肖笛

【摘要】在目前社會經(jīng)濟的新常態(tài)下，港口水運的相關(guān)行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，港口運輸在目前的運輸方式中占據(jù)著越來重要的地位。在目前逐步減少的優(yōu)良海岸線資源，以及逐步大型化的運輸船舶的大環(huán)境下，水運工程正在朝著深水化、外?；姆较虬l(fā)展。目前，港口水運的相關(guān)單位也逐步配備了高效率的大型船舶和設(shè)備。在如此情況下，對于港口水運工程的設(shè)計工作，更應(yīng)當(dāng)考慮到各個方面因素的影響。該文對此進(jìn)行了簡要分析。

【關(guān)鍵詞】港口；水運工程；設(shè)計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.035

如今，港口建設(shè)事業(yè)經(jīng)過了多年來持續(xù)高速的發(fā)展，導(dǎo)致我國現(xiàn)有的天然沿海岸線遭到不同程度的破壞，良好的陸域條件日益減少，隨之而來的就是越來越不利的建港條件。在船舶的使用方面，船舶逐漸顯現(xiàn)出大型化的發(fā)展趨勢，越來越多的四十萬噸級礦石船舶投入使用，港口水運工程目前的發(fā)展?fàn)顩r處于逐步深水化、大型化的進(jìn)程中。這些都對現(xiàn)在的港口水運工程設(shè)計提出了新的要求，現(xiàn)代各項新的技術(shù)與手段也應(yīng)用其中。因此，對于目前的港口水運工程設(shè)計工作，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理分析，從而達(dá)到更高效高質(zhì)量的完成相應(yīng)的建設(shè)工作。

1、水運工程設(shè)計的含義與內(nèi)容

設(shè)計人員參照對應(yīng)的設(shè)計計劃書，為具體付諸實踐的施工工程規(guī)劃出所需要運用的項目技術(shù)和相應(yīng)的經(jīng)濟要求，擬定各個步驟如建造、安裝及所需設(shè)備的制造等進(jìn)行必要的規(guī)劃、將數(shù)據(jù)處理后制圖等技術(shù)類工作，被稱之為工程設(shè)計。其中，就項目成本控制而言，這主要是在設(shè)計階段能夠通過對所使用的材料和結(jié)構(gòu)形式規(guī)模進(jìn)行規(guī)劃控制等，影響投資過程的大部分因素也是水運工程的設(shè)計結(jié)構(gòu)的一部分。這已成為控制工程造價最關(guān)鍵的因素。

在水運方面的工程設(shè)計中，主要包括了如施工項目的社會客觀因素與自然的環(huán)境條件、水運項目工程所需要運用的相關(guān)技術(shù)、與項目建設(shè)相關(guān)采用的施工條件、在工程項目建設(shè)中所必需的投資成本與經(jīng)濟效益的進(jìn)行對比分析等的這幾個方面。應(yīng)從其中分別從不同的角度，對項目建設(shè)的技術(shù)所具有的先進(jìn)性和經(jīng)濟合理性展開論述。

水運工程的預(yù)期目的是為了實現(xiàn)港口船舶的順利通航，從而安全抵達(dá)靠泊作業(yè)。而水運工程設(shè)計就是在外部環(huán)境中各種客觀因素的約束作用下，為使以上目的達(dá)到，對于多種方案進(jìn)行選擇的過程。其中，外部環(huán)境的約束因素主要分為兩種，一種是強制性約束，另一種是非強制性約束。強制性約束包括國家相關(guān)法律法規(guī)條文以及地方各級人民政府的規(guī)定要求、相關(guān)規(guī)范類文件中的有強制性要求的部分、對于港口水運工程建設(shè)在功能等方面具體的應(yīng)用要求等；非強制性約束主要包括用于設(shè)計的面積、建筑物和航道的水力設(shè)計部分的形式和布局、擬建建筑物的具體位置和結(jié)構(gòu)形狀、在紅線的部分等，一般施工條件下均受非強制性條件約束，但在特殊條件下，也可能是強制性約束。

將工程設(shè)計最終的設(shè)計圖紙通過對應(yīng)的施工過程轉(zhuǎn)化成所需求的建筑結(jié)構(gòu)實體是工程設(shè)計的最終目的，而不僅僅是完成相應(yīng)的設(shè)計圖紙和文字報告，從而真正實現(xiàn)其預(yù)期的使用功能價值。因此，在進(jìn)行工程設(shè)計的過程中必須要考慮到相關(guān)條件和過程對應(yīng)的施工方案的實際性和可行性。

2、港口水運工程的特點

港口水運工程由于自身條件的復(fù)雜性具有眾多的特點，特點如下：

第一，港口水運工程的建設(shè)具有與其他工程項目不同的特殊性。由于不同港口的環(huán)境不同，需要建設(shè)的水運工程在地理位置、結(jié)構(gòu)、形態(tài)及工程的規(guī)模大小上也具有差異性，因此，采用到的相應(yīng)的技術(shù)手段也不盡相同。設(shè)計過程必須結(jié)合項目本身的特點，而不僅僅是簡單地對傳統(tǒng)經(jīng)驗進(jìn)行套用。

第二，港口水運工程的建設(shè)周期較長。由于港口水運工程的規(guī)模大、施工難度高，所需要的配套設(shè)施設(shè)備較多且成本高，因此在設(shè)計中的規(guī)劃施工各個環(huán)節(jié)相互聯(lián)系，一旦某一個環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)出現(xiàn)了問題和偏差，將會對整個的工程施工過程造成影響。最佳方案是選擇進(jìn)行階段性的施工模式，各個單位對應(yīng)其負(fù)責(zé)部分，因此會使建設(shè)周期拉長。

第三，在施工過程中所使用到的設(shè)備多且復(fù)雜。港口水運工程項目的建設(shè)施工會采用到多種設(shè)備，其中有很多是大型設(shè)備，部分設(shè)備可能需要提前定制制作，且需要在施工前做好相應(yīng)的預(yù)設(shè)，這增加了工程設(shè)計部分的難度。

第四，施工過程的特殊情況多。由于整個施工周期較長，且港口的自然條件具有其復(fù)雜多變性，縱觀港口航道建設(shè)，港口自然環(huán)境影響明顯，如天氣、氣候、潮水等，設(shè)計方案容易頻繁變化，導(dǎo)致設(shè)計難度加大。

3、港口水運工程設(shè)計的風(fēng)險性

3.1 安全風(fēng)險種類多，發(fā)生頻率高

由于水運工程大多處在與水相關(guān)的區(qū)域之中，而水周邊環(huán)境復(fù)雜，港口水運工程由于這一基本環(huán)境條件特征，在其設(shè)計與施工的過程中，存在各類的較大風(fēng)險。從目前港口水運工程的實際情況來分析判斷，其中的環(huán)境復(fù)雜性主要在于空間條件、垂直方向以及施工種類三個方面。由于水運工程的施工過程涉及到了海洋及海陸交接、陸地上的各個方面的施工作業(yè)，因此空間條件具有其復(fù)雜性；在整個設(shè)計施工的各個環(huán)節(jié)，包括了高空作業(yè)、深基坑作業(yè)以及地下和水下作業(yè)等在垂直方向的復(fù)雜作業(yè)；而在水運工程的施工中有包括了各種的施工作業(yè)類型，如混凝土、土石方以及軟土等的路基作業(yè)，因此施工種類繁多。在進(jìn)行相關(guān)的港口水運工程設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到多種的環(huán)境因素所造成的復(fù)雜性影響。因此，關(guān)于港口水運的工程項目安全風(fēng)險的種類多，存在相應(yīng)的較大風(fēng)險，在整個建設(shè)環(huán)節(jié)體現(xiàn)出高風(fēng)險的特點[1]。

3.2 分項工程的關(guān)聯(lián)性和程序性較強

由于大多數(shù)的水運工程項目的投資力度和規(guī)模較大，因此，在具體的項目實施過程中，一般情況下包括了很多的分項工程，且各個分項工程之間具有較強的關(guān)聯(lián)性和程序性，這從而導(dǎo)致了在進(jìn)行工程設(shè)計的時候具有一個突出性的風(fēng)險[2]。在進(jìn)行關(guān)于水運工程的設(shè)計時，水體的自然移動規(guī)律規(guī)模是整個設(shè)計過程的基礎(chǔ)，由于不同的分項工程之間所具有的關(guān)聯(lián)性使得工程設(shè)計的風(fēng)險更加增大，一旦其中的某一環(huán)節(jié)的設(shè)計細(xì)節(jié)處存在偏差和問題，將導(dǎo)致與其相關(guān)的環(huán)節(jié)內(nèi)容也同樣的出現(xiàn)設(shè)計性問題。

4、港口水運工程設(shè)計的基本要求和流程

4.1 工程設(shè)計者在安全設(shè)計中的責(zé)任

設(shè)計人員作為整個水運工程設(shè)計中風(fēng)險防控的關(guān)鍵性主體，在促進(jìn)整個水運工程設(shè)計風(fēng)險的有效防控方面，應(yīng)做到以下幾項基本要求。首先，設(shè)計人員在進(jìn)行實際的設(shè)計工作時，應(yīng)當(dāng)充分意識到工程設(shè)計對于整個工程項目的重要性，認(rèn)真履行其崗位職責(zé)。然后，工程設(shè)計人員在參與設(shè)計工作之前，必須經(jīng)過相應(yīng)的專業(yè)技能培訓(xùn)并通過，從而使其具備高素質(zhì)高水平的設(shè)計技能，熟練掌握與港口水運工程相關(guān)方面的設(shè)計技術(shù)要點，能夠?qū)⒏鞣N資源進(jìn)行合理配置。其次，應(yīng)當(dāng)做到與業(yè)主方密切有效的交流與溝通，使其能夠全方位地了解對應(yīng)工程設(shè)計中的相關(guān)安全風(fēng)險和條件，以及其對應(yīng)的責(zé)任問題。再次，能夠針對設(shè)計完成后的方案中各個環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)進(jìn)行全方位的分析評估，從而能夠及時高效地以分析評估結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行對設(shè)計施工環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)的優(yōu)化與調(diào)整。最后，在進(jìn)行水運工程設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)對可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險進(jìn)行相應(yīng)的信息提示，提供給整個工程主體。

4.2 安全設(shè)計的一般流程

為達(dá)到提升水運工程項目設(shè)計水平的目的，就必須遵循與安全設(shè)計所具有的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計流程。首先是以水運工程的設(shè)計子項為依據(jù)，按照相關(guān)的施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)設(shè)計人員的技術(shù)水平和設(shè)計經(jīng)驗作為其基礎(chǔ)，從而得到初步的港口水運工程設(shè)計方案，在確定了初步設(shè)計方案之后，由各個部門和相關(guān)人員相應(yīng)的針對方案中的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行風(fēng)險評估，如果通過風(fēng)險識別未發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在較大設(shè)計安全風(fēng)險和隱患，便可以確定為最終的工程設(shè)計方案。如果在這一過程中發(fā)現(xiàn)了工程的初步設(shè)計方案中存在著較大的設(shè)計風(fēng)險，就必須及時的針對這一安全風(fēng)險通過相關(guān)技術(shù)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)處理，從而確定最終的設(shè)計方案。

5、BIM技術(shù)在港口水運工程設(shè)計中的應(yīng)用

在二十世紀(jì)七八十年代，BIM技術(shù)的核心理念已經(jīng)出現(xiàn)雛形，目前已經(jīng)發(fā)展為結(jié)合著頂尖的計算機技術(shù)和智能化技術(shù)等，具有較強的綜合型應(yīng)用技術(shù)，并且廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域。其中，BIM技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于港口水運工程設(shè)計的相關(guān)工作中。

5.1 BIM技術(shù)在勘測階段的應(yīng)用

在進(jìn)行港口水運工程施工的前期準(zhǔn)備階段時，對現(xiàn)場條件的勘察是其中的一部分重要內(nèi)容。為了使施工現(xiàn)場及其周圍的環(huán)境地質(zhì)條件更加完整和完整，進(jìn)行現(xiàn)場研究和測量這是一條有效途徑，有利于在設(shè)計環(huán)節(jié)避免由對現(xiàn)場了解的不夠充分所產(chǎn)生的安全風(fēng)險等問題。在對港口實地勘察中加入對BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠極大的改善了對于傳統(tǒng)模式的地質(zhì)勘測對信息獲取程度的不夠全面、同時勘測效率較低且精度較差等問題。同時還改善了數(shù)據(jù)收集和錄入的形式，將數(shù)據(jù)制成地質(zhì)圖供給施工設(shè)計單位，確保了項目的前期工作準(zhǔn)備充分[3]。

5.2 BIM技術(shù)在地形測繪階段的應(yīng)用

在整個港口水運工程中，進(jìn)行初步制定和形成設(shè)計方案的階段是地形測繪階段。相關(guān)設(shè)計單位在將BIM技術(shù)與GPS等技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行配合使用，比傳統(tǒng)的繪制地形圖的方法對地形測繪的質(zhì)量水平以及效率等方面有了更加全面的提升。通過運用BIM技術(shù)形成三維立體的圖形結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了再現(xiàn)施工現(xiàn)場的實際地形情況及變化趨勢，同時不斷修正和完善了施工模型和方案。

5.3 BIM技術(shù)在場地設(shè)計階段的應(yīng)用

對施工現(xiàn)場的各個施工環(huán)節(jié)進(jìn)行整體規(guī)劃與設(shè)計，屬于場地設(shè)計階段。這一階段的工作過程中，應(yīng)用和分析了大量的地質(zhì)地層信息結(jié)構(gòu)情況，導(dǎo)致這一階段工作量巨大、復(fù)雜性強。但通過對BIM技術(shù)的合理利用，能夠使信息統(tǒng)計和運算等變得更加簡單便捷[4]。此外，BIM技術(shù)的應(yīng)用還能實現(xiàn)對關(guān)鍵參數(shù)和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理、運算等，更好的適應(yīng)目前機械設(shè)備智能化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

6、水運工程設(shè)計的市場營銷

水運工程設(shè)計企業(yè)的相關(guān)設(shè)計產(chǎn)品屬于知識類型，其中主要是由相關(guān)的可行性研究分析報告、設(shè)計方案及圖紙等“軟件”，以及相應(yīng)的配套服務(wù)等構(gòu)成，具有安全性、經(jīng)濟適用性、環(huán)保以及資源節(jié)約性等對于基本技術(shù)的要求，客戶所關(guān)注的主要因素在于港口水運工程的設(shè)計質(zhì)量及完成時間。

水運工程的設(shè)計產(chǎn)品為充分掌握客戶的需求，應(yīng)從五個層面入手。第一層面是客戶的核心利益，這一層面包括了客戶所需要的最基本的利益。第二層面是基本產(chǎn)品層面，是產(chǎn)品為實現(xiàn)客戶的核心利益所出現(xiàn)的產(chǎn)品的基本形式。第三層面屬于期望產(chǎn)品，是客戶對所購買的產(chǎn)品給予的期望屬性和條件。第四層面是關(guān)于產(chǎn)品的附加層面，使產(chǎn)品達(dá)到超出客戶期望值的部分。而第五層面是產(chǎn)品的潛在部分，這一層面是產(chǎn)品最終能夠轉(zhuǎn)化為附加部分。

以上幾大層面以一個港口的水運工程設(shè)計承包為例。第一層面是能夠為客戶提供船舶停泊、裝卸樞紐的相關(guān)功能，這些是客戶最基本所需要的核心利益；第二層面是港口所要具備的碼頭裝卸搬運設(shè)備及儲存場所等作為其運輸樞紐功能所具備的條件；第三層面是客戶所期望的港口設(shè)備應(yīng)具有可靠安全性、經(jīng)濟性及環(huán)保性等；第四層面是在保證前三層面的基礎(chǔ)上，能夠為客戶提供的超出其期望值的部分，如上述的建筑信息模型即BIM技術(shù)；第五層面是港口能夠隨著時代未來的發(fā)展而發(fā)展，即為潛在產(chǎn)品的層面。

在控制港口水運市場營銷的風(fēng)險時，要分析到各方面因素。首先應(yīng)當(dāng)考慮企業(yè)目前設(shè)計水平是否能夠滿足顧客需求，接下相應(yīng)設(shè)計訂單是否能進(jìn)行良好的設(shè)計和把控。再要對客戶進(jìn)行調(diào)查，確保其信譽度。同時應(yīng)當(dāng)提升產(chǎn)品的認(rèn)可度，不斷提高服務(wù)質(zhì)量，充分分析好客戶對產(chǎn)品的相關(guān)要求，防止設(shè)計方案“以我為主”，盡可能多的與客戶進(jìn)行交流溝通，充分采集相應(yīng)信息，找準(zhǔn)客戶設(shè)計意圖，從而能夠建立起長期有效的合作關(guān)系。隨著目前市場競爭逐漸規(guī)范法治，一個設(shè)計單位的品牌效應(yīng)對所招標(biāo)的項目具有關(guān)鍵性作用。由于品牌影響力能夠在無形中改變客戶的主觀意愿，因此企業(yè)應(yīng)當(dāng)具有文化競爭力。應(yīng)當(dāng)從企業(yè)在業(yè)內(nèi)的口碑及綜合評分抓起，在企業(yè)長期積累下，逐步形成企業(yè)影響力。

小結(jié)：

港口水運工程的設(shè)計工作需要在對現(xiàn)有的環(huán)境條件及施工條件有全面地了解分析之后展開，從而能夠保障在設(shè)計方案之中呈現(xiàn)工程實施建設(shè)的可行性。同時再根據(jù)外部客觀條件的變化對相應(yīng)的設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行不斷完善，提出更高層面的要求，從而盡可能地規(guī)避可能產(chǎn)生的安全風(fēng)險。施工場地的不斷開發(fā)改造和港口的工程技術(shù)要求，為船舶的大規(guī)模建造和多樣化提供了便利。因此，對于港口水運工程設(shè)計工作也應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)，不斷地創(chuàng)新和發(fā)展。

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