航标工程的勘察设计-2012.9.27

2012年12月第12期总第473期水运工程Port&WaterwayEngineeringDec.2012No.12SerialNo.473收稿日期：2012-09-27作者简介：阳建云（1965—），女，教授级高级工程师，从事导助航设计与科研等工作。在国家经济快速发展、航运市场空前开放、航行船舶种类繁多的环境下，要有效控制水运风险、保障运输船舶的安全、保护沿江与沿海经济健康快速发展，航标工程的建设不容忽视。勘察设计是航标工程建设首要和关键的环节，是整个航标工程的灵魂。只有系统、规范、全面的勘察设计，才能保证航标可靠、准确、安全、经济。1勘察设计在航标工程中的重要性与任何建设项目一样，勘察设计是航标工程建设的准绳、管理的龙头、质量的基础，其“灵魂”作用体现在航标工程建设使用的全过程。勘察设计的好坏，不仅影响到工程建设的各个环节，还直接影响到建成后的维护管理。没有好的设计，就不可能有高品质的建设成果。但由于历史等各方面原因，航标工程被认为技术含量较低，且作为水运工程的配套项目，其建设规模相对较小，因而其勘察设计工作往往难以引起足够的重视。可从以下几个方面说明勘察设计在航标工程的重要性。1.1勘察设计对航标工程质量、功能、造价具有重大影响设计是工程的灵魂，它影响工程质量，影响环境保护，影响航运安全，也是控制工程造价的最关键因素。没有一流的设计，就不会有一流的工程。灯塔建造过高过亮，浪费建设资金，也不利使用和环保。船体钢板设计太薄，即使施工质量无懈可击，灯船的耐久性也将大打折扣。一个好的设计带来的投资节省，往往是其他环节采取任何措施都无法比拟的。可以说，设计带来的节约，是工程建设过程中最大的节约。抓住了勘察设计工作，就抓住了整个航标工程建设管理的“牛鼻子”。航标工程的勘察设计阳建云（中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海200120）摘要：结合工程实践介绍航标工程中勘察与设计的重要性，以及各设计阶段的工作重点，针对航标工程的性质与特点提出工程勘察设计在资料应用、技术处理、协调配合等方面存在的问题及建议。关键词：航标工程；勘察设计；重要性；内容；要求；安全中图分类号：U644文献标志码：A文章编号：1002-4972(2012)12-0089-04SurveyanddesignofaidstonavigationengineeringYANGJian-yun(ShanghaiWaterwayEngineeringDesignandConsultingCo.,Ltd.,Shanghai200120,China)Abstract:Basedontheengineeringpractice,thispaperpresentstheimportanceofthesurveyanddesignofaidstonavigationengineeringandthefocusofworkinthedesignphase.Accordingtothecharacteristicsofaidstonavigationengineering,thispaperputsforwardproblemsandsuggestionsconcerningthesurveyanddesignininformationapplication,technologyprocessing,aswellascoordination,etc.Keywords:navigationaidsengineering;surveyanddesign;importance;content;requirement;safety•90•水运工程2012年1.2国家经济及水运快速的发展，对航标工程勘察设计提出了更高的要求水运经济的迅猛发展，带来了全国港口群布局调整，新建港口、港区增多，沿海沿江船舶流量增大且在重要水域呈日益密集的态势，通航船舶继续朝着大型化、快速化和专业化的方向发展，形成了交织密布的航路，这些趋势都对航标工程设计提出了更高的要求，已经从过去仅注重航标：“标位准确，灯质正常、涂色鲜明、结构良好”，发展到为船舶创造高效助航服务、保护水运环境、体现人性化管理等新的理念。这要求我们必须更新设计观念，提高设计水平，适应时代的发展变化，设计出与水运经济发展、交通流量和风险程度相适应的综合助航服务体系。1.3工程及航标行业管理的需要，要求航标工程有专业的勘察设计队伍过去由于建设规模小，航标工程基本由航标管理机构直接建设并管理，这简化了程序，但也使建设过程中的职责难以分清。随着水运工程建设的发展，航标建设管理也与主体工程一样，要求必须是具有专业资质的设计单位进行。1993年9月交通运输部工程管理司颁发《交通行业水运航标专项工程设计资格分级标准》，1996年5月交通部发布《内河航标管理办法》，同年12月发布了《海区航标设置管理办法》、2003年又发布了《沿海航标管理办法》等，均要求航标设计工作应当由按照国家规定取得航标设计资格、并持有相应证书的单位承担。只有具有一定技术力量的勘察设计队伍，通过有效的质量管理体系精心设计，才能提升航标工程质量，为航运安全提供支持与保障。2航标工程勘察设计的内容与要求2.1勘察内容2.1.1书面资料主要内容有：1）所在水域的流速、流向、潮汐、风速、雾能见度等水文气象资料；2）海图或航道图；3）航道、码头、桥梁等相关工程的设计资料；4）通航船型、流量、密度、航行规则及管理方法等通航安全有关资料；5）扫海测量资料；6）设标点的地质钻孔资料；7）船模试验、通航净空论证等前期研究论证资料（桥区航标设计）；8）航道、桥梁等有关项目的批文；9）现有航标属性、设计使用等资料；10）水域航道、码头、航标建设规划等资料。2.1.2现场踏勘现场实地踏勘的主要内容包括：设标点的周围环境；设标点的地质、地形情况；设标点的施工情况、补给方法；设标点的水文气象及水深、底质、风浪、潮汐、潮流等情况。由于行业的特殊性，通过引航、航运、港口方等航标用户及航标管理部门，了解所在水域的通航安全、航标使用及助航服务需求等情况十分重要。2.2设计内容与要求我国工程建设基本程序分为四大阶段，即决策阶段、设计阶段、施工阶段及终结阶段，其中决策阶段包括了项目建议书和可行性研究报告，设计阶段包括了初步设计和施工图设计。技术上比较复杂而又缺乏设计经验的项目，在初步设计后加技术设计。对典型航标工程来说，基本上是工程可行性研究→初步设计→施工图设计，这3个阶段的主要设计内容与要求见表1[1-3]。3经验与体会3.1设计资料是航标工程设计的依据3.1.1资料的实时性由于时间紧、建设条件差、资料收集较为困难等各方面原因，对航标勘察资料的认识尚有待进一步提高，特别是在改扩建项目中。如某电厂取水口有一灯桩已使用28a，由于船舶碰撞已导致灯桩基础倾斜，被航标管理部门要求整改。在该灯桩重建的设计过程中，工可研阶段参考使用的是距离其60m处、4a前所建的另一灯桩勘察资料，在初步设计阶段，按照最新的测量与钻孔资料，设计发现工程水域出现冲刷，需要对重建的灯桩基础采用抛石或桩基加长等方法进行处理，•91•第12期阳建云：航标工程的勘察设计表1航标工程各设计阶段的主要内容与要求阶段工程可行性研究初步设计施工图设计主要任务对项目在技术上和经济上是否可行进行分析与论证，通过多方案比选推荐出最佳方案根据可行性研究报告的要求设计具体实施方案按照航标管理部门批复，在初步设计基础上完整和详细地完成工程航标设主要工作内容及要求技术方案平面布设平面布设：不小于1∶10000测量图纸比例，提出设置航标的名称、种类、用途、作用距离、灯质、设标地水(陆)域名称、标位地理坐标(北京坐标)、预定工期、使用期限等，供航标管理部门审批。平面布设：水中测量图纸比例不低于1∶5000，陆域或岛礁测量图纸比例不低于1∶500。结构及设备选型主要设备选型与配置，提出主要设备技术指标主要技术指标、施工技术与质量要求，安装详图主体结构包括基础设计结构详图工程实施计划项目实施方案分项验收与总体验收要求工程投资估算要求不超过项目建议书的20%工程概算要求不超过工程投资估算的10%工程预算按批准概算编制未能引起有关部门的重视。但该灯桩不久突然“销声匿迹”，据测量探摸后分析，系在冲刷导致的基础不稳情况下受到外力撞击所致。由此，勘察资料的实时性可见一斑。3.1.2资料的规范与全面性包括勘察资料、现场情况、项目有关文件等，应按要求全面掌握。这方面也有工程经验与教训，如某航道工程中，由于使用的测图比例过小，设计人员未发现航道中的浅滩，在试通航时导致船舶搁浅，造成的影响可想而知。还有的项目在工可研阶段甚至施工图阶段也没有进行充分的调研和勘察，导致现场实际情况与设计出入过大，工程投资无法控制、项目难以实施的局面。航标是为航海者提供助航服务的，因此设计时现场情况的掌握应包括调研船舶通航安全状况和航标维护管理要求等，只有理论结合实际，才能设计出可靠的、经济适用的航标。3.2设计原则的把握3.2.1符合国家有关标准和规范要求现有的航标标准与规范较多，按照适应范围，只适应于内河的主要技术标准有：GB50139—2004《内河通航标准》、GB5863—1993《内河助航标志》、GB5864—1993《内河助航标志的主要外形尺寸》、GB13851.1～13851.3—92《内河交通安全标志》、JT376—1998《内河通航水域桥梁警示标志》和JT282—199《钢质船形浮标》等，其余主要技术标准见表2。其中《海港总平面设计规范》中的10.1.1，10.2.2.1*，10.2.4.1条为工程建设标准强制性条文[4]。表2国内航标工程主要技术标准海区、内河通用海区专用GB8416—1987视觉信号表面色GB4696—1999中国海区水上助航标志GB12708—1991航标灯光信号颜色GB15359—1994中国海区灯船和大型浮标制式GB/T17765—1999航标术语GB17380—1998中国海区水中建（构）筑物标志规定JTS257—2008水运工程质量检验标准GB17381—1998中国海区视觉航标表面色规定JT/T74—1993雷达指向标通用技术条件GB24418—2009中国海区可航行水域桥梁助航标志JT/T100—2005浮标锚链GB/T26781—2011海区浮动助航标志配布导则JT/T102—2009钢管灯桩通用技术条件GB/T16161—1996中国海区水上助航标志形状显示规定JT/T718—2008钢质活节式灯桩通用技术要求GB/T17424—1998差分全球定位系统（DGPS）技术要求JT/T730—2008航标灯光强测量和灯光射程计算JTJ211—1999海港总平面设计规范JT/T760—2009浮标通用技术条件JTJ237—1994水运工程导标设计规范JT/T761—2009航标灯通用技术条件JT/T321—1997灯塔主体及附属设施设置要求JT/T7005—1997航道用灯桩、岸标JT/T731—2008海区航标维护固定建（构）筑物JT/T7011—199385mm、155mm塑料透镜航标灯JT/T759—2009海区航标效能验收规范•92•水运工程2012年但现有的标准与规范并不能完全满足航标工程设计需要，工程建设中出现的诸多问题如：狭窄航道、人工航槽和利用自然水深的航道、复式航道、定线制水域的航标配布的方式，不同尺度人工航槽的灯浮标配置等均无具体要求，新技术、新工艺、新材料的应用在现有的标准规范中也难以体现，因而，在按标准与规范的设计时也不能生搬硬套。如长江上海段12.5m即将全面贯通，由于航道资源的有限，深水航道向上延伸段设计为复式航道，在这样繁忙、狭小的航道中如何保障船舶通航安全和通航效率，成为设计人员面临的难题，最后经多方论证，采用虚拟航标标示深水航道、实体标标示小船航道的方式，使问题迎刃而解。尽管在国内外尚为首次，但其经验对类似工程将具有指导意义。3.2.2简单、可靠、经济、适应的原则航标是帮助船舶安全、经济和便利航行而设置的视觉、音响和无线电助航设施。关于