城市道路总体设计探讨

曹建新,宁平华

(广州市市政工程设计研究院,广东广州 510060)

城市道路总体设计探讨

曹建新,宁平华

(广州市市政工程设计研究院,广东广州 510060)

城市道路的建设是复杂的系统性工程,参与的部门的专业较多,协调工作量很大,对于总体设计的要求就比较高。总体设计需要考虑的因素比较多,除了考虑专业技术上的要求之外,还应从项目流程、协调工作、施工配合等几个方面考虑,对总体设计需要考虑的几个方面进行了详细的论述,对城市道路总体设计具有参考价值。

城市道路;总体设计;项目流程;协调工作

0 前言

城市道路是城市生活的重要组成部分,与人们的生产生活息息相关,大到不同区域的中长距离客货运输,小到个人出行,几乎一切户外活动和交通出行都需要通过城市道路这个载体实现。城市道路的容量决定了交通流量的大小,后者随着城市的发展呈现不断增长的趋势,当交通流量超过了城市道路的交通承载能力,即需要通过新建或改造现有道路以改善通行条件,满足交通需求。

城市道路的建设(新建或改造)是复杂的系统性工程,参与的部门和专业较多,协调工作很庞大,各参与方均需在业主的领导下有条不紊地开展工作,其中设计部门对于项目的推进具有决定性的作用,为项目建设的全过程提供技术支持,项目建成后呈现的效果,与设计文件的优劣密切相关。

目前,城市道路建设实现终身责任制,设计方的责任和压力对总体设计人的经验和水平提出了更高的要求。作为主体专业的道路工程设计人员,一般是被指定为项目负责人。协调各专业和参与方,顺利完成总体设计,并做好施工配合直至竣工通车,是对项目负责人的综合素质提出的基本要求。本文对总体设计涉及到的几个方面如工作内容、项目的参与方和流程、设计专业、协调工作和施工配合等,结合实际工程经验进行了探讨和总结。

1 工作内容

设计是项目建设的前期工作,征拆和施工是后期工作。但是项目设计也包括前期阶段和后期阶段,前期阶段包括项目建议书、工程可行性研究,后期阶段包括方案设计、初步设计、施工图设计等各阶段。城市道路总体设计应贯穿于设计的各个阶段,应系统、全面地协调道路工程项目外部与内部各专业的关系,确定项目的技术标准、建设规模和设计方案。城市道路是立体空间结构物,总体设计主要是确定其空间位置,也是对设计方案合理性的论证过程。总体设计主要包括以下工作内容。

(1)平面设计。首先应确定线位,城市道路的线位一般由规划确定,但是在设计中可以根据现场情况进行微调或进行路线方案比选。线位确定以后,再确定平面,平面的确定需要考虑相交道路、路段及交叉口的交通组织、现状建筑物、现状道路、规划横断面宽度等因素。对于平面设计的影响因素需要注意以下几个方面。

规划要点。在前期设计中就应向规划局申请规划要点,规划要点提供了规划中线的坐标,道路的等级、宽度,以及一些注意事项。对于平面设计,规划中线坐标很重要,一般应在地形图上将规划中线放线,然后根据横断面的布置情况,做平面图。平面线形指标要求。中线的线形指标应满足规范的要求,而且应保证线形的连续。

对两侧建筑物和其它地物地貌的合理避让。如果通过局部的避让可以减少建筑物拆迁、对河涌的影响,就可以减少建设成本和协调工作,有助于项目的顺利开展,这是设计主观能动性的体现。

平纵组合。规范对平包纵的规定为:设计速度较大的道路应遵守,设计速度较小的道路,现场条件不允许,可以不完全符合,没有强制要求。笔者在进行一条山区的城市道路的设计时(设计速度为20 km/h),纵坡局部接近极限值,而且较长里程段均为上坡,由于设计速度小,按照规范可不必符合平纵组合,但是考虑到符合平包纵有利于视距和安全,所以在平纵设计时,除了一处无法满足,其余均可以符合。当平面线形或纵断面线形接近极限值时,应尽量符合平包纵的要求,个别路段无法满足时,应通过交通措施(如增加指示标志、震荡线等)以减少危险性。

两侧高差的处理。当平面出现高差时,一般的处理方式是放坡或挡土墙,此时需要考虑用地红线。城市道路与两侧地块的高差一般不大,但是仍有可能在局部会出现边坡或挡土墙。

与桥隧的衔接。相同车道数的桥隧横断面要宽于路基,在路基与桥隧的衔接中要注意宽度渐变的设计,另外还应考虑桥梁慢行系统的空间和过街设施,以及与路基段的慢行系统的衔接。

(2)纵断面设计。需要考虑的因素包括:防洪标高、地台标高、规划标高、排水要求、最大纵坡要求、地下水位等。设计中往往忽略地下水位,地下水位过高,容易侵入路面结构,造成早期损坏,影响道路的正常使用。应根据地下水位的高低采取不同的对策,包括是否设计垫层、提高设计标高等。纵断面的设计变更对投资的影响较大,会造成土方数量增加。如西部一条新建道路的设计,施工之前发现地下水位较高,侵入了路面结构的半刚性基层。设计文件中并未针对地下水位过高采取措施,导致重新研究设计方案,延误了工期,增加了投资。

(3)提高对现场条件的解读能力,做出全面合理的设计文件。主要从以下几个方面考虑:

处理好与已建构筑物的关系,不要对已建构筑物产生坏的影响,保证已建构筑物的现有功能。已建构筑物包括:涵洞、桥梁、铁路、轨道、道路、建筑物、村庄等。

处理好与现状地形地物的关系,满足相关部门及规范的要求。现状地形地貌如:山体、谷(盆)地、河涌、绿化等,要满足防洪标高、山体保护、拆迁规划、绿化保护等要求。

处理好与待建构筑物的关系,待建构筑物包括本文件设计涉及的和其它项目涉及的。待建构筑物如桥梁、道路、涵洞、铁路、轨道、房屋等,需要与各业主和设计单位协调好相互的关系,比如净空、横向宽度等。

处理好与规划的关系,如规划道路、规划河涌、规划建筑物、规划社区、规划轨道地铁等。

2 项目参与方

本文将项目参与方划分为三类:第一类为直接参与方,即在项目建设的不同阶段,直接参与到项目建设的参与方,包括业主、设计单位、监理单位和施工单位。第二类是间接参与方,即在项目建设的某一个阶段,起到一定作用的参与方,包括规划局、施工图审查单位、质量检查单位、项目评审机构、造价审查机构、拆迁单位等,当工程进展到一定程度,工程的流程需要该类参与方发挥一定作用,他们会参与到每个工程中。第三类是选择参与方,即根据工程实际情况,可能会参与的部门或单位,包括:水利部门、高速公路部门、铁路部门、通讯部门、沿线居民或单位等,当与工程有利益冲突时,需要该类参与方共同努力以顺利实施。本文将对直接参与方的职责和作用进行介绍。

业主是代表政府或某一利益集团履行职责,领导协调各个参与部门共同工作,以保证项目的顺利实施,如果是市政道路,则业主代表政府行使职责。各直接参与方均与业主签订工作合同,对业主负责,在工程实施过程中,直接将意见、建议和出现的问题向业主反应,业主对形势进行判断,并采取适当的措施。业主的经验和能力将决定项目是否能够顺利实施,业主单位一般都设有技术部和工程部,技术部负责前期工作(施工招标之前),工程部负责对现场施工的监管和协调,并设有现场业主代表。有经验的业主会将各个参与单位凝聚为紧密的团队,提供高效的工作。

设计单位根据规划情况、现场情况、业主意见等将建设项目由规划转化为可以付诸实施的图纸,设计人员的经验对文件的优劣、工程的实施效果起到决定作用。对于城市道路,规划线位一般即是实施后的线位,如遇特殊情况,设计人员将根据现场的情况对规划线位进行微调,以达到更好的效果。有经验的设计人对现场进行踏勘后,根据建筑物分局、河涌分布、地势情况等条件,在规划线位的基础上,确定最优的总体方案,尽量减少项目实施过程中的障碍。完善的设计需要了解规划、熟悉现场条件、具有交通分析的知识。设计文件应考虑以下因素:符合规范、景观要求、投资合理、社会影响,在综合以上因素的基础上选择最优方案。

监理单位由总监和监理工程师组成,需要驻场办公,受业主委托,对施工质量、进度和投资跟踪监督,并定期向业主汇报现场情况。施工现场的秩序受总监的经验和工作能力影响较大。总监需要定期组织召开现场会议,大型重点项目在重要的阶段需要一天召开一次现场会议,而其他情况频率可以为一周,现场会议将由总监主持并总结。有经验的总监会促使现场施工有条不紊,让项目的参与方能够及时准确地了解现场情况。

施工单位是建设项目的实施方,负责实现设计图纸的意图,但是可以对设计图纸表达意见,并提出合理的优化建议,在施工图交底、图纸会审和施工过程中均可以根据现场情况,提出合理化建议。施工单位直接与现场接触,对现场情况最为了解,对图纸的建议应及时会知各直接参与方,以工程洽商或会议纪要的形式,在完善了设计变更程序之后,再进行变更部分的施工。

3 项目开展流程

总体设计人应熟悉项目流程,做到有的放矢,根据每个流程的具体要求,及时准确的完成设计工作,提高工作效率。

项目建设的主要流程包括:项目建议书(评审)、工程可行性研究(评审)、设计招标、方案报建(规划和交警部门)、初步设计(评审)、施工图报建(规划和交警部门)、施工图(审查和正式)、施工招标、施工交底、图纸会审、施工配合、竣工验收等。

以项目阶段划分,分为项目前期工作和后期工作,以施工招标作为时间节点。

以设计阶段划分,分为设计前期工作和后期工作,以设计招标作为时间节点。

依次按照项目流程开展工作可以确保工作顺利实施,根据工程的具体情况,可能会增加其它流程。如工程与河涌相交,应在初步设计前完成水利报建,以取得水利条件;与高速公路或铁路相交,应在初步设计前征求相关部门的意见;与通讯等线路冲突,管线综合设计应征求通讯部门的意见。

目前,在项目流程中仍然存在影响工程质量、进度或投资的问题,归纳为以下五点,总体设计应不断改进工作,找到解决问题的最好方法。

一是工期被严重压缩,项目一经立项,直至竣工通车,剩余的时间已经不多,在施工时间紧张的情况下,项目流程被打乱,甚至出现跳跃式开展工作,严重影响工程质量。如设计招标前未完成项目建议书和工程可行性研究报告、利用初步设计文件直接进行施工招标,前者将会在施工图后补充,项目流程流于形式,后者则会产生较多较大的变更。

二是设计人不了解现场情况,图纸与现场实际情况不吻合,将造成投资难以控制。由于设计工期较紧,前期工作没有做到位,紧接着进行下个阶段设计,由于不能完全掌握现场和规划信息,造成设计文件不能完全成立,往往会增加较大的设计变更。

三是业主过多干预设计单位工作,采用行政手段促使设计文件满足业主意图,经常会出现不符合设计规范,或者设计资料残缺不全,影响设计文件的质量。如为了节省投资或工期,业主有时会取消地形修测和钻探工作,提供的设计资料不能满足深度要求,设计文件经不起考验,在施工过程中存在隐患。

四是监理单位不能独立地开展工作,基本没有起到监督和监管作用,因此也无法控制质量、工期和投资。监理作用的缺失将使施工现场秩序混乱,不能及时准确地向各参与方传递施工信息,存在工程质量风险。

五是施工单位工作作风粗放,不能按照项目流程完成变更程序。施工方对某处的现场情况进行判断后,认为需要对图纸进行变更,此时应会知各参与方,通过工程洽商或会议纪要的形式,由设计单位判断应采取的措施。由于工期较紧,现场经常会出现施工方不会知各参与方,擅自进行了变更施工,然后再回头重走变更程序。此时由于现场已施工完毕,各方的其它不同意见都将发生较大的工程拆除费用,处于骑虎难下的局面,最后不得不补充变更手续了事。

4 参与专业

城市道路项目设计具有自身的特点,设计专业较多,完善的设计文件不仅需要设计深度满足要求,而且各专业之间的设计应具有较好的同步性。

设计专业主要有:道路工程、交通工程、桥隧工程、管线综合工程、给排水工程、照明工程和绿化工程(含喷淋)。应根据项目所包含的内容确定设计专业,比较容易忽略的是管线综合和喷淋。

管线错综复杂是城市道路的特点,管线综合设计的内容主要是合理安排各种管线的位置,以及确定对现状管线的处理方式。由于管线综合与其它专业的区别是不产生建安费用,所以在方案设计时有时会被遗漏,在初步设计时再补充,此时会对各种管线的设计产生影响。

对于有中央绿化带或侧绿化带的城市道路,绿化的喷淋设计是设计中的重要组成部分,应包含在绿化设计文件中,但由于喷淋涉及到水,往往出现绿化专业和给排水专业都认为是对方应该完成的设计,彼此之间缺乏沟通,出现哪个专业都没有考虑。有时在施工过程中才发现遗漏了喷淋设计,如果此时绿化带已施工,会造成返工和工程浪费。

各专业之间的设计文件应具有较好的同步性。项目负责人应与各专业负责人保持沟通,各个专业特别是主体专业的改动,都应及时准确地传达给相关专业,设计信息应及时反馈,才能保持同步。如果个别专业的修改没有及时反馈给其它专业,则各专业设计文件会出现互相矛盾的现象,影响工程进度和设计声誉。及时的反馈需要项目负责人具有良好的条理性和计划性。

5 协调工作

项目负责人的协调工作是否成功,是项目能否顺利实施的关键因素。协调工作体现的是沟通能力和组织能力,但也需要广泛扎实的专业知识,而且协调工作会对技术产生较大的影响。关键节点处理不好,项目可能无法进行。如项目与河涌相交,没有取得河涌的规划条件,则道路的设计由于缺乏至关重要的一环,可能无法成立。

协调工作根据对象不同可分为三类。第一类是各专业之间的协调,项目负责人将外部信息传达给各专业负责人、将主体专业的设计变动信息及时反馈给各专业、对各个专业的意见综合分析,决定是否修改设计文件,均是各专业间的协调工作。如总体专业初步确定的梁高和跨径提交给桥梁专业,设计人员经过计算后把最终确定的数值反馈给总体专业,然后由总体专业修改平纵设计。由于一个项目设计工程中,各专业间的信息反馈是多次的,不能遗漏,应及时同步。第二类是与直接参与方的协调工作,尤其在施工配合期间。此类协调工作需要遵循“互相尊重、尊重科学和实际情况”的原则。应尊重各方提出的质疑和建议,然后根据实际情况进行论证,不能轻易推翻施工设计文件,也不能轻易否定其它参与方的意见,应通过论证后慎重做决定。第三类是与选择参与方的协调工作,此类协调工作多为确定设计边界条件。如河涌的规划情况需要征求水利部门的意见。

6 施工配合

施工单位进场施工后,设计单位应做好技术支持与现场问题处理的服务,需要项目负责人具备扎实的专业技能和现场处理问题的能力。施工配合的水平将决定设计变更工作量的大小,并且影响工程投资。项目负责人应能分辨各方诉求的合理性,好的设计应是变更量少的设计,根据经验,一般项目都会出现或大或小的变更,变更量的大小可以作为评定项目设计优劣的一个重要指标。有的业主已制定规定:当设计变更超过一定数量时,将根据超出量的多少扣除设计费,这将促使设计单位对设计文件提出更高的要求。

少变更需要技术全面合理,前期工作细致,特别是熟悉现场情况。如果项目存在较大或较多变更,往往与前期工作没有落到实处,甚至是纸上谈兵有关。经过归纳,发生涉及变更的原因主要以下五类。

一类是设计考虑不周全。由于没有认真了解现场情况,设计文件中的处理方法不合理,如果不采取变更,工程无法完成。如线路与河涌相邻,设计时未在该路段采取工程措施(如挡土墙),会导致边坡放坡至河涌之中,是明显的不合理设计。

二类是应沿线居民或单位要求而进行的变更。此类变更具有当地特色,往往与设计规范有冲突,但是诉求有合理性。如由于道路修建,封闭了部分出口,限制了两侧居民或单位的出行,此时的诉求多是增开路口,对于城市道路,过多的开口不利于交通安全。折中的方案是在路口位置局部降低人行道高度,人行道基层采用强度较高的混凝土。

三类是现场条件变化引起的变更。如某改造项目,路堑人行道外侧原为向人行道凸起的弧形挡土墙,侵入了部分人行道,此挡土墙施工前有关部门不允许拆除,施工时同意拆除以拓宽人行道,此时产生的变更为拆除工程、人行道局部拓宽和在人行道外侧新建一段挡土墙以支撑上侧的建筑物。

四类是应业主要求增加的变更。某城市道路路面加铺项目,该路为一幅路形式,施工过程中业主要求增加1 m宽的中央绿化带以提升道路景观(虽然宽度只有1 m,效果有限),经过了变更流程后,增加了绿化设计、喷淋和侧平石的变更设计。

五类是项目负责人或专业负责人缺乏经验或主见,轻易听取其它参与方的意见,增加了无谓的变更,此类变更多是增加工程量或减少施工难度,而往往难以取得更好的效果。如某旧水泥路面的改造项目,根据纵横坡设计的情况确定了加铺方案和旧水泥混凝土板的破除范围,为了减少施工难度,施工单位在施工过程中提出了局部调整纵横坡,全部保留旧水泥混凝土板的方案。采用该方案,对原地面抬高较多,而且会对较长范围的设计标高和土方数量进行调整,经过权衡,设计单位决定采用原施工图的方案,并得到了业主的认可。此例说明,施工配合应有主见,不能盲从,是自我保护和对业主负责的做法。

7 结论

城市道路总体设计,贯穿于设计的各个阶段,需要对项目的影响因素综合考虑,最终制定出合理可行的设计方案,总体设计对项目的投资和实施影响比较大。因此,深入研究和分析城市道路总体设计的内容和注意事项是很有意义的。本文从工作内容、项目的参与方和流程、设计专业、协调工作和施工配合几个方面,对城市道路总体设计进行了探讨。本文所探讨的内容也是对实际设计工作进行的总结,基本涵盖了城市道路总体设计的内容。错漏之处在所难免,希望同行批评指正。

U412.37

B

1009-7716(2015)03-0171-04

2014-09-05

曹建新(1976-),男,河南遂平人,高级工程师,从事道路设计工作。