水電站工程施工組織設(shè)計(jì)方案評價(jià)

宋祺弢，劉 偉（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都610000）

水電站工程施工組織設(shè)計(jì)方案評價(jià)

宋祺弢，劉 偉（中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都610000）

與其他的工程施工組織設(shè)計(jì)相比較而言，水利水電工程中的施工組織設(shè)計(jì)相對比較復(fù)雜，其在工程建設(shè)管理以及招標(biāo)過程當(dāng)中具有重要的作用，同時(shí)也是工程設(shè)計(jì)的重要組成部分。本文首先對水電站施工組織設(shè)計(jì)的基本理論進(jìn)行了論述，然后以某水電站大壩上游圍堰控制性灌漿工程為例，對其進(jìn)行了相關(guān)的評價(jià)分析，并結(jié)合實(shí)踐工作，提出了一些合理化的建議。

水電站；組織設(shè)計(jì)；基本理論

引言

對于水利水電工程設(shè)計(jì)文件來講，施工組織設(shè)計(jì)是其中的重要組成部分，是編制工程總概算、投資估算和招投標(biāo)文件的主要根據(jù)，是研究水利水電工程選擇施工方案、施工條件、組織以及指導(dǎo)工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件，同時(shí)也是施工管理和工程建設(shè)的指導(dǎo)性文件。不管是在工程的前期，還是初步或者是技術(shù)設(shè)計(jì)階段都要對施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的編制。只有做好施工組織設(shè)計(jì)，才能夠進(jìn)行對整體優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行正確的選擇，從而進(jìn)行科學(xué)合理的施工，這些對于降低工程造價(jià)、縮短建設(shè)周期、保證工程質(zhì)量都具有極其重要的意義。

1 水電站施工組織設(shè)計(jì)的基本理論綜述

1.1 施工導(dǎo)流

通常情況下，水利水電工程的施工都是位于川流不息的河道上，為了能夠?qū)⑹┕づc河水的矛盾進(jìn)行有效的解決，就需要將全部或部分河水導(dǎo)走，同時(shí)在施工期內(nèi)還應(yīng)該盡量的使得河流的綜合利用條件不被破壞，這樣就有了施工導(dǎo)流專門設(shè)計(jì)的相關(guān)問題。在施工組織設(shè)計(jì)中，導(dǎo)流問題是一個(gè)特殊問題，在設(shè)計(jì)方面來講，它既有與施工總布置、總進(jìn)度密切相關(guān)的導(dǎo)流程序問題，也有建筑物設(shè)計(jì)內(nèi)容，比如說圍堰、引水隧洞、混凝土大壩等。施工導(dǎo)流是個(gè)帶時(shí)段性以及全局性的問題，它既與施工總進(jìn)度、總布置、工程投資以及截流施工時(shí)段密切相關(guān)，又受擋水建筑物壩型、壩址的選擇以及水工建筑物和其布置所帶來的影響。無論是哪一種水電站工程施工都應(yīng)該同自然條件之間相協(xié)調(diào)，其中最重要的就是同水情規(guī)律之間相協(xié)調(diào)。通常情況下，與對水情規(guī)律進(jìn)行改變所產(chǎn)生的費(fèi)用相比較而言，適應(yīng)水情規(guī)律的付出要相對較小，只有在極其特殊的情況下，水情規(guī)律難于改變或者是不能改變，這時(shí)主體工程施工的控制環(huán)節(jié)便是施工導(dǎo)流。導(dǎo)流工程中的蓄水、封堵、截流、渡汛、攔洪及排水等也就成為控制的主要要素。顯然當(dāng)主體工程施工程序能夠較好的適應(yīng)河流規(guī)律時(shí)，工程進(jìn)展順利，資財(cái)也就節(jié)約；相反則會將施工計(jì)劃安排打亂，輕則多花資財(cái)，延誤工期，重則造成事故，被迫停工。

1.2 施工工藝

施工工藝由施工方法、施工順序及施工技術(shù)等在特定的施工裝備情況下構(gòu)成，它是施工組織設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。施工工藝關(guān)系到建筑物結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性與可行性，主要的內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面：

（1）施工導(dǎo)流與主體工程建筑物施工順序配合的實(shí)施狀況的技術(shù)特性；

（2）主體工程建筑物實(shí)施方法以及順序的施工技術(shù)特性；

（3）特定技術(shù)裝備之下，在施工期限范圍之內(nèi)達(dá)到施工強(qiáng)度的合理指標(biāo)；

（4）必要的材料消耗及技術(shù)物質(zhì)供應(yīng)；

（5）適應(yīng)高程的場地空間以及施工程序的施工平面合理布置；

（6）工程建設(shè)施工進(jìn)度、質(zhì)量、效益及安全等科學(xué)管理的施工要求與工藝。

1.3 施工進(jìn)度

施工進(jìn)度計(jì)劃貫穿于施工的整個(gè)過程當(dāng)中，所有施工程序、施工技術(shù)及速度等相互關(guān)系，通過綜合平衡協(xié)調(diào)后顯示出總體規(guī)劃的強(qiáng)度與時(shí)間指標(biāo)。當(dāng)前進(jìn)度計(jì)劃表示方式主要有網(wǎng)絡(luò)圖、斜線圖及橫線圖。在這一環(huán)節(jié)當(dāng)中主要解決如下方面的問題：

（1）施工機(jī)械化水平。應(yīng)該對適應(yīng)建筑物特性和所處自然條件的施工機(jī)械裝備進(jìn)行解決，因?yàn)樨M會對施工強(qiáng)度產(chǎn)生影響，從而影響到工程的進(jìn)展以及施工速度；

（2）合理劃分施工程序。在水利工程建設(shè)過程當(dāng)中，對于施工程序影響較大的時(shí)段，要對其進(jìn)行科學(xué)合理的劃分，如蓄水期、攔洪、渡汛、封堵及截流等要進(jìn)行分析，合理劃分；

（3）經(jīng)濟(jì)投資效應(yīng)。水利工程由于工程量巨大、項(xiàng)目多、施工期長、工種復(fù)雜、投資巨大、又遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)等，這些都會加大進(jìn)度計(jì)劃安排的難度，尤其是在市場經(jīng)濟(jì)狀況下，變化因素相對比較多，資財(cái)投入時(shí)間價(jià)值與進(jìn)度計(jì)劃關(guān)系更為密切，這就需要進(jìn)度計(jì)劃對于資財(cái)能充分利用，使得經(jīng)濟(jì)效應(yīng)最佳；

（4）關(guān)鍵施工期的控制。從工作實(shí)踐當(dāng)中可以得知，通常當(dāng)河道截流起始時(shí)以及在它之后的枯水季內(nèi)的工程施工期，往往對工程進(jìn)度計(jì)劃都會具有一定的控制效用。為此在進(jìn)度計(jì)劃安排時(shí)，對必須進(jìn)行充分論證，這樣才能夠達(dá)到對渡汛安全合理的目的，從而來劃分關(guān)鍵施工期的控制。

1.4 施工布置

在對水電站施工布置時(shí)，應(yīng)該圍繞著主體工程施工這一主題進(jìn)行開展，其著重點(diǎn)是對工程所在地區(qū)的生活建筑、工廠設(shè)施、施工交通、料場規(guī)劃等在高程上和平面上進(jìn)行合理的空間布置規(guī)劃，主要目的就是為主體工程運(yùn)行及施工服務(wù)。布置時(shí)對于服務(wù)對象必須緊密圍繞，同時(shí)也要對以后擴(kuò)展成為庫區(qū)旅游開發(fā)的需要進(jìn)行考慮。在具體施工布置時(shí)，結(jié)合工程所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會、自然等主要因素，根據(jù)結(jié)構(gòu)型式和樞紐布置特征，對施工占地認(rèn)真規(guī)劃。要遵循因地及因時(shí)制宜、安全可靠、統(tǒng)籌規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)合理、利用技術(shù)可行、方便生產(chǎn)管理的總原則，對于布置的合理程度進(jìn)行檢驗(yàn)。水利工程施工布置主要包括有安裝場地、工廠設(shè)施、生活生產(chǎn)用水、交通運(yùn)輸、生活建筑、料場開采儲運(yùn)規(guī)劃、通訊等管路線路等的高程和平面的合理布置。其中交通不便、運(yùn)輸工程量大、距離遠(yuǎn)、建設(shè)周期長的水利工程建設(shè)，運(yùn)輸任務(wù)艱難，道路修建費(fèi)用巨大，這時(shí)就要引起足夠的重視，不然會延誤工期和加大投資。

2 某水電站大壩上游圍堰控制性灌漿的施工組織設(shè)計(jì)分析

2.1 某水電站工程概述

本文所應(yīng)用的水電站案例以發(fā)電為主，同時(shí)它還具有漁業(yè)養(yǎng)殖等效益。甚至控制流域面積約為1萬km2，水量利用率達(dá)到70%左右，該水電站位于亞熱帶濕潤季節(jié)氣候當(dāng)中，冬季的時(shí)候容易出現(xiàn)東北風(fēng)。水電站大壩圍堰處水流湍急，上游圍堰設(shè)在大壩上游75m和導(dǎo)流洞下游20m的地方。河床深部為中密密實(shí)度的砂卵礫石層，堆積層覆蓋部分結(jié)構(gòu)較為松散，另外，該地段具有透水性強(qiáng)且分選性差的特點(diǎn)，給施工帶來一定困難。中下層則是粒徑較大的徑孤石，且沉積久遠(yuǎn)。水電站大壩上下游圍堰鍵的水位落差較大。為此，為了減少落差，可以采用施工過程中開挖下的石渣來抬高大壩水位，增加工程安全度。

2.2 某水電站工程施工組織設(shè)計(jì)方案

2.2.1 施工總進(jìn)度計(jì)劃安排

該水電站工程有計(jì)劃大體分為兩個(gè)時(shí)期，在一期當(dāng)進(jìn)行施工的主要有土瑣、右側(cè)6.5孔溢流瑣、右岸重力瑣及發(fā)電廠房等：二期主要有壩基擺噴灌裝、升船機(jī)、孔溢流瑣等項(xiàng)目。

施工中采用2臺沖擊鉆機(jī)，4套灌漿設(shè)備進(jìn)行上游圍堰控制性灌漿作業(yè)。下游排的鉆孔灌漿作業(yè)在前，上游排作業(yè)在后。上游排施工的同時(shí)可以全面開展原有的鉆灌機(jī)械、線路施工，進(jìn)而解決進(jìn)度滯后問題。整個(gè)控制性水泥灌漿防滲施工的實(shí)際帷幕工期為35d，沒有占用總施工計(jì)劃。表明最終的施工效果較為理想。

2.2.2 施工工藝

該水電站的水泥灌漿防滲工程的工藝流程為：

首先進(jìn)行是帷幕軸線放孔位的確定，之后進(jìn)行固定鉆機(jī)，然后進(jìn)行鉆孔和鑲一定深度的孔口管。特殊地段鉆灌之后才是終孔灌漿。

整個(gè)施工過程中，根據(jù)圍堰防滲墻的特點(diǎn)，對灌漿系統(tǒng)布置、鉆孔方式和防滲墻施工的處理及時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)整和改進(jìn)，所以最后整個(gè)施工的結(jié)果較為理想。

2.2.3 施工總平面布置及場地規(guī)劃

基本設(shè)備設(shè)置：設(shè)立固定集中制漿平臺并在平臺處設(shè)置砂漿攪拌機(jī)（1臺）、漿液拌制機(jī)和輸送泵（各2臺）。灌漿孔附近要設(shè)置200L型攪拌桶、砂漿輸送泵和拔管機(jī)（各1臺）。沿防滲軸線鋪設(shè)灌漿線路，要盡量縮短灌漿孔和制漿系統(tǒng)之間的距離，為了合理控制砂量，攪拌桶內(nèi)先灌注水玻璃，再灌砂，這樣可以大大提升施工效益。

⑤加強(qiáng)各種科技計(jì)劃的銜接，實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成。把技術(shù)引進(jìn)與科學(xué)研究、自主創(chuàng)新、轉(zhuǎn)化推廣、技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化作為整體統(tǒng)一考慮，使“948”計(jì)劃與國家其他科技計(jì)劃（如863計(jì)劃、國家農(nóng)業(yè)科技成果推廣計(jì)劃等）、水利部科技計(jì)劃相互銜接，通過技術(shù)集成和有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目最終目標(biāo)。

其他設(shè)施布置：

（1）風(fēng)水電設(shè)施布置

施工供風(fēng)對象主要為主體工程錯(cuò)桿鉆孔、基礎(chǔ)開挖等項(xiàng)目的用風(fēng)。按照現(xiàn)場踏勘資料，使用四臺移動式和一臺固定式供風(fēng)站。

（2）生活、辦公用地規(guī)劃

本工程分二期進(jìn)行施工，在右岸布置辦公設(shè)施、施工營地，為了對二期施工使用要求滿足，設(shè)置一個(gè)生活營地、臨時(shí)現(xiàn)場辦公在左岸。

（3）生產(chǎn)輔助企業(yè)場地規(guī)劃

生產(chǎn)輔助企業(yè)場地就近布置，對現(xiàn)有場地充分利用，同時(shí)進(jìn)行會議室、值班室、移動廁所及員工宿舍等臨時(shí)設(shè)施。

本工程在河流兩側(cè)分別進(jìn)行棄渣場的設(shè)置。

（5）場內(nèi)施工道路

在對現(xiàn)有工地現(xiàn)場道路充分利用的基礎(chǔ)上，新修9條場內(nèi)道路對于施工的要求進(jìn)行滿足。

2.3 某水電站工程施工組織設(shè)計(jì)方案評價(jià)

上游圍堰防滲處理的成功與否可以從大壩開挖的基坑中看出，圍堰帷幕防滲效果可以從開挖過程中通道有無明顯滲漏以及基坑中抽排水工作量有無減少中得以證明，因此，徒步施工管理可以在基坑中實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這一方案能夠?qū)τ谑┕ば枨笮邢嚓P(guān)的滿足，同時(shí)也利于施工活動的有效組織，這一方案是可行的。通過最終的評價(jià)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，該水電站工程施工組織設(shè)計(jì)方案在實(shí)際的工作當(dāng)中，具有一定的借鑒意義，但是在施工設(shè)備的選擇以及施工強(qiáng)度的分析方面有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。

3 水電站工程施工組織設(shè)計(jì)合理化建議

（1）施工組織設(shè)計(jì)主要包含有施工導(dǎo)流、施工工藝、施工進(jìn)度及施工布置四個(gè)方面，它們在設(shè)計(jì)中處于同等重要地位，是不可分割的組合體，它們之間存在相互依存、相互制約及相互關(guān)聯(lián)的密切關(guān)系，是總體方案優(yōu)化的基本單元；

（2）在設(shè)計(jì)各個(gè)專業(yè)中，施工組織設(shè)計(jì)是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，急需提高標(biāo)準(zhǔn)化程度、研究理論、減少工程實(shí)踐差距、改善設(shè)計(jì)手段落后現(xiàn)狀，從而使得施工組織設(shè)計(jì)水平提高；

（3）當(dāng)前，不能夠充分的應(yīng)用施工技術(shù)資源，不能夠借鑒已有的成功經(jīng)驗(yàn)，所編制的內(nèi)容新技術(shù)缺乏，不能夠使得資源消耗降低、勞動效率提高。設(shè)計(jì)時(shí)只是照搬照抄技術(shù)規(guī)范或工程招投標(biāo)，未有針對性的對具體工程進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃，通常都會造成施工實(shí)施與組織設(shè)計(jì)分離，不能夠起到真正的指導(dǎo)作用；

（4）對于施工組織設(shè)計(jì)科研的總結(jié)以及投入要給予重視，這對于施工組織設(shè)計(jì)自身發(fā)展以及提高設(shè)計(jì)質(zhì)量都具有重要的作用；

（5）建議水工施工不宜分家，同時(shí)還應(yīng)該進(jìn)行專門科研組織機(jī)構(gòu)的建立，研究施工組織設(shè)計(jì)理論，使得施工組織設(shè)計(jì)水平盡快提高，與工程建設(shè)發(fā)展的需要相匹配；

（6）對組織科研設(shè)計(jì)的施工投入以及總結(jié)加以重視，加大對工程中實(shí)際應(yīng)用的發(fā)展。既可以提高施工組織設(shè)計(jì)的質(zhì)量，同時(shí)也可加快其設(shè)計(jì)自身的發(fā)展。鑒于施工組織設(shè)計(jì)理論體系比較繁雜，本文只闡述了部分對主要問題的分析。對其他方面，例如招投標(biāo)的關(guān)系或者設(shè)計(jì)體制改革以及施工技術(shù)管理進(jìn)步發(fā)展等關(guān)系存在的問題還需要進(jìn)一步分析探討。

4 結(jié)束語

綜上所述，水電站施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)該與工程的實(shí)際情況進(jìn)行有效的結(jié)合，才能使所制定的施工組織設(shè)計(jì)方案最優(yōu)。總的來說，在項(xiàng)目建設(shè)中，設(shè)計(jì)充分考慮各項(xiàng)目之間施工程序前后兼顧、銜接合理，減少互相干擾，均衡施工。在確保工程施工質(zhì)量和進(jìn)度的前提下，圍繞施工關(guān)鍵線路和重點(diǎn)段統(tǒng)籌兼顧，確保各節(jié)點(diǎn)工期的同時(shí)，施工項(xiàng)目間協(xié)調(diào)有序的整體進(jìn)行。

[1]劉 妍.水電站工程施工組織設(shè)計(jì)方案評價(jià)研究[D].中南大學(xué)，2013.

[2]吳政江.鎮(zhèn)寧板巖水電站工程施工組織設(shè)計(jì)方案研究[J].地下水，2015，03：150～151.

[3]廖仕信.蟠龍水電站工程可研階段施工組織設(shè)計(jì)研究[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2014，01：98～100.

TV512

A

2095-2066（2016）34-0097-02

2016-11-18

宋祺弢（1985-），男，本科，主要從事水電站設(shè)計(jì)工作。

劉 偉（1987-），女，研究生，主要從事水電站設(shè)計(jì)工作。