对水利水电工程施工组织设计问题的初步探讨

对水利水电工程施工组织设计问题的初步探讨摘要水利水电工程中的施工组织设计,是一项复杂的系统工程,它不仅是工程设计的重要组成部分,而且在工程招标投标和建设管理中起到独特作用,本文首先通过叙述施工组织设计的基本理论,然后通过老江底水电站大坝上游围堰掌握性灌浆工程这个工程实例来分析了水里水电施工组织设计理论在实践中的摸索和应用,最终,结合实际施工经验提出了发展该专业的一些建议,并对存在的问题进行初步探讨。关键词水利水电;工程施工;组织设计;施工组织设计是水利水电工程设计文件的重要组成部分,是研究水利水电工程施工条件、选择施工方案、指导和组织施工的技术经济文件,是编制工程投资估算、总概算和招投标文件的主要依据,是工程建设和施工管理的指导性文件。在工程前期、初步设计和技术设计各阶段,都要编制施工组织设计。做好施工组织设计对正确选择整体优化设计方案、合理组织工程施工、保证工程质量、缩短建设周期、降低工程造价都有非常重要的作用。一、施工组织设计的基本理论综述(一)施工导流8 水利水电工程是在川流不息的河道上进行施工的,为解决河水与施工的矛盾,需将河水部分或全部导走;同时还要尽可能保证在施工期内河流的综合利用条件不被破坏,这就提出施工导流特地设计问题。导流问题,是施工组织设计中的一个特别问题,就设计而言,它既有水工建筑物设计内容(如:混凝土大坝、引水隧洞、围堰等)也有与施工总进度、总布置亲密相关的导流程序问题。施工导流是一个带全局性、时段性的问题,它既受挡水建筑物坝址、坝型的选择和水工建筑物及其布置的影响,又与施工总布置、总进度、截流施工时段以及工程投资亲密相关。任何水利水电工程施工,必需与自然条件相适应,其中至关重要的是与水情规律相适应。一般状况下,适应水情规律总费用比转变水情规律费用所付出的代价要少得多,在某些状况下,则难于甚至无法转变水情规律,因此施工导流就成为主体工程施工的掌握环节。导流工程中的截流、排水、渡汛、封堵、拦洪及蓄水等,自然地成为主体工程施工程序的掌握要素。明显当主体工程施工程序与河流规律较好地适应时,工程进展顺当,节约资财;反之,势必打乱施工计划支配,轻则延误工期,多花资财,重则造成事故,被迫停工,这在水利水电工程建设中是有过教训事例的。(二)施工工艺施工工艺是施工组织设计的基础,由施工技术、施工顺序及施工方法等在特定的施工装备状况下构成。施工工艺的重要性在于研究建筑物结构的施工技术可行性与经济合理性,其研究的主要项目如下:(1)研究主体工程建筑物实施顺序和方法的施工技术特性;(2)研究主体工程建筑物施工顺序与施工导流协作的实施状况的技术特性;8 (3)在特定技术装备条件下,研究施工期限内所达到的施工强度的合理指标;(4)研究适应施工程序的施工平面与高程的场地空间合理布置;(5)研究必要的技术物质供应及材料消耗,作为供应预算分析单价的基础资料;(6)研究工程建设施工安全、质量、进度及效益等科学管理的施工工艺与要求。(三)施工进度施工进度计划是从工程建设的施工预备起始到竣工为止的整个施工期内,全部组成建筑物的各个单项工程修建的施工程序、施工速度及技术供应等相互关系,通过综合协调平衡后显示出总体规划的时间与强度指标。目前进度计划表示形式有横线图、斜线图及网络图。在施工进度计划研究中,着重需要解决如下内容:1合理划分施工程序。对水利工程建设中,影响施工程序较大的时段,要进行恰当划分。如截流、渡汛、封堵、拦洪及蓄水期等要进行分析,恰当支配,得到合理划分;2施工机械化水平。应解决适应工程所处自然条件和建筑物特性的施工机械装备。施工机械装备(包括施工条件能否允许或充分利用已有设备在内)程序,会影响施工强度,最终将直接影响施工速度和工程的进展;3关键施工期掌握。8 从水利工程建筑实践中得知,一般当河道截流起始时及其后的第一个枯水季内的工程施工期,对工程进度计划常起掌握效用。因此在支配进度计划时,必需对截流前的导流建筑物和截流后第一个枯水季的坝体施工(包括截流、基坑排水、基础处理及坝体填筑)的施工方法进行充分论证,以利达到合理安全渡汛的目的来划分关键施工期掌握;4经济投资效应。由于水利工程项目多、工种复杂、工程量巨大、施工期长、又远离城镇、投资巨大等,都给进度计划支配带来很多困难,特殊是在市场经济状况下,变化因素增多,进度计划与资财投入时间价值关系更为亲密,影响程度加大,需要使进度计划能充分利用资财,达到最佳经济效应。(四)施工布置施工布置必需紧紧围绕解决主体工程施工这一主题绽开,其目的是为主体工程施工及运行服务的,其着重点是对工程所在地区的施工交通、工厂设施、生活建筑、料场规划等在平面上和高程上进行合理的空间布置规划。布置时必需紧密围绕服务对象,有时还要考虑到今后扩展成为库区旅游开发的需要。在详细施工布置时,应依据枢纽布置和结构型式特征,结合工程所在地区的自然、社会、经济等主要因素,专心规划施工占地。要遵循因时、因地制宜、统筹规划、便利生产管理、安全牢靠、利用技术可行、经济合理的总原则,检验布置的合理程度。8 水利工程施工布置,相当于一个小城镇规划,其主要内容包括有交通运输、工厂设施、料场开采储运规划、生活建筑、安装场地、生活生产用水、电及通讯等管路线路等的平面及高程的合理布置。其中处于深山峡谷而又建设周期长、运输工程量大距离远、交通不便的水利工程建设,道路修建费用巨大,运输任务困难,必需给以足够重视,否则会加大投资和延误工期。据实践工程统计,运输费用约占总投资的4~25%,因此在施工布置时应重点分析研究。二、老江底水电站大坝上游围堰掌握性灌浆的施工组织(一)老江底水电站大坝上游围堰掌握性灌浆工程概述老江底水电站位于Y市雄武乡补柞村,距Y市约70km,电站为三等中型引水式电站,装机容量为2*50Mw。电站大坝上游围堰位于导流洞下游侧20米、大坝上游侧75米处。两岸河谷呈“U”字型峡谷。围堰轴线处河床宽约60~70m,填筑时水深1~3m,水流较急。上下游水头近20m(上游围堰顶部高程为EL1165,下游围堰顶部高程为EL1145)。河床深部为砂卵砾石层厚3~5m,密实程度为稍密一中密,成份主要为砂卵砾及松散积累层掩盖,结构松散,粒径不均一,分选性差,透水性强。下伏基岩为T2g4-1白云岩、泥质白云岩、白云质灰岩。强风化层厚5-8m,边坡稳定性较好。中下层有沉积久远的大量大块径孤石,最大粒径有3~5m。电站上游围堰至大坝、下游围堰的水位落差大,利用左坝肩开挖下来的石碴积累抬高大坝水位,削减水位落差,作为安全度汛的一项技术措施。(二)施工工艺8 依据围堰防渗墙的特点,上游围堰掌握性水泥灌浆防渗工程工序施工工艺流程为:定帷幕轴线放孔位→固定钻机→φ150mm钻孔并镶1.5m深的孔口管→下→段次钻孔→特别地段钻灌→终孔灌浆→封孔结束。老江底水电站大坝上下游围堰防渗墙施工从作业面处理、钻孔方式、灌浆系统布置等方面都进行了现场调整和改进,在施工完成后达到了较为抱负的结果。(三)施工进度上游围堰掌握性灌浆总共1770m,采用了2台SM3000A型冲击钻机,4套灌浆设备。围堰钻孔施工程序:下游排先进行钻孔灌浆,后进行上游排的施工,钻孔用时共计40个工作日。在进行上游排施工过程中,原有的钻灌机械、线路等可全线铺开,大大解决了进度滞后问题。上游围堰的掌握性水泥灌浆防渗帷幕施工实际施工期约35天即基本满意闭气条件,达到了基坑开挖的要求,而且做到了没有占一天施工总进度计划的直线工期,取得了较为抱负的效果。(四)施工布置8 围堰在河谷靠左岸下基坑道路处设立固定集中制浆平台,然后沿防渗轴线铺设灌浆线路,在制浆平台处设2台复合浆液拌制机、1台强制式砂浆搅拌机、2台复合浆液输送泵,在灌浆孔四周设有1台砂浆输送泵、1台拔管机、1台200L型搅拌桶,被灌浆孔与制浆系统之间距离尽量缩短,水玻璃直接加到搅拌缸内,砂依据孔内灌浆状况在现场加入200L型搅拌桶后再进行灌入,这样可以更为合理的掌握水玻璃、砂的用量,施工效益也可以得到明显的提升。(五)施工效果从大坝开挖基坑来看,上游围堰的防渗处理是成功的,开挖过程中无明显大的渗漏通道,基坑的抽排水工作量明显削减,强有力的证明白围堰帷幕防渗的效果,基坑可以实现徒步施工管理。三、结语(1)施工组织设计迄今仍是设计各个专业中的薄弱环节。急待对其理论研究,提高标准化程度,改善设计手段落后现状,削减工程实践差距,以利提高施工组织设计水平。(2)施工组织设计基本内容为施工导流、施工工艺、施工进度及设施布置等四个小专业所构成。它们是总体方案优化的基本单元,在设计中处于同等重要地位;它们之间存在相互关联、相互制约及相互依存的亲密关系,既为设计专业独立单元,又是不可分割的组合体。(3)目前施工组织设计是设计中的薄弱环节,为此建议水工施工不宜分家,并建立特地科研组织机构,对施工组织设计进行理论研究,尽快提高施工组织设计水平,满意工程建设发展需要。8 (5)目前,施工技术资源得不到充分的应用,对已有的成功经验没有进行借鉴,所编制的内容缺乏新技术、没有起到提高劳动效率、降低资源消耗的作用。设计时只是应对工程招投标或对技术规范照搬照抄,而未对详细工程的特点进行有针对性的规划和设计,经常是施工组织设计与实施分别,以致造成施工组织设计只是个形式,没有起到指导施工的作用。(6)重视施工组织设计科研的投入和总结,着力发展该专业及其工程施工中的应用,这不仅对提高设计质量起重要作用,而且对施工组织设计自身发展起重大作用。施工组织设计是一个比较浩大复杂的理论体系,本文只是对一些主要问题进行初步探讨。实际还有与招投标的关系与施工技术管理进步发展的关系、与设计体制改革的关系等问题,有待深入探讨研究。8