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本文结合宣威市达开水电站实例,具体对水利水电工程的施工技术进行分析研究。宣威市达开水电站处于云南省宣威市东部的革香河下游地段,属于革香河梯级规划中的第三级水电站,上游与已建成发电的黄鹰洞水电站相衔接。达开水电站为混合式开发,电站所在的革香河为区内最低排汇基准面,坝型为黏土心墙堆石坝,最大坝高27.3m。水库正常蓄水位1592.5m,相应库容534.44×104m3,装机容量60MW,确保出力9.1MW,年平均发电量2.5517×108kW•h。另外,宣威市达开水电站的工程规模为中型,工程等别为Ⅲ,其主要建筑物有黏土心墙堆石坝、溢洪道、引水隧洞、调压井等等相关的内容,因此对于宣威市达开水电站的施工技术可以从以下方面进行操作。
2.1预应力锚固技术
预应力锚固技术在当前水利建筑工程技术中应用非常普遍,通常情况下可以分为以下几种类型:一个是混凝土预应力拉锚,另外一种是预应力岩锚。该技术不仅可以运用在工程总体结构的加固和日常维护上,同时在一些全新修建的工程方面也具有显著的优势。在具体的水利水电工程的施工过程中,运用预应力锚固技术,通常是利用其传输预应力的作用来减少和缓解施工区域的受力荷载,避免发生损坏,裂缝等其他一些不利情形,然后再利用GPS技术,能够按照项目的设计标准,实现对锚固施工的区域方向以及深度等方面的良好把握,其目的在于向建筑结构以及基岩增加预压应力,这可以有效地提高一些受力条件,加强结构稳固性的作用。在具体设计预应力锚固的阶段中,应该还要需要强调:不同水利水电工程的坝型有一定的程度的区别,因此相对于施工强度以及稳定性的标准也存在差异,所以导致其强度的分析方法也大有不同。为了保障基础结构施工的合理安全性,同时与上部结构相吻合,能够根据上部结构的规格,类型以及具体的设计标准等方面的内容,来选择对应的规定、标准。同时预应力锚固的施工角度,对于锚固的荷载、锚杆的数量也存在较大的干扰。所以,必须要全面系统的考量锚固施工的要求同具体施工场地条件来选取角度。
2.2坝体填筑技术
通常在水利水电工程的建设中,对于坝体的填筑工作最重点的方面是坝面的流程化作业。从宣威市达开水电站的实际地区以及地质情况看,可以使用这种方法。因为这种手段不但会充分的考量坝体的最大面积,同时还能确保大型机器设备可以安全进入施工现场进行操作。在具体的施工过程中,可以将大型机器设备的施工条件作为主要的标准和要求,将宽度尽量扩大,以期确保可以充分的满足大型机器设备的作业。对于坝体的浇筑,必须从实际的施工环境以及条件入手,按照填筑条件,地区气候等不同方面的条件,来明确坝体填筑的具体程序。因为在一些特殊的季节进行施工过程中,必须全面控制作业时间,最大程度地降低外部因素带来的影响。
3水利水电工程施工中的管理措施
从宣威市达开水电站的实际施工条件和环境来看,主要可以从以下方面提出一些针对性的管理措施和手段。
3.1施工质量的监督
在水利水电工程施工之前,必须安排专门的技术人才进行勘察,并对测量的结果逐步进行检查,从而确保项目开展过程的安全可靠性。依据水利水电工程的标准以及设计具体要求,从施工人员自身的水平入手,从中找到一些安全隐患和漏洞,进而制定详细可靠的治理方法。对于施工的建筑材料,在进入施工现场之前,必须经过严格的检查,同时建筑原材料应该具备质量合格证书、使用说明书等相关的内容。一旦发现任何不合格品,一律不能进入施工现场。在具体的施工过程中,必须严格的落实与执行技术责任制,在明确一道工序质量合格之后,在管理人员以及工程监理工程师协同检验之后,才能够再开展下道工序的施工工作,如果验收没有达到相关的标准的话,都需要返工重新施工或整改处理,直到符合相关的验收标准和要求。
3.2施工进度的监督
在水利水电工程的实践施工过程中,应该要严格的按照工程项目的具体工期规划,从水利工程项目的技术条件、施工能力等多方面进行综合考量,预期安排和制定详细的施工工期计划。另外,按期对施工的进度以及结果进行考核,对比已经制定的规划安排,一旦发现任何问题和情况,需要及时找出问题的根源所在,有效地解决它,同时按照实际的工程进度作出相应的调整和安排。
3.3施工费用成本的监督
水利水电工程作为大型的基础设施建设,其总体的成本费用必然非常庞大。因此需要对其进行有效的成本管理。一般情况下,可以从人力资源以及物资资源等方面着手分析。在实际的施工过程中,对于所有牵涉工程的物资采购,都必须要做好充分的调查,研究市场价格,对比不同的商家报价,从中选择综合实力较强,质量可靠,价格实惠的商家进行合作。另外,在物资的使用过程中,必须全面地考虑不同施工程序以及施工人员的需求,科学合理安排严格的标准和要求,防止出现严重的浪费和一些其他不良情况。
3.4施工安全的监督
在水利水电工程的具体施工中,应该要强化对于施工安全的投入成本,采购一批质量合格、性能齐全的安全防护设备。另外,还要按期进行安全宣传教育方面的活动,以期加深施工人员的安全意识。同时,在施工条件非常危险的地域应该设置专门的警示装置和标志牌,在进行一些危险系数较大的施工活动中,应该配置相关的安全防护设备,这在很大程度上可以避免不必要的安全事故的出现。
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2在水利水电工程施工过程中加强安全管理的监控
在水利水电工程的施工安全管理工作中,施工过程的管理和监控是过程性的。其管理的跨度大、涉及面广,时间长,同时也是管理是否有效直接接受检验的阶段,在施工过程的安全管理中,既要统筹兼顾,不留死角,又要集中力量抓好重点;既要重视施工高峰期的施工安全,又必须注意其他施工期间各个安全环节;既要严格控制关键工序安全操作规程,又要全面抓好一般工序施工的安全要求;既要抓好关键部位施工对象的施工安全,又要保证全部施工对象的安全生产。综上所述,针对水利水电工程施工管理建设主要体现在以下等几个方面:(1)抓住施工作业流程中的重点施工对象及关键施工,确保其质量符合安全生产。(2)针对现场施工作业情况进行安全管理分析。(3)对整个水利水电工程建设施工人员要灌输其安全生产的重要意义。(4)加强建立完善的安全管理机制,确保水利水电工程的安全管理落实到各个环节中。水利水电工程的施工十分复杂,主要包括了土建、给排水和电气安装等诸多工种。在施工的过程中,一旦某一工种只顾及自身工作,肯定会影响其他工种所进行的施工,且本工种之工作也很难落实好,所以在工作中需要技术人员的协调配合以及全方位的安全管理,所以在积极探索标准化、规范化安全文明施工管理的基础上,加强本施工企业的水利水电工程的建设是非常必要且行之有效的。加强水利施工的管理,建立完善的管理机制。
3加强水利水电工程施工管理机制的有效建立
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2.1缺乏高素质的施工团队
水利水电工程由于其自身的特殊性,因此需要大量的高素质、专业性强的施工人员。施工人员自身的素质是影响水利水电工程施工质量因素之一。但是目前我国水利水电工程施工建设都达不到标准。水利水电工程施工人员大多普遍存在专业知识水平不高、专业技能较低的情况,对质量、安全缺乏足够的认识。
2.2缺乏完善的监理制度
水利水电工程施工管理的影响因素还包括工程管理人员,对施工质量管理起着决定性的因素主要包括管理人员的专业技能、施工现场管理以及管理人员的管理能力等。由于大部分的管理人员的专业知识和专业技术达不到标准,因此对工程的施工进度、质量以及成本的控制不能运用有效的处理方式,同时由于缺乏合理、有效的管理制度,无法对施工现场进行有效的管理和预防,对于突发性问题不能及时进行处理。此外,还缺乏健全的监理体系,对施工过程进行监理时,不能按照相关规范和标准对其进行检验,从而降低了水利水电工程的质量。
2.3前期准备工作不足
在水利水电工程施工前,应该对施工现场进行实地勘探,并且还要结合实际的工程情况进行合理规划。由于缺乏足够的建设经费以及在进行实际调查之前存在各种因素的影响,对实际的施工现场分析只能通过原有的资料进行分析,但是该方式会对施工准备工作造成一定的影响,从而导致施工质量得不到保证。
3强化水利水电施工管理质量的途径
3.1提高施工人员整体素质的质量管理
对于施工技术和施工水平较低的人员,我们可以对其进行专业的知识培训,促进施工人员的专业技能和专业素质的提高,让施工人员能够熟练地掌握在水利水电工程中所需要的施工技术以及施工工艺,提高施工人员的安全意识和职业道德水平。同时,还需要对施工监理人员进行培训,加强施工监理人员的专业技术水平和管理水平的提高,对施工工程质量的提高做出重要的贡献。
3.2加强施工进度管理
施工进度实际就是对水利水电工程进行合理的规划,而施工进度管理就是要根据施工项目的时间制定工程的施工计划。该计划主要包括年度、季度、每个月甚至到每一周的施工计划,该计划主要用网络图进行表示,经由上级领导批准后,对外公布。在施工过程中,其他一切施工以及调度都需要按照标准执行,同时还要利用这个规划表制定相应的资源设备使用计划,并且该计划还要实现企业人力、物力资源达到最优配置,例如,根据这个表我们可以对这一周或者这个月需要的施工人员、施工材料、机械设备以及项目资金进行合理的规划。在规划制定好后,进行详细的记录,并且与平时的施工进度进行比较,看其是否存在需要修改的地方。如果存在施工进度过慢的情况,对其出现问题的原因进行分析总结并制定出相应的改进措施,例如可以改善施工方案等,从而将施工制度进行合理的优化设计,促进水利水电工程施工质量的提高。
3.3加强施工成本管理
大型的水利水电工程在进行建设时,国家的投资份额占据总额的大部分比例,因此,对成本进行科学合理的管理,就是在一定的程度上避免国家遭受不必要的损失。因此,要做好施工成本的管理,应该从以下两个方面进行:
(1)结合企业实际的财力状况以及施工中涉及到的方方面面,对人力、物力以及资金进行合理的优化配置。并且结合施工的实际情况,计算和制定出操作性较强的成本定额。在施工过程中要严格按照制定的成本预算进行施工建设。例如,在对施工材料进行采购时,要仔细对实际施工中所需的材料进行计算,避免出现采购过多出现浪费严重的现象。
(2)可以实行内部承包的制度,由施工团队内部人员进行施工,由施工人员自己进行成本、资源等方面的核算、管理,实现资源的优化配置。
3.4加强对施工人员进行管理
水利水电工程想要顺利完工,施工人员是不可缺少的重要条件,同时施工人人员素质的高低是影响施工质量好坏的重要因素之一。水利水电工程在进行施工之前,需要对施工人员进行筛选,对于有丰富的施工经验、过硬的专业知识或者专业技术的人员,可以让其在施工队伍中担任领导的角色。同时,还要制定科学合理的绩效考核制度以及奖惩制度,从而调动员工工作的积极性,提高员工的责任意识。
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2.1根据工程特点科学确定项目组织结构模式水利水电项目工程在实施的过程中,包含了水电站工程、水库工程等,这些项目在实施的过程中,还会涉及到土方的开挖、坝体填筑等多种建筑类型的工程。这些项目交织在一起,就会造成技术复杂,工序相互交叉的问题出现。当施工范围不断扩展的时候,就需要建立跨行业的企业与企业间联合承包工程,以项目管理组成方式,实现对工程施工的有效管理。
2.2健全项目施工管理机制水利水电工程实施过程中,所涉及到的施工量比较庞大,容易受到自然环境因素的影响,并且是由国家财政来对其实施长期的投资与管理,工程项目在实施的过程中,所耗费的时间较长,其工程质量的好坏,也直接决定着国家防洪工作和投资效益的正常发挥。企业要制订操作性强的项目管理目标责任书,以职能部门为依托,深入工地监督检查,使项目管理的各项责任目标始终处于受控状态。一个中型左右的水利水电工程国家投资动辄数百上千万元,仅靠完工终结性评价,必将加大项目管理的风险。所以要建立科学合理的项目管理考核评价制度,把项目考核评价作为项目管理新的起点,树立持续改进的思想观念,促进项目管理的规范化。
2.3全面做好员工培训工作施工管理过程中,要做到以人为本,工程项目负责人,应该全面负责做到对员工的教育培训工作。在培训过程中,需要做到有层次、有针对性,做到对内容重点的有效突出。不断提升全体员工的操作技能、安全意识及施工进度的强化意识。教育培训工作并不是一劳永逸的,而是一项基础性质的工作,需要在实施过程中花费大量的时间与精力。
2.4统筹兼顾、保证施工管理的有效实施水利水电工程项目实施过程中,需要对施工技术质量管理工作做到有效认识,保证在项目实施过程中,能够有序合理地进行。对于施工技术的管理来说,在不同时期的施工阶段,所存在的内容也有着很大程度的不同。因此在施工管理中,需要在解决技术问题的基础上,做到统筹兼顾,做好项目施工管理工作。另外技术管理应贯彻施工管理的全过程,随时协调各阶段施工作业之间在空间布置与时间安排的关系。水利水电工程在实施过程中,还需要做到对新技术、新材料及新型工艺的有效应用,只有这样,才能够响应时展的需求,同时为未来的科学发展奠定重要的基础。
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2.1建立健全项目规章制度
科学的规章制度是提高水电工程建设效率的基本手段,而在当今水电工程项目管理中却缺乏全面性、科学性,首要的任务是做好水电工程项目管理的规章制度。首先,要从项目管理内部机构的职能设置进行管理,加强各个部门的管理力度;其次,加强对工程项目招投标程序的管理,要建立招投标程序的规范化、程序化、透明化,建立对招投标程序的评标、定标的监督部门,从各个角度来完善工程项目的规章制度,确保工程实施有章可循;最后,在强化内部管理制度的同时,要多引进一些先进企业的项目管理经验,通过这种方式可以增加企业内部管理的经验,避免发生“闭门造车”的现象,要将眼光看远,这样才有利于水电工程项目的建设。2.2加强水电工程施工现场质量管理水电工程施工现场管理关系到施工的质量,是不容疏忽的,水电工程不是企业更不是个人的工程,是为提高人们的生活质量,提高社会发展所建设的国家工程,因此,水电工程施工现场的管理工作也担起为群众服务的责任。首先,要建立健全的施工现场质量管理体制,如施工单位保障的控制、施工标准的控制、政府质量监督的控制、监理单位监督的控制等,以此来提高水电工程整体的施工质量。其次,要不断的完善管理制度,科技在进步,人们的生活水平也在提高,对水电的需求也有着明显的提升,也为水电监督管理部门迎来更大的挑战,因此,监督管理部门必须做好各项因素的调查分析工作,如发现不足的地方要及时改正,发现落后的环节要及时提高,做好管理制度的科学化、合理化,同时,应保证充足的工程质量监督的经费,这样质量监督工作才能发挥最佳的监督管理水平,确保水电工程的质量。
2.3加强水电工程施工现场的安全管理
安全管理在水电工程施工中占有重要的地位,对工程施工现场的员工做好安全的工作,要本着“安全第一”的施工原则开展工程建设。首先,要对原有的安全管理体制进行完善,加强安全监督,开展对安全事故的分析和预控的能力,要将安全隐患扼杀在萌芽中。其次,监督部门应加强对现场的安全检查和管理的工作,对施工人员的技术水平、操作能力等综合能力进行考核,同时还要做好对施工现场材料、器材、设备的检查工作,确保施工管理的效果。最后,要结合安全法对员工违法的施工行为进行约束和处罚,提高员工法律意识、安全意识,以此来确保员工安全管理的自觉性,全面的提高水电工程施工的安全管理水平,促进水电工程的良好实施。
2.4对水电工程开工和验收的管理
水电工程项目的开工管理工作,是需要对项目法人、机构等权限审批的管理,工程开工前需要向相关部门提供开工申请,授权审批后才可以正常开工。当然,在项目工程开工前,相关的管理部门必须做好施工前的准备工作,要对施工的每一个环节进行记录,为后续工程验收工作提供可靠的依据。另外在对工程进行验收时,监督部门要严格的执行质量管理,将工程的施工情况与设计初的情况进行核对,一旦发现哪个环节出现问题,需及时进行修改,如果在不影响质量的情况下,可以召集各个相关部门对开工设计进行调整,这需要让监管部门了解实际的情况,管理工作不仅要对水电工程的质量、安全进行管理,同时还具备高度的责任感,要对国家、对群众的责任。
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(2)及时与设计、施工、设备、原材料供应等单位沟通,以保障施工出现困难、原材料短缺等问题可以及时解决。
(3)施工前办理好要求的法律手续和市政配套工程。保持与管理部门的良好关系,出现问题及时沟通,使工程项目顺利进行。[3]
二、成本管理
成本管理的任务就是在施工进度及施工质量得到保障的大前提下,充分利用管理方式、经济手段、有关政策等使工程项目花费达到尽可能的低,提高企业效益。项目的整个过程(包括项目策划、招标、设计,施工、验收)都可以而且需要实施成本控制。成本管理整个流程包括成本的估算、成本的控制、成本核算、成本分析和成本考核。[4]
1.成本管理目标和原则
成本估算是成本管理流程的开始,为具体的成本管理实施提供依据和目标。所以,成本估算在降低工程成本、提高项目经济效益和成本管理的合理性方面起着巨大的作用。加强项目的成本管理,首先必须重视成本估算,依据项目的施工条件、施工设备、人力等对项目的成本进行合理估算。成本管理的目的是科学利用人力、物力、财力,减少支出,增加收益。因此,成本管理要综合考虑成本、效益以及员工的人性化管理等原则。[5]
2.成本控制的方法
控制和降低项目成本的手段和方法多种多样,其主要有以下几种手段和措施:
(1)明确责任人。确定相关的组织管理机构和人员,首先需确定项目经理部的管理机制和人员组成。作为项目工程管理机构的项目经理部,作为企业聘请和任命的组织,需要对项目的收益负责,当然也需要协调好项目经理部的责任、义务以及权力的关系。其次要确定成本控制的责任及目标,做到成本控制责任到人。
(2)采用新技术。科学技术是第一生产力,采用先进的科学技术可以显著提高生产效率和降低生产成本。因此水利水电项目施工中可以采取一定的新技术来控制成本。施工前和施工中积极采用新技术、新工艺、新材料等对施工中的技术方案做一定的技术和经济方面的分析,找到技术上和成本控制方面的平衡点,从而达到成本控制的要求。
(3)控制各种开支。项目建设中工人工资、水利水电原材料费用、施工设备等费在项目整个开支中占了很大的比例。因此,可以在经济上采取一定措施减少不必要的各种费用开支,从而达到成本控制的目的。
(4)质量是水利水电的生命,也是水利水电企业的生命。质量不过关的水利水电需要返工重修,这样就大大提高了施工成本。因此,在项目施工过程中应该配备专人严控质量关,做到一次成型,一次过关,这样不仅可以大大提高施工效率、缩短工期,还可以简约成本。
(5)强化合同管理。企业可以从合同中获得更多的建设资金以及减少支出,因此,合同管理在减少项目成本、提高项目效益方面也具有重大的作用。
三、安全管理
近年来,各地施工事故频繁发生,对水利水电施工的进行造成极大的阻碍及对施工人员造成心理恐慌,危害到他们的人身安全。工事故的发生有其偶然性,然而主要还是因为管理上的问题,如管理的不科学、不重视、不到位造成的。要避免安全事故的发生,需要有关人员认真思考、找出目前安全管理上存在的漏洞,认真分析提出具体、可行的解决方案,方能有效减少项目施工中安全事故的发生,保障施工的正常开展及施工工人的人身安全。施工部门加强安全管理的主要措施有两点。
1.提高水利水电工程从业人员素质
从业人员专业素质问题是水利水电施工安全管理中的一个重要但常被忽视的问题。从业人员素质不单单决定着其自身在施工中的安全,同时极大程度上影响着水利水电的质量以及施工进度。因此,加强教育、提升从业人员相关素质对减少和解决安全管理问题起着不可替代的作用。对从业人员的培训包括两方面:第一是对施工人员进行施工技能以及安全事故应对技能的培训。其包括施工的专业操作技术,设备的准确使用,安全施工的意识培养,基本的事故防范及处理技术,逃生技能等。第二是对安全管理人员的培训,因为安全管理人员担负着水利水电施工的安全工作,此岗位工作需要坚实的理论以及必要的技能和丰富的经验。例如熟悉有关的法律法规知识、安全作业理论及其实践等。提高从业人员的综合素质,水利水电施工安全问题才能得到很好的解决。
2.完善安全保障设施
因为施工场地环境十分恶劣,所以,水利水电施工中的安全措施、设备必须完备有效,水利水电施工企业需要定期检查、维护设备仪器的运行情况,加强防范,做到及时消除隐患,确保施工的人身安全,使得安全管理工作富有成效。
四、质量控制
水利水电工程项目质量控制是为了保障水利水电工程施工质量达到或超过水利水电方面政府部门的相关标准、规范和项目合同的要求而采取的方法、措施等。水利水电工程项目的质量控制要按照客户的需要,从设计到施工等整个过程都要采取相关措施为客户提供高质量服务。
1.水利水电工程施工质量影响因素
(1)水利水电工程的设计和规划是影响其施工质量的源头。
(2)水利水电工程的施工情况是影响施工质量的直接因素。
(3)监理单位权利受限和不作为。
(4)相关工作人员的业务和综合素质。
(5)施工的设备和工艺。
2.提高水利水电工程质量的措施
(1)强化工作责任制。加强水利水电工程项目具体的责任制有利于达到和实现水利水电工程项目预定指标,使水利水电工程项目按时、按质完成。水利水电工程施工项目是系统工程,其涉及各方面的公司和个人,包含了各种承包关系。按照“谁承包,谁负责”的原则,将总的质量要求逐级分解落实到实处。使每个部分、每个单位甚至每个人都有具体的责任,且针对每个具体工程的施工和技术的难易,考虑水利水电工程施工人员的技术熟练程度及业务素质,明确质量管理及监控具体措施。详细规划书面交底及写出具体的质量,所有参与人员要交底自己的真实技术水平,使其具有明确的目标、分明的职责。将工程项目的管理系统化、规范化。
(2)设计单位的质量控制。设计是水利水电建设的先决条件,科学有效的设计是水利水电建设质量得以保证的前提。设计单位设计制定设计方案时应充分考虑统一性、综合性、合理性,与当地适应,建设要配套等原则。做到科学而又舒适,安全且不失美观。为了确保满足上述的要求,需对设计单位和设计方案进行辨别、审查:对设计单位进行摸底,准确了解其资质、实力和信誉等;组织力量对设计方案进行全面分析和审查。
(3)监理单位的质量控制。执行监理制是学习国际社会先进经验提高水利水电项目质量的有力方法。然而受诸多因素影响,监理单位常常不受欢迎,监理的工作不被充分认可,这些都导致监理无法很好地发挥其应有的责任及作用。为使项目高质量实施,水利水电工程项目企业应该做好如下几个方面的措施:严格审查监理单位,审慎进行选择;明确规定监理单位的质量控制工作;赋予监理相应的权力。
(4)施工单位的质量控制。进行施工单位的招标前要对所有投标单位的资质进行审查,达到国家要求的施工单位才能参加竞标。并且需要组织行业专家认真分析标书。将各单位的施工成本、公司能力、施工信誉及其方案的可实行性等进行综合考虑。业主单位还需做好下面几个工作:复核施工单位的材料;采取科学方法切实做好质量检查工作,做到责任明确;协调好施工单位和其他单位的交叉工作;分部、分项隐蔽工程组织验收;撰写质量检查报告。
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项目管理者应在项目开工伊始,从项目实际出发,建立健全合同管理、技术管理、物资采购、生产技术、质量安全等各项管理制度,从风险识别、风险评价、风险响应、风险控制等环节入手,组建工程变更管理团队,形成领导重视、责任部门负责、商务小组指导、项目人员落实的商务管理团队。“商务工作协调小组”应由经验丰富人员担任,加强对施工项目的变更工作指导。个别商务问题突出的项目,上级部门应现场蹲点、集中编报变更索赔文件。在实际操作方面,明确责任,按周、按节点下达变更工作任务,明确要求,变更工作及时办理不可积压,加大过程跟踪,减少不必要的损失和资金压力。建立商务考核机制,实行奖励。定期进行一次工作任务布置,对任务、问题、分工、完成时间、标准等进行沟通、讨论和安排。根据变更工作任务和存在的困难、问题,定期交流和调整,按期考核及时兑现,加大激励措施,最大限度的调动商务工作者的积极性,让其发挥最大潜能,激发其敏锐的洞察力,发现变更项目和最佳处理时机。
3.确保履约,为项目创造良好的变更环境
项目经理是商务管理、工程变更的第一责任人,是推动者、策划者和实施者,要做好商务变更工作,必须确保项目良好履约。只有从质量、安全、进度及成本等各方面综合考虑,群策群力、艰苦奋斗,所有合同节点目标按期或提前完成,才能得到业主、监理等的一致认可和高度评价,只有给业主交上了满意的答卷,才能从战略上赢得机遇。才能更好地与业主商谈变更补偿工作。
4.以技术管理为先导,向技术要效益
合同签订后,管理者应详细研究合同条款,将投标报价情况向相关管理人员、成本管控部门进行交底。从事件一开始就收集各类资料,包括招标文件、施工图纸、设计通知、指令、联系单、报批的施工方案、工程量计算书及签证、变更建议书、单价分析表等。各种资料按照规定形式编写、整理,按照合同条款规定的时间上报,尊重事实证据充分,要计算准确图表清晰,要取得各方签证盖章等,以严格严肃合同变更基础资料。重视施工方案的编制和上报,认真研究施工图纸和招标工程量,领会设计意图,其目的是有效指导施工和利于单价编制。施工方案编制前,先组织施工人员、合同人员进行讨论,专人编写再行审查,突出实用性和合同性,特别对施工程序、施工方法必须按照中标单价分析表或定额子目进行编写,便于采用中标单价或新单价编制。对找出的每个单项工程进行技术经济方案比较,分析技术的可行性及经济的合理性,优化设计方案,合理配置资源,坚持技术创新,应用新工艺、新技术、优化施工方案来降低施工难度,制定节约和综合利用资源的目标和措施,降低成本,提高经济效益。特别是一些BT项目或PC项目,应在设计阶段提前介入,科学论证优化方案,与设计单位、业主单位充分沟通,提前做好项目的前期策划工作,研究方案、梳理工程量,并为后期的优化和变更埋下伏笔,为成本控制打下良好的基础。
5.良好的沟通,是变更效果事半功倍的基石
和谐的氛围是解决问题的前提,项目工作重在沟通。为了争取利益最大化,必须长期坚持多层次多角度的沟通,加强与设计单位的联系沟通,结合施工难易程度、中标单价高低、质量风险和进度要求等因素,认真进行设计图纸会审,对个别设计方案进行优化调整,争取设计同意;注重和业主、监理单位的沟通,通过多层沟通上下互动,形成共鸣。变更文件上报前应先与现场业主、设计、监理沟通上报资料的方式方法,上报后沟通商谈批复费用的合理性。从工程质量和安全性的出发,站在业主的角度,找准双方关注点,提供方案可行、易接受、质量有保证、费用可控的优化方案,以赢得业主的信赖;注重和兄弟企业的沟通,对共性问题争取形成合力,共同解决。
6.组织变更工作培训
项目管理无止境,要提升工程变更的能力,除应认真研究合同、吃透合同,以合同为准则开展工作外,对过程变更,应做好基础数据的完整性,及时与业主、监理等相关方多沟通,切实维护自身的利益外,要注重商务管理人员的业务素质水平提高,利用各种机会进行培训,加强商务知识及法律法规的学习,努力提高项目商务管理的质量,根据商务工作需要,从工程量计算、施工方案编制、定额、单价编制、变更建议书编制、基础资料、合同谈判、结算等环节进行培训,以引导全员参与和提高业务知识。从施工条件的变化、质量控制标准提高、赶工要求、地质、水文条件变化,路径变化,施工场地条件变化等方面提出变更项目,重新编制施工方案,引起施工程序和方法变化、资源跟着变化,单价组成也发生了变化。
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材料物资的根据不同的供应方式结算及价差的调整存在很多区别,现就两种不同供应方式的结算及价差调整存在的利弊进行分析。
1.业主统供方式
业主统一供应材料物资一般按照工程承包合同中明确的结算固定价格,按照实际的供应量进行结算(或在进度结算报表中扣除)。材料的价差均有业主承担,在核算的基础上由业主直接支付给材料供应商。一般按照工程进度计划测算的材料用量进行供应,工程完工后准确的计算出材料总量,予以调整。缺点:水利水电工程材料物资用量大、供应周期长,业主为节省工程投资在明确材料价格基本低于市场价,给承包人一定倒卖空间。双方最终在材料用量核算上易产生陈皮现象。目前水利水电工程材料用量按照投标水平的单耗进行核算,但额定单耗与实际的消耗存在差异,此两种消耗本身存在差异。此环节也是材料管理重点环节,如何能控制材料的供应量,减少或杜绝材料的倒卖现象是做好材料物资管理的核心问题。
2.承包人自购方式
承包人自购方式的材料结算,一般由承包人按照材料采购供应合同向承包商进行结算。此种方式材料物资管理的重点是价差的计算。水利水电工程一般周期较长,建设期材料的价格波动风险较大,一般在工程承包合同中约定价格波动的调整方式(超过一定的风险幅度给予调整)。缺点:材料的价差计算是一项复杂的工作,收集资料多、核算、统计工作量大,双方往往在价差调整计算过程中存在很多不确定的因素,易产生扯皮。建议双方同期收集采购及供应期每批次供应量及采购价格资料,在双方都认可调差数据、资料的基础上,按照合同约定的价差调整方式计算材料价差,减少扯皮,促进材料物资的管理水平。
三、水利水电工程材料物资管理的建议
结合水利水电工程材料物资供应方式、采购、结算及价差调整的利弊分析,为更有效的做好水利水电工程材料物资的管理。建议由发包人对材料的供应市场进行调研,并锁定质量好的几家单位,由承包人自行对材料进行采购,承包人签订的采购合同由发包人备案,每批次采购资料由发包人、承包人、供应商三方共同存档、及时掌握变化数据,为后期的材料结算及价差调整准备完善的资料。一方面发包人从材料的来源、质量、材料的价格市场变动等方面有了主动控制权,另一方面材料的采购、供应、运输、仓储等环节风险均由承包人承担。结算及价差调整也减少扯皮现象。
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2.黔西县附廓水库总承包精细化管理措施
2.1成本控制精细化管理工程总承包项目的成本费用由施工费用、直接设备材料费用、分包合同费用、院本部费用、调试开车服务费用、其他费用等组成。工程先进行成本费用分解分析,控制好工程投资,抓住工程利润增长点。成本精细化管理手段如下:
2.1.1组织措施控制工程成本首先要明确项目经理部的机构设置与人员配备,明确处、项目经理部、公司或施工队之间职权关系的划分。项目经理部是作业管理班子,是企业法人指定项目经理做他的代表人管理项目的工作班子,项目建成后即行解体,所以它不是一个经济实体,应对整体利益负责任,同理应协调好公司与公司之间的责、权、利的关系。
2.1.2技术措施控制工程成本采取技术措施是在施工阶段充分发挥技术人员的主观能动性,对标书中主要技术方案作必要的技术经济论证,以寻求较为经济可靠的方案,从而降低工程成本,包括采用新材料、新技术、新工艺节约能耗,提高机械化操作等。
2.1.3经济措施控制工程成本要严格控制人工费,从用工数量控制,有针对性地减少或缩短某些工序的工日消耗量,从而达到降低工日消耗、控制工程成本的目的。材料费直接影响工程成本和经济效益。一般作法是要按量、价分离的原则,主要做好材料用量、材料价格、机械费用三方面的工作。
2.1.4加强质量管理,控制返工率加强施工工序的质量自检和管理工作真正贯彻到整个过程中,采取防范措施,消除治理通病,做到工程一次成型,一次合格,杜绝返工现象的发生,避免造成因不必要的人、财、物等大量的投入而加大工程成本。
2.1.5加强合同管理,控制工程成本合同管理是施工企业管理的重要内容,也是降低工程成本,提高经济效益的有效途径。项目施工合同管理的时间范围应从合同谈判开始,至保修日结束止,尤其加强施工过程中的合同管理。成本预测为成本确立行为目标,成本控制才有针对性,成本控制与成本预测相辅相成。
2.2质量控制精细化管理根据该水库项目管理活动特点,以时间为依托,用WBS工作分解方法,将项目管理目标分解为2.个层次:即第一层次,工程总承包管理总目标;第二层次,以时段划分的项目策划和决策、方案设计、施工准备、工程实施、验收、项目后评价等;第三个层次为具体的项目管理活动。对跨时段、多层次的复杂项目管理系统引入层次分析法,将项目管理目标系统按层次建立多级递阶结构模型。
2.3进度控制精细化管理建立项目分解结构图、进行资源配置和采购管理、建立项目网络进度计划,跟踪项目进展情况,及时发现进度偏差,分析偏差产生原因,合理优化和调整进度计划及资源配置,从而最终保证项目进度得以实现。
2.3.1确认项目结构分解图(WBS)根据项目的工作分解结构(WBS),将项目的工作范围从大到小进行分解,直至可操作的工作单元;也可以将组织机构逐级进行分解(OBS),形成最基层的组织单元,并将每一工作单元落实到相应的组织单元去完成。
2.3.2确认各项目流水作业根据项目的特性、项目的结构分解图(WBS),合理确定项目所包含的工作内容施工方案和确认对进度影响最大的项目,合理组织各主要施工子项目之间的流水作业,以最大限度实现资源(人、机械设备和材料)配置的合理性,保证合理地实现项目的进度和成本的控制。
2.3.2.绘制总进度网络图和资源配置计划合理估算各项目工作内容所需消耗的时间和资源,确定各工作内容之间的工艺和组织逻辑关系,编制工程总进度网络图和分项目的详细子进度网络图,编制出相应的资源需求量进度计划,材料供应、采购、运输计划等,从而实现了整个项目动态的计划和控制。
2.4项目安全精细化管理项目安全精细化是指对施工项目安全生产进行计划、组织、指挥、协调和监控的一系列活动,从而保证施工中的人身安全、设备安全、财产安全和适宜的施工环境。从事故发生的过程看,要想不发生事故,只有针对事故构成的人、物、环境和管理体系4个要素采取有效管理措施,消除潜在的危险因素,并使人不发生误判断、误操作。制订各项制度、进行安全教育、开展安全检查、编制安全措施计划等,把事故隐患消除在萌芽状态,是安全动态管理的重要任务之一,是项目安全控制的重点。根据本工程特点,分析可能的安全影响因素,侧重在以下方面制定技术保证措施,并严格执行,杜绝安全事故的发生。
2.5风险的控制精细化管理对工程整个建设过程的目标系统根据进度、质量和投资三方面在项目建设的整个过程内进行系统化的分析,找出影响三大目标实现的风险因素,对其风险存在的大小进行分析,在工程进展的各阶段向业主提出风险预警报告,并向业主提出规避风险的策划方案。
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在水电工程施工系统中,想要合理应用BIM技术,便需要在工程施工前期,对所有安全规则进行检查,并对工程设计进行模拟评估。在传统的安全评估体系中,需要很多个领域内的相关专家共同参与,不仅浪费时间与资金,错误率也相对较高,而利用BIM技术进行模拟评估,便能够运用自动化的接口,使模拟评估更加快速,得出的信息可靠性也更高[3]。水利水电工程施工中,进行评估的主要依据便是安全评价体系,而评价体系的准确与否则会直接对评估结果科学性的高低产生影响,因此,在处理复杂问题时,一定要以相关的法律法规为依据,并结合相关专家的专业意见,以得出更为准确科学的结论。而以BIM技术为基础的施工安全评价指标受多种因素的共同影响,主要包括:人为因素,涵盖员工素质、安全教育、安全宣传等;设备因素,涵盖设备管理、设备数量、设备状态等;安全管理因素,涵盖现场指导、安全检查监控、安全规划等;环境因素,涵盖项目难度、施工环境等。
3以BIM技术为基础的施工安全评估算法
当前,国内外的相关领域对施工安全评估的研究都已经相对成熟,在评估方法方面,也更加多元化,现阶段主要的评估方法主要有以下四种:第一,层次分析法,简称AHP,是一种讲定性分析与定量分析科学结合的分析方法,能够利用数量的形式将人的主观判断表达出来;第二,模糊综合评价法,主要运用的原理是模糊关系合成,利用模糊矩阵对定量进行运算的方法,对科研成果进行描述;第三,灰色关联度分析法,可以将其定义为半定量办定性描述方法,主要以灰色系统理论为基础;第四,神经网络分析法,该方法能够讲知识系统科学的在整个系统内部进行分布,还具备自适应性等特点,可以运用补充学习样本的方法,充分结合新旧知识,完成系统安全的动态评价[4]。
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1.2工程质量监管意识不强
小型水利水电工程的质量建设监督管理问题一直以来都没有收到足够的重视,一方面由于业主本身就是行业职能部门,在建设质量的管理方面缺乏必要的监督与控制;另一方面由于规模小、项目小,技术标准低,很多施工技术都沿用以往的技术路线,施工难度较小,在这种思想指导下,对于工程质量缺乏管理,放任自留。有的小型工程在项目资金投入方面可能只有几万元,甚至更小,有的管理者认为不需要花费更多的人力和无力对其进行管理,所以在相关的质量要求方面没有足够的重视,有的新老堤接口质量不过关,遇到洪水便发生决口,造成人员伤亡和巨大的经济损失,这将不仅仅是几万元的损失。另外,有的地区进行小型水利水电工程建设是为了完成建设目的,急于用工程显示业绩,因此为了追赶工期而不顾工程质量,这些问题的积累,必然导致小型水利水电工程质量无法得到有效保证。
1.3缺乏健全的监督体制
小型水利水电工程通常都分布在地、县级地区,无论是从监督机构的建设,还是从监督体制的方面来说,都不够完善,由于地区偏远、经济发展缓慢,甚至很多地区甚至没有检验设备和检验室,在工程的验收方面也仅仅是走过场,根据经验和上级的重视程度来判断工程是否合格。在工程施工过程中没有有效的监督管理,工程验收走过场,工程的质量必然无法得到保证。
1.4施工人员队伍综合素质有限
由于工程规模小,项目资金投入少,在施工队伍的招聘时会受到一定的影响,很多具有较强专业技能的人员不愿加入。而现有的施工人员队伍中,专业人员缺乏,很多施工人员都是未经过严格培训的农民工,缺乏施工的经验和专业技术。同时也缺乏质量检验人员和必要的监理人员,在这种情况下,工程的任何一道工序都可能出现问题,工程整体的施工质量也就无从谈起。
2加强小型水利水电工程建设质量监督管理的思考
2.1加强质量监督机构的建设
根据我国现行的关于水利水电工程质量管理的先关规定,对于小型水利水电工程的施工管理必须要构建相应的管理机构和管理队伍,对于辖区内的水利水电工程进行有效的管理。水利工程质量监督站是当前地、县级地区进行水利水电工程管理的主要机构,其行驶的是行政部门的行政职能。在实际的工作中,可以根据相关工作需需要,调拨相关的管理人员,并且列入到公务员的行列,将监管站的运行投入列入到政府拨款的行列中,从管理人员和运行经费上给予足够的保证,只有这样,才能确保监督机构的有效运行。与此同时,要不断加强对监督机构的运行管理,确保监督机构在日常工作中做到权责明确,利用垂直管理体制对监督站的工作进行管理,避免同体监督的现象出现。只有从机构建设方面不断加强,才能为小型水利水电工程建设质量的监督管理工作提供必须要的保证。
2.2促进监督管理依据的完善
根据我国现行的《水利工程质量监督管理规定》中的相关规定,对于水利水电工程的监督机构主要有三个级别的划分,其中并不能包含县级机构,这也是造成小型水利水电工程建设质量监督管理不够完善的一个重要因素。因此,要在管理依据方面给予小型水利水电工程质量监管机构足够的依据,在工作职责、工作方法和工作内容方面都进行明确的规范,才能为实际的管理工作提供必要的依据。针对小型水利水电工程的特点,制定相应的质量管理管理和评价的标准,在现有的管理工作中充分体现质量管理监督的权威性,确保各项监督管理工作做到有法可依、有章可循,才能促进各项监督管理工作的有效开展,才能有效保证小型水利水电工程的建设质量。
2.3小型水利水电工程实行监理制
由于小型水利水电工程不便于招标,又无监理公司接入,监理员又不能以个人身份接入工程管理,但工程不能没有监理人员管理,这样工程管理和监理制相关规定相矛盾,建议应从相关部门抽调具有一定学历和工作实践经验的国家正式人员,进行培训和考核,合格者相关部门发监理员证,归属于市、县(区)水利水电工程建设质量站管理,这样即符合相关规定,也便于工程管理。小型水利水电工程建设与大、中型水利水电工程建设管理相对应,监理员与业主不是上下级行政管理关系,是委托与被委托关系,为了避免行政对监理人员干预,市、县(区)监理人员可交叉监管工程,监理员与业主和质量站鉴定委托合同,用责任、奖罚合同等约束监理员,监理员依照相关法规、工程规范对工程项目质量管理,行使监理工程师在大中型工程的权利和责任,这样各方责、权、利明确,理顺了小型工程建设管理渠道和相关程序。
2.4加强人员素质建设
在人员素质建设方面主要应当包括两个方面:第一是监管人员队伍的素质建设。当前从事小型水利水电工程质量监督管理工作的人员队伍中,缺乏专业的设计人员和质量检验人员,因此对于工程的结构设计是否合理、工程材料是否科学、工程质量是否合格等问题始终无法得到有效的管理,这对于工程质量也会产生严重的影响。有一部分监督管理人员仅仅是为了完成上级的工作任务,自身的专业知识十分缺乏,对于水利水电相关的机电专业、地质专业等知识更是十分匮乏,而这些并不是通过简单的培训就能实现的。针对这些问题,一方面要加强对人员的选聘,选择优秀的人员加入到质量监管的队伍中,另一方面要不断对现有的人员队伍进行培训,不断更新人员的知识体系和专业技能,做到与工程施工技术的发展相适应,才能保证监管工作的有序进行。第二是施工队伍的人员素质建设。在选择施工队伍时,要对其资质进行严格审查,选择优质的施工队伍进行水利水电工程的施工,对于施工队伍中专业技能不达标的人员,坚决不予录用。同时在施工队伍中配备相应的技术工程师和监理人员等管理岗位,对工程的每一道工序都进行严格的管理,才能保证整个工程的施工质量。
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中国,作为一个地形地质复杂(几乎包括世界所有种类的地形地质)。同样中国也是一个灾难重重的国度——自然灾害频频发生,如旱、涝、泥石流、地震等。人类发展的历史也是人类改造自然的历史。
实现资源的最优配置是我们共同的愿望。此时同时,神州大地将崛起体现人类意志的标志性上午建筑。随着人类对资源的无限需求,作为属水电工程建设的每一个人都是一种挑战(自然、地形、地质、气候更加的复杂,交通不便,将付出更大的代价)。然而,我们有信心有进步才有发展,有发展才可以让我们腾飞在蔚蓝色的天空之上。
作为普通人接触的水电工程是看得见摸的着的东西,实际上它是表面的、肤浅的。而本质的灵魂的东西才是它本身最伟大的世界。
萌芽篇
我是一点,小小的一点。何为“海”,海纳百川,分开则为水与每。也就是我要每天与水接触;“长”则表示为时间的概念。我出生于一个交通不发达,电力紧张的地方。人们对水的需求变得怨天尤人。大自然是无情的是随机的不会依照人类的意志来执行每一次命令。
我只相信一点,聚点成线,聚线成面,聚面成体。
理论篇
我是于2000年进入四川电力学院的,当时我的选择是水工。从小我对水利水电方面就产生很大的兴趣,我有时感觉我应该属于这个世界的一样。我愿用一生来在这个世界行走飞翔。
在这里,我真正的寻找到了自己的天堂,这里条件很好。有很多实验室,里面有许多的仪器、模型,了解到水工历史的具体体验。
那时,老师给了我很多关心和机会,我非常的感谢我的父亲及所有关心我的人,他们在我最需要的时候帮了我,给我勇气面对任何困难,并战胜它。
本人以施工放来对水电工程的一点理解。
第一章土石坝施工
土石坝包括各种碾压式土坝、堆石坝和土石混合坝。土石坝具有就地取材,对坝基地质条件要求不高,结构简单节约三材和易于施工等优点。随着大型高效机具的采用,坝体防渗结构和材料的改进,施工人数的大量减少,施工工期的进一步缩短以及施工费用的显著降低等,为土石坝的发展开辟了广阔前景。当今国内外不仅中低坝广泛采用土石坝,而且兴建的高土石坝也也来也多。砼面板堆石坝的经济性和快速施工,已成为坝工建设中具有很强竞争力的一种新坝性,更是使土石坝“锦上添花”。
第一节料场规划
土石坝施工中,料场的合理规划和使用,是土石坝施工中的关键技术之一,它不仅关系到坝体的施工质量、工期和工程造价,甚至还会影响到周围的农林业生产。
施工前,应配合施工组织设计,对各类料场作进一步的勘探和总体规划、分期开采计划。使各种坝料有计划、有次序地开采出来,以满足坝体施工的要求。
选用料场材料的物理力学性质,应满足坝体设计施工质量要求,勘探中的可供开采量不少于设计需要量的2倍。在储量集中繁荣主要料区,布置大型开采设备,避免经常性的转移;保留一定的备用料场(为主要料场总储量的20%~30%)和近料场,作为坝体合龙以及抢筑拦洪高程用。
在料场的使用时间及程序上,应考虑施工期河水位的变化及施工导流使上游水位抬高的影响。供料规划上要近料、上游易淹料先用;远料,下游不淹料后用。含水量高料场夏季用;含水量低料场雨季用。施工强度高时利用近料,强度低时利用远料,平衡运输强度,避免窝工。对料场高程与相应的填筑部位,应选择恰当,布置合理,有利于重车下坡。作到就近取料,低料低用,高料高用;避免上下游料过坝的交叉运输,减少干扰。
充分合理地利用开挖弃渣料,对降低工程造价和保证施工质量具有重要的意义。作到弃渣无隐患,不影响环保。在料场规划中应考虑到挖、填各种坝料的综合平衡,作好土石方的调度规划,合理用料。料场的覆盖剥离层薄,有效料层厚,便于开采,获得率高。减少料物堆存、倒运,作好料场的防洪、排水、防止料物污染和分离。不占或少占农业耕地,作到占地还地、占田还田。
总之,在;料场的规划和开采,考虑的因素很多而且又很灵活。对拟定的规划、供料方案,在施工中不合适的即使进行调整,以取得最佳的技术经济效果。
第二节土石料开挖运输
土石坝施工中,从料场的开挖、运输,到坝面的平料和压实等各项工序,都可由互相配套的工程机械来完成,构成“一条龙”式的施工工艺流程,即综合机械化施工。在大中型土石坝,尤其在高土石坝中,实现综合机械化施工,对提高施工技术水平,加快土石坝工程建设速度,既有十分重要的意义。
一、开挖运输方案
坝料的开挖与运输,是保证上坝强度的重要环节之一。开挖运输方案,主要具坝体结构布置特点、坝料性质、填筑强度、料场特性、运距远近、可供选择的机械型号等多种因素,综合分析比较确定。土石坝施工中开挖运输方案主要有以下几种。
1.正向铲开挖,自卸汽车运输上坝
正向铲开挖、装载,自卸汽车运输直接上坝,通常运距小于10km。自卸汽车可运各种坝料,运输能力高,设备通用,能直接铺料,机动灵活,转弯半径小,爬坡能力较强,管理方便,设备易于获得,在国内外的高土石坝施工中,获得了广泛的应用,且挖运机械朝着大斗容量、大吨位方向发展。在施工布置上,正向铲一般都采用立面开挖,汽车运输道路可布置成循环路,装料时停在挖掘机一侧的同一平面上,既汽车鱼贯式地装料与行驶。这种布置形式,可避免或减少汽车的倒车时间,正向铲采用60°~90°的转角侧向卸料,回转角度小,生产率高,能充分发挥正向铲与汽车的效率。
2.正向铲开挖、胶带机运输
国内外很多水利水电工程施工中,广泛采用了胶带机运输土、砂石料。国内的大伙房、岳城、石头河等土石坝施工,胶带机成为主要的运输工具。胶带机的爬坡能力大,架设简易,运输费用较低,比自卸汽车可降低运输费用1/3~1/2,运输能力也较高,胶带机合理运距小于10km,胶带机可直接从料场运输上坝;也可与自卸汽车配合,作长距离运输,在坝前经漏斗由汽车转运上坝;与有轨机车配合,用胶带机转运上坝做短距离运输。目前,国外已发展到可用胶带机运输块径为400~500mm的石料,甚至向运输块径达700~1000mm的更大堆石料发展。
3.斗轮式挖掘机开挖,胶带机运输,转自卸汽车上坝
当填筑方量大,上坝强度高的土石坝,料场储量大而集中,可采用斗轮式挖掘机开挖,它的生产率高,具有连续挖掘、装载的特点,斗轮式挖掘将料转入移动式胶带机,其后接长距离的固定式胶带机至坝面或坝面附近经自卸汽车运至填筑面。这种布置方案,可使挖、装、运连续进行,简化了施工工艺,提高了机械化水平和生产率。石头河土石坝采用DW-200型斗轮式挖掘机开采土料,用宽1000mm、长1200余m、带速150m/min胶带上坝,经双翼卸料机于坝面用12t自卸汽车转运卸料,日强度平均达4000~5000m^3,最高达10000m^3(压实方)。美国圣路易土石坝施工中,采用特大型斗轮式挖掘机,开采的土料经两个卸料口轮流直接装入100t的底卸汽车运输,21个工作小时装车1000车,取土高度12m,前沿开挖宽度18.3m。
4.采砂船开挖,有轨机车运输,转胶带机(或自卸汽车)上坝
国内一些大中型水电工程施工中,广泛采用采砂船开采水下的砂砾料,配合有轨机车运输。在我国大型载重汽车尚不能充分满足需要的情况下,有轨机车仍是一种效率较高的运输工具,它具有机械结构简单修配容易的优点。当料场集中,运输量大,运距较远(大于10km),可用有轨机车进行水平运输。有轨机车运输的临建工程量大,设备投资较高,对线路坡度和转弯半径的要求也较高。有轨机车不能直接上坝,在坝脚经卸料装置至胶带机或自卸汽车转运上坝。
坝料的开挖运输方案很多,但无论采用何种方案,都应结合工程施工的具体条件。组织好挖、装、运、卸的机械化联合作业,提高机械利用率;减少坝料的转运次数;各种坝料铺填方法及设备应尽量一致,减少辅助设施;充分利用地形条件,统筹规划和布置;运输道路的质量标准,对提高工效,降低车辆设备损耗,具有重要作用。
二.开挖运输机械设备容量确定
分期施工的土石坝,应根据坝体分期施工的填筑强度和开挖强度来确定相应的机械设备容量,可按qd=K*K1*Vd/T*N
式中qd——坝体分期填筑强度,m^3/h;Vd——坝体分期填筑方量,m^3;K——施工不均匀系数,可取1.2~1.3;K1——考虑沉降,削坡、损失等影响系数,可取1.15~1.2;T——分期时段的有效工作日数,d;按分期时段的总日数,扣除节假日、降雨及气温影响可能的停工日数,即为有效工作日数;N——每日的工作小时数,以20h计。坝体分期施工的开挖强度qc(m^3/h)为qc=K2*qd*rd/rn式中K2——开挖及运输中的损失系数,可取1.05~1.10;rd——土料的设计干表观密度,t/m^3;rn——土料的天然干表观密度,t/m^3。
满足上坝填筑强度要求的挖掘机数量Nc为Nc=qc/Pc式中Pc——一台挖掘机的生产率,m^3/h。
满足上坝填筑强度要求的汽车总数量Na为Na=qc/Pa式中Pa——一辆汽车的生产率,m^3/h。配合一台挖掘机所需的汽车数量n,其总的生产率应略大于一台挖掘机的生产率,因此应满足nPa>Pc。
为了充分发挥自卸汽车的运输效能,应根据挖掘机械的斗容选择具有适当斗容量(或载重量)的汽车。挖掘机装满一车斗数的合理范围应为3~5斗,通常要求装满一车时间不超过3.5~4min,卸车是不超过2min。
第三节土料压实
土石料的压实,是土石坝施工质量的关键。维持土石坝自身稳定的土料内部主力(粘结力和摩擦力)、土料的防渗性能等,都是随土料密实度的增加而提高。例如,干表观密度为1.4t/m^3的砂壤土,压实后若提高到1.7t/m^3,其抗压强度可提高4倍,渗透系数将降低至1/2000。由于土料压实结果,可使坝坡加陡,加快施工进度,降低工程投资。
一.土料压实特性
土料压实特性,与土料自身的性质,颗粒组成情况、级配特点、含水量大小以及压实功能等有关。
对于粘性土和非粘性土的压实有显著的差别。一般粘性土的粘结力较大,摩擦力较小,具有较大的压缩性,但由于它的透水性小,排水困难,压缩过程慢,所以很难达到固结压实。而非粘性土料则相反,它的粘结力小,摩擦力大,具有较小的压缩性,但由于它的透水性大,排水容易,压缩过程快,能很快达到压实。
土料颗粒粗细作成也影响压实效果。颗粒愈细,空隙比就愈大,所以含矿物分散度愈大,就愈不容易压实。所以粘性土的压实干表观密度低于非粘性土的压实干表观密度。颗粒不均匀的砂砾料,比颗粒均匀的细砂可能达到的干表观密度要大一些。土料的含水量是影响压实效果的重要因素之一。用原南京水利实验处击实仪(南实仪)对粘性土的击实试验,得到一组击实次数、干表观密度与含水量的关系曲线。
非粘性土料的透水性大,排水容易,压实过程快,能够很快达到压实,不存在最优含水量,含水量不做专门控制。这是非粘性土料与粘性土料压实特性的根本区别。压实功能大小,也影响着土料干表观密度的大小,击实次数增加,干表观密度也随之增大而最优含水量则随之减小。说明同一种土料的最优含水量和最大干表观密度并不是一个恒定值,而是随压实功能的不同而异。
一般说来,增加压实功能可增加干表观密度,这种特性,对于含水量较低(小于最优含水量)的土料比对于含水量较高(大于最优含水量)的土料更为显著。
二.土石料的压实标准
土料压实得越好,物理力学性能指标就越高,坝体填筑质量就越有保证。但土料的过分压实,不仅提高了压实费用,而且会产生剪力破坏,反而达不到应有的技术经济效果。可见对坝料的压实应有一定的标准,由于坝料性质不同,因而压实的标准也各异。
(一)粘性土料(防渗体)
粘性土的压实标准,主要以压实干表观密度和施工含水量这两指标来控制。1.用击实试验来确定压实标准;2.用最优饱和度于塑限的关系;计算最大干表观密度;3.施工含水量确定。
(二)砂土及砂砾石
砂土及砂砾石是填筑坝体或坝壳的主要材料之一,对其填筑密度也应有严格要求。它的压实程度与粒径级配和压实功能有密切的关系,一般用相对密度Dr来表示:Dr=(emax-e)/(emax-emin)式中emax——砂石料的最大空隙比;emin——砂石料的最小空隙比;e——设计空隙比。
在施工现场,对相对密度进行控制仍不方便,通常将相对密度换算成相应的干表观密度rp(t/m^3),作为控制的依据.rp=rmax*rmin/[rmax-Dr(rmax-rmin)]式中rmax——砂石料最大干表观密度,t/m^3;rmin——砂石料最小干表观密度,t/m^3,设计的相对密度,于地震等级、坝高等有关。一般土石坝,或地震烈度在5读以下的地区,Dr不宜低于0.67;对高坝,或地震烈度为8~9度时,Dr应不小于0.75。对砂性土,还要求颗粒不能大小和过于均匀,级配要适当,并有较高的密实度,防止产生液化。
(三)石渣及堆石体(坝壳料)
石渣或堆石体作为坝壳材料,可用空隙率作为压实指标。根据国内外的工程实践经验,碾压式堆石体空隙率应小于30%,控制空隙率在适当范围内,有利于防止过大的沉陷和湿陷裂缝。一般规定其压实空隙率为22%~28%左右(压实平均干表观密度为2.04~2.24t/m^3)以及相应的碾压参数。
三.压实机械及压实参变数
压实机械对工程进度,工程质量和造价有很大的影响。压实机械的选择原则:应根据筑坝材料的性质、原状土的结构状态、填筑方法、施工强度及作业面积的大小等,选择性能能达到设计施工质量标准的碾压设备类型。如按不同材料分别配置不同的压实机械,就会出现机械闲置的情况。所以确定机械种类和台数时,还应从填筑整体出发,考虑互相配合使用的可能。
1.羊脚碾
羊脚碾的羊脚插入土中,不仅使羊脚底部的土料受到压实,而且使侧向上午土料也受到挤压,从而达到均匀的压实效果。羊脚碾仅适用于压实粘性土料和粘土,不适合压非粘性土。土料压实层在一定深度的范围内,可以获得较高的压实干表观密度,但土体的干表观密度沿深度方向的分布不均匀。羊脚碾的独特优点是能够翻松表面土层,可省去刨毛工序,保证了上下土层的结合质量。此外,羊脚碾还能起到混合土料的作用,可以使土料级配和含水量比较均匀。羊脚顶端接触应力的过大或过小,都会降低碾压效果。
2.气胎碾
气胎碾适用于压实粘土料,也适合于压实非粘性土料,如粘性土、粘土、砂质土和沙砾料等,都可以获得较好的压实效果。气胎碾的充气轮胎,在压实过程中具有一定的弹性,可以和压实的土料同时发生变形,轮胎与土料的接触应力,主要取决于轮胎的充气压力,与轮胎的荷载大小无关。
3.振动碾
振动碾是一种以碾重静压和振动力共同作用的压实机械,较之没有振动的压实机械,土中应力可提高4~5倍,因而它能有效地压实堆石体、砂砾料和砾质土;也可用与压实粘性土和粘土。
4.夯实机械(重锤)
夯板使用于压实沙砾料、砾质土和粘性土,也可用于压实粘土。
第四节坝体填筑
土石坝的坝基开挖、基础处理及隐蔽工程等验收合格后,就可以全面展开坝体填筑。坝体填筑包括基本作业(卸料、平料、压实及质检)和辅助作业(洒水、刨毛]清理坝面和接触缝处理)。
一.坝面流水作业
土石坝填筑必须严密组织,保证各工序的衔接,通常采用分段流水作业。分段流水作业,是根据施工工序数目,将坝面分段,组织各工种的专业队伍,依次进入各工段施工。对同一工段来讲,各专业队按工序依次连续施工;对各专业队来讲,依次连续地在各工段完成固定的专业工作。进行流水作业,有利于施工队伍技术水平的提高,保证施工过程中人、地和机具的充分利用,避免施工干扰,有利于坝面连续有序的施工。
1.组织流水作业原则
1)流水作业方向和工作段大小的划分,要与相应高程的坝面面积相适应,并满足施工机械正常作业要求。宽度应大于碾压机械能错车与压实的最小宽度,或卸料汽车最小转弯半径的2倍,一般为10~20m;长度主要考虑碾压机械的作业要求,一般为40~100m。其布置形式(A.垂直坝轴线流水;B.平行坝轴线流水;C.交叉流水)。
2)坝体填筑工序,按基本作业内容进行划分(辅助作业可穿行,不过多占用基本作业时间),其数目与填筑面积大小,铺料方式、施工强度和季节等有关。一般多划分为铺料和压实2个工序;也有划分为铺料、压实、质检3个工序或铺料、平料、压实、质检4个工序。为保证个工序能同时施工,坝面划分的工作段数目至少应等于相应的工序数目;在坝面较大或强度较低的情况下,工作段数可大于工序数。
3)完成填筑土料的作业时间,应控制在一个班以内,最多不超过一个半班,冬夏季施工为防止热量和水分散失,应尽量缩短作业循环时间。
4)应将反滤料和防渗料的施工紧密配合,统一安排。
2.拟定流水作业程序
1)拟定工序数目n.
2)拟定流水作业单位时间t(h):t=a*T/n式中T--一个班内有效工作时间,h/班;n--工序数目;a--同一段各工序循环一次所用的班数,一般取1~1.5.
3)计算工作段面积w(m^2):w=q/h*t/T式中q--坝体填筑相应高程的松土上坝强度,m^3/班;h--每层铺松土厚度,m;T--一个班内有效时间,h/班;t--单位时间(h).
4)计算工作段数目m,即:m=S/w式中S--坝体相应高程的填筑面积,m^2;w--工作段面积,m^2。
若m<n时,流水作业不能正常进行,需要进行适当调整,使两者相等。调整途径为合并某些工序以减少n;缩短流水单位时间t以增加m。
二.卸料及平料
通常采用自卸汽车、胶带机直接进入坝面卸料,由推土机平铺成要求的厚度。自卸汽车倒土的间距应使后面的平料工作减少,而且便于铺成要求的厚度。在坝面各料区的边界处,铺料会有出入,通常规定其它材料不准进入防渗区边界线的内侧,边界外侧铺土距边界线的距离不能超过5cm。
为配合碾压施工,防渗体土料铺筑应平行于坝轴线方向进行。
1.自卸汽车卸料
自卸汽车可分为后卸、底卸和侧卸三种。底卸式汽车可边行驶边卸料,但不能运输大粒径的块石或漂石;侧卸式汽车适用运输反滤料及有固定卸料点的运输。自卸汽车上坝的运输线路布置,取决于坝址两岸地形条件,枢纽布置,坝的高低,上坝强度等因素。主要有两种布置方式:一种为汽车自两岸(或一岸)岸坡上坝公路上坝,因此采用由两岸向中央(或一岸想另一岸)进占方式;另一种为汽车沿坝坡“之”字形公路上坝。
(1)土料当用自卸汽车防渗土料时,为了避免重型汽车多次反复在已压实的填筑土层上行驶,会使土层产生弹簧土、光面与剪力破坏,严重影响结合层的质量,应采取进占法卸料与平料。即汽车卸料方向向前进展,一边卸料,推土机也随即平料,交替作业,汽车在刚平好的松土上行驶,重车行驶坝面路线应尽量不重复。
(2)砂砾料,一般粒径较小,推土机很容易在料堆上平土,因此,可采用常规的后退法卸料,即汽车卸料方向后退扩展。
(3)堆石料堆石料往往含大量的大块径石料,不仅影响推土机、汽车在卸料上行驶,还容易损坏推土机履带和汽车的轮胎;而且也难以将堆石料散开。可采用进占法卸料,推土机随即平料,这样大粒径块石易推至铺料前沿的下部,细部粒料填入堆石体上部的空隙,使表面平整,便于车辆通行。
2.胶带机上坝布置及卸料
(1)上坝布置上坝胶带机应根据地形、坝长、施工场地具体条件、运输强度以及施工分期等因素进行布置。布置方式主要有:①岸坡式布置;②坝坡式布置。
(2)胶带机坝面卸料与铺土厚度或压实工具有关,可适用于粘性土、砂砾料、砂质土。其优点是可利用坝坡直接上坝,不需专门道路,但要配合专门机械或人工散料,随着坝体升高,将经常移动胶带机,一般有以下几种卸、散料方式:①摇臂胶带机卸料、推土机散料;②摇臂胶带机卸料,人工——手推车散料。
三.碾压方法
坝面的填筑压实,应按一定的次序进行,避免发生漏压与超压。防渗体土料的碾压方向,应平行坝轴线方向进行,不得垂直于坝轴线方向碾压,避免局部漏压形成横穿坝体的集中渗流带。碾压机械行驶的行与行之间必须重叠20~30cm左右,以免产生漏压。此外,坝料分区之间的边界也容易成为漏压的薄弱带,必须特别注意要互相重叠碾压。
根据工程实践经验,碾压机械行驶速度大小,对坝料(如粘性土)压实效果有一定的影响,各种碾压机械的行驶速度,一般应通过试验确定。自行式碾压机械的行驶速度以1~2档为宜。羊脚碾、气胎碾可采用进退错距法或转圈套压法两种。
四.结合部位施工
土石坝施工中,坝体的防渗土料不可避免地与地基、岸坡、周围其他建筑的边界相结合;由于施工导流、施工方法、分期分段分层填筑等的要求,还必须设置纵横向的接坡、接缝。所以这些结合部位,都是影响坝体整体性和质量的关键部位,也是施工中的薄弱环节,处理工序复杂,施工技术要求高,且多系手工操作,质量不易控制。接坡、接缝过多,还会影响到坝体填筑速度,特别是影响机械化施工。对结合部位的施工,必须采取可靠的技术措施,加强质量控制和管理,确保坝体的填筑质量满足设计要求。1.坝基结合面;2.与岸坡及砼建筑物结合;3.坝体纵横向接坡及接缝。
五.反滤层施工
反滤层的填筑方法,大体可分为削坡体、档板法及土、砂松坡接触平起法三类。土、砂松坡接触平起法能适应机械化施工,填筑强度高,可做到防渗体、反滤料与坝壳料平起填筑,均衡施工,被广泛采用。根据防渗体土料和反滤层填筑的次序,搭接形式的不同,可分为先土后砂法和先砂后土法。
无论是先砂后土法或先土后砂法,土砂之间必然出现犬牙交错的现象。反滤料的设计厚度,不应将犬牙厚度计算在内,不允许过多削弱防渗体的有效断面,反滤料一般不应伸入心墙内,犬牙大小由各种材料的休止角所决定,且犬牙交错带不得大于其每层铺土厚度的1.5~2倍。
第五节砼面板堆石坝垫层与面板的施工
一.垫层施工
垫层为堆石体坡面上最上游部分,可用人工碎料或级配良好的砂砾料填筑。垫层须与其他堆石体平起施工,要求垫层坡面必须平整密实,坡面偏离设计坡面线最大不应超过3~5cm,以避免面板厚薄不均,有利于面板应力分布。施工程序:①先沿坡面上下无振碾压数遍,随即将突出及凹陷处加以平整;②然后用振动碾沿坡面自下而上用振动碾压数遍,再次对凹突处进行平整;③在坡面上涂抹三次阳离子沥青乳胶,每涂抹一次用手或机械喷撒一些粒径小于3mm的砂子,并再在坡面上自下向上用振动碾碾压。涂抹沥青乳胶的目的是:用以粘结垫层坡面的松散材料不被振动滚落,可防止雨水对垫层坡面的冲刷,提高垫层的阻水性和使面板易于沿垫层坡面滑移,避免开裂。
二.砼面板的分缝止水及施工
砼防渗面板包括主面板及砼底座。面板砼应满足设计和施工强度、抗渗、抗侵蚀、抗冻及温度控制的要求。1.面板的分缝止水;2.砼面板施工,底座的基坑开挖、处理、锚筋及灌浆等项目,应按设计及有关规范要求进行,并在坝体填筑前施工。砼面板,是面板堆石坝挡水防渗的主要部位,同时也是影响进度与工程造价的关键。在确保质量的前提下,还必须进一步研究快速经济的施工技术,如施工机具的研制、砼输送和浇筑方案的选择、施工工艺及技术措施等方面的问题。
第六节质量检查控制及事故处理
土石坝施工的整个过程中,加强施工质量的检查与控制,是保证施工质量的重要措施;同时,对施工中出现的质量事故,必须及时地认真处理,确保坝体的安全运用。
一.质量检查控制
施工质量是直接影响坝体土料物理力学性质,从而影响到大坝安全的重要因素。我国在已查明滑坡原因的107座土坝中,因施工质量差而滑坡溃坝的有73座,占68%。土石坝施工中,质量检查控制的项目较多,从坝基的开挖及处理、直到坝体的填筑,都应按国家和部颁发的有关标准、工程的设计和施工图、技术要求以及工地制定的施工规定进行。
二.事故处理
最常见的事故是土石坝的防渗土体发生裂缝、滑坡、坝体及坝基漏水等。
1.干缩、冻融裂缝
干缩裂缝多发生在施工期上下游坝坡或坝顶的填筑面上,其特征是规律性差,呈龟裂状。如不及时处理,将加速水力劈裂或不均匀沉陷裂缝的产生和发展,造成严重的危害。其防止方法是及时做好护坡和保护层。对已出现的裂缝,可视深浅的不同,采用开挖回填或将裂缝全部铲除重新回填处理。
2.沉陷裂缝
由于岸坡过陡或坡率变差大,地基不均匀沉降,黄土湿陷变形,坝体施工期填筑高度过大及坝体压实不够等原因而产生沉陷裂缝。这种裂缝有横向和纵向两种,而以横向裂缝危害更大。对横向裂缝,不论其大小,都应进行严格的处理,防止贯穿坝体漏水失事。如裂缝深度在1.5m以内,可沿缝开挖成梯形断面,应挖至裂缝尖灭后再加深0.2~0.5m。以防止遗漏“多”字形成或“纺锤形”裂缝的存在;在裂缝水平方向的开挖宽度,应延伸裂缝尖灭后再加长1~2m。裂缝开挖后应避免日晒雨淋,防止雨水渗入缝内,回填时要注意新老土料的结合。
3.滑坡裂缝
土坝的滑坡多出现在均质土坝的施工期或初期运行中,据裂缝的不同特点,可分成滑弧形式和塑流滑动两大类。
第七节雨季和冬季施工
受外界气象环境的影响,尤其是对防渗土料影响更大。雨季会给土料增大含水量;而冬季土料又会冻结成块,都会影响压实效果和施工质量。此外,为了保证坝体的施工速度,降低工程造价,也需要解决好雨季和冬季中的施工措施问题。
一.雨季施工
土石坝防渗体土料,在雨季施工总的原则是“避开、适应和保护”。一般情况下应尽量避免在雨季进行土料施工;选择对含水量不敏感的非粘性土料适应雨季施工,争取小雨日施工,以增加施工天数;在雨日不太多,降低强度大,花费不大的情况下,采取一般性的防护措施也常能奏效。
运输道路也是雨季施工的关键之一。一般的泥结碎石路面,当遇雨水侵泡时,路面容易破坏,即使天晴坝面可复工,但因道路影响了运输而不能即时复工,不少工程有过此教训。所以应加强雨季路面维护和排水措施,在多雨地区的主要运输道路,可考虑采用砼路面。
二.冬季施工
寒冷地区,当日平均气温低于0°C时,粘性土料按低温季节施工。日平均气温低于-10°C时,一般不宜填筑土料,否则应进行技术论证。冬季施工的主要问题在于;土的冻结使土体强度增高,不易压实;而冻土的融化却使土体的强度和土坡的强度和土坡的稳定性降低;处理不好,将使土体产生渗漏或塑流滑动。外界气温降低时,土料中水份开始结冰的温度低于0°C,即所谓过冷现象。1.负温下的土料填筑;2.负温下的沙砾料填筑;3.架设暖棚。
第二章水工隧洞施工
水工隧洞施工的主要内容是开挖、出渣、衬砌或支护、灌浆工作等。常用的开挖掘进方法为钻孔爆破法,也有采用掘进机直接开挖的。衬砌和支护的型式,常用现浇钢筋砼以及喷锚支护。隧洞灌浆的目的是为了加固围岩或充填衬砌与围岩之间的空隙。
钻爆法开挖掘进的施工过程为测量放线、钻孔、装药、爆破、通风散烟、安全检查与处理、装渣运输、洞室临时支护、洞室衬砌或支护、灌浆及质量检查等。同时还需要进行排水、照明、通风、供水、动力供电等辅助作业,以保证隧洞施工的顺利进行。
上述各项工作,绝大部分是在地面以下,施工场地狭窄的情况下进行的,施工干扰大,劳动条件差,施工组织复杂,安全问题突出。如果遇到不良的地质和水文地质情况,如大的断层和破碎带、大的溶洞和地下暗河、高压含水层等,将严重影响施工进度和安全。正确处理安全、质量、进度和经济的关系,采用有效的机械设备与新的施工技术,加强安全措施,严密组织施工。
第一节隧洞开挖
一.开挖方式
隧洞开挖方式有全断面开挖法和导洞开挖法两种。开挖方式的选择主要取决于隧洞围岩的类别、断面尺寸、施工机械化程度和施工水平、合理选择开挖方式对于加快施工进度,节约投资,保证施工安全和施工质量均有重要的意义。
(一)全断面开挖法
是在整个断面上一次钻爆开挖成型。在隧洞断面不大,围岩稳定性好,不需要临时支护或局部支护,又有完善的机械设备时,可采用这种开挖方式。全断面开挖上午净空面积大,个工序相互干扰小,有利于机械化作业,施工组织较简单、掘进速度快。但这种方式受到机械设备、地质条件和断面尺寸的限制。全断面开挖又分为垂直掌子面掘进和台阶掌子面掘进两种。
(二)导洞开挖法
导洞开挖法就是先开挖断面的一部分,称为导洞,然后开挖至整个设计断面。这种开挖方式,可利用导洞进一步了解和掌握地质情况,并在扩大开挖时增大爆破临空面,提高爆破效果。根据导洞与扩大部分的开挖次序,有导洞专进法和并进法两种。
根据导洞在横断面位置的不同有下导洞、上导洞、中导洞、双导洞等;1.下导洞开挖法,导洞布置在断面的下部,又称漏斗棚架法;2.上导洞开挖法,对称顶拱掘进法,常用的“上导洞边挖边衬,先拱后墙衬砌法”。
二.导洞的形状和尺寸
导洞一般采用上窄下宽的梯形断面,这样的断面受力条件较好,也便于利用断面底角,布置风、水、电等管线。
三.炮孔布置和装药量计算
(一)炮孔布置布置在开挖面上的炮孔,按其作用不同为掏槽孔、崩落孔和周边孔等三种。
1.掏槽孔布置在开挖面中心部位,首先炮出一个小的槽穴,其作用是增加爆破临空面,提高周围炮孔的爆破效果。
2.崩落孔均匀布置在掏槽孔与周边孔之间,爆破顺序次于掏槽孔,其作用是爆落岩体。崩落孔通常与开挖面垂直,要求孔底落在同一平面上,以保证掘进后的开挖面平整。
3.周边孔布置在开挖面的四周,一般最后起爆(采用预裂爆破例外),其作用是控制开挖轮廓线。
(二)炮孔数目和深度隧洞开挖断面上的炮孔总数N,常用下面经验公式估算,即N=k1*(f*S)^1/2式中k1--系数,一个临空面用2.0;f--岩石的坚固系数;S--开挖断面面积,m^2.
(三)装药量隧洞爆破中,炸药用量多少直接影响开挖断面的轮廓、掘进速度、围岩稳定和爆破安全。此外,爆落石块的大小还影响装渣运输。由于岩性质和岩层的构造差别甚大,断面大小、爆落块度及炸药性质也不完全相同,因此装药辆必须经过现场试验确定。开工前,可按下式估算Q=K*S*L式中Q--一次掘进中的炸药用量,kg;K--单位炸药消耗量,kg/m^3;S--开挖断面面积;L--崩落孔炮孔深度,m。
四.钻孔作业
钻孔作用在掘进循环时间中占有很大的比重。钻孔的机具有风钻和钻孔台车。
五.装渣运输作业
隧洞装渣和出渣是一项很繁重的工作,约占循环时间的50~60%,也是影响掘进速度的关键。包括装渣和运输两项工作。
六.隧洞临时支护
隧洞在开挖过程中,稳定性差的围岩容易发生坍塌和个别石块跌落,为了确保施工安全,必须对开挖出来的空间进行有效的支护。只有在围岩稳定的情况下,才可以不加临时支护。(分喷锚支护和构架支撑)
七.隧洞开挖的辅助作业
隧洞开挖的辅助作业有通风、防尘、防有害气体、供水、排水、供电、照明等。很明显,这些辅助工作是改善洞内劳动条件和工程顺利进行的必要保证。
八.隧洞开挖循环作业
指在一定时间内,使开挖面掘进一定的深度(即循环进尺)所完成的各项工作。
第二节隧洞衬砌与灌浆
在现浇砼或钢筋砼衬砌、砼预制块或拱石衬砌、喷锚支护等。
一.隧洞衬砌
现浇衬砌的施工程序与一般水工基本相同,也需要分缝(段)、分块、立模、扎筋、砼运输入仓、振捣密实。
二.隧洞灌浆
隧洞灌浆有回填灌浆和固结灌浆两种。
第三节隧洞喷锚支护
是采用喷射砼、钢筋锚杆、钢筋网对洞室围岩进行单独或联合支护的统称。
钢筋砂浆锚杆,可在钻孔内先注入砂浆后插入锚杆,或先插锚杆后注入砂浆,待砂浆凝结硬化后即形成钢筋砂浆锚杆。
喷射砼水泥用量较大,而且又掺有速凝剂,所以凝结硬化快,必须加强养护。一般在喷射砼后1~2小时即开始洒水养护,洒水次数一保持砼有足够的湿润状态为宜,养护时间不小于7~14天。
实践篇
云鹏电站引水隧洞开挖及支护。
云鹏电站引水隧洞岩性为长石石英砂岩与灰质粉砂质泥岩互层,进口段岩体完整性较差~很差,其余较好。在地下水位以下,统筹安排化整为零,以新奥法为依据,喷锚支护按期完成任务。
就云鹏电站引水隧洞最乐观的安排是采用隧洞掘进机。其原因为:①在条件适合情况下,掘进速度快,本电站引水隧洞沿线地表自然坡度30~40°,有零星基岩出露,大部分坡表被第四系覆盖,厚度约5m,被5#冲沟口切割,但深度不大,除进、出口段外,隧洞埋深多在15~45m间。
引水隧洞沿线穿过三叠系上统鸟格组上段T3地层,岩性为长石石英砂岩与灰质粉砂质泥岩互层,薄~中厚层状结构岩层产状N60°~70°W,SW∠70~80°,以弱、微风化岩石为主。沿线穿过1条Ⅱ级结构面(F13),3条Ⅲ级结构面(F14、F15、F16),此外层间挤压面较为发育。
隧洞进水口段,地形相对较为平缓,表面坡积层2~4m,全风化底界埋深34.24m,强风化底界埋深60.4m,弱风化底界埋深80.14m,全、强风化层较厚。进水口最大开挖深度约40m,基础地基为强风化岩体,该地段岩层陡倾角向坡外,且强风化岩体结构面松弛,节理连通性好,抗剪强度较底,洞脸边坡稳定条件差,需加强支护处理,除引水隧洞进、出口段岩体完整性较差~很差,其余洞段岩体完整性一般较好。所有洞段均在地下水位以下。
采用掘进机开挖隧洞的速度可比钻爆法快50%以上。
②开挖洞壁光滑,糙率低,其曼宁糙率系数约在0.0154~0.016之间,更相当于钻爆法不加衬砌洞室糙率系数的一半左右。因此水头损失也比钻爆法所需断面的70%左右。
③减少支护及衬砌工程量。洞型多为光滑圆形,有利于围岩稳定,对围岩的破坏远小于钻爆法。
④掘进机采用电力驱动,无爆破后的烟尘废气,而且多数可用电瓶车牵引出渣,无内燃机废气。一般单头掘进可达10~12km,节省施工支洞及进路,缩短了工期。
⑤对围岩及地面建筑物施工影响较小,不产生爆破需动,对多洞近距离开挖有利。本电站三条隧洞间距仅11m左右。
此起彼伏,尽管掘进机是代表最先进的生产力,但对于现实社会及特殊地区、经济将出现如下缺点:①设备比较复杂,价格较贵,安装费时,对于洞长较短时,采用掘进机并不经济。当洞径为3~4m时,使用掘进机的洞长不宜短于2~3km;洞径若为4~7m,则不宜短于4~5km。而本电站最长引水随洞为272.332m,开挖洞径6~7m;②采用掘进机要求较大的曲率半径,因为整套掘进机机身长度较大,一般达16~20m,加之机后联接的辅助设备限制了转弯半径不能小于150~450m;③采用掘进机施工,洞径变化不能太大,掘进机直径目前可由1.2m到12m,对于一定的掘进机设备,其洞径变化不能大于+-10%;④岩石条件合适时才能发挥掘进机的效能。实践证明,坚硬多节理的岩体对掘进机工作不利,速度减慢,刀具磨损严重。在这方面,本工程满足要求;⑤运输及维修工作较复杂,其设备大、长、重,对运输及维修有特殊要求;⑥初期设备投资大,国外开挖洞径为2.4m隧洞,掘进机施工费用为钻爆法的88%,但设备费为钻爆法的3~4倍左右。
据本工程地形、交通不能满足要求。因此,本工程放弃了掘进机,而采用钻爆法。
第一章钻爆开挖
通过钻孔、装药、引爆炸药而破碎岩土介质的地下隧洞的开挖方法,称钻爆法。
地下隧洞钻爆开挖施工前一般须作好以下工作:1.详细了解、分析地质情况,作出洞线方向岩体质量评价及等级划分,掌握洞线方向岩体结构产状,如断层节理、破碎带等地质缺陷的性质;2.据凿岩机械、爆破器材性能条件选择开挖方法;3.开挖断面上(工程界称掌子面)的钻孔布置,包括孔数、深度、方位,不同类型钻孔参数的设计;4.装药量、装药结构的设计。
本电站引水隧洞分上平段、下平段、中间斜井段,其钻爆开挖方法亦有不同。
一.平洞段开挖
其开挖方法的选定,主要是依据地质条件,断面大小,施工机械的作业高度和范围。据本工程实际情况采用全断面开挖法,就是在整个设计断面上一次钻爆实现一个进尺的开挖方法。特点是施工净空大,可布置大型高效施工机械,便于机械化施工,施工组织比较简单。对于一个进尺深度的岩体爆破而言,炸药用量多于分部开挖的用量,因此爆破震动的相对也较大,但完成一个进尺深度的开挖需要多次钻爆,对围岩的扰动次数增多。
全断面开挖之后,如支护不及时,则围岩变位往往较大,因此对中软质且裂隙发育的岩体的围岩稳定不利;若能采取科学合理的技术措施,严格遵循开挖与支护协调进行,在中软质岩体中进行较大断面的全断面开挖,也是可行的。
全断面开挖对洞轴线方向岩体性状的预见性较差,这就要求事先做好地质勘测工作。
二.斜井开挖
斜井的开挖一般分为两类:正挖法(即自上而下开挖法)和反挖法(即自下而上开挖法)
第二章支护
我们进行开挖破坏了岩体,使围岩的应力集中。唯一的办法用更强的强度、稳定性、刚度的材料去抗消这种应力,使它达到新的平衡。
事实证明,除了围岩的表层支护,还需要深入岩体(内部)如:锚杆、灌浆等。
隧洞在开挖过程中,稳定性较差的围岩容易发生坍塌和个别石块跌落,为了确保施工安全,必须对开挖出来的空间进行有效的临时支护。只有在围岩稳定的情况下,才可以不加临时支护。
临时支护可分为喷锚支护和构架支撑两类。出特殊情况外,应优先选用喷锚支护。本工程用的是钢支撑,钢支撑适用于破碎而不稳定的岩层,它能承受很大的山岩压力、耐久性好、所占空间小。钢支撑可以多次,也可以留住永久性衬砌中不再撤除。(本工程采用后者)
第三章总结
物质世界是灵活多变的东西,隧洞的开挖与支护同样如此。不断的探索和寻找新的、安全、经济、快捷的施工方案是我们共同的希望。
立志篇
昨天,我也许在理论世界取得了一点薄绩,但从今天开始一切从零开始。时间在前进,思维方式也应该前进。我们每个人就是一个局域网,我们共同的目标是Internet。
忘记昨天,把握今天,开创未来。努力实现理论逻辑向实践逻辑过渡,不断的提升自己的经验值。
成功是我唯一追求的目标,在没有成功之前我决不退缩。尽管前面有许多黑色,但我相信黎明就在前面。
欲于意志作为指南针,以务实的铁器时代为信念,明天一定是黎明(意志——生命的永恒动力)。
(四川电力职业技术学院建筑环保工程系水工001班)
(中国水利水电第五工程局六分局云鹏施工局)
参考资料
1.武汉水利电力大学杨康宁主编.水利水电工程施工技术第二版.北京:中国水利水电出版社,1997.6
篇13
水利水电工程因其自身的特点在质量管理过程中必然会遇到各种各样的麻烦,这些麻烦的存在对于当前水利水电工程质量管理来说影响重大,就现阶段我国水利水电工程施工质量管理来看主要存在的问题有以下三个方面,这三方面对于水利水电工程质量管理来说是最大的麻烦,也是造成水利水电工程质量问题存在的主要原因所在。
2.1水利水电工程设计深度不够
目前,我区水利水电工程建设模式是:国家投资、政府规划、基层水利局组织实施。长期以来,水利水电工程的设计受国家资金预算、行政干预和实施单位诸多要求等影响,多数项目不到一年甚至半年内匆匆上马,大力建设。留给设计查勘、分析论证的时间非常有限,致使多数项目的设计方案与施工现场的实际自然地理环境不相适应,施工中经常发生重大设计变更,包括布置方案改变、结构体型发生较大变化、单项工程量超过设计几倍、施工工艺变化等。此类重大设计变更对工程质量管理带来很多不确定因素,施工现场管理难度也会大大增加,也是现场质量管理中存在的主要问题之一。
2.2水利水电工程施工材料不合格
在水利水电工程施工过程中造成施工质量问题的另一个主要原因就是施工材料不合格问题,我们都知道施工材料对于整个的建筑项目来说是至关重要的,也是影响施工质量的最为基本的一个因素,一旦施工材料存在质量问题那么整个的水利水电工程必然会存在质量问题和安全隐患,就当前的施工材料问题来看,其中最为主要的问题还是混凝土的质量问题,混凝土因为配置比例不合格或者是运输过程中造成的质量下降都会影响到混凝土的使用,最终造成水利水电工程的质量问题。把好材料施工的质量关主要是指确保材料规格、数量、性能等全部符合施工要求,符合工程质量标准。在材料的选择上,要首先确保采购人员的责任意识,培养他们树立质量第一的观念,购买质量上等的材料,不能为了个人利益允许劣质材料走进工程;在材料存储阶段,要做好材料的存放以及登记工作,避免材料受到影响;在施工过程中,要进行第二次检验,工程技术人员要对材料进行严格检查和试验,确保材料的合格性。
2.3人的因素
水利工程施工的人力资源主要包括施工人员和管理人员两大部分,他们都是整个施工过程中的直接参与者,因此,他们的专业技能、职业道德、业务素质等都与工程的质量紧密相关。如果施工人员的质量意识不强烈,会直接影响工程的进度和质量。在施工过程中,管理者要首先树立质量第一的观念,并且将它贯穿于整个工程的管理过程中,管理者的责任意识和管理技能在一定程度上影响着施工人员的责任意识。施工管理人员要对施工进度与施工工序进行合理的安排,并对施工材料、施工工具进行不定期的检查,按照施工要点提出相应的预防措施,保证施工人员能够对施工工序熟练的掌握,以提高施工工艺的可靠性。此外,还要对施工现场进行严格的监督,可以通过健全的规章制度来明确岗位责任,现场监理人员要严肃工作纪律,堵塞管理漏洞,及时的发现并改正施工中存在的问题,保障水利水保工程的施工质量。
3、加强水利水电工程质量管理的策略
基于以上当前水利水电工程质量问题存在的原因分析,我们可以看出当前水利水电工程施工中出现质量问题的原因是多方面的,因此,在质量管理的过程中我们也需要进行全方位的管理和控制,抓好整个水利水电工程的各个方面,最终提高整个水利水电工程的质量,具体来看,我们可以从以下两个方面入手来加强水利水电工程质量的管理和控制。
3.1加强施工现场的质量管理意识,实现项目质量管理责任制
水利水电工程施工现场的质量管理是至关重要的,作为关乎水利水电工程质量的最直接的因素我们需要严把质量关,做好质量控制工作。一方面,加强工程施工现场人员的质量管理意识,只有全部的现场施工人员都意识到了质量管理的重要性才能够真正的从自身做起,把和自身工作相关的质量控制内容落实到实处,避免一些不必要的失误影响整个水利水电工程的质量;另一方面,在施工现场加强质量管理责任制,把质量管理责任落实到每一个管理人员身上,切切实实做到每一处工程项目都有专人负责,这样任何一处工程项目出现问题都能够找到直接的质量负责人,进而加强质量管理人员的责任感,避免质量问题的出现。
3.2加强施工单位各部门之间的配合,加强内部质量监督管理
水利水电工程施工项目是一项极为复杂的工程,在施工过程中会涉及到很多的方面,因此也就会牵扯到很多不同的建筑施工部门,这些部门之间只有进行协调的配合才能够真正提高整体的工程质量,一旦各个部门之间出现了配合失误,那么不仅仅会影响到施工的工程进度,还会在极大程度上影响工程的质量,为了做好这一步,我们还应该加强必要的监督,在整个的项目内部建立完善的监督管理机制,加强内部的监督管理,确保工程高质量的有序进行。