城市道路總體設計探討

曹建新,寧平華

(廣州市市政工程設計研究院,廣東廣州 510060)

城市道路總體設計探討

曹建新,寧平華

(廣州市市政工程設計研究院,廣東廣州 510060)

城市道路的建設是復雜的系統性工程,參與的部門的專業較多,協調工作量很大,對于總體設計的要求就比較高。總體設計需要考慮的因素比較多,除了考慮專業技術上的要求之外,還應從項目流程、協調工作、施工配合等幾個方面考慮,對總體設計需要考慮的幾個方面進行了詳細的論述,對城市道路總體設計具有參考價值。

城市道路;總體設計;項目流程;協調工作

0 前言

城市道路是城市生活的重要組成部分,與人們的生產生活息息相關,大到不同區域的中長距離客貨運輸,小到個人出行,幾乎一切戶外活動和交通出行都需要通過城市道路這個載體實現。城市道路的容量決定了交通流量的大小,后者隨著城市的發展呈現不斷增長的趨勢,當交通流量超過了城市道路的交通承載能力,即需要通過新建或改造現有道路以改善通行條件,滿足交通需求。

城市道路的建設(新建或改造)是復雜的系統性工程,參與的部門和專業較多,協調工作很龐大,各參與方均需在業主的領導下有條不紊地開展工作,其中設計部門對于項目的推進具有決定性的作用,為項目建設的全過程提供技術支持,項目建成后呈現的效果,與設計文件的優劣密切相關。

目前,城市道路建設實現終身責任制,設計方的責任和壓力對總體設計人的經驗和水平提出了更高的要求。作為主體專業的道路工程設計人員,一般是被指定為項目負責人。協調各專業和參與方,順利完成總體設計,并做好施工配合直至竣工通車,是對項目負責人的綜合素質提出的基本要求。本文對總體設計涉及到的幾個方面如工作內容、項目的參與方和流程、設計專業、協調工作和施工配合等,結合實際工程經驗進行了探討和總結。

1 工作內容

設計是項目建設的前期工作,征拆和施工是后期工作。但是項目設計也包括前期階段和后期階段,前期階段包括項目建議書、工程可行性研究,后期階段包括方案設計、初步設計、施工圖設計等各階段。城市道路總體設計應貫穿于設計的各個階段,應系統、全面地協調道路工程項目外部與內部各專業的關系,確定項目的技術標準、建設規模和設計方案。城市道路是立體空間結構物,總體設計主要是確定其空間位置,也是對設計方案合理性的論證過程。總體設計主要包括以下工作內容。

(1)平面設計。首先應確定線位,城市道路的線位一般由規劃確定,但是在設計中可以根據現場情況進行微調或進行路線方案比選。線位確定以后,再確定平面,平面的確定需要考慮相交道路、路段及交叉口的交通組織、現狀建筑物、現狀道路、規劃橫斷面寬度等因素。對于平面設計的影響因素需要注意以下幾個方面。

規劃要點。在前期設計中就應向規劃局申請規劃要點,規劃要點提供了規劃中線的坐標,道路的等級、寬度,以及一些注意事項。對于平面設計,規劃中線坐標很重要,一般應在地形圖上將規劃中線放線,然后根據橫斷面的布置情況,做平面圖。平面線形指標要求。中線的線形指標應滿足規范的要求,而且應保證線形的連續。

對兩側建筑物和其它地物地貌的合理避讓。如果通過局部的避讓可以減少建筑物拆遷、對河涌的影響,就可以減少建設成本和協調工作,有助于項目的順利開展,這是設計主觀能動性的體現。

平縱組合。規范對平包縱的規定為:設計速度較大的道路應遵守,設計速度較小的道路,現場條件不允許,可以不完全符合,沒有強制要求。筆者在進行一條山區的城市道路的設計時(設計速度為20 km/h),縱坡局部接近極限值,而且較長里程段均為上坡,由于設計速度小,按照規范可不必符合平縱組合,但是考慮到符合平包縱有利于視距和安全,所以在平縱設計時,除了一處無法滿足,其余均可以符合。當平面線形或縱斷面線形接近極限值時,應盡量符合平包縱的要求,個別路段無法滿足時,應通過交通措施(如增加指示標志、震蕩線等)以減少危險性。

兩側高差的處理。當平面出現高差時,一般的處理方式是放坡或擋土墻,此時需要考慮用地紅線。城市道路與兩側地塊的高差一般不大,但是仍有可能在局部會出現邊坡或擋土墻。

與橋隧的銜接。相同車道數的橋隧橫斷面要寬于路基,在路基與橋隧的銜接中要注意寬度漸變的設計,另外還應考慮橋梁慢行系統的空間和過街設施,以及與路基段的慢行系統的銜接。

(2)縱斷面設計。需要考慮的因素包括:防洪標高、地臺標高、規劃標高、排水要求、最大縱坡要求、地下水位等。設計中往往忽略地下水位,地下水位過高,容易侵入路面結構,造成早期損壞,影響道路的正常使用。應根據地下水位的高低采取不同的對策,包括是否設計墊層、提高設計標高等。縱斷面的設計變更對投資的影響較大,會造成土方數量增加。如西部一條新建道路的設計,施工之前發現地下水位較高,侵入了路面結構的半剛性基層。設計文件中并未針對地下水位過高采取措施,導致重新研究設計方案,延誤了工期,增加了投資。

(3)提高對現場條件的解讀能力,做出全面合理的設計文件。主要從以下幾個方面考慮:

處理好與已建構筑物的關系,不要對已建構筑物產生壞的影響,保證已建構筑物的現有功能。已建構筑物包括:涵洞、橋梁、鐵路、軌道、道路、建筑物、村莊等。

處理好與現狀地形地物的關系,滿足相關部門及規范的要求。現狀地形地貌如:山體、谷(盆)地、河涌、綠化等,要滿足防洪標高、山體保護、拆遷規劃、綠化保護等要求。

處理好與待建構筑物的關系,待建構筑物包括本文件設計涉及的和其它項目涉及的。待建構筑物如橋梁、道路、涵洞、鐵路、軌道、房屋等,需要與各業主和設計單位協調好相互的關系,比如凈空、橫向寬度等。

處理好與規劃的關系,如規劃道路、規劃河涌、規劃建筑物、規劃社區、規劃軌道地鐵等。

2 項目參與方

本文將項目參與方劃分為三類:第一類為直接參與方,即在項目建設的不同階段,直接參與到項目建設的參與方,包括業主、設計單位、監理單位和施工單位。第二類是間接參與方,即在項目建設的某一個階段,起到一定作用的參與方,包括規劃局、施工圖審查單位、質量檢查單位、項目評審機構、造價審查機構、拆遷單位等,當工程進展到一定程度,工程的流程需要該類參與方發揮一定作用,他們會參與到每個工程中。第三類是選擇參與方,即根據工程實際情況,可能會參與的部門或單位,包括:水利部門、高速公路部門、鐵路部門、通訊部門、沿線居民或單位等,當與工程有利益沖突時,需要該類參與方共同努力以順利實施。本文將對直接參與方的職責和作用進行介紹。

業主是代表政府或某一利益集團履行職責,領導協調各個參與部門共同工作,以保證項目的順利實施,如果是市政道路,則業主代表政府行使職責。各直接參與方均與業主簽訂工作合同,對業主負責,在工程實施過程中,直接將意見、建議和出現的問題向業主反應,業主對形勢進行判斷,并采取適當的措施。業主的經驗和能力將決定項目是否能夠順利實施,業主單位一般都設有技術部和工程部,技術部負責前期工作(施工招標之前),工程部負責對現場施工的監管和協調,并設有現場業主代表。有經驗的業主會將各個參與單位凝聚為緊密的團隊,提供高效的工作。

設計單位根據規劃情況、現場情況、業主意見等將建設項目由規劃轉化為可以付諸實施的圖紙,設計人員的經驗對文件的優劣、工程的實施效果起到決定作用。對于城市道路,規劃線位一般即是實施后的線位,如遇特殊情況,設計人員將根據現場的情況對規劃線位進行微調,以達到更好的效果。有經驗的設計人對現場進行踏勘后,根據建筑物分局、河涌分布、地勢情況等條件,在規劃線位的基礎上,確定最優的總體方案,盡量減少項目實施過程中的障礙。完善的設計需要了解規劃、熟悉現場條件、具有交通分析的知識。設計文件應考慮以下因素:符合規范、景觀要求、投資合理、社會影響,在綜合以上因素的基礎上選擇最優方案。

監理單位由總監和監理工程師組成,需要駐場辦公,受業主委托,對施工質量、進度和投資跟蹤監督,并定期向業主匯報現場情況。施工現場的秩序受總監的經驗和工作能力影響較大。總監需要定期組織召開現場會議,大型重點項目在重要的階段需要一天召開一次現場會議,而其他情況頻率可以為一周,現場會議將由總監主持并總結。有經驗的總監會促使現場施工有條不紊,讓項目的參與方能夠及時準確地了解現場情況。

施工單位是建設項目的實施方,負責實現設計圖紙的意圖,但是可以對設計圖紙表達意見,并提出合理的優化建議,在施工圖交底、圖紙會審和施工過程中均可以根據現場情況,提出合理化建議。施工單位直接與現場接觸,對現場情況最為了解,對圖紙的建議應及時會知各直接參與方,以工程洽商或會議紀要的形式,在完善了設計變更程序之后,再進行變更部分的施工。

3 項目開展流程

總體設計人應熟悉項目流程,做到有的放矢,根據每個流程的具體要求,及時準確的完成設計工作,提高工作效率。

項目建設的主要流程包括:項目建議書(評審)、工程可行性研究(評審)、設計招標、方案報建(規劃和交警部門)、初步設計(評審)、施工圖報建(規劃和交警部門)、施工圖(審查和正式)、施工招標、施工交底、圖紙會審、施工配合、竣工驗收等。

以項目階段劃分,分為項目前期工作和后期工作,以施工招標作為時間節點。

以設計階段劃分,分為設計前期工作和后期工作,以設計招標作為時間節點。

依次按照項目流程開展工作可以確保工作順利實施,根據工程的具體情況,可能會增加其它流程。如工程與河涌相交,應在初步設計前完成水利報建,以取得水利條件;與高速公路或鐵路相交,應在初步設計前征求相關部門的意見;與通訊等線路沖突,管線綜合設計應征求通訊部門的意見。

目前,在項目流程中仍然存在影響工程質量、進度或投資的問題,歸納為以下五點,總體設計應不斷改進工作,找到解決問題的最好方法。

一是工期被嚴重壓縮,項目一經立項,直至竣工通車,剩余的時間已經不多,在施工時間緊張的情況下,項目流程被打亂,甚至出現跳躍式開展工作,嚴重影響工程質量。如設計招標前未完成項目建議書和工程可行性研究報告、利用初步設計文件直接進行施工招標,前者將會在施工圖后補充,項目流程流于形式,后者則會產生較多較大的變更。

二是設計人不了解現場情況,圖紙與現場實際情況不吻合,將造成投資難以控制。由于設計工期較緊,前期工作沒有做到位,緊接著進行下個階段設計,由于不能完全掌握現場和規劃信息,造成設計文件不能完全成立,往往會增加較大的設計變更。

三是業主過多干預設計單位工作,采用行政手段促使設計文件滿足業主意圖,經常會出現不符合設計規范,或者設計資料殘缺不全,影響設計文件的質量。如為了節省投資或工期,業主有時會取消地形修測和鉆探工作,提供的設計資料不能滿足深度要求,設計文件經不起考驗,在施工過程中存在隱患。

四是監理單位不能獨立地開展工作,基本沒有起到監督和監管作用,因此也無法控制質量、工期和投資。監理作用的缺失將使施工現場秩序混亂,不能及時準確地向各參與方傳遞施工信息,存在工程質量風險。

五是施工單位工作作風粗放,不能按照項目流程完成變更程序。施工方對某處的現場情況進行判斷后,認為需要對圖紙進行變更,此時應會知各參與方,通過工程洽商或會議紀要的形式,由設計單位判斷應采取的措施。由于工期較緊,現場經常會出現施工方不會知各參與方,擅自進行了變更施工,然后再回頭重走變更程序。此時由于現場已施工完畢,各方的其它不同意見都將發生較大的工程拆除費用,處于騎虎難下的局面,最后不得不補充變更手續了事。

4 參與專業

城市道路項目設計具有自身的特點,設計專業較多,完善的設計文件不僅需要設計深度滿足要求,而且各專業之間的設計應具有較好的同步性。

設計專業主要有:道路工程、交通工程、橋隧工程、管線綜合工程、給排水工程、照明工程和綠化工程(含噴淋)。應根據項目所包含的內容確定設計專業,比較容易忽略的是管線綜合和噴淋。

管線錯綜復雜是城市道路的特點,管線綜合設計的內容主要是合理安排各種管線的位置,以及確定對現狀管線的處理方式。由于管線綜合與其它專業的區別是不產生建安費用,所以在方案設計時有時會被遺漏,在初步設計時再補充,此時會對各種管線的設計產生影響。

對于有中央綠化帶或側綠化帶的城市道路,綠化的噴淋設計是設計中的重要組成部分,應包含在綠化設計文件中,但由于噴淋涉及到水,往往出現綠化專業和給排水專業都認為是對方應該完成的設計,彼此之間缺乏溝通,出現哪個專業都沒有考慮。有時在施工過程中才發現遺漏了噴淋設計,如果此時綠化帶已施工,會造成返工和工程浪費。

各專業之間的設計文件應具有較好的同步性。項目負責人應與各專業負責人保持溝通,各個專業特別是主體專業的改動,都應及時準確地傳達給相關專業,設計信息應及時反饋,才能保持同步。如果個別專業的修改沒有及時反饋給其它專業,則各專業設計文件會出現互相矛盾的現象,影響工程進度和設計聲譽。及時的反饋需要項目負責人具有良好的條理性和計劃性。

5 協調工作

項目負責人的協調工作是否成功,是項目能否順利實施的關鍵因素。協調工作體現的是溝通能力和組織能力,但也需要廣泛扎實的專業知識,而且協調工作會對技術產生較大的影響。關鍵節點處理不好,項目可能無法進行。如項目與河涌相交,沒有取得河涌的規劃條件,則道路的設計由于缺乏至關重要的一環,可能無法成立。

協調工作根據對象不同可分為三類。第一類是各專業之間的協調,項目負責人將外部信息傳達給各專業負責人、將主體專業的設計變動信息及時反饋給各專業、對各個專業的意見綜合分析,決定是否修改設計文件,均是各專業間的協調工作。如總體專業初步確定的梁高和跨徑提交給橋梁專業,設計人員經過計算后把最終確定的數值反饋給總體專業,然后由總體專業修改平縱設計。由于一個項目設計工程中,各專業間的信息反饋是多次的,不能遺漏,應及時同步。第二類是與直接參與方的協調工作,尤其在施工配合期間。此類協調工作需要遵循“互相尊重、尊重科學和實際情況”的原則。應尊重各方提出的質疑和建議,然后根據實際情況進行論證,不能輕易推翻施工設計文件,也不能輕易否定其它參與方的意見,應通過論證后慎重做決定。第三類是與選擇參與方的協調工作,此類協調工作多為確定設計邊界條件。如河涌的規劃情況需要征求水利部門的意見。

6 施工配合

施工單位進場施工后,設計單位應做好技術支持與現場問題處理的服務,需要項目負責人具備扎實的專業技能和現場處理問題的能力。施工配合的水平將決定設計變更工作量的大小,并且影響工程投資。項目負責人應能分辨各方訴求的合理性,好的設計應是變更量少的設計,根據經驗,一般項目都會出現或大或小的變更,變更量的大小可以作為評定項目設計優劣的一個重要指標。有的業主已制定規定:當設計變更超過一定數量時,將根據超出量的多少扣除設計費,這將促使設計單位對設計文件提出更高的要求。

少變更需要技術全面合理,前期工作細致,特別是熟悉現場情況。如果項目存在較大或較多變更,往往與前期工作沒有落到實處,甚至是紙上談兵有關。經過歸納,發生涉及變更的原因主要以下五類。

一類是設計考慮不周全。由于沒有認真了解現場情況,設計文件中的處理方法不合理,如果不采取變更,工程無法完成。如線路與河涌相鄰,設計時未在該路段采取工程措施(如擋土墻),會導致邊坡放坡至河涌之中,是明顯的不合理設計。

二類是應沿線居民或單位要求而進行的變更。此類變更具有當地特色,往往與設計規范有沖突,但是訴求有合理性。如由于道路修建,封閉了部分出口,限制了兩側居民或單位的出行,此時的訴求多是增開路口,對于城市道路,過多的開口不利于交通安全。折中的方案是在路口位置局部降低人行道高度,人行道基層采用強度較高的混凝土。

三類是現場條件變化引起的變更。如某改造項目,路塹人行道外側原為向人行道凸起的弧形擋土墻,侵入了部分人行道,此擋土墻施工前有關部門不允許拆除,施工時同意拆除以拓寬人行道,此時產生的變更為拆除工程、人行道局部拓寬和在人行道外側新建一段擋土墻以支撐上側的建筑物。

四類是應業主要求增加的變更。某城市道路路面加鋪項目,該路為一幅路形式,施工過程中業主要求增加1 m寬的中央綠化帶以提升道路景觀(雖然寬度只有1 m,效果有限),經過了變更流程后,增加了綠化設計、噴淋和側平石的變更設計。

五類是項目負責人或專業負責人缺乏經驗或主見,輕易聽取其它參與方的意見,增加了無謂的變更,此類變更多是增加工程量或減少施工難度,而往往難以取得更好的效果。如某舊水泥路面的改造項目,根據縱橫坡設計的情況確定了加鋪方案和舊水泥混凝土板的破除范圍,為了減少施工難度,施工單位在施工過程中提出了局部調整縱橫坡,全部保留舊水泥混凝土板的方案。采用該方案,對原地面抬高較多,而且會對較長范圍的設計標高和土方數量進行調整,經過權衡,設計單位決定采用原施工圖的方案,并得到了業主的認可。此例說明,施工配合應有主見,不能盲從,是自我保護和對業主負責的做法。

7 結論

城市道路總體設計,貫穿于設計的各個階段,需要對項目的影響因素綜合考慮,最終制定出合理可行的設計方案,總體設計對項目的投資和實施影響比較大。因此,深入研究和分析城市道路總體設計的內容和注意事項是很有意義的。本文從工作內容、項目的參與方和流程、設計專業、協調工作和施工配合幾個方面,對城市道路總體設計進行了探討。本文所探討的內容也是對實際設計工作進行的總結,基本涵蓋了城市道路總體設計的內容。錯漏之處在所難免,希望同行批評指正。

U412.37

B

1009-7716(2015)03-0171-04

2014-09-05

曹建新(1976-),男,河南遂平人,高級工程師,從事道路設計工作。