設計標準化在公路工程項目中的實踐與運用

王爾琳

（寧波市交通規劃設計研究院有限公司，浙江寧波315000）

1 引言

公路工程是一個點多、線長、面廣的建設工程，涉及勘察、設計、監理、施工等多個參建部門，相互間存在著較強的辯證關系。 為實現提升工程質量，提高投資效益，在設計階段要引進標準化設計工作。 在設計方案的確定時應優先考慮施工的可行性，經濟上的合理性，工序安排的科學性，應遵照集約化、集成化、工廠化的主要原則，使其能在施工過程中按照標準化的建設要求，依照規范的操作要求實施。

本文以浙江省S203 省道奉化段公路工程為例，分析了以往設計中存在的普遍問題， 介紹了設計標準化在本項目中的實際運用情況， 得出在公路工程建設項目中積極落實設計標準化理念，對于提高工程品質、降低全壽命周期成本具有重要意義。

2 工程概況

S203 省道奉化段位于浙江省寧波市奉化區， 路線起點位于奉化西塢街道白杜村以北奉化與鄞州交界處， 終點位于沿海中線與陽光海灣旅游度假區迎賓大道交叉口， 路線全長約18 km。 本項目采用交通運輸部部頒JTG B01—2014《公路工程技術標準》中的一級公路標準設計，路線全長13km，設計速度80 km/h，橋涵設計荷載等級為公路-I 級，路面設計軸載為BZZ-100。 本工程雙向6 車道，整體式路基標準寬度為33 m。沿線共設大橋2 座，中橋7 座，小橋1 座，分離式隧道2 座。 本項目的建設是奉化撤市設區后經濟社會融入寧波核心城區的需要，是完善寧波市和奉化區干線公路網，改善奉化東南片區交通狀況的需要。

3 以往設計中出現的主要問題

由于公路工程線路長、地質條件變化多、工程體量大、建設周期長等特點， 在建設過程往往會發生較為重大的設計變更，或突破批復概算等問題，同時常常會存在同一施工標段、同一結構形式的橋梁在結構構造尺寸上不統一， 造成模板種類多、周轉次數少，增加了投資及管理難度。 常見的設計問題主要有以下幾點：

1）地質勘查未按規范要求嚴格落實到位。 一些山區公路項目因地形較陡、交通不便等客觀因素，加上地質勘探手段單一、鉆孔數量偏少，設計人員獲取的地質資料不夠，掌握的信息不全，導致在方案選型、橋跨布設、結構設計等不盡合理，地質選線原則落實不到位，嚴重的甚至造成安全事故。

2）靈活運用設計指標不足。 確定設計方案時應綜合考慮地質、地形、地貌的不同與變化，設計人員往往在設計標準和指標的運用上不夠靈活，沒能因地制宜，合理取舍，常常會盲目追求高標準、高指標。

3）總體設計掌控不力。在新形勢下，公路工程建設不僅僅保障道路通行安全，更要體現綠色公路之美。 所以在高質量高水平的建設標準指導下，總體設計要在綜合路線、路基、路面、橋隧等專業設計工作的基礎上，進一步深化、統籌，從而達到資源節約型、經濟耐用型、質量可靠型、智慧綠色型的建設要求。加強設計理念、設計原則、技術指標等統一協調性，避免出現同一條公路存在設計風格相異、設計標準不一致的問題；避免出現同一跨徑橋梁，樁基直徑不同；同樣結構形式，梁高不一等問題，要運用標準化設計提高工程品質、降低全壽命周期成本。

4 本項目標準化設計理念的主要措施

根據交通運輸部及省市有關文件要求， 為深入推進公路水運工程質量安全標準化建設的實施， 加強設計標準化和技術創新，提高工程品質。 本項目標準化設計理念的主要措施有以下幾個方面。

4.1 嚴格按“規范”執行標準化設計

在設計過程中， 嚴格按照現行國家有關工程建設標準強制性條文和交通運輸部關于公路勘察設計方面現行的標準、規范、規程、定額、辦法、示例，以及浙江省關于公路工程勘察設計方面的文件、規定進行勘察設計，提高“規范化”設計標準。 例如，路基防護宜結合省廳《公路建設生態設計指南》進行設計，并結合施工過程標準化和防護構件標準化，明確材料和施工工藝要求。 并在遵循現行標準、規范的基礎上，結合寧波市公路隧道運營經驗，盡量降低后期隧道的養護成本，對隧道建筑限界進行規范。

4.2 以標準化設計促進預制化、工廠化、裝配化建設模式

4.2.1 橋梁上部結構裝配化

橋梁設計積極采用技術成熟可靠、 當地較為常用的結構形式，在橋跨布置、結構選型上進行標準化設計，盡量減少跨徑種類、統一構造尺寸，便于模板的重復利用，有助于預制構件、鋼筋骨架等集中加工，實現工廠化。 本項目橋梁均采用了預制裝配式T 形梁結構。

4.2.2 鋼筋工廠化加工整體吊裝

墩柱的模數應均以0.5 m 的倍數設置，樁柱承臺等應便于工廠化加工。 實現橋梁墩柱、蓋梁、樁基等部位鋼筋的工廠化加工、分段或整體吊裝，對鋼筋的設計進行專項優化，既要保證工程的質量可靠性，還要考慮施工的便易性。 同時，本項目采用了樁柱、蓋梁鋼筋籠工廠集中制作加工（見圖1），運至現場整體吊裝的施工工藝。

圖1 鋼筋集中加工

4.2.3 小型構件預制裝配化

路基擋土墻、排水邊溝、集水井、混凝土護欄等小型構件采用預制裝配化，采用統一的標準及尺寸（見圖2），工廠集中預制， 減少了野外現場作業， 提高了施工作業效率和施工質量。 本項目中，排水邊溝、橋梁護欄、涵洞等小型構件均設計采用了預制裝配工藝。

圖2 公路小型預制構件

4.3“常規化、統一化”設計以方便施工和管理

4.3.1 路面結構常規化

路面設計采用適合當地實際情況的典型路面結構， 便于后期維護，同時考慮遠期公路改擴建時舊料的再生利用，低碳環保。

4.3.2 橋梁結構形式盡量統一

同一條線路上梁板型式盡量統一， 劃分標段時盡量集中預制，施工質量能有效提升，又可節約土地，減少資源浪費。

本項目中，對于20 m 以上中等跨徑的橋梁采用了預制裝配式預應力混凝土連續T 梁，小于20 m 跨徑的橋梁采用了預制裝配式預應力混凝土矮T 梁。同一座橋梁盡量采用同一標準跨徑，同一施工標段的橋梁結構形式盡量統一，方便施工，節約成本。

4.3.3 隧道施工開挖方法常規化

（1）分離式隧道（或單洞）的施工開挖方法可根據巖體穩定程度、隧道跨度、施工機械化程度等條件采用全斷面法、臺階法、分部開挖法及由其變化的開挖方法。（2）小凈距隧道的施工方法可采用雙洞單側壁導坑法、單洞單側壁導坑法以及雙洞上下臺階法等。 （3）軟弱圍巖段遵循“弱爆破、短開挖、強支護、早閉合、襯砌緊跟”的原則，初期支護應緊跟開挖面及時施作，盡快封閉，根據需要對掌子面進行臨時封閉或加固；軟弱及不良地質隧道初期支護仰拱應緊跟，封閉位置距掌子面距離宜控制在30 m 以內。 隧道施工常規開挖方法如圖3 所示。

圖3 隧道施工標準化示例

4.4 提倡“合理化、特色化”設計標準，豐富文化內涵

從已建工程的邊坡防護設計進行分析， 邊坡設計不應過多提倡一致化，而應多提倡“合理化”“個性化”“特色化”的設計標準，豐富文化內涵。 對于邊坡防護設計，應結合不同高度、土質情況，進行合理化設計標準提升，實行一坡一設計，并結合實際情況將工程防護與植物防護相結合， 提高邊坡設計的合理化標準。 圖4 為邊坡防護示例圖。

圖4 邊坡防護示例

4.5 提高“精細化”設計標準

注重精細化設計，如擋墻泄水孔的設置、擋墻土路肩上的回填處理、 涵洞進出水口的設置、 漿砌擋墻伸縮縫的設置間距、涵背防水、涵管最小埋深等。 明確T 梁負彎矩預應力預埋波紋管外伸長度5～10 cm，不得過長或過短，并加以保護。 明確每個鋼筋混凝土構件的鋼筋保護層厚度要求， 并對保護墊塊進行設計，提高鋼筋混凝土結構耐久性，如圖5 所示。 在鋼筋混凝土結構設計時， 鋼筋的布置應考慮鋼筋整體加工后拼裝的空間。

圖5 鋼筋混凝土保護墊塊

4.6 積極推廣“四新”技術應用，提高設計標準

積極推廣“四新”技術，提高施工質量。 本項目采用的新材料、新工藝、新技術有超高性能混凝土（UHPC）、水泥穩定碎石基層采用振動成型法施工、預應力智能張拉及壓漿新工藝、預制裝配式混凝土防撞護欄及蓋板涵等新技術。 除此之外，建議施工單位積極落實標準化建設， 推進先進施工機具設備和工藝的應用，落實各項施工安全方案及安全防護措施。 以“四新”技術推動工程品質的提升。

5 結語

設計作為公路建設中的重要環節， 公路建設工程設計標準化，具有重要意義。 設計標準化可以提升設計質量，提高勞動效率，降低安全風險，防治質量通病，推廣“四新”技術，降低全壽命周期成本；可以起到引導產業結構調整的示范作用，最終實現節能減排、低碳環保的目標，具有巨大的經濟效益和社會效益。

通過在浙江省S203 省道奉化段公路工程中推行設計標準化，避免了設計中經常出現的一些問題，采用了技術成熟、常用的結構形式，對重復使用的標準圖集進行了規范和統一，從而減少了設計中的錯、漏、碰、差等現象，同時，也提高了設計效率，推動了新材料、新設備、新工藝、新技術的應用，減少了工程投資，提升了工程品質，降低了全壽命周期成本，達到了預期目標。