大邑縣市政基礎設施災后重建項目設計關鍵技術研究

張 磊,胡 進

（1.中鐵二院工程集團有限責任公司,四川 成都 610015; 2.中國華西工程設計建設有限公司,四川 成都 610015）

0 引言

設計施工總承包指業主將工程設計、施工、材料和設備采購等工作全部發包給一家承包公司，由其進行實質性設計、施工和采購工作，最后向業主交出一個已達到動用條件的工程。按這種模式發包的工程也稱“交鑰匙工程”，具有合同關系簡單、組織協調工作量小、縮短建設周期、利于投資控制的優點。通過設計與施工的統籌考慮可以提高項目的社會經濟性，從價值工程或全壽命費用的角度可以取得明顯的社會經濟效益[1]。

1 項目概況

2008年5月12日四川省汶川縣映秀鎮發生里氏8.0級大地震，震源深度33 km，最大烈度達到11級。大邑縣因地震災害造成的直接經濟損失近70億元。城鄉基礎設施、公共服務設施等均遭受不同程度的損失，其中，公路受損總里程達199 km，損壞橋梁34座，損毀城市供水管道62 km、燃氣管道51 km、市政道路23.15 km，通信、電力設施等均遭受不同程度損毀。大邑縣被國務院確定為全國51個地震重災縣（市、區）之一。

1.1 項目實施范圍

為加快災后恢復重建進度，大邑市政基礎設施災后重建項目采用設計施工總承包模式，由二環路市政道路、邑邛故道市政道路、斜江河新改建城市防洪堤三部分組成。項目實施范圍見圖1。

圖1 項目實施范圍

1.2 既有工程現狀

二環路起于雪山廣場、接川西旅游環線，沿現有工業大道經電力廣場，跨斜江河至終點梁坪路口，是成都通往西嶺雪山、花水灣等旅游景區的必經之路；同時又作為大邑縣的外環通道，是連通大邑縣主干放射路網和各個重要鄉鎮的過境路。雪山廣場至內蒙古大道交叉口段現狀路面寬36 m，內蒙古大道交叉口至終點段現狀道路寬約22 m，道路在地震災害中受損嚴重，且長時間使

用造成水泥混凝土路面損壞嚴重；現狀道路機動車與非機動車無隔離設施，交通混亂、嚴重影響道路通行能力，該段道路服務水平已經不能滿足城市發展的需要。

邑邛故道起點為二環路沿現有老路至溫泉西路交叉口，是連接二環路西段與城西的重要捷徑通道。該段道路使用年限長，原路面為瀝青碎石路面破壞嚴重，并且道路寬度為9 m，不能滿足城市發展的需要，因此對既有道路拆除重建。

斜江河大邑段整治工程防洪堤范圍為3#閘至成溫邛高速公路斜江河大橋，河段長約2.5 km。在官渡大橋附近現已有簡易、年久失修的防洪堤約750 m，為河床砂卵石料堆筑而成，堤體和基礎未采取任何的防滲措施；堤段堤身單薄，凹凸不平，基礎抗沖刷能力差，局部已被沖壞，堤身產生不均勻沉陷，堤身安全穩定性不能滿足防洪標準、規范、規程要求，需加大堤斷面增加其防洪標準及穩定性。

2 建設規模

2.1 二環路

二環路改建總長8 885.371 m，雙向六車道，路基寬度42 m，瀝青混凝土路面；改建加寬簡支結構桃子園大橋146 m、拆除并新建簡支結構三合堰中橋26 m；市政供水管線，污水管線11.292 km，雨水管線19.284 km；涵洞21座（新建3座、接長18座）；綜合管線、綠化、照明及交通配套設施。

2.2 邑邛故道

邑邛故道總長度1 602.168 m，寬度30 m，雙向四車道，瀝青混凝土路面；市政供水管線，污水管線1.799 km，雨水管線2.209 km；新建涵洞3座；綜合管線、綠化、照明及交通配套設施。

2.3 斜江河新改建防洪堤

斜江河整治工程防洪堤工程改造、加固工程均在現已建防洪堤基礎上進行，主要整治內容包括兩岸新建防洪堤約2.945 km，加固、改建防洪堤約2.055 km。通過該次整治，使該段斜江河段防洪能力達到50年一遇標準。

3 主要技術標準

主要技術標準見見表1[2]。

表1 主要技術標準表

4 設計關鍵技術

4.1 總體設計理念

設計方與施工方共同組建總承包項目部，設計過程中，在滿足合同條款和規范的前提下充分考慮可施工性，將施工方意見、要求納入設計中，結合施工單位的施工水平、習慣和優勢，因地制宜制定最佳的設計方案，雖然極大地增加了設計的工作量，但是可以達到降低工程造價、縮短施工工期的目標。利用快速路徑法的建設管理技術來縮短工期，整合設計施工使得設計變更減少，整體建設工期大幅度減少。

4.2 平面設計

道路平面位置按照城市總體規劃道路網布設，并以現狀道路、重要建筑物為控制條件。由于二環路和邑邛故道均為既有路改造，兩側建筑物較密集，平面設計時在規劃的基礎上盡量減少對既有建筑物的拆遷以減小實施難度，并綜合考慮占地、拆遷與橫斷面優化的相互關系。

邑邛故道道路中線布設在既有路東側大約5 m的位置，沿既有路右側加寬，YQK1+050~YQK1+450偏離既有道路，采用400 m平曲線接上既有路，改善了平面線形。終點路段為避免兩幢高樓拆遷優化了規劃線形并調整了原規劃紅線。

4.3 縱斷面設計

4.3.1 縱斷設計主要考慮因素

（1）滿足技術標準及規范要求。

（2）滿足防洪、雨污水等市政管線布置需求。

（3）與之相接的現狀道路及沿線既有交叉口高程。

（4）既有道路路面改建措施要求。

（5）既有橋梁、涵洞改建措施要求。

4.3.2 縱斷面設計

二環路起點段（K0+000~K0+180）、內蒙古大道平交口前后段（K5+600~K6+140）為全新建路段；其余為改建路段，采用修復現狀破損水泥板塊后瀝青混凝土罩面。在縱向高程設計中，根據實測的既有道路中線路面高程并考慮加鋪的瀝青混凝土面層結構厚度（4 cm細粒式橡膠瀝青混凝土+6 cm中粒式瀝青混凝土），按高于既有路面10 cm左右進行縱斷面擬合設計，預留出瀝青混凝土罩面厚度。

邑邛故道既有路面為瀝青碎石路面，破壞嚴重，需拆除重建，縱斷面設計主要受起終點銜接的既有道路高程及需接長利用的既有涵洞高程控制。

4.4 平面交叉設計

項目二環路及邑邛故道位于大邑縣工業園區和規劃中的桃源新城，沿線已形成或規劃待建的地方道路及廠區道口眾多，考慮到最大限度地提高道路的安全運營，同時更好地為沿線居民的生產、生活服務，結合區域路網、城市規劃、人文現狀對眾多平交口進行合理歸并、改移和渠化設計。

主要相交道路采用由導流島來指定各向車流行徑的渠化設計，實現左轉、調頭及相交道路直行的交通轉換；其余次要相交道路及各廠區道口采用加鋪轉角順接處理，按右進右出組織行車，在主要路口實現左轉及調頭。

4.5 路基、路面

4.5.1 路基、路面設計主要特點

項目為既有路的改擴建工程，二環路為大邑縣重要進出通道，勘察及施工階段不能中斷交通，這給既有路的調查和施工增加了難度。同時，該項目為市政基礎設施災后重建設計施工總承包項目，在總造價框架內要求設計施工方案最優化，項目成本控制合理。

4.5.2 路基、路面設計的關鍵技術

（1）新老路基銜接、舊路面改造利用。原道路受修建年代設計施工水平、長期重載、養護情況、地震破壞等綜合因素影響，與改建的標準存在一定的差異。原既有二環路路面為水泥混凝土路面，由于地處工業園區內，重車超載嚴重，加之5·12地震的重大破壞，導致部分地段路面破損較為嚴重，破損類型較復雜。如何最大限度地利用原路面，降低改造成本，同時為施工提供準確合理的設計方案，前期細致的調查和評定尤為重要。

通過水泥混凝土路面破損調查、彎沉檢測以及鉆孔取芯劈裂試驗，掌握了既有水泥混凝土的路面承載能力、接縫傳荷能力、面層實際厚度和強度等一手資料。

二環路路段全長8.885 km，原路面板塊數以萬計，每個板塊損壞類型不盡相同。如何為施工工作提供準確的施工圖紙和合理的設計方案，原路面詳盡的逐板調查尤為重要。為此，對二環路全路段的路面混凝土板塊進行大量詳細的測量繪圖，做到現場1萬多個板塊測量準確無誤并繪制成詳細的既有路面板塊圖，對每塊板塊的破損情況進行逐板調查，繪制詳盡的既有路面破損狀況及病害修補處理圖，做到點對點的詳細、準確，給后期的施工和計量工作提供了準確依據。

（2）合理、有效、快捷、高質量、低成本的路面修復方案。根據現場每個板塊的現狀的準確評定和對設計方案的比較、優化，對恢復利用方案進行了詳細的說明，制定了針對不同的破損類型采用的修復方案。

作為交通要道的二環路路面開口近百個，控制點較多，線形不規則，路面改建過程中需要靈活修改優化設計方案，因地制宜地調整路面結構。如三河堰橋梁抬高路段，現場情況較復雜，新舊路面標高呈漸變狀況，不僅要對既有機動車道范圍水泥混凝土路面修復后采用瀝青罩面處理，兩側還要新建部分機動車道、側分帶、非機動車道和人行道。需要根據不同的高差調整不同的路面厚度，最終采用了6種不同的過渡結構。

4.6 橋梁

原二環路跨越斜江河設既有桃子園大橋，孔跨為7×20 m預應力混凝土簡支板梁，橋寬18 m，于2006年底建成通車。設計之初委托成都市公路工程試驗檢測中心有限責任公司于2010年4月進行檢測、驗算，根據《大邑縣大雙公路桃子園大橋靜載試驗報告》，大邑縣大雙公路桃子園大橋在實驗工況作用下，各測點應力校驗系數、撓度校驗系數均小于1，滿足規范要求。該橋試驗時承載能力滿足設計荷載等級的要求，根據收集的竣工資料進行結構檢算，可以滿足加鋪瀝青混凝土鋪裝后的使用要求，故設計方案采用在其兩側加寬利用既有橋梁。

新舊橋梁之間需拆除既有橋梁防撞墻以及部分翼緣板，縱向設2 cm縱縫，并設置D40型淺埋式型鋼伸縮縫進行縱向聯接，為保證行車舒適度要求，在縱向伸縮縫型鋼上設置專用防滑板。新建橋橫向伸縮縫采用D40型鋼伸縮縫與既有橋對縫設置（由于既有橋需加鋪8 cm瀝青混凝土，需對原伸縮縫進行拆除，視情況利用或新設），其余橋墩處采用橋面連續。加寬橋梁下部采用樁柱式墩、樁柱式臺，樁基為摩擦樁，采用鉆孔灌注施工。通過周密細致的檢測與設計，最終采用利用、改造既有橋梁的方案大大節約了工程投資，也避免了浪費和不良的社會影響。

4.7 總包項目設計管理

4.7.1 優化設計

優化設計對項目成敗至關重要。項目初步設計定額概算需要2.2億元，施工圖設計合同價預算僅為1.8億元，優化幅度非常大。施工圖設計之前召開設計優化會議，講明形式、提出方向和要求。在合同范圍內進行優化設計，采取精細化設計、主要主材單獨詢價方式，大幅降低了造價。

4.7.2 項目技術管理

按照施工組織安排技術人員深入現場、指導施工、解決疑難問題，及時處理路基板塊修復更換、既有路面瀝青鋪筑、橋梁樁基病害處理等一系列關鍵技術問題，確保了工程順利推進。根據項目管理策劃大綱承擔技術、質量管理工作，對施工中出現的技術、質量、安全及采購問題苗頭通過書面、會議等形式提出，并監督整改[3]。

根據項目管理策劃大綱及時與施工方進行設計方案、施工要求技術交底，幫助施工方加深對項目特點和實施重難點的認識。對業主、監理及總體組成員書面反映或巡查的技術、質量問題，項目部高度重視，組織相關人員及時核實、處理、改進，并就發現的問題逐一發文落實。實施過程中對施工方在技術、質量、安全及采購出現的問題苗頭，通過書面、會議等形式提出，配合、督促落實整改到位。

總包項目并不是一味地優化方案、單純降低工程造價，結合現場實際情況調整設計方案、確保工程質量。二環路工業園區段既有路面在施工期間因受重車碾壓、新增破壞較多，如根據合同及批復的設計文件，僅需修補裂縫、瀝青罩面。經調查后做了修補罩面和拆除新建的比選，闡述了方案的優劣及造價，經業主同意采納新建方案，將近4 000 m2的路面拆除新建，增加費用近一百萬元。項目建成通車后經受住了工業園區重載貨車的檢驗，確保了工程質量。

5 結語

大邑縣市政基礎設施災后重建項目采用設計施工總承包的建設模式，總體設計上注重新模式下的探索和觀念轉變，著重于問題的解決而不是責任的歸屬，并形成緊密互動的單一權責界面；路線交叉、路基路面、橋梁、市政配套設施專業設計上強調精度、深度并充分利用現狀道路資源和考慮可實施性，將施工工藝、施工組織要求納入設計中；設計管理上注重優化設計和技術管理，充分利用現狀道路資源因地制宜制定最佳方案。工程實現了保工期、保質量、控制投資的目標。