浅析港口水运工程设计工作

肖笛

【摘要】在目前社会经济的新常态下，港口水运的相关行业发展势头迅猛，港口运输在目前的运输方式中占据着越来重要的地位。在目前逐步减少的优良海岸线资源，以及逐步大型化的运输船舶的大环境下，水运工程正在朝着深水化、外海化的方向发展。目前，港口水运的相关单位也逐步配备了高效率的大型船舶和设备。在如此情况下，对于港口水运工程的设计工作，更应当考虑到各个方面因素的影响。该文对此进行了简要分析。

【关键词】港口；水运工程；设计

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

如今，港口建设事业经过了多年来持续高速的发展，导致我国现有的天然沿海岸线遭到不同程度的破坏，良好的陆域条件日益减少，随之而来的就是越来越不利的建港条件。在船舶的使用方面，船舶逐渐显现出大型化的发展趋势，越来越多的四十万吨级矿石船舶投入使用，港口水运工程目前的发展状况处于逐步深水化、大型化的进程中。这些都对现在的港口水运工程设计提出了新的要求，现代各项新的技术与手段也应用其中。因此，对于目前的港口水运工程设计工作，应当进行合理分析，从而达到更高效高质量的完成相应的建设工作。

1、水运工程设计的含义与内容

设计人员参照对应的设计计划书，为具体付诸实践的施工工程规划出所需要运用的项目技术和相应的经济要求，拟定各个步骤如建造、安装及所需设备的制造等进行必要的规划、将数据处理后制图等技术类工作，被称之为工程设计。其中，就项目成本控制而言，这主要是在设计阶段能够通过对所使用的材料和结构形式规模进行规划控制等，影响投资过程的大部分因素也是水运工程的设计结构的一部分。这已成为控制工程造价最关键的因素。

在水运方面的工程设计中，主要包括了如施工项目的社会客观因素与自然的环境条件、水运项目工程所需要运用的相关技术、与项目建设相关采用的施工条件、在工程项目建设中所必需的投资成本与经济效益的进行对比分析等的这几个方面。应从其中分别从不同的角度，对项目建设的技术所具有的先进性和经济合理性展开论述。

水运工程的预期目的是为了实现港口船舶的顺利通航，从而安全抵达靠泊作业。而水运工程设计就是在外部环境中各种客观因素的约束作用下，为使以上目的达到，对于多种方案进行选择的过程。其中，外部环境的约束因素主要分为两种，一种是强制性约束，另一种是非强制性约束。强制性约束包括国家相关法律法规条文以及地方各级人民政府的规定要求、相关规范类文件中的有强制性要求的部分、对于港口水运工程建设在功能等方面具体的应用要求等；非强制性约束主要包括用于设计的面积、建筑物和航道的水力设计部分的形式和布局、拟建建筑物的具体位置和结构形状、在红线的部分等，一般施工条件下均受非强制性条件约束，但在特殊条件下，也可能是强制性约束。

将工程设计最终的设计图纸通过对应的施工过程转化成所需求的建筑结构实体是工程设计的最终目的，而不仅仅是完成相应的设计图纸和文字报告，从而真正实现其预期的使用功能价值。因此，在进行工程设计的过程中必须要考虑到相关条件和过程对应的施工方案的实际性和可行性。

2、港口水运工程的特点

港口水运工程由于自身条件的复杂性具有众多的特点，特点如下：

第一，港口水运工程的建设具有与其他工程项目不同的特殊性。由于不同港口的环境不同，需要建设的水运工程在地理位置、结构、形态及工程的规模大小上也具有差异性，因此，采用到的相应的技术手段也不尽相同。设计过程必须结合项目本身的特点，而不仅仅是简单地对传统经验进行套用。

第二，港口水运工程的建设周期较长。由于港口水运工程的规模大、施工难度高，所需要的配套設施设备较多且成本高，因此在设计中的规划施工各个环节相互联系，一旦某一个环节细节出现了问题和偏差，将会对整个的工程施工过程造成影响。最佳方案是选择进行阶段性的施工模式，各个单位对应其负责部分，因此会使建设周期拉长。

第三，在施工过程中所使用到的设备多且复杂。港口水运工程项目的建设施工会采用到多种设备，其中有很多是大型设备，部分设备可能需要提前定制制作，且需要在施工前做好相应的预设，这增加了工程设计部分的难度。

第四，施工过程的特殊情况多。由于整个施工周期较长，且港口的自然条件具有其复杂多变性，纵观港口航道建设，港口自然环境影响明显，如天气、气候、潮水等，设计方案容易频繁变化，导致设计难度加大。

3、港口水运工程设计的风险性

3.1 安全风险种类多，发生频率高

由于水运工程大多处在与水相关的区域之中，而水周边环境复杂，港口水运工程由于这一基本环境条件特征，在其设计与施工的过程中，存在各类的较大风险。从目前港口水运工程的实际情况来分析判断，其中的环境复杂性主要在于空间条件、垂直方向以及施工种类三个方面。由于水运工程的施工过程涉及到了海洋及海陆交接、陆地上的各个方面的施工作业，因此空间条件具有其复杂性；在整个设计施工的各个环节，包括了高空作业、深基坑作业以及地下和水下作业等在垂直方向的复杂作业；而在水运工程的施工中有包括了各种的施工作业类型，如混凝土、土石方以及软土等的路基作业，因此施工种类繁多。在进行相关的港口水运工程设计的过程中，应当充分考虑到多种的环境因素所造成的复杂性影响。因此，关于港口水运的工程项目安全风险的种类多，存在相应的较大风险，在整个建设环节体现出高风险的特点[1]。

3.2 分项工程的关联性和程序性较强

由于大多数的水运工程项目的投资力度和规模较大，因此，在具体的项目实施过程中，一般情况下包括了很多的分项工程，且各个分项工程之间具有较强的关联性和程序性，这从而导致了在进行工程设计的时候具有一个突出性的风险[2]。在进行关于水运工程的设计时，水体的自然移动规律规模是整个设计过程的基础，由于不同的分项工程之间所具有的关联性使得工程设计的风险更加增大，一旦其中的某一环节的设计细节处存在偏差和问题，将导致与其相关的环节内容也同样的出现设计性问题。

4、港口水运工程设计的基本要求和流程

4.1 工程设计者在安全设计中的责任

设计人员作为整个水运工程设计中风险防控的关键性主体，在促进整个水运工程设计风险的有效防控方面，应做到以下几项基本要求。首先，设计人员在进行实际的设计工作时，应当充分意识到工程设计对于整个工程项目的重要性，认真履行其岗位职责。然后，工程设计人员在参与设计工作之前，必须经过相应的专业技能培训并通过，从而使其具备高素质高水平的设计技能，熟练掌握与港口水运工程相关方面的设计技术要点，能够将各种资源进行合理配置。其次，应当做到与业主方密切有效的交流与沟通，使其能够全方位地了解对应工程设计中的相关安全风险和条件，以及其对应的责任问题。再次，能够针对设计完成后的方案中各个环节细节进行全方位的分析评估，从而能够及时高效地以分析评估结果为基础进行对设计施工环节细节的优化与调整。最后，在进行水运工程设计中，应当对可能出现的各种风险进行相应的信息提示，提供给整个工程主体。

4.2 安全设计的一般流程

为达到提升水运工程项目设计水平的目的，就必须遵循与安全设计所具有的设计规范和设计流程。首先是以水运工程的设计子项为依据，按照相关的施工设计标准，相关设计人员的技术水平和设计经验作为其基础，从而得到初步的港口水运工程设计方案，在确定了初步设计方案之后，由各个部门和相关人员相应的针对方案中的各个环节进行风险评估，如果通过风险识别未发现设计中存在较大设计安全风险和隐患，便可以确定为最终的工程设计方案。如果在这一过程中发现了工程的初步设计方案中存在着较大的设计风险，就必须及时的针对这一安全风险通过相关技术进行调整和改进处理，从而确定最终的设计方案。

5、BIM技术在港口水运工程设计中的应用

在二十世纪七八十年代，BIM技术的核心理念已经出现雏形，目前已经发展为结合着顶尖的计算机技术和智能化技术等，具有较强的综合型应用技术，并且广泛的应用到各个领域。其中，BIM技术也被广泛应用于港口水运工程设计的相关工作中。

5.1 BIM技术在勘测阶段的应用

在进行港口水运工程施工的前期准备阶段时，对现场条件的勘察是其中的一部分重要内容。为了使施工现场及其周围的环境地质条件更加完整和完整，进行现场研究和测量这是一条有效途径，有利于在设计环节避免由对现场了解的不够充分所产生的安全风险等问题。在对港口实地勘察中加入对BIM技术的应用，能够极大的改善了对于传统模式的地质勘测对信息获取程度的不够全面、同时勘测效率较低且精度较差等问题。同时还改善了数据收集和录入的形式，将数据制成地质图供给施工设计单位，确保了项目的前期工作准备充分[3]。

5.2 BIM技术在地形测绘阶段的应用

在整个港口水运工程中，进行初步制定和形成设计方案的阶段是地形测绘阶段。相关设计單位在将BIM技术与GPS等技术相结合，进行配合使用，比传统的绘制地形图的方法对地形测绘的质量水平以及效率等方面有了更加全面的提升。通过运用BIM技术形成三维立体的图形结构，实现了再现施工现场的实际地形情况及变化趋势，同时不断修正和完善了施工模型和方案。

5.3 BIM技术在场地设计阶段的应用

对施工现场的各个施工环节进行整体规划与设计，属于场地设计阶段。这一阶段的工作过程中，应用和分析了大量的地质地层信息结构情况，导致这一阶段工作量巨大、复杂性强。但通过对BIM技术的合理利用，能够使信息统计和运算等变得更加简单便捷[4]。此外，BIM技术的应用还能实现对关键参数和数据的统计管理、运算等，更好的适应目前机械设备智能化控制系统的发展趋势。

6、水运工程设计的市场营销

水运工程设计企业的相关设计产品属于知识类型，其中主要是由相关的可行性研究分析报告、设计方案及图纸等“软件”，以及相应的配套服务等构成，具有安全性、经济适用性、环保以及资源节约性等对于基本技术的要求，客户所关注的主要因素在于港口水运工程的设计质量及完成时间。

水运工程的设计产品为充分掌握客户的需求，应从五个层面入手。第一层面是客户的核心利益，这一层面包括了客户所需要的最基本的利益。第二层面是基本产品层面，是产品为实现客户的核心利益所出现的产品的基本形式。第三层面属于期望产品，是客户对所购买的产品给予的期望属性和条件。第四层面是关于产品的附加层面，使产品达到超出客户期望值的部分。而第五层面是产品的潜在部分，这一层面是产品最终能够转化为附加部分。

以上几大层面以一个港口的水运工程设计承包为例。第一层面是能够为客户提供船舶停泊、装卸枢纽的相关功能，这些是客户最基本所需要的核心利益；第二层面是港口所要具备的码头装卸搬运设备及储存场所等作为其运输枢纽功能所具备的条件；第三层面是客户所期望的港口设备应具有可靠安全性、经济性及环保性等；第四层面是在保证前三层面的基础上，能够为客户提供的超出其期望值的部分，如上述的建筑信息模型即BIM技术；第五层面是港口能够随着时代未来的发展而发展，即为潜在产品的层面。

在控制港口水运市场营销的风险时，要分析到各方面因素。首先应当考虑企业目前设计水平是否能够满足顾客需求，接下相应设计订单是否能进行良好的设计和把控。再要对客户进行调查，确保其信誉度。同时应当提升产品的认可度，不断提高服务质量，充分分析好客户对产品的相关要求，防止设计方案“以我为主”，尽可能多的与客户进行交流沟通，充分采集相应信息，找准客户设计意图，从而能够建立起长期有效的合作关系。随着目前市场竞争逐渐规范法治，一个设计单位的品牌效应对所招标的项目具有关键性作用。由于品牌影响力能够在无形中改变客户的主观意愿，因此企业应当具有文化竞争力。应当从企业在业内的口碑及综合评分抓起，在企业长期积累下，逐步形成企业影响力。

小结：

港口水运工程的设计工作需要在对现有的环境条件及施工条件有全面地了解分析之后展开，从而能够保障在设计方案之中呈现工程实施建设的可行性。同时再根据外部客观条件的变化对相应的设计环节进行不断完善，提出更高层面的要求，从而尽可能地规避可能产生的安全风险。施工场地的不断开发改造和港口的工程技术要求，为船舶的大规模建造和多样化提供了便利。因此，对于港口水运工程设计工作也应当与时俱进，不断地创新和发展。

参考文献：

[1]巴特.浅析水运工程项目的风险管理[J].城市建设理论研究（电子版），2016，000（011）：1717.

[2]杨静.水运工程设计市场营销风险及其控制[J].中国水运，2018，582（05）：23-25.

[3]亢保军，王頔，任耿祥，等.基于奔特力平台的水运工程勘察BIM应用研究[J].港工技术，2017，54（6）：82-86.

[4]倪寅.BIM技术在水运工程中的应用[J].水运工程，2018（4）：128-133，166.