内河水运工程设计分析
内河水运工程设计分析 摘要：内河水运建设对国家和地方经济影响较大，水运工程设计和施工专业性 较强、受自然环境影响大、牵扯范围广。结合多年从事水运工程设计及后期服务 的工作经历，对设计和施工过程中存在的问题等常见情况进行分析，并努力从产 生根源去解决，对规范行业行为，提高水运工程设计综合能力、促进水运行业健 康发展具有十分重要意义。关键词：内河水运；
设计市场；
水运规划；
设计参数 内河航运以其占地少、能耗低、运量大、污染小等优势，实现了自身跨越 式发展。我国内河高等级航道建设初具规模，为内河水运建设可持续发展奠定了 基础。水运工程建设和其他工程项目有很多共同点，也有不同之处。下面就根据 日常经验分析内河水运设计中常见的一些情况：水运工程特点：（1）设计和施 工专业性比较强，受自然环境影响大港口工程普遍投资大，项目的施工大都是水 上作业，需要有较强的机械配合作业能力，工程技术要求也高。尤其是基础施工 阶段施工难度更大，施工受自然环境影响主要表现在受航道水位、降雨及潮汛等 因素的影响。枯水期作业，成为施工安排的首要考虑因素。（2）区域性水运工 程建设强度起伏较大内河水运工程建设主体大部分为国家和企业投资。近年来， 国家在内河水运建设上投入比较大，但依托江河展开的地方水运建设项目在落实 国家有关规划建设方面，必然是一条线式，很多是集中在一个时段。一些大项目 的开工建设就是该区域水运工程建设的高潮期，而随着大项目的结束，水运工程 建设项目就明显减少，社会投资因为种种原因还不能很顺利进入水运市场，这必 然造成相应的设计和施工企业的业务量不均衡，导致企业面对建设高低潮时期的 应对能力不足，从而产生许多负面影响。
1内河水运工程设计存在的问题 1.1内河水运工程设计市场监管力度不够 “十一五”至“十二五”前期，受“大发展、大建设”的拉动，水运工程设计产 业得到了迅猛的发展，出现了供求失衡。一些水运设计企业加班加点都难以满足 水运高速发展的设计需求，不得不采取抓大放小的方式。一些其它行业设计的小 型及私营企业通过挂靠形式进入了水运设计市场，填补了当时的设计空缺。“十 二五”后期，国家进行了产能调整，水运设计市场进入了低潮期，设计费率同时 也下滑较大，由于水运工程设计市场监管力度不够，一些挂靠企业又抢占了部分市场，水运设计行业进入了艰难时期，出现了饥不择食。设计市场出现了不合理 的低报价的现象，一些难度不大、工艺不复杂、使用要求不高的中小型水运工程 设计项目采用最低价选定设计企业。由于一些业主不够内行，在合同中没有明确 相关规定，涉及水运工程的功能和技术要求没有明确详细要求，造成一些挂靠设 计企业铤而走险，参与了水运工程的设计工作。项目在实施过程中，由于缺少经 验，技术力量和协调能力不足，出现了许多问题，使项目难以进行下去，最后不 得不另外选择正规的设计单位。一些项目在施工中由于设计水平不高，出现了设 计质量低下、粗制滥造、张冠李戴、内容缺项，并发生了重大设计变更，造成项 目投资增大，大大超过了概算，经济效益产生一定损失。有的项目由于缺项存在 一定的安全隐患，而难以验收，不能正常营运，同时被挂靠的企业名誉受损，有 的被停业整顿。
1.2设施规划跟不上水运发展速度 由于水运工程规划及港航设施周期建设长，跟不上航运发展速度，导致港 航设施刚建好就落后了。船舶大型化与航道等级不匹配的现实矛盾日益凸显且尖 锐，大量超等级船舶进入内河航道，安全风险令人堪忧。安徽省境内沙颍河航道 长206km，规划航道等级为IV级，设计代表船型为500吨级。取阜阳船闸历年来 往的1039艘船舶进行统计分析，其中驳船162艘，货船877艘。统计显示：1500 吨级以上有56艘，占5.4%；
1001～1500吨级有283艘，占27.2%；
801～1000吨级 有185艘，占17.8%；
501～800吨级有360艘，占34.7%；
301～500吨级有185艘， 占14.7%；
300吨级以下有2艘，占0.2%；
500吨级以下船将逐步淘汰。规划的航 道等级低于实际营运的船型等级。颍上船闸2008年建成，船闸等级为IV级（500 吨级），原规划颍上船闸有效尺度为130×12×3m，2005年前完成了前期工作，2006 年开工建设，交通厅某领导视察工地听取汇报后，结合当前水运发展形势，果断 决定将闸室加长50m，实践证明是非常正确的。2012年随着上游阜阳船闸的通航， 颍上船闸超负荷运行，开始有堵闸现象了，很明显水运规划落后了。
1.3水运工程设计参数确定准确度不高、不全，需要验证 一个理论上完善的设计，必须接受施工的验证方能变成一个优质工程。我 国内河港口自然环境千差万别，随着水运行业的发展，优质岸线资源已很少，一 些不良地质岸线逐步得到利用，这给水运工程设计带来了新的挑战。水运专业的 理论和规范落后水运设计和施工，为了水运行业的发展，必须走创新之路，一些 新工艺、新材料、新技术在水运工程设计中不断被使用，走“专业化、差异化” 道路，不断提升行业竞争力。水运设计和施工是水运专业规范的执行者，也是开拓者，通过不断探索和验证对现有规范进行补充和完善，水运工程设计参数确定 应注意的问题有：（1）规范中的一些相关指标和参数范围较大，很难准确使用， 如船闸的通过能力、港口的吞吐量计算与营运后的实际情况都有一定的差距。
（2）水运工程设计采用新技术、新材料、新工艺时，规范没有相关参数，需要 通过施工试验验证，容易产生费用漏项或不足。（3）水运工程设计坐标和高程 施工放样容易出错，特别在二期工程建设中较为普遍。一般设计二期项目时，在 一期项目的测图中直接读取坐标，而施工时，施工单位要在二期工程范围内重新 设控制点放样，结果会发生一、二期项目的构筑物坐标发生一定的偏差，如前沿 线对不上、码头面标高不一样等。（4）水运工程设计施工水位是确定施工方案 和结构物基础的关键因素，往往重视不够：施工水位是根据项目基础施工时间确 定的，一般都选择枯水期，施工水位定高了，结构受力情况差，投资加大；
施工 水位定低了，无法施工，需工程变更采取相关措施，投资增加。（5）水运工程 地质地层指标使用往往存在一些与实际不符问题。地质地层指标一直以来就是水 运工程设计的基础，根据地质条件确定结构的基础形式，特别是桩基承载力会出 现与设计不符的情况。目前地勘仍采用一定范围内的以点带面的方式反映地层分 布，出于安全考虑，一般提供的地层指标偏保守。
2提升内河水运工程设计水平的对策及建议 2.1充分竞争，行业需要自律 实现水运设计市场充分竞争，寻求合理报价是水运工程实行招投标的主要 目的。防止在水运工程发承包过程中的廉政问题，杜绝一切形式的回扣等好处费 是招投标工作的另一项重要任务。在招投标过程中以他人名义即挂靠行为严重违 反了国家招投标法，属严禁行为，违者要受到有关法律严惩，但在现实中挂靠时 有发生，尤其是中小型水运工程设计的招投标，其原因主要有以下几个方面：首 先，水运设计行业自身的问题。行业内相互拆台扰乱了水运市场，一些大型水运 设计企业为拓展业务，在外地成立了所谓分院，实际大多是挂靠行为，无法保证 设计质量。挂靠的企业大多与当地监管部门有特殊关系――亲朋好友，有的监管 部门人员暗地参与其中、从中获利。大项目由总院做，中小项目由分院完成，甚 至有的挂靠企业依靠上面有人、包通过行政审批来招揽项目。当地监管部门对挂 靠行为查处意愿不强，打击力度不大，这不经意地助长了挂靠行为的蔓延。随着 天津港事发及反腐倡廉运动的深入，一些水运工程设计监管部门的违法行为得到 了追究，一些地方的水运设计挂靠行为得到了清理和整顿。其次，评标专家对发 现有关挂靠的情况向招标人员反映意愿不强，有些时候招标人也为了自身项目实施的顺利进行，也对评标专家的反映采取欠积极的态度。再次，确有一些项目正 规设计企业对中小项目实施参与意愿较弱，怕得罪当地主管部门，使得一些项目 就被暗箱操作了，其参与设计竞标更多是碍于人情面子。水运行业要自律，遵纪 守法，才能完善市场。
2.2认真调研，预留发展空间 根据现实情况，设计要认真调研，在符合规划的前提下，适当留有发展空 间。2013年，颍上复线闸开始前期工作，结合船舶航行现状和具体航道条件，复 线船闸的设计代表船型确定为500吨级兼顾1000吨级船舶。船闸有效尺度加大为 200×23×4m，为未来航道等级提升留有发展余地。当前内河船舶大型化的发展对 内河水运工程设计提出了更高的要求，同时也给地方海事部门现场监管施加了前 所未有的压力。如何化解“大船进小河”的现状与保障通航安全之间的现实矛盾， 除了应适当提高水运工程设计标准，加强基础设施建设、养护、保障硬件条件处 于良好的技术状态，提高水运工程自身的防撞能力、完善安全警示标志等措施外， 更主要是要加强现场监管，严格限制船舶大型化的无序发展，促进内河船舶标准 化，发展畅通、高效、平安、绿色的内河航运。
2.3适度调整，符合实际情况 （1）针对规范中的一些相关指标和参数范围较大、很难准确使用的问题， 在以后的设计中应根据实际情况作相应调整，尽量符合实际情况，发挥经济效益。
（2）设计时应考虑新技术、新材料、新工艺的工期需要及应急措施，同时也要 考虑相关措施费用。开工前的设计交底和施工中的后期服务是水运工程质量保证， 设计、施工、监理、业主要及时沟通、形成统一意见，项目才能正常进行，避免 后期扯皮。（3）坐标及放样等产生问题的原因是测量本身就会产生误差，解决 方法是在设计交底时，要求施工单位按一期项目的构筑物作为基准、顺延。（4） 近年来，水利部门对江河湖泊进行了综合治理，防洪能力有了很大提高，加之水 资源日趋紧张，枯水期水文条件发生了较大的变化。在一些水利枢纽工程中，传 统的枯水期变成丰水期，实际的枯水期变成汛前时段，所以合理确定施工水位一 定要现场调研。如2006年周集港一期临淮岗枢纽不蓄水，施工水位为19m，码头 采用钻孔灌注桩基础；
2012年周集港二期临淮岗枢纽开始蓄水了，施工水位为 21m，码头采用PHC打入桩基础。施工水位对结构和施工技术影响较大，需认真 对待。（5）为使桩基设计合理、避免损失，规范要求施工前进行试桩，根据试 桩结果适当调整桩长、地质地层指标。如芜湖长江边一个船厂码头项目，设计根 据复杂地层条件要求必须进行试桩，试桩时业主、监理、施工、设计、地勘单位都在现场，结果三根试桩都无法打到设计标高，根据沉桩情况地勘单位调整了地 层指标，最后确定码头所有桩长缩短了3m。但也要注意桩打不下去等其它其它 情况，如池州长江一个码头引桥基础施工，引桥排架为2根φ1000钻孔灌注桩，入 风化岩10m，施工正常。而引桥框架墩为4根φ800钻孔灌注桩，入风化岩6m就打 不动了，要求设计变更。设计人员和地勘人员赶到现场后，首先捞起孔渣进行认 真判别，发现钻头进入中风化砂岩，应该能钻下。再分析原因，发现泥浆太稠， φ800钻头比φ1000钻头轻，冲程没有加大，φ800钻头磨损严重。处理方法：适当 降低泥浆比重，适当加大钻头冲程，更换新钻头，最后顺利完成基础施工。
3结束语 内河水运工程的设计工作对国家和地方经济建设影响大，是涉及面很广的 重要工作。认真面对内河水运设计工作出现的各种问题，深入分析深究其产生的 原因，并努力从产生根源去解决，解决好有关问题对进一步端正水运工程设计企 业间的竞争，促进国家有关法律法规的有效执行，从而提高整个社会的法治水平 和设计企业的技术水平也具有重要的意义。相信在各方面的共同努力下，内河水 运设计行业会得到健康发展。
作者:姜满山 单位:安徽省交通勘察设计院有限公司