精益建造引水隧道工程论文

精益建造引水隧道工程论文1精益建造方法应用背景目前，国内许多工程施工还处于粗放的管理状态。施工生产操作较为松散，施工材料计划编制粗糙，现场浪费极大;施工工艺落后，管控力度小，工期拖延、质量下滑等现象较多，极大地影响了企业效益和信誉。精益建造是以生产转换理论、生产流程理论和价值理论为理论基础，以精益思想原则为指导，对工程项目实施过程进行重新设计，在保证工程质量、施工安全、工期短、消耗少的条件下建造用户满意的建筑产品为目标的新型工程建设项目管理模式。常熟发电有限公司扩建工程F标段是我国发电厂工程中首座深水引水隧道工程。引水隧道工程位于长江下游徐六泾河交汇处南段，由循环水泵房、取水隧洞和取水立管组成，引水隧道最深处离长江水面26m。盾构机在施工时要穿越长江大堤和多个富含沼气、上软下硬的地层、流沙土等地质复杂地段。施工技术难度之大，工程管理风险之高，在我国水下引水隧道施工中极为罕见。项目部运用精益建造方法，对该扩建工程进行创新性的管理，确保在2014年1月底全面投产后，大大缓解江苏、上海地区电网供电紧张状况。此外，可以为同类工程创造项目管理经验，促进中铁十四局工程项目管理水平的提高。2施工难点分析2.1循环水泵房施工难点第9页共9页 一是沉井结构体积大、下沉重量2.95万t，制作及下沉施工控制难度大。二是地质条件极为复杂，所处地层土质为素填土、充填土、粉质黏土、淤泥质粉土、粉砂夹粉土，而且地下水位高，多为液化层，易产生流砂现象。沉井在这样的软土地基中预制下沉，沉井底可能会出现突涌等风险，下沉速度控制和纠偏难度大，同时如果沉井下沉过程中发生倾斜，很容易挤断钻孔桩。2.2取水隧道施工难点一是地质条件复杂、施工难度大。取水隧道经过了厂区陆域、长江大堤、潮间带浅滩、深水岸坡等多种场地类型;施工穿越2层粉砂加粉土、1层淤泥质粉质粘土、1层粉质粘土夹粉砂，易发生流砂和管涌等不良地质现象，而且土层含有沼气等有害气体。二是水利部门要求盾构穿越大堤时，大堤的允许沉降量必须满足二级堤防沉降要求，控制要求高。三是隧道埋深浅，水压大。穿越流沙土层，最大渗透系数达2.4x10－4cm/s，且地下水与长江水形成补给关系。四是每条隧道长943.2m，盾构长距离推进给网格式盾构盾尾防渗漏、出土泥浆输送、水平运输均带来较大的不确定性。五是垂直顶升和取水头安装等水上作业施工精度控制较困难，风险因素多。3施工过程的精益化管理措施结合本项目的特点，围绕本工程不同施工阶段的管理目标，在编制施工组织设计过程中，融入精益建造的管理思想，形成运用精益建造方法的实施工作计划，使精益建造方法和应用领域的实施建立在切实可行的基础上。第9页共9页 3.1精益化的进度管理采用准时化施工管理技术进行工程进度管理。以业主方"中电投"对总工期的需求为依据，精准地组织每个施工环节。一方面，在编制进度计划和实施过程中，缩短各工序、各分项工程转换时间，尽量使各分项工程之间的转换时间接近于零。确保在任何一个分部、分项工程或工序结束，立即转入下一道工序，实现施工工序转换的间隔时间趋近最小的状态。在具体操作时，主要做好施工现场作业人员、施工机械和建筑材料三个方面的工序转换。另一方面，严格要求各专业分包单位在必要的时间完成必要的工作量。按照供应链管理原理与建筑材料供应商建立良好的合作关系，要求供应商按工程进度计划需要的数量准时地把材料送到施工现场。项目财务部门准时地划拨资金。在施工过程中，每一道工序都按照后工序所需工程量向前工序提出人员、材料、施工机械等的要求，从而为每道工序在既定的时间内完成计划的工作量奠定前提条件。3.2精益化的质量管理在施工阶段，采用"末位计划技术"编制质量控制计划，通过逆向拉式流程把质量计划控制在准确的范围内，也使得现场操作工人能够主动地关注与其相关的全流程的质量控制，并通过"看板管理"等方式清楚地知道质量控制的标准和达到要求应采取的措施，从而把质量损失控制在最小的程度。(1)结合沉井下沉、江底取水隧道等工程具有长江边软基施工技术难度大、地质复杂、季节性强的特点第9页共9页 项目部严格执行重大技术方案国内知名专家评审制度，确保技术方案可行、有效。(2)坚持盾构施工质量综合评估制度分析出现问题的原因，采取措施，使问题及时得到整改，指导下一步的施工，保证了施工质量。(3)对采购进场的建筑材料、构配件、半成品由项目质量总监组织工程、质量、技术、物资部门的责任人员进行验收在监理工程师的现场见证下，由试验人员进行取样送检，对经试验达不到标准的材料，坚决清退出场。各种建筑材料、半成品等进场后分门别类堆码存放，标识检验和试验状态防止误用，并实现可追溯性。(4)项目部建立了工区、项目部两级的测量跟班作业制度。为保证沉井下沉和江底取水隧道盾构施工取得好的效果，项目在现场设置了两个高标准的永久测量控制点。在沉井下沉过程中，分组24小时跟班作业，每小时观测一次，对沉井下沉进行数据指导，从而保证了沉井下沉质量。在盾构取水隧道施工中，在沉井顶部设立固定观测墩，保证了下井控制点的精度。3.3精益化的成本管理第9页共9页 项目建设过程中涉及的材料种类繁多，数量庞大，且对于不同材料的使用时间一般都不同，呈现较明显的阶段性和技术关联性，如管片生产的结束必须在隧道主体工程开工之前。因此，材料供应的准时化是实现材料成本精益化管理的重要前提。第一步，编制材料使用计划。对项目所需消耗材料总量进行测算，按照施工进度计划将其分配在对应的进度期间。材料使用计划编制建立在类似项目施工历史经验数据和本项目较为详细的材料测算基础之上，在各种约束条件下，根据设计方案中材料的预算量，再结合工程项目的进度计划，制订一个粗略的材料使用计划。第二步，计算材料供应的订货时间。为实现材料供应的准时化，必须为每种材料设置供应的预订货时间。施工中使用的材料，有些可以在现场实时订货，供应商可以快速送达;有些材料则必须要提前订货，才能保证供应商的供货准时，如对各种异形钢管制定适宜的预订货时间是实现钢管准时供货的基本前提。第三步，确定最佳订货量。定货量的大小对于施工方和供应商都是成本控制的一个重要因素。订货少会出现停工待料现象，订货太多又会增加现场堆放困难和库存费用。因此，确定定货量时要考虑供应商能够提供的数量、订货费用、存货费用等因素。3.4精益化的安全文明施工管理项目部坚持高起点、高标准、严要求，按照5S现场管理技术要求，规范现场物品和设施布置，使现场所有的生产要素均处于受控状态，在确保安全生产零事故、质量零缺陷、工期零滞后的同时，狠抓现场安全文明施工，着力打造现场文明施工亮点，保证了作业人员的人身安全和设施安全。具体做法如下:(1)建立健全安全管理制度。第9页共9页 项目部实行专项责任制，使安全生产管理系统化、规范化。在施工中，坚持安全例会制度、建立安全管理措施先报批后执行制度、建立安全检查制度、建立工班"三上岗"和"三工制"制度，做到在安全生产上各项工作有章可循。积极落实"中央企业安全生产禁令"，采取全员学习、张贴宣传等方式，把"中央企业安全生产禁令"贯彻落实到施工全过程中。(2)开展形式多样的安全教育活动。聘请安全专家进行安全知识培训，把生硬、教条的安全教育说教，采用"亲人心语"等形式，让操作人员深刻体会到安全生产事故给他人、家人带来何等痛苦，变"要我安全"为"我要安全"。(3)编制各种应急预案并进行演练，落实应急预案制度。项目部编制了触电事故、防台防汛、高空坠落、机具伤害、坍塌事故、物体打击、消防、盾构逃生等应急预案，并对各种应急预案的实用性、可操作性进行演练，通过演练考验抢险队伍的应对安全生产事故的应急能力，检验项目部和工区的协作能力。(4)制定严格的隧道洞内施工管理制度。在盾构施工出入口处设置了值班岗亭，每天24小时有专人值班，严格做好进出隧道人员的登记，严格禁止酒后、身体不佳者进入隧道。进入洞内禁止吸烟，禁止带火种，禁止携带手机，禁止乱扔垃圾，一旦发现上述违章现象，对管理人员和作业人员严肃处理。(5)组织进行重大危险源辨识活动。第9页共9页 为切实做到预防为主，将危险消除在萌芽状态，针对本工程的特点，项目部经常组织相关人员进行重大危险源辨识活动，确定重大危险源清单，并制作成标识牌，如沉井下沉过程中的防高空坠落、防漏电、防管涌等，使所有作业人员清晰知道施工区域的重大事故隐患和重大危险源，做好预防，确保施工安全。(6)根据施工现场的需要设置了专门的警卫室和警卫人员，24小时值班站岗。为加强现场乱抽烟现象，设置了专门的吸烟室和茶水房，以便施工作业人员临时休息。为防止火灾发生，在易发火灾区配备了专人负责的灭火器、沙箱等消防器材，并定期进行检查。3.5精益化的绿色施工管理根据本项目专项工程施工特点，在施工组织设计中，针对绿色施工制订详细的方案。例如，钻孔灌注桩、沉井下沉和盾构掘进等施工过程中会产生大量泥浆，若处理不当将会对环境造成极大污染，为此，在施工现场西侧开挖了容量约1.5万m3的泥浆池，做到"水入沟、泥入池"，最后统一排放至当地环保部门指定地点。严格执行生产垃圾与生活垃圾等废弃物分类存放，并按业主和当地环保部门要求进行处理。严格控制空调温度、电器开关位置、水龙头位置张贴提醒标志，强化所有参建员工的节约意识。现场施工道路全面硬化，定时洒水、压尘。在围墙一侧设明沟排水，排水沟上盖铁篦子，并设有沉淀池。在施工场地大门处设置洗车平台，所有驶出施工场地的车辆均需进行清洗，清洗后的污水经过沉淀池后回收利用，确保不会对道路及市政管道造成污染。所用加工地场均作隔音处理，如搭设防护、隔音棚等。需要在夜间进行施工的部位，严格选择符合要求的施工机械，若不能满足噪声控制，相应部位夜间停止施工。第9页共9页 3.6精益化的技术创新管理该工程在我国水下隧道建设中首次采用了"下插式"取水立管施工新技术，盾构机施工先后穿越长江大堤和多条富含沼气、上软下硬地层、流沙土等错综复杂的不良地质段。按照设计，在水下22～26m深处的隧道顶部安装取水口，液压振动锤最高要产生520t的冲击力，才能把重55t、直径3.5m、高27m的钢护筒打入土层中，与隧道拱顶开孔口对接。在长江潮水高达4.8m的浪击下，对接定位的控制相当艰难。取水立管处于长江中心的深水区，不仅水下压力大，而且要防止卵石、块片石、流砂等冲积物的影响，在这种条件下，确保对接的精确度无误是一项巨大挑战。项目部与业主、设计、监理单位密切协作，编制了"正头保尾、无损漏偏、规范操作、稳步推进"的施工作业方案，采用应力传感器等国内先进的监测设备，实时监控隧道结构受力变形情况，成功实现了取水管与隧道拱顶精确、安全对接，取水立管与取水隧道拱顶的对接精度误差控制在2cm之内，还创造性地在隧道顶部沿钢护筒四周打入66根冻结管，利用冷冻技术封堵止水，并在隧道内加装40m钢内衬，保证了已经贯通的隧道无渗水、不变形。特别是东线取水隧道特殊段是一项填补国内设计、施工领域空白的高技术难度、高风险工程，从设计到施工在国内外都无任何可借鉴的类似工程实例。4结语第9页共9页 在施工过程中，遵循精益建造的管理原理，科学组织、精心施工，严把安全质量关，严控项目风险因素，循泵房大体积沉井圆满下沉到位、东西线江底盾构隧道及其垂直顶升立管等施工任务顺利完成，并于2014年1月24日顺利贯通交付使用，实现了工程项目的工期、质量、成本、安全、环保、技术创新等六大预期目标，荣获山东省建设工程泰山杯奖。这一深水引水隧道工程整体建成，为常熟发电有限公司2台1000MW机组按期发电创造了有利条件。国内专家评价认为，这标志着我国复杂地质地层条件下特殊结构的长江深水漩涡的水域中首次采用下插入式的引水隧道的设计、施工管理与技术创新取得重大突破。作者：尤完袁裕财单位：北京建筑大学中国铁建十四局集团公司第9页共9页