特点与大跨拱式渡槽基本相同，故可参照公路行业的相关标准与技术诡诞，但标准与规范的执行在行业间也有所差异。②单位荷载大：拱桥的结构形式要符合通车的功能要求，所以结构设计多扁宽；公路桥梁单位荷载的5倍约与大跨拱式渡槽相当，结构设计受限于过大的单位荷载，其计算过程复杂具有一定难度。③高标号混凝土的机制砂问题：设计上为满足单位荷载大的要求，钢筋配置多且选用C55的高标号混凝土，受限于经济条件和当地材料多选用机制砂配置混凝土。对于机制砂的控制高标号混凝土具有严格的要求，今后结构收缩徐变受高水泥用量混凝土的影响明显。④施工难度大：方案设计也要考虑施工难度的问题，由于深V型山体联系于单跨拱式渡槽，地面与箱型拱渡槽之间最高达到30-120m，在施工上选用预制吊装或现浇混凝土方案都存在较大的难度，两者需要设置临时大型缆吊系统或临时支撑结构，临时设施具有一定的安全风险且费用非常高。

针对以上安全风险和主要技术难题，为更加科学合理的设计方案确保施工安全、结构安全，通过组织多次技术交流、参观学习以及技术咨询，经反复讨论和充分论证决定引入设计监理机制，设计监理单位利用招标的形式确定，并最终选出的设计经验丰富的单位。

2 设计监理机制

2.1 监理机制引进

1)设计监理范围：设计监理全面复核施工组织设计方案、工程造价、审查施工图设计阶段的全部设计文件以及大跨拱式渡槽结构计算成果等。

2)设计监理目的：为保证水利枢纽一期工程安全、环保、经济、高效、优质的建成，在设计单位的基础上借鉴有关科研成果、先进理念、监理机构及外部设计力量，全面监理项目的施工组织方案、工艺技术、工程投资、设计方案、设计思路等，从而避免由于施工方案、设计问题而发生重大的事故，提高施工安全、质量和设计控制水平，保证投资活动的环境、社会和经济效益达到最大化，避免或减少因施工方案不当、设计不合理造成的工程施工、安全隐患以及工程变更，保障工程投资的经济合理性和项目设计的安全可靠性，确保工程施工质量、施工安全和设计文件的质量深度。

3)设计监理目标：坚持和谐、美观、经济、环保、耐久、安全的方案设计原则，以科学发展观为统领最大限度的保证公众安全、维护社会公众利益，工程实施方案的主体结构应符合设计规范和标准要求，设计文件内容严格贯彻业务要求与思路，严格符合规范要求确保设计深度、质量，力争优秀设计奖。

4)设计监理内容：①针对初步设计批复意见核实施工图设计的执行情况，并全面仔细认真的研究、查阅设计文件。②研究施工组织方案的可行性、合理性以及设计结构物方案的经济实用合理性。③检查执行强制性条文的情况，核查施工图预算文件和初步设计概算以求投资经济合理。④认真研究、分专业仔细查阅公路及水利工程技术规程、标准规范、相关法律法规等情况，从美观性、舒适性、经济性、安全性的角度分析工程方案，在此基础上提出合理化建议。⑤设计监理做好施工期间的各项服务工作[1]。

2.2 工作措施方法

设计监理主要采用旁站、抽查、巡视等工作方法复核设计外业，通常利用质疑、检算、查阅等工作方法复核设计内业，其提供监督服务的方式有全面、专业、中间审核咨询。其中，在正式提交主管部门审查前完成设计文件的全面审核咨询，在完成所有工程或单体工程设计后实行专业审核，结合设计单位要求随时实行中间审核。将单体工程所有专业文件按照需要和项目特点实行全面审核，并考虑不同阶段所划分的监理内容确定设计监理工作措施与方法，具体如下：

1)专项结构复核方法。采用ANSYS、MIDAS CIVIL 2012、《桥梁博士》V3.2桥梁专用计算软件等大型计算工具，验算和复核专项结构。根据公路、水利行业规范和设计大纲要求，演算结构耐久性、稳定性、承载能力和材料强度指标，主要在施工图设计和初步设计阶段完成专项结构的复核工作，为保证结构安全可靠、经济合理严格按照“双人交叉复核不同程序”的结构复核方法实施。

2)施工图复核方法。施工图设计复核主要包括施工图设计阶段对设计中间成果的复核、施工组织方案设计复核、施工图图纸复核、初步设计批复意见执行情况的复核，依据复核结果提出行之有效的对策。根据专项结构计算复核结果，调整和优化施工图设计，对存在的问题做到早提出、早发现、早参与的目标。

3)实施阶段复核方法。设计变更复核、施工方案调整和优化复核、施工组织方案设计复核为工程实施阶段复核的主要内容，参与业主或承包单位优化调整施工方案以及承包单位审查施工组织方案的讨论，并提出合理建议及设计监理意见。

4)工程造价符合方法。施工图预算、初步设计概算等为工程造价符合的主要内容，核查为主要方法及措施。核查辽宁省制定的补充规定、工程定额以及线性项目概预算编制办法等文件调查情况，对技术经济法规性文件、有关协议、合同的调查情况进行全面核查，对概预算内容的完整性、全面性进行核查并提出合理建议。

2.3 设计监理的作用

1)拓展思路，保障结构安全。每个单位和行业都有其各自的专长、特点，在拱式结构上公路行业具有更先进的设计理念和更系统化的技术理论，较水利行业其工程实践经验更加丰富，为设计单位提供耐久性、结构安全等技术指导，发挥着把控结构安全的功能。通过对比分析发现，对于结构物公路工程的要求更为严格，所以按照公路行业相关分类标准执行大跨拱式渡槽的设计洪水频率、设计基准期、设计安全等级和工程规模等[2]。

2)经验丰富，保证设计质量。设计监理单位充分利用几十年的山区公路勘察设计经验、技术力量优势以及所承担的一系列交通建设科技项目成果，为认真做好项目方案审查、有效控制设计质量和充分吸收成功的经验教训奠定坚实基础。

3)优化设计，确保方案可行。设计监理单位充分结果国内外多种设计方法和大量高速公路设计实例及失效，在符合国内最新设计规范的基础上优化设计，保证施工方案的有效性、合理性及科学性。

4)筹谋划策，提升经济效益。设计监理过程中加强与业主的信息沟通，采用定期通报制度将需要与业主协调的设计监理工作进度、存在的问题及时通报给业主，做好业主技术参谋为业主提供理论指导和决策依据[3]。