浅述工程建设中的动态设计

老丁

浅述工程建设中的动态设计

1，前言

今年，广东、陕西等省相继发生了高速公路路基滑塌、桥梁垮塌事故，尽管事故的诱因是多方面的，但是，受地形、地质、气象、水文等环境因素的影响是公认的。而这些环境因素则是设计、施工的基础。

前几天，参加了一部基础设施团体标准评审，标准涉及勘测、勘察的相关要求，大多要求在设计前完成。在讨论过程中发现，有些基础资料在设计阶段精准获取的难度较大，需要在施工过程中通过补充勘测、勘察，才能做好符合工点实际的设计。

这就是所谓的动态设计‌，是指在工程设计和施工过程中，根据实际情况的变化对设计进行动态调整和优化的方法，其主要目的是为了保证建设质量和运营安全。

2，动态设计的必要性

工程动态设计并不是什么新的概念或方法，事实上，在基础设施建设过程中，动态设计的应用场景很多，尤其是对于公路、铁路这样的带状构造物。一方面，初测、勘测阶段不可能百分之百的查清所有的工程地质、水文地质条件，另一方面，施工过程中也有可能会改变现场的地形或水文环境，或者采用的材料、工艺与设计不符，因此，动态设计是科学的，也是必须的。

我国的基础设施建设管理体制大多将设计与施工作为两个不同的阶段，尤其是施工图设计也划分为设计阶段的工作内容，施工过程中发现现场地形、地质条件与设计不符时，需要通过监理工程师批准，由现场设计代表进行变更设计，这就导致了实施阶段的变更太多，受到多方诟病，有些项目“设计变更”甚至沦为承包商获利的途径。

欧美等西方国家通常将施工图设计或详细设计列为承包商的职责义务，施工图设计按照施工单元及施工组织计划分期、分批提交，贯穿于施工过程中。这种建设管理模式使得动态设计成为常态，设计也不仅符合现场实际，也和承包商的施工组织包括材料、工艺等更匹配。

目前，我国相关行业开始推行将施工图设计纳为承包商工作范畴的设计总承包模式，但是，由于承包商设计或设计管控能力较弱，大部分项目仍然存在着设计、施工“两张皮”的现象。

由于多方面的原因，勘察与设计脱节、设计与施工“两张皮”现象，在基础设施建设领域屡见不鲜，出现质量、安全事故，责任不清、相互推诿，不仅影响基础设施的建设质量，降低了基础设施的使用寿命，严重者甚至危及运营安全。

3，如何做好动态设计

有关建设管理体制或模式，在此不作过多的评判。在既有体制或模式不变的前提下，哪些工点或场景需要动态设计？如何做好动态设计？是行业管理部门、建设单位、设计、监理、承包商等各方均应重视的问题。

公路、铁路等基础设施暴露在自然环境下，气象、水文、地形、地质等建设条件对基础设施的设计、施工、运营影响极大。如路基地基、桥涵、支挡及调治构造物基础、隧道工程、路基边坡、取土、弃土场、防、排水工程、承包商临时工程（如预制场、拌和场等），其设计、施工均和自然环境相关的基础资料有着紧密的关系。

换言之，自然环境相关资料或参数是基础设施设计、施工的重要依据。对于临河（水库）路段、洪泛区、特殊性岩土地区（如软土、膨胀土、盐渍土、黄土、多年冻土等）以及崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害分布的路段，更需要对基础资料进行专题研究。

综上所述，处于上述地区或路段的基础设施的相关工点或场景均需要进行动态设计。尤其是在地形、地质条件复杂的山区，设计阶段的勘察受场地、工期等多因素约束，不可能完全满足施工图设计要求（如，对水文地质的勘察，必须经历一个完整的水文年观测），只有通过施工过程中的精细化勘察，才能实现精细化设计。

动态设计的前提是动态勘察，承包商进场之后，施工便道使得大型勘察装备（如长大隧道深孔钻机）进场极其便利；地基或构造物基础、边坡开挖之后，勘察更为简单、直观；超长桩基、边坡锚杆（锚索）等工程，通过试桩、拉拔试验等测试，调整相关设计参数；高填方或软土地区路基，通过施工期变形、位移监测等调整设计或施工组织等等。

与“动态设计”相关联的另一个词叫“信息化施工”，在隧道、高边坡工程中应用最多，两者紧密结合，相辅相成。隧道掘进或边坡开挖后通过监测、监控、超前预报等手段，动态调整设计及施工工艺，以适应地质条件的变化，确保施工安全和工程质量。

4，结语

质量和安全是工程建设的两大基石。可以肯定的是需要动态设计的工点或场景往往容易产生质量和安全隐患。因此，从质量和安全的角度考虑，强化施工过程中的动态设计符合基础设施建设高质量发展的理念。

建议相关行业主管部门在推行动态设计理念和方法的基础上，从建设管理体制、模式、流程等方面总结“动态设计”管理办法，使其责任明晰，实施规范。