发布时间:2022-07-16 05:50:07
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水利水电工程是一项系统性很强的建设项目。在施工的过程中受到很多因素的影响,既有人为因素,又有自然因素。自然因素主要是指水利水电工程多建在湖泊、沿海、河道等地及周边区域,这些地方的地质条件复杂,工程建设有很大的难度。人为因素主要是指任何工程都是由人来具体操作完成的,在工程的组织、决策、操作等方面,人都直接参与其中。水利水电工程在蓄水、泄水、挡水方面发挥着巨大的作用,自然对工程的质量提出更高的要求,特别要加强在防渗、承压、抗裂方面的施工管理。工作人员要按照水利水电工程的技术规范,采取专门的措施以保证工程的质量。此外,水利水电工程对地基的要求也比较严格,既需要有足够的强度,又要有足够的抗渗性、耐久性。这也给工程施工带来了一定的难度。因此,在工程施工中,既要对自然因素进行全面分析,又要发挥人的积极性和主观能动性,把水利水电工程建设好、利用好。
2水利水电管理的内涵
2.1重视安全管理
对水利水电工程而言,建设是基础,管理是关键。安全是一切工作的生命线,必须要时刻牢记。水利水电工程数量多,对国家经济影响大,必须要做好安全管理。首先要加强对员工的安全教育,提高他们的安全意识。通过开设安全教育课程、印发安全教材、现场讲解、悬挂条幅等方式,强化施工人员及管理人员的安全教育与培训,提高工作人员的安全意识。这样的培训应该是有计划、长久的工作,要把措施真正落到实处,而不应该只是走形式。其次要加强施工现场的安全管理,加大安全监管的力度。通过增加巡查的次数、查看制度落实情况、检查施工安全技术措施落实情况,及时发现并消除安全隐患,提高企业的安全管理水平。
2.2强化质量管理
质量是企业的生命线,是企业实现可持续发展的根本保证。提高工程质量,运用质量管理体系、手段和方法所进行的系统管理。水利水电工程投资大、使用周期长,必须强化工程的质量标准,才能投入交付使用,发挥最大效益,满足国家、社会的需求。工程的测量管理是质量管理的重要一环,它为建设项目提供了数据和图纸,没有它,任何工程都无法顺利开展与完成。因此要从提高测量放线人员的素质抓起,强化工作人员的质量意识。并通过增加测量仪器成本投入、引进先进的测量工具等方式,全面加强工程测量管理,确保测量的精确度。只有这样,才能保证工程的质量,并对工程的质量进行系统化的管理。
2.3实施控制管理
对项目成本的管理控制能够降低工程成本,实现工程利益的最大化。这就需要决策管理者运用一定的科学方法,对水利水电工程作出科学的评估。这样能够减少决策的盲目性,帮助管理者提高决策的科学性,便于管理者选择最佳方案,作出正确决策。成本预测是企业全面成本管理的首要环节,事后的计算分析存在严重的滞后性,已经远远不能适应现代化的需要。应将成本工作的重心转移到事前控制上。这样能够为工程企业有效地降低成本、提高经济效益。
2.4优化风险管理
风险是无处不在的,它总是伴随着企业经营活动的始终。如何将风险降到最低或消除,这是水利水电工程管理中必须要考虑到的问题。首先,要降低风险,就必须能够识别风险。作为风险管理的基础,风险的识别要综合各种可能发生的情况,以便更好的进行控制。其次,风险管理要着眼于风险控制,水利水电工程管理部门要采用积极的措施来控制风险。要通过制定切实可行的应急方案,编制多个备选的方案等方法来进行,如果风险真的来临,要按照预先的方案实施,将损失控制在最低限度。最后,风险管理要学会规避风险。通过设立现代激励机制、做好人才备份工作等,降低员工流失的风险,从根本上消除风险因素。
3水利水电工程的现代化管理技术
3.1GPS定位技术
GPS是利用导航卫星进行测距、测速和定时,为用户提供高精度位置和时间信息的空间无线电导航系统。它具有实时性、连续性、全能性。传统的测量方法很难保证在特殊地区获得的数据的精度,尤其是在地形条件复杂的山区,而且传统的测量方法效率低下,不能及时了解水利工程的变化情况。GPS的出现和应用使这些问题迎刃而解。如在截流施工中,水下地形测量就是一个很大的难题。水下地形资料的准确性对水利工程建设十分重要,然而水下地形条件复杂,传统测量不仅工作量大,测量的范围有限,而且精度不高,不能满足工程建设要求。GPS技术却能准确测量出水下地形的数据,保证工程的顺利进行。其工作原理就是利用静态GPS测量系统进行施工控制测量。在精度问题上,尽量构成等边三角形,不用考虑点和点之间的通视问题。经过几十年的发展,GPS在测量精度、速度、效率等方面都获得了长足的发展,不仅能够满足工程测量的需求,也给测绘技术带来了全方位的变革。GPS技术能够提高测量的可靠性,降低作业强度,适应现代水利水电工程的要求。
3.2AutoCAD设计技术
AutoCAD是一种通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作的计算机辅助设计软件,它可以用于绘制二维制图和基本三维设计,在具体的水利水电工程建设中应用广泛。尤其是在工程资料中的应用优势更加明显。手工绘图需要准备三角板、丁字尺、曲线板等会图工具,不仅费时费力,而且经常出错。用CAD绘图只要动一动鼠标就可以完成,且画面整洁统一,既方便又美观。而对于难度较高的工程图,工作人员可利用已有的图库进行简单的改造就可以得到,制图的效率大大提高。不仅如此,用CAD绘制的图象文件可以直接储存在软件、硬盘上,并能够根据不同的用途进行分门别类的整理保存,保存时间长,保管起来极其方便。CAD设计技术在水电工程制图中的广泛应用,极大地节省了工作人员的时间,提高了工作效率。
3.3数据库技术
对工程建设的数据和信息进行更好的测算和利用,最为有效的方式就是通过数据库技术进行调整。所谓的数据库技术就是从大量的、原始的数据中推导出有价值的信息,为以后的行动和决策提供必要的依据,并将大量有价值的数据保存起来,为人们提供更宝贵的信息资源。水利水电工程建设管理中存在大量的数据。这些数据信息量大,识记起来较难,这就要发挥信息技术的作用,特别是GIS技术在水利水电工程中发挥着越来越重要的作用。它不仅能够减少工作人员的工作量、提高工作效率,更能促进工程测量技术的进一步发展,为社会带来更多的综合效益。但也应看到GIS系统存在的一些不足之处,要通过加快发展数据库技术,为水利水电工程更好的发展提供技术保障。
4结语
1.1达西定律
法国工程师Darcy经过渗透实践验证,渗流量q不只同截面面积a成正比例,还与水头耗损(h1-h2)正比,与渗径尺寸l成反比,带入土粒构造与流体特性的定性常数k。
1.2渗流连续方程
渗流连续方程通常以质量守恒定律为基础,考虑可压缩土体的渗流加以引证,即渗流场中水在某一单元体内的增减速率等于进出该单元体流量速率之差。对于每一个流动的过程而言,皆是在特定的空间流场之中发生的,沿着其边界发挥支配功能的条件,成为边界条件。在开始进行研究的时候,在流场之内,流动的状态与其支配条件,成为初始条件。边界条件与初始条件合称定解条件。定解条件普遍是由室外测量数据或实验得出的,其对流动过程有着决定性功用。找寻某个函数(假如水头),让其在微分方程的条件下,又可以适应定解条件的便可认为是定解问题。
2渗流计算
2.1计算目的
坝体(堤身)浸润线的位置。渗透压力、水力坡降和流速。通过坝体(堤身)或坝(堤)基的渗流量。坝体(堤身)整体和局部渗流稳定性分析。
2.2渗流计算的主要方法
渗流计算求解方法一般可分为以下四种类型。流体力学的解决方案:是一个严谨的解决方案,在边界条件符合定解时,能够算出渗流场中随便一点的值。然而,解答的过程十分繁杂,并且适用范围窄,在现实运用上受到很多的制约。水力学的解决方案:这种解法跟流体力学的解法有点相似。就是根据某种假设,针对某种特殊的边界条件的进行的流体力学计算。同样在实际工程应用上受到较多的制约。模拟测试:根据以上那二种方式的劣势,对于现实中的项目,原本常常经过水力学模拟测试来解答渗流问题。数值模拟计算分析:通过计算机,在确定物理模型的情况下,第一步要求建立一个数学模型,然后利用相关模型对于具体问题进行求解,这有时也称为数值法,包括有限差分法和有限元法。现在,以上这些渗流的计算手段里面水力学求解与有限元法在水利工程里面经常使用。
3水力学解法在水利水电工程上的运用
对于上述问题利用水力学的方法进行求解,也就是利用流体力学的计算方法,进行一些边界条件的假设基础上进行,根据相关流体力学的要求,对于实际工况进行简化处理,还包括底层的渗透系数的简化处理等。考虑渗透系数差距在5倍以内的邻接薄质土壤层可以算作一层,将加权均衡的渗透系数当作计算的根据。两层土质构成的地基,当下面土壤层的渗透系数小于表层土壤层的渗透系数100倍或更高时,可以把第二层土壤层看作是不渗透水层;上层土壤层看作为弱透水层的情况下,就可按照两层地基来进行计算。当直接与堤坝地基相连的地基土壤的渗透系数比堤坝的本身的渗透系数大于等于100倍时,可以确认为堤坝本身不渗水,只对堤坝地基根据有压力水流进行渗透计算,堤坝本身浸润线的地方可以依据地基里面的压力水头来认定。
4有限元解法在水利水电工程上的运用
4.1数学模型的选取
从现在的应用探究状况看来,大概分为这几种计算形式:布辛内斯克方程式,拉普拉斯方程式,固结方程式,扩散方程式。上述不同的计算数学模型均含有它一定的适合环境,通过四种模型的计算对比可以总结为:大多数泥土和石子结构坝体与地基的不稳固渗流问题,都可以运用固结方程加流量补给条件的自由边界和相对应的初始条件和边界条件算出流场的分布,比较符合实际;对于固结完好再不进行压缩处理的土石筑坝的不稳定渗流问题,可以运用拉氏方程加流量补给条件的自由边界计算。实际上拉氏方程只是固结方程的一个特定解。
4.2有限元计算程序
当前,计算渗流有限元的方法有很多,即使它们都有自己的缺陷,但是在输入时都要注意边界条件。计算有限元渗流的方法除了有二维之外还有三维,当然还有专门针对岩体裂隙的计算方法。
5小结
关键词:水利水电;防排水;施工技术;主体建筑物
水利水电工程防排水施工受到气候和地貌的影响较大,如地形、地质、水文和气象条件等因素对工作人员以及技术干扰,所以只有在围堰的保护下才能对主建筑进行分期的施工,而在施工的过程中防排水对施工的安全具有很大的影响。
1工程中防排水简介
水利水电工程一般都是由拦河坝和电站厂房以及船闻构成。其中引水式厂房和河水需要有一定的距离,其他形式的厂房都会直接建设在河床或河道上。设计时根据使用的材料不同,拦河坝可分为土石坝、混凝土坝、橡胶坝及铜闻门坝等。本文讨论的水利水电工程一般使用的是混凝土坝,为水利水电工程防排技术的发展打下一定的基础。
2防排水系统的重要性
如果水利水电工程没有建立防排水系统,那么很容易出现较大事故,对工程企业造成经济损失,对水利水电工程的质量制造隐患,最重要的是对人民和工作人员的生命构成威胁。在水利水电工程中防排水做的不合格,那么在雨季,由于上游大量的水汹涌而下,使得大量积水无法排放,造成洪灾,所以设立防排水工作是十分必要的。只有防排水工作做好,才能保证农业的正常发展。
3围堰防排水系统的建造
围堰就是临时修建在建筑物旁起到维护作用的结构,,它的作用就是预防河水中的泥沙被冲到修建建筑物的位置,方便于挖基坑和围堰内的积水排除等工作。除了特殊的建筑物外,一般水利工程中的围堰在建筑物竣工后都会拆除,围堰的高度一定要高于最高的水位。在水利工程中围堰的作用非常之大,它不但有利于建筑物的修筑,还能对防排水体系产生巨大的影响。对于围堰的修建我要做到因地适宜,在一些黏土比较少的地段,围堰的外坡修建我们就要用混凝土,这样不仅能够做到防水防泥沙的作用,还能够避免降雨的冲刷。对于那些黏土含量较多的地段,我们可以用黏土来修筑心墙,对于外坡的建筑使用堆石棱体修筑就可以,这样不但能够节省成本,还能够发挥出非常好的效果,还有一些更特殊的地方,如森林等,我们也可以建筑草木围堰等。我们可以通过观察建筑水利水电工程所在区域的地质地貌和建筑物的需求进行确定围堰的材料以及所需要的品质。一般的围基都会采用混凝土墙和喷射灌浆以及用黏土来进行铺盖对防排水处理。对于那些黏土含量少的地域,我们可以采用挖掘机进行协助作业,挖出的黏土进行回填来建筑墙体。
4坝基建造对防排水系统的重要性
水坝修建过程中,由于大量河水的集聚,导致水压对坝基的压力非常之大,这样就会对建筑物的稳定性造成巨大的影响,所以防排水系统在这个时候就显得异常重要。我们可以在临水区域使用帷幕灌浆来进行处理,防渗帷幕对水利水电工程施工过程所产生的坝基渗水现象具有良好的治理效果。同时防渗帷幕和坝基护坦的地方一起组成了水利水电工程中的防排水体系。
5主体建筑物防排水体系的设计
我们主要研究一下最常见的混凝土坝。在设计主建筑物的防排水体系时,我们一定要结合建筑工程的主建筑物功能和目的的特点进行设计。施工中的挡水建筑作用主要是防水,而用作排水的是挡土建筑物的设计。挡水建筑物在施工的时候对其影响最大的就是水位差引起巨大的水压,还有就是在施工时混凝土的凝固时间对其造成影响。因为混凝土坝的特点,护坡的排水方法我们可以使用土工布和排水管。将土工布和水管铺在护坡的表面或埋在护坡上,设置科学的排水系统可以让过程事半功倍;由于大多数的水利水电工程都具有较大的规模,在一定程度上可以满足排水的要求。但因为二期工程靠近闻门处混凝土的断面较小,无法承受河水的冲击力,会出现漏水现象。为了解决这个问题,我们在施工时要一边浇筑一边封模来确保毛面和缝面的质量,这个办法可以保证缝面干净振捣有效,完美解决漏水现象的发生。因为方位的不同,在施工是我们所用的防水物质就要随时调换。如果我们用止水片,那么就要根据结合面的宽度等来确定使用的种类。坝肩的地质要求可以确定防水系统中的防水技术。
通过以上的研究,我们可以清楚的了解水利水电工程的建设会受到诸多方面的影响,因为建筑物主体的规模都不小,施工的过程较长要分期完成,在这段时间内防排水关系到施工人员的安全,以及竣工后建筑物的质量问题。同时它还会对河流的水位差造成影响,大坝的临水面要及时的采用相应的措施,不然就会对整个过程的质量造成影响。
作者:程雪 单位:大庆市水务集团
参考文献
[1]杨康宁.水利水电工程施工技术(第二版)[M].北京:中国水利水电出版社,2009.
1水利水电工程施工安全质量的管理
在水利水电工程建设施工过程中,施工队伍建设对其起到了极其重要的影响和作用。所以在水利水电工程建设初期,就将水利水电施工队伍管理建设作为重中之重。针对施工队伍人员素质进行相应地管理与培训,从根本上提升施工队伍人员的安全意识,建立完善的组织管理机制,从源头上加以保证施工质量。针对水利水电工程建设施工特点,制定完善的安全管理制度,不仅仅可以确保工程建设施工质量,更能有效的保障人民生命财产安全。将安全管理制度落实到每个建设施工环节中,从业主到施工单位、项目管理部及基层班组等都要统一安全意识,根据各部门建设发展特点制定合理的安全管理制度,采用各种形式贯彻、灌输、落实、执行。在施工建设过程中制定各种安全管理制度是极其必要的,但与此同时,做好水利水电工程建设施工人员的思想教育也是尤为重要的。主要可以从以下两个方面进行管理:第一,在水利水电工程建设施工中,最高负责人及相关管理层人员必须树立安全意识,将安全第一放在水利水电工程建设施工中的整个过程,各项工作的开展必须以此作为基础。第二,做到以人为本,在水利水电工程建设施工中,必须将人的生命财产安全放在第一位,将安全管理制度及施工安全贯穿于管理人员及施工建设的整个过程,进而提供了强有力的思想保证。
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
一是,建立健全的现代化水利水电工程施工管理模式搞好成本的预测,确定施工成本控制目标,对于成本预测的内容主要是使用科学的方法,结合中标价,根据各项目的施工条件、机械设备、人员专业素质的要求等对项目的成本目标进行预测。二是,注重水利水电工程施工成本的核算,实现成本控制目标在施工企业成本控制中,只有抓住了成本控制,加强工程项目成本管理,施工企业才能获取最大利润,实现企业自身的健康、良性循环,才能使企业在日益激烈的市场竞争中立于不败之地。三是,在水利水电工程的现场施工管理方面注意加强施工现场的专项检查、及时解决问题。在水利水电工程的施工管理方面要全面整合水利水电工程管理各部门的职责既要在各部门分离其职责的同时,统一整合各部门的职能,做到对水水电工程施工的统一管理。
为保证水利水电工程的安全性,混凝土结构必须具备相当高的强度。由于施工区域的地理因素和环境因素各有不同,在施工过程中应当充分考虑具体的外部因素,合理调节混凝土结构,保证工程在抗震、抗冻、防渗和耐久性等各方面符合安全和使用要求。同时,由于水利水电工程通常都是需要长期运行的工程,因此外部环境会不可避免地发生改变,而混凝土随着时间推移,会发生老化现象,同时在运行过程中经常发生的载荷变化,这都将影响混凝土施工技术的施工质量,进而影响到大坝、地基、防渗墙等关键设施的安全性。比如发生于2013年2月2日的黑龙江省农垦海伦农场星火水库溃口事故,据查正是由于混凝土施工质量不达标导致基础渗透破坏加之长时间违规超标准蓄水从而导致了事故的发生。而广东省位于我国东南沿海地区,每年的4、5月份和7、8月份都是汛期,汛期期间降水较多,河流流量增大,对于水利工程的运行是一个严峻考验。这就要求与广东省有着相似气候特点的地区在设计混凝土施工技术时,要充分考虑工程的防渗和耐冲击性。
2混凝土施工技术的应用现状
2.1大坝的分缝分块技术经过从业人员的不懈努力及创新,近年来混凝土施工技术的水平也得到了较大水平的提高。以大坝的施工技术为例,由于现在的大坝主体都采用混凝土浇筑,导致大坝不能一次性完成,促使了分缝分块浇筑技术的产生。将混凝土坝用纵、横缝和施工缝分成坝块和坝段,分层进行浇筑,进而实现了施工过程中的温度控制,同时提高了施工效率,保证了施工质量。比如位于云南省丽江市境内的金安桥大坝,就是运用了分缝分块技术,使得温度应力明显降低,同时也减小了坝体出现裂缝的可能性,保证了工程的质量和安全性。
2.2大坝的接缝灌浆技术接缝灌浆技术一般使用水溶性胶凝材料,利用混凝土浆液输送技术将浆液关注到施工缝隙中进行填充处理,将各坝段连接成为一个整体,对大坝横缝的接缝灌浆技术通过对灌浆材料与原有的混凝土界面进行固化反应,保证了混凝土拱坝、纵缝和有其他整体性要求的大坝的完整性,该技术有效提高了坝体的防渗效果,提升了工程的安全性能,减少了竣工后的工程维护费用。比如在三峡大坝的施工过程中,就采用了单比级灌浆技术,极大提高了坝体防渗能力。
2.3堆石混凝土技术的应用由清华大学于2003年创新发明的堆石混凝土技术近些年来在水利水电工程中也得到了广泛应用,将粒径不小于30cm的块石堆满仓面,然后利用自密实混凝土的流动性和抗分离性最大限度的降低了水泥用量和水化热,提高了施工过程中的机械化程度,有效的降低了施工投入,同时简化了施工程序,使得工程质量更加便于控制。从2003年该项技术诞生到现在,已经在山东蒙山水库、山西恒山水库等水利工程中得到了应用,体现了该项技术的优势
3混凝土施工技术的缺陷及改进措施
在前文中已经指出,在进行混凝土施工前必须充分考虑施工地域的具体情况,对于不同的水利水电工程构造,都有一系列与之对应的设计标准。因此在设计过程中施工单位要合理地调整混凝土各成分的配比,严格控制用水量,以期竣工后的工程能够适应其所处环境,确保工程的抗震、抗冻、防渗等方面符合要求,保证工程质量和安全性,避免安全事故的发生。在特殊时期,比如汛期和气温较低时期,要加大对工程的巡防力度,对工程的关键设施和易受冲击位置进行实时监测,确保工程在任何时期都能安全、平稳地运行。对我国近些年来发生的水利水电工程事故进行分析,不难发现很多中小型工程都存在混凝土设计强度普遍偏低的现象,这与作业流程方式不科学有很大关系。为了控制成本,目前很多中小型水利工程的施工过程中很多环节都依靠手工操作,这就导致很大程度上无法保证施工质量满足相关标准和要求,工程的抗震、防渗等性能得不到保证,在汛期等特殊时期发生安全事故的可能性增大。现在在很多小型城市的中小型水利工程的施工很多都交由一些中小型企业承担,而这些企业从自身的经济利益出发,很多会采用不合格的建筑材料,而且施工人员的专业素质也得不到保障,而且管理体系不完整,工程设计方案不科学,甚至单纯依靠施工人员的经验进行施工作业,这就极大提高了事故发生的可能性。为了防止这种现象的发生,施工单位应该避开“遇到问题靠经验”的怪圈,充分认识到保证工程质量的关键性,提高施工人员的自身素质;相关监管部门要加大监管力度,在工程的验收过程中,相关人员要有高度的责任感,深刻理解不合格工程的巨大潜在危害,对于不合格工程,要坚决对相关责任人进行处理并责令对工程进行整改甚至取缔,将事故发生的可能性扼杀在源头。
4结语
(1)对项目可行性研究深度不够
项目投资前需要进行可行性研究,即对所要拟建的项目进行可行性、经济性、必要性、社会效益性的全面科学分析和探究,合理保证工程项目的规模和标准。当前我国水利水电工程项目对可行性研究缺乏深度。对于建设区域的合理选择在很大程度上决定了拟建项目建造的成败。例如通常在确定项目建设的地点时,需要对建设地区和建设地点进行选择,而这两个选择又是两个不同层次却又相互联系相互区别的阶段,如果研究深度不够,会影响整个工程的造价成本,建设工期和工程质量,甚至会影响到项目建成后的运营。对此,必须加强可行性研究阶段的深度探究,避免给项目建设带来各方面的损失。
(2)项目概算管理不够
项目概算是项目投资控制的基本依据,必须认真执行,以确保全面完成工程建设任务。但是在项目建设过程中,概算毕竟是一种对未知款项的预测性计算,会受到各种不同条件变化影响,会出现单项工程的增加或者减少。由于对项目设计不够深入,以及工程建设的周期较长,规模较大,都会引起概算的超出。在现行的制度规定中,所有单项工程概算外的项目增加和突破,建设单位都不可节余项目资金来采取调剂,因此在实行中显得很困难,耽误建设管理单位对工程建设过程中出现特殊问题的及时处理。
2加强投资管理与造价控制的有效措施
在水利水电工程建设中,要达到控制项目工程成本,降低工程造价,提高投资效益之目的,就必须建立适合当今市场机制,符合当代国情,满足水利水电项目实际发展需求的投资管理模式。随着我国投资领域的体制改革,其目标就是落实企业自主投资。设计概算是我国宏观调控的依据,是一项基础的经济指标。有效地控制工程造价,加速我国水电能源开发,是水电工程造价管理的一个重要环节。
(1)大力推行设计招投标
根据《中华人民共和国招标投标法》的规定,在中华人民共和国境内进行工程建设项目的勘察、设计、施工、监理以及与工程建设有关的重要设备、材料等的采购,必须进行招标。根据国家发展改革委员会颁布的《工程建设项目招标范围和规模标准规定》,勘察、设计、监理等服务的采购,单项合同估算价在50万元人民币以上的,必须进行招标。在充分满足设计限额指标的基础上,开展多方案的优化设计,经过对多种方案的经济分析对比,选择工程量少、投资省的方案。水利水电工程优化设计对于工程最终总投资的控制具有决定性的重要作用。因为,项目布局合理、紧凑,自然条件利用充分,设备和材料选用正确,尽量避免价格昂贵的材料等,这些对降低水利水电工程建设项目投资是非常有效的。
(2)加强设计阶段的管理
设计阶段的投资控制是整个水利工程项目管控的关键。据初步统计,设计阶段占据影响投资因素的20%,技术设计阶段对投资影响为40%,施工图设计阶段为25%。虽然工程设计费用只占全部项目的1%,可是却几乎决定了之后所有的工程费用。严格抓住设计阶段的投资控制,才是把握工程投资控制的重点。
(3)强化投资计划管理
以概算为执行依据,对建设资金合理安排,精心编制年度投资计划,控制好单项工程的概算执行,将单相工程控制在概算的范围内,对于必须增加投入的项目进行节约投资协调来解决;严格按照国家建设程序和概算管理规定执行,利用招标竞争机制来实现节约投资,做好项目投资建设过程中的监督检查,跟踪项目执行计划,对于不合理和不明确的支付要予以调整,以达到强化投资计划管理的目的。
(4)加强施工成本管理
通过提升施工效率,降低原材料和各种能力的消耗,减少因故障导致成本上升的情况,因而施工成本的管理要点就是应从施工准备阶段开始,应以成本的控制和费用的降低为重点,做好施工组织设计的研究和施工方案的优化工作,以技术手段确保施工方案的经济和合理性,并结合成本控制目标编制施工成本计划,并落实到每一分项工程之中,从而降低固定的成本,在消灭非生产性的损失的同时提升施工效率,就施工成本构成来看,主要是原材料的成本控制,原材料作为成本的重要组成部分之一。加强原材料的是管理是施工成本管理的核心所在,因而在原材料采购时应货比三家、择优选取,既要满足水利水电工程施工的需要,也要达到价格的合理化,确保施工成本在可控范围之内,加强原材料的使用管理,杜绝原材料的浪费,提高原材料的使用效率,并对增大施工成本的因素进行多方面的分析,采取有针对性的措施,确保施工成本控制的有效性。此外,还应通过提高机械化程度、减少人工成本、制定具有约束性的激励措施,提高施工人员工作的积极性,从而提高生产效率,降低施工成本,为实现企业经济效益的最大化提供坚强的保障。
3结语
1.加强水利水电工程施工技术的作用。
水利水电是作为一种清洁的可再生能源,并在现实中得到广泛的应用,是我国社会高度发展的重要标志。在水利水电工程施工过程中,技术是水利水电工程建设的重要保障,其将对水利水电的效益产生直接的影响,从另一个方面将它构成了水利水电工程的一个重要组成部分。通过在水利水电工程的建设中不断积累知识、总结经验,将技术含量高与社会联系紧密的施工技术应用到水利水电工程的建设中,可使水利水电工程发挥最大的经济效益。
2.加强管理在水利水电工程的作用。
水利水电工程一般周期长、规模大、工序多,在建设过程中仅仅依靠技术和资金做支撑是远远不够的,必须结合水利水电工程的实际,建立一套符合项目实际的管理系统,才能保证项目的顺利开展,做到职责分明,责任到人。在建设过程中由于牵涉到的部门较多,相互之间难免会出现交叉的情况,如不能建立有效的管理系统,可能会出现管理混乱的局面,严重制约水利水电工程的顺利开展,只有建立健全管理制度,才能充分发挥每个部门、每个人的作用,促进整个项目的向前发展。因此在水利水电工程的施工过程中必须使施工技术和管理得到充分发挥,才能使工程发挥更大的作用。
二、水利水电工程施工技术及管理在实际中的应用
1.加强技术管理,提高经济效益。
水利水电工程本身的特性决定了在施工过程中必须加强施工技术管理,并在施工中对发现的问题及时进行处理,因为在施工过程中难免会发生一些不安全的因素,对水利水电工程的施工带来一定的影响,所以在施工前,应认真研读施工图纸,理解设计的意图,发现图纸上的问题应及时跟设计部门能联系,保证施工时顺利进行,并对确保水利水电工程的质量起到十分重要的作用。在水利水电工程施工中通过建立科学的管理制度和组织,使组织能力、管理能力、资金供应达到最佳的状态,为了水利水电工程的开展提高技术、经济、物资支持,对提高经济效益具有十分重要的意义。
2.建立完善的制度体系。
对于一个项目来说,应结合实际建立三级技术管理控制网,实行分级管理负责制,落实到人,并在施工过程中加强对技术信息的收集工作,事故处理及分析等,实行出现事故四不放过原则,定期或不定期开展技术交流活动,并认真总结各自的经验和不足,使技术管理水平在实践中得到提升。通过建立健全各项管理制度,并不断强化技术管理的重要性,以减少设备的故障率、提高设备的利用率,提高企业的生产效益,并在施工过程中加强对档案的管理工作,确保资料与实际同步,并确保资料的完整性、系统性、规范性等,认真收集和整理归类有关文书数据、鼠标等原始资料。特别是收集在施工过程三级作业时的真实数据,并进行分类归档,并建立健全文档查阅制度。
3.加强运行管理,完善管理制度。
随着我国法制的进一步健全,在水利水电工程建设过程中,应结合项目实际,制定与国家规定向吻合的管理制度,确保工程的顺利实施。在施工过程中,应派人加强对设备的维护和管理,做好设备的运行记录,设备巡检和操作等反应实际问题和现象进行分析,及时找出出现问题的根源、规律,并制定相应的处理措施。在施工时,应不断的采用新技术、新工艺、新材料,提高生产效率,将设备性能提高上来,延长设备的检修周期,缩短检修工期,保证设备的检修质量。通过学习新技术、掌握新工艺,掌握新材料的施工方法,利用普遍的网络计划应用新技术,制定详细的检修网络计划表,以提高设备的检修质量,达到节约成本的目的,对各种设备进行定期或不定期的检测,保证设备的安全运转。
4.加强对施工效果的考核。
通过对水利水电工程的技术管理,对效果进行考核,看计划与实际偏差是否较大,并对偏差的原因进行分析,并对出现的问题制定相应的处理措施,最后对问题进行纠偏。由于项目的条件不同,其对施工过程的管理也存在一定的差异。国家电力公司以前根据提高率指标进行考核,由于考核结果与实际相差较大,不能满足实际的需要而很快被淘汰了,必须制定切实可行的方案才能有利于工程的快速发展。从另一个方面讲,水利水电工程的运行指标应真实反映各项工作的成效,反应设备管理维护和水能利用水平,并结合实际工种、岗位进行考核,并反映水利水电施工的实际技术管理水平。通过对施工效果进行考核,认真总结在施工中的不足及亮点,并进行认真分析,为以后工程建设打下坚实的技术支持。
5.抓安全、促生产。
对于任何一个工程来说,安全无小事,必须从思想上重视安全的重要性,千万不能有侥幸的心理。因此在水利水电工程施工管理的过程中必须进行安全技术教育,使安全生产技术牢牢记在脑海中,并建立健全安全生产组织制度,并通过强制力来执行。在水利水电工程施工中应通过宣传、考试等方式,加强对安全知识的教育,使职工增强制定安全制度的自觉性。对施工中出现的大小事都应用按照四不放过原则进行调查和分析,并写出事故报告和通报。在水利水电工程施工过程中,安全为了生产、生产要安全,两者之间存在着十分紧密的关系,在职工中开展综合性治理活动,使职工对安全生产加深认识,以提高整体素质。对于一个实力过硬的团队来说,施工人员必须对各个工种有所了解,发现问题及时进行制止,以防止故事的发生或扩大,保证工程的正常开展。随着我们科学技术的高速发展,新技术、新设备在水利水电工程中得到十分广泛的应用。由于受职工业务水平的限制,对新的设备、技术还不适应。为了加快水利水电工程的又好又快发展,必须加强对职工应用新技术的能力,举办各种培训班,请有经验的资深人士进行对水利水电工程知识的讲解,使职工在理论的学习中得到提高,根据每个职工的实际情况,制定有针对性的培训方法,确保水利水电工程在技术管理方面得到质的飞跃。
三、结语
1.1岩石力学试验法
(1)室内试验。
通过钻孔岩芯取样,利用室内岩块的单轴压缩试验确定岩石单轴抗压强度、弹性模量和泊松比。通过岩体的三轴压缩试验确定岩体的抗剪强度-凝聚力和摩擦角。通过岩体卸围压试验研究岩体卸荷过程中的变形和能量变化特点,确定卸载时岩体的参数,如弹模、泊松比、凝聚力、摩擦角。
(2)现场试验。
现场抗剪试验获得岩体、软弱夹层、混凝土与岩石接触面抗剪(断)强度;现场变形试验(刚性承压板法、狭缝法)获得岩体变形模量、弹性模量及泊松比。还有现场声波测试评价岩体完整性等。现场试验是确定岩体强度参数最准确的方法,但由于通常不具备施作原位试验的条件,而且试验周期长、费用高,所以这种方法应用较少。试验法是一种直接又可靠的方法,可以较好反映岩石特性。室内试验得到的是完整岩块的特性参数,但存在“尺寸效应”。现场试验受条件限制,试件制备难免受到扰动,试验结果分散,不能直接采用。
1.2工程岩体分级法
工程岩体分级法主要有:国标《工程岩体分级标准》、水利水电工程勘察规范的坝基和围岩工程地质分类法、巴顿的Q系统分类法及比尼威斯基的RMR分类法。这些分类方法往往是定性描述与定量评价相结合,采用多参数综合指标分级法给岩体进行评分和划分岩体级别,根据岩体级别并结合经验公式,给出岩体参数的范围值。国标《工程岩体分级标准》选取岩石坚硬程度和岩体完整程度这两个因素确定岩体基本质量,将影响岩体工程特性的因素如地下水、初始应力、结构面走向与工程轴线方位等作为修正因素,实现工程岩体的分级,并提供了各级别岩体物理力学参数表和结构面抗剪断峰值强度表。《水利水电工程地质勘察规范》的附录V提供了坝基岩体工程地质分类表,主要分类因素也是岩石坚硬程度和岩体完整程度,此外还有岩体纵波速度和钻孔RQD值,并在附录E中提供了坝基岩体抗剪断(抗剪)强度参数及变形参数经验值表和结构面抗剪断(抗剪)强度参数经验值表,用于规划和可研阶段。应注意该表的注明是参数仅限于硬质岩,软质岩应根据软化系数进行折减。
1.3工程地质类比法
工程地质类比法是利用大量已建工程的成功经验确定拟建工程的设计参数,是工程地质研究的传统方法之一。类比法是应用相似原理,要求主要的工程地质条件基本相同或相似,这其中最主要的是岩性和地层时代(或层位),其余还有地质构造(岩体完整性)、风化状态、应力条件、地下水等等。实际应用时应结合具体工程的地质条件,在类比、分析、判断的基础上提出合理参数。同时,在施工过程中,根据工程实际进展情况和出现的问题,特别是根据现场观测结果,对设计进行必要的调整和修改。类比的资料可以参考《岩石力学参数手册》、《岩基抗剪强度参数》、《工程地质手册》、《水利水电工程地质手册》,以及地区工程经验(资料库、数据库)等等。类比法完全依靠地质师所掌握的工程实例资料和他对工程岩体的经验判断,人为因素比较大,有时仅仅通过少量个别因素相比较而得到的参数,其结果可靠性较差。然而该方法简单、方便、快捷,在中、小型水利水电工程中应用较多。
1.4反演分析法
反演分析法是利用现场所测得的位移等数值反求岩体力学参数,包括位移反分析、应力反分析、混合反分析等。其中位移反分析方法是根据现场实测的位移值,采用解析法、有限元等方法以及弹性、弹塑性等本构模型进行求解。位移反分析的方法主要分为两类:直接逼近法和逆过程法。由于围岩本构关系的复杂性,目前的逆过程方法的位移反分析研究计算大都采用了线弹性等假设,设岩体为均值各向同性,而天然岩体地质条件复杂,这样与工程实际情况相去甚远。反分析方法在边坡稳定分析中应用较多。反分析时稳定系数取值为:蠕动挤压阶段宜采用1.00~1.05,初滑阶段宜采用0.95~1.00。滑带土抗剪强度(c,φ)参数反演分析的方法分为单参数反演和双参数反演两种。前者假定一个参数已知的前提下,反算另外一个参数,通常选择对滑坡稳定性影响较敏感的作为未知参数。后者在反演中有两个未知的参数,通常选择两个距主滑动面等距的剖面建立极限平衡方程求解,此外,还可以做参数的敏感性分析。
1.5人工神经网络法及模糊数学预测法
人工神经网络法是通过完成输入与输出问题的映射,自动建立复杂现象(系统)的模型并指出其控制规律。该方法考虑了影响岩石力学参数的各种定性因素,应用人工神经网络进行训练,随着数据的积累不断地对样本集进行补充和完善,使参数取值结果不断趋于合理。缺点是学习样本的选取具有很大的主观性。模糊数学预测法是考虑到影响岩体变形强度参数的相关因素模糊不确定性,根据经验确定权重集及隶属度,在此基础上进行岩体力学参数预测。该方法实质就是把岩石与岩体力学指标之间的比例系数当作模糊子集,依据经验进行模糊综合评判确定一个最佳模糊折减系数的问题,从定量上考虑影响力学参数的各种模糊因素,但在运用上不是很成熟,仍借助于经验。
1.6其他方法
除上述方法外,还有一些其他方法可以用来确定岩体强度参数,如:计算机模拟、声波测试技术、岩体分形分维理论、断裂损伤力学、统计数学等方法。
2岩体力学参数综合取值
岩体力学参数取值方法有很多,由于岩体的不连续性、各向异性和非均匀性等特有属性以及岩体结构的复杂性,使各种取值方法存在局限性,至今还没有一种令人满意的取值方法。实际工作中应该综合应用这些方法,互相验证,取长补短。笔者基于上述岩体力学参数的取值方法,并结合工程的规模和地质条件的复杂程度,在满足规程规范的前提下提出了岩体力学参数综合取值方法。该方法针对地质条件简单的小型工程、地质条件复杂的中型以上工程、重要的大型工程和参数敏感的工程分为以下3个层次。
(1)第一层次。
对于地质条件简单的小型工程,或项目规划、可研阶段,可采用野外地质调查和钻孔取样室内抗压试验→进行岩体分级、查表→获得抗剪强度和变形模量范围值,通过相似工程类比,调整、修正取得地质建议值;或者采用RMR分类和Hoek-Brown经验强度准则公式计算,参考类似工程修正后得到地质建议值。
(2)第二层次。
对于地质条件复杂的中型以上工程,如重力坝、拱坝,结构面影响坝基、坝肩稳定,初步设计阶段应布置原位抗剪和变形试验,参考类似工程,结合现场地质条件进行调整,必要时由地质、试验和设计三方共同研究确定设计采用值。
(3)第三层次。
对于重要的大型工程和参数敏感的工程,应做专门研究,除运用上述方法外,还应开展计算机模拟试验、人工神经网络法、模糊数学预测法等,慎重确定地质建议值。在施工阶段可以利用监测资料进行反演分析,复核岩体稳定性,及时修改设计和施工方法,确保工程安全。总之,地质调查和岩石力学试验是基础,是岩体分级、经验估算及数值模拟的前提,因此应重视野外第一手资料的收集,并注意取样、试验成果代表性问题,使地质建议值符合现场实际。
3应注意的问题
反思多年来我们所做的中小型水利水电工程勘察设计,在岩石力学参数取值方面应注意以下问题:
(1)在前期勘察时对设计意图不甚了解
设计方案不十分明确,加之勘察周期短,对地质条件的调查和分析不够深入,对试验只是要求做常规的内容,以室内试验为主,取样数量不足,成果代表性差,使得方案比选时难以取舍。按照有关规范,“小型水电工程岩土参数(取值)可在现场简易测试和必要的室内试验的基础上以类比为主。”“中型水电工程岩土测试以室内试验为主,必要时可采用大型野外原位试验。”对于拱坝和重力坝要特别注意,对影响坝基、坝肩稳定的岩土体及软弱结构面可视需要开展原位试验工作。尤其是软岩和完整性差的岩石,软弱结构面发育,且结构面对岩体稳定性不利,岩体稳定性的判别对工程影响很关键,这需要慎重研究,应在地质调查的基础上,布置适当的原位试验,并采取多种方法合理确定岩体力学参数。
(2)勘察报告中抗剪强度和变形参数仅仅根据室内岩石试验查规范,与现场地质调查结合不紧密。
抗剪强度和变形参数是混凝土坝稳定计算最重要的参数,对工程安全和造价影响很大。然而规范给出的值范围较大,勘察报告仅仅依据规范提供的参数表取值是远远不够的。中等规模以上和地质条件复杂的工程应进一步开展分析论证工作,结合现场地质条件调查,在岩体分级基础上,运用有关理论和经验公式,例如霍克-布朗(Hoek-Brown)经验强度准则公式等,并参考已建工程经验取值,必要时与地质、试验和设计专业共同会商,合理确定参数。
(3)在软岩地区建混凝土坝要特别注意
如页岩、千枚岩及白垩-第三系泥岩等,由于岩性软弱,构造发育,岩体强度较低,工程安全裕度小,岩体力学参数取值对工程安全和经济性影响大,甚至影响方案的成立。软岩地区一般不适合建中、高混凝土坝,万一要建,就应该投入一定的勘探和试验工作量,慎重研究和分析论证,并留有一定安全裕度。
(4)应考虑定值计算与可靠度问题。
实际勘察设计工作中,是由地质专业提供参数,设计人员进行计算。地质部门依据试验成果,结合地质条件和个人经验判断,提出地质建议值。设计一般直接采用地质建议值进行计算。问题是设计计算方法与地质模型是否一致,地质参数的可靠性或安全阈值是多少,即有多少安全储备。近十几年来国内外广泛开展了重力坝可靠度研究。结构可靠性分析是以概率理论为基础,采用极限状态设计方法,以可靠指标度量结构或工程的可靠性,比定值法不考虑参数的偏差有明显的优越之处。可靠度计算需要提供与大坝有关的各类荷载、材料和地基强度的统计特征值(均值、标准差、变异系数等)及分布类型,对地质参数的离散性进行评价。
(5)试验是基础。
如何看待试验成果,地质专业人员常常抱怨试验参数不准,造成的原因有几个方面,一是取样的代表性问题,或者原位试验选点问题,要考虑岩性、风化程度、构造等影响,对试验点做专门设计和布置;又譬如有的砂岩与页岩互层,页岩岩芯破碎取样困难,取样只能做砂岩的抗压强度试验,成果偏大;倾斜岩层抗压首先沿层面剪切破坏,成果偏小。二是试验中的误差,应采用数理统计法整理试验成果,在充分论证的基础上舍去不合理的离散值。对于原位抗剪试验,要了解试验点的岩性、构造、风化及地下水等因素对成果的影响。另外,试件制备时难免受到扰动,一般要求安排2组以上试验,以便对比和分析。
(6)确定参数时要处理好主观判断与客观评价的关系。
前述的岩体分级法、工程类比法及经验判据法(强度准则公式)都属于经验法,其取值时的人为因素和个人经验对结果影响很大,实际操作中应尽量避免人为因素干扰,从地质条件的客观出发,分别按不同因素对参数进行修正,减少取值的随意性。
(7)加强施工监测,利用监测资料进行“动态设计、信息化施工”。
由于工程地质条件的复杂性和不确定性,地质勘探、试验、计算分析方法的局限性,我们对工程岩体性状变化的认识有一定程度的不确定性。在施工中要加强岩体性状的监测,及时分析和判断,调整、修改设计和施工方法,以保证施工安全和工程安全。尤其是隧洞施工支护,要根据发现的新情况及时修改设计,即采取“动态设计、信息化施工”,既要确保工程安全,又不能造成浪费。
(8)利用已建工程进行类比确定岩体力学参数是我们常用的方法。
但是没有一个工程的地质条件是完全相同的,而我们个人掌握的资料有限,每个人的经验千差万别,往往仅通过少量个别因素相比较而获得参数,人为因素的干扰较大,其结果可靠性较差。应多参考类似工程,并不断积累工程经验。多年来笔者所在单位在湖北省水利水电工程勘测设计中做了大量的岩体物理力学室内外试验和原位测试,积累了丰富的实践经验。
4结论
(1)岩体力学参数的合理确定是水利水电工程中的一项基础工作
直接关系到坝基、边坡、地下洞室工程的安全性和经济性。由于岩体具有不均匀性、不连续性和随时间变化的特性,准确确定岩体力学参数是非常困难的。在研究了有关规程规范和各种取值方法特点的基础上,针对工程的重要性程度和地质条件的复杂程度提出了岩体力学参数的综合取值方法,分为地质条件简单的小型工程、地质条件复杂的中型以上工程、重要的大型工程三个层次。针对具体的工程应当选择合理的方法来确定岩体力学参数。水利水电工程岩体力学经验参数综合取值研究对水利水电工程坝基、边坡、地下结构稳定性研究和计算具有重要理论意义和现实意义。
(2)中小型水利水电工程具有规模小、设计周期短、勘察试验工作量有限的特点