大邑县市政基础设施灾后重建项目设计关键技术研究

张 磊,胡 进

（1.中铁二院工程集团有限责任公司,四川 成都 610015; 2.中国华西工程设计建设有限公司,四川 成都 610015）

0 引言

设计施工总承包指业主将工程设计、施工、材料和设备采购等工作全部发包给一家承包公司，由其进行实质性设计、施工和采购工作，最后向业主交出一个已达到动用条件的工程。按这种模式发包的工程也称“交钥匙工程”，具有合同关系简单、组织协调工作量小、缩短建设周期、利于投资控制的优点。通过设计与施工的统筹考虑可以提高项目的社会经济性，从价值工程或全寿命费用的角度可以取得明显的社会经济效益[1]。

1 项目概况

2008年5月12日四川省汶川县映秀镇发生里氏8.0级大地震，震源深度33 km，最大烈度达到11级。大邑县因地震灾害造成的直接经济损失近70亿元。城乡基础设施、公共服务设施等均遭受不同程度的损失，其中，公路受损总里程达199 km，损坏桥梁34座，损毁城市供水管道62 km、燃气管道51 km、市政道路23.15 km，通信、电力设施等均遭受不同程度损毁。大邑县被国务院确定为全国51个地震重灾县（市、区）之一。

1.1 项目实施范围

为加快灾后恢复重建进度，大邑市政基础设施灾后重建项目采用设计施工总承包模式，由二环路市政道路、邑邛故道市政道路、斜江河新改建城市防洪堤三部分组成。项目实施范围见图1。

图1 项目实施范围

1.2 既有工程现状

二环路起于雪山广场、接川西旅游环线，沿现有工业大道经电力广场，跨斜江河至终点梁坪路口，是成都通往西岭雪山、花水湾等旅游景区的必经之路；同时又作为大邑县的外环通道，是连通大邑县主干放射路网和各个重要乡镇的过境路。雪山广场至内蒙古大道交叉口段现状路面宽36 m，内蒙古大道交叉口至终点段现状道路宽约22 m，道路在地震灾害中受损严重，且长时间使

用造成水泥混凝土路面损坏严重；现状道路机动车与非机动车无隔离设施，交通混乱、严重影响道路通行能力，该段道路服务水平已经不能满足城市发展的需要。

邑邛故道起点为二环路沿现有老路至温泉西路交叉口，是连接二环路西段与城西的重要捷径通道。该段道路使用年限长，原路面为沥青碎石路面破坏严重，并且道路宽度为9 m，不能满足城市发展的需要，因此对既有道路拆除重建。

斜江河大邑段整治工程防洪堤范围为3#闸至成温邛高速公路斜江河大桥，河段长约2.5 km。在官渡大桥附近现已有简易、年久失修的防洪堤约750 m，为河床砂卵石料堆筑而成，堤体和基础未采取任何的防渗措施；堤段堤身单薄，凹凸不平，基础抗冲刷能力差，局部已被冲坏，堤身产生不均匀沉陷，堤身安全稳定性不能满足防洪标准、规范、规程要求，需加大堤断面增加其防洪标准及稳定性。

2 建设规模

2.1 二环路

二环路改建总长8 885.371 m，双向六车道，路基宽度42 m，沥青混凝土路面；改建加宽简支结构桃子园大桥146 m、拆除并新建简支结构三合堰中桥26 m；市政供水管线，污水管线11.292 km，雨水管线19.284 km；涵洞21座（新建3座、接长18座）；综合管线、绿化、照明及交通配套设施。

2.2 邑邛故道

邑邛故道总长度1 602.168 m，宽度30 m，双向四车道，沥青混凝土路面；市政供水管线，污水管线1.799 km，雨水管线2.209 km；新建涵洞3座；综合管线、绿化、照明及交通配套设施。

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、加固工程均在现已建防洪堤基础上进行，主要整治内容包括两岸新建防洪堤约2.945 km，加固、改建防洪堤约2.055 km。通过该次整治，使该段斜江河段防洪能力达到50年一遇标准。

3 主要技术标准

主要技术标准见见表1[2]。

表1 主要技术标准表

4 设计关键技术

4.1 总体设计理念

设计方与施工方共同组建总承包项目部，设计过程中，在满足合同条款和规范的前提下充分考虑可施工性，将施工方意见、要求纳入设计中，结合施工单位的施工水平、习惯和优势，因地制宜制定最佳的设计方案，虽然极大地增加了设计的工作量，但是可以达到降低工程造价、缩短施工工期的目标。利用快速路径法的建设管理技术来缩短工期，整合设计施工使得设计变更减少，整体建设工期大幅度减少。

4.2 平面设计

道路平面位置按照城市总体规划道路网布设，并以现状道路、重要建筑物为控制条件。由于二环路和邑邛故道均为既有路改造，两侧建筑物较密集，平面设计时在规划的基础上尽量减少对既有建筑物的拆迁以减小实施难度，并综合考虑占地、拆迁与横断面优化的相互关系。

邑邛故道道路中线布设在既有路东侧大约5 m的位置，沿既有路右侧加宽，YQK1+050~YQK1+450偏离既有道路，采用400 m平曲线接上既有路，改善了平面线形。终点路段为避免两幢高楼拆迁优化了规划线形并调整了原规划红线。

4.3 纵断面设计

4.3.1 纵断设计主要考虑因素

（1）满足技术标准及规范要求。

（2）满足防洪、雨污水等市政管线布置需求。

（3）与之相接的现状道路及沿线既有交叉口高程。

（4）既有道路路面改建措施要求。

（5）既有桥梁、涵洞改建措施要求。

4.3.2 纵断面设计

二环路起点段（K0+000~K0+180）、内蒙古大道平交口前后段（K5+600~K6+140）为全新建路段；其余为改建路段，采用修复现状破损水泥板块后沥青混凝土罩面。在纵向高程设计中，根据实测的既有道路中线路面高程并考虑加铺的沥青混凝土面层结构厚度（4 cm细粒式橡胶沥青混凝土+6 cm中粒式沥青混凝土），按高于既有路面10 cm左右进行纵断面拟合设计，预留出沥青混凝土罩面厚度。

邑邛故道既有路面为沥青碎石路面，破坏严重，需拆除重建，纵断面设计主要受起终点衔接的既有道路高程及需接长利用的既有涵洞高程控制。

4.4 平面交叉设计

项目二环路及邑邛故道位于大邑县工业园区和规划中的桃源新城，沿线已形成或规划待建的地方道路及厂区道口众多，考虑到最大限度地提高道路的安全运营，同时更好地为沿线居民的生产、生活服务，结合区域路网、城市规划、人文现状对众多平交口进行合理归并、改移和渠化设计。

主要相交道路采用由导流岛来指定各向车流行径的渠化设计，实现左转、调头及相交道路直行的交通转换；其余次要相交道路及各厂区道口采用加铺转角顺接处理，按右进右出组织行车，在主要路口实现左转及调头。

4.5 路基、路面

4.5.1 路基、路面设计主要特点

项目为既有路的改扩建工程，二环路为大邑县重要进出通道，勘察及施工阶段不能中断交通，这给既有路的调查和施工增加了难度。同时，该项目为市政基础设施灾后重建设计施工总承包项目，在总造价框架内要求设计施工方案最优化，项目成本控制合理。

4.5.2 路基、路面设计的关键技术

（1）新老路基衔接、旧路面改造利用。原道路受修建年代设计施工水平、长期重载、养护情况、地震破坏等综合因素影响，与改建的标准存在一定的差异。原既有二环路路面为水泥混凝土路面，由于地处工业园区内，重车超载严重，加之5·12地震的重大破坏，导致部分地段路面破损较为严重，破损类型较复杂。如何最大限度地利用原路面，降低改造成本，同时为施工提供准确合理的设计方案，前期细致的调查和评定尤为重要。

通过水泥混凝土路面破损调查、弯沉检测以及钻孔取芯劈裂试验，掌握了既有水泥混凝土的路面承载能力、接缝传荷能力、面层实际厚度和强度等一手资料。

二环路路段全长8.885 km，原路面板块数以万计，每个板块损坏类型不尽相同。如何为施工工作提供准确的施工图纸和合理的设计方案，原路面详尽的逐板调查尤为重要。为此，对二环路全路段的路面混凝土板块进行大量详细的测量绘图，做到现场1万多个板块测量准确无误并绘制成详细的既有路面板块图，对每块板块的破损情况进行逐板调查，绘制详尽的既有路面破损状况及病害修补处理图，做到点对点的详细、准确，给后期的施工和计量工作提供了准确依据。

（2）合理、有效、快捷、高质量、低成本的路面修复方案。根据现场每个板块的现状的准确评定和对设计方案的比较、优化，对恢复利用方案进行了详细的说明，制定了针对不同的破损类型采用的修复方案。

作为交通要道的二环路路面开口近百个，控制点较多，线形不规则，路面改建过程中需要灵活修改优化设计方案，因地制宜地调整路面结构。如三河堰桥梁抬高路段，现场情况较复杂，新旧路面标高呈渐变状况，不仅要对既有机动车道范围水泥混凝土路面修复后采用沥青罩面处理，两侧还要新建部分机动车道、侧分带、非机动车道和人行道。需要根据不同的高差调整不同的路面厚度，最终采用了6种不同的过渡结构。

4.6 桥梁

原二环路跨越斜江河设既有桃子园大桥，孔跨为7×20 m预应力混凝土简支板梁，桥宽18 m，于2006年底建成通车。设计之初委托成都市公路工程试验检测中心有限责任公司于2010年4月进行检测、验算，根据《大邑县大双公路桃子园大桥静载试验报告》，大邑县大双公路桃子园大桥在实验工况作用下，各测点应力校验系数、挠度校验系数均小于1，满足规范要求。该桥试验时承载能力满足设计荷载等级的要求，根据收集的竣工资料进行结构检算，可以满足加铺沥青混凝土铺装后的使用要求，故设计方案采用在其两侧加宽利用既有桥梁。

新旧桥梁之间需拆除既有桥梁防撞墙以及部分翼缘板，纵向设2 cm纵缝，并设置D40型浅埋式型钢伸缩缝进行纵向联接，为保证行车舒适度要求，在纵向伸缩缝型钢上设置专用防滑板。新建桥横向伸缩缝采用D40型钢伸缩缝与既有桥对缝设置（由于既有桥需加铺8 cm沥青混凝土，需对原伸缩缝进行拆除，视情况利用或新设），其余桥墩处采用桥面连续。加宽桥梁下部采用桩柱式墩、桩柱式台，桩基为摩擦桩，采用钻孔灌注施工。通过周密细致的检测与设计，最终采用利用、改造既有桥梁的方案大大节约了工程投资，也避免了浪费和不良的社会影响。

4.7 总包项目设计管理

4.7.1 优化设计

优化设计对项目成败至关重要。项目初步设计定额概算需要2.2亿元，施工图设计合同价预算仅为1.8亿元，优化幅度非常大。施工图设计之前召开设计优化会议，讲明形式、提出方向和要求。在合同范围内进行优化设计，采取精细化设计、主要主材单独询价方式，大幅降低了造价。

4.7.2 项目技术管理

按照施工组织安排技术人员深入现场、指导施工、解决疑难问题，及时处理路基板块修复更换、既有路面沥青铺筑、桥梁桩基病害处理等一系列关键技术问题，确保了工程顺利推进。根据项目管理策划大纲承担技术、质量管理工作，对施工中出现的技术、质量、安全及采购问题苗头通过书面、会议等形式提出，并监督整改[3]。

根据项目管理策划大纲及时与施工方进行设计方案、施工要求技术交底，帮助施工方加深对项目特点和实施重难点的认识。对业主、监理及总体组成员书面反映或巡查的技术、质量问题，项目部高度重视，组织相关人员及时核实、处理、改进，并就发现的问题逐一发文落实。实施过程中对施工方在技术、质量、安全及采购出现的问题苗头，通过书面、会议等形式提出，配合、督促落实整改到位。

总包项目并不是一味地优化方案、单纯降低工程造价，结合现场实际情况调整设计方案、确保工程质量。二环路工业园区段既有路面在施工期间因受重车碾压、新增破坏较多，如根据合同及批复的设计文件，仅需修补裂缝、沥青罩面。经调查后做了修补罩面和拆除新建的比选，阐述了方案的优劣及造价，经业主同意采纳新建方案，将近4 000 m2的路面拆除新建，增加费用近一百万元。项目建成通车后经受住了工业园区重载货车的检验，确保了工程质量。

5 结语

大邑县市政基础设施灾后重建项目采用设计施工总承包的建设模式，总体设计上注重新模式下的探索和观念转变，着重于问题的解决而不是责任的归属，并形成紧密互动的单一权责界面；路线交叉、路基路面、桥梁、市政配套设施专业设计上强调精度、深度并充分利用现状道路资源和考虑可实施性，将施工工艺、施工组织要求纳入设计中；设计管理上注重优化设计和技术管理，充分利用现状道路资源因地制宜制定最佳方案。工程实现了保工期、保质量、控制投资的目标。