時間:2023-02-17 06:10:17
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水利水電論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
由于環保管理與環境監理在我國還處于起步階段,各參建單位環保管理理念和管理水平參差不齊,通過加大宣傳教育,包括環保相關法律法規的培訓,可以提高整體環保管理意識,利于環保監理工作的開展。環境監理按照定期與不定期相結合的巡視方式,針對具體的環境保護項目,合理的開展施工區環保巡視工作。可以及時掌握施工區各項環保措施的落實情況以及存在的環保水保問題。會議制度主要包括定期會議制度和專題會議兩種。定期會議制度主要包括周例會、月例會與季度工作會。可以定期對前期工作進行總結,安排后續工作任務,并分析上階段環保水保工作中的主要問題,查找原因,在以后的工作中進行改進和調整。專題會議制度主要解決施工過程中出現的專項環境問題,一般涉及環保水保專項措施、需多單位配合的專項活動以及其他需專題研究解決的問題等。
工作內容
監理項目全過程控制是一個有機的整體,但是從工作內容來看又由若干環節組成一個整體,由于每個環節的特點和工作內容不同,相應采取的措施與手段也不同。水利水電工程施工區環境影響因素較多,根據突出重點、系統實用、便于管理的原則,一般將環境監理分為廢污水、廢氣、噪聲、固體廢棄物、水土流失、人群健康、環境監測和水土保持監測等方面進行監督管理。環境監理單位應以經批復的環境影響報告書、水土保持方案報告書及其批復要求為工作的主要依據,檢查各項環保措施的落實情況,按環境影響報告書、水土保持方案報告書相應的措施分類,具體監理內容如下:
1水環境監理:掌握廢污水、污染物的來源、種類、濃度、排放數量、地點、方式等,落實生產廢水、生活污水、含油廢水處理設施是否按環保設計確定的方案進行施工;水庫蓄水前是否按照相關規定進行了建筑物清理、林木清理和衛生清理,以防止淹沒于水庫內的樹木、雜物等對水體的污染和對水庫安全運行的影響。
2大氣環境監理:掌握大氣污染物的產生源、形式、位置,以及與周圍敏感保護區(村寨、學校、旅游區等)的相對關系,落實大氣污染防治方案是否按環保設計中確定的方案進行;監控工程施工區的大氣環境質量達標情況。
3聲環境監理:掌握施工區主要噪聲源,及其噪聲的強度、類型,以及與周圍環境敏感點(村寨居民、學校、珍稀動物等)的相對關系;了解并熟悉環保設計中制定的噪聲防治方案(隔聲墻、吸聲屏障,減震座等),并督促落實。
4人群健康監理:人群健康監理的主要目的是,保證工程及附近地區各類疾病,尤其是傳染病發病種類和水平不因工程建設發生異常變化;加強環境衛生、食品衛生的監督管理,做好疫情監控等。
5固體廢物監理:水利水電工程施工區固體廢物主要為生活垃圾,生活垃圾的處理方式一般包括焚燒處理、衛生填埋及委托當地原有處理方式進行處理幾種方式,環境監理主要加強對施工區生活垃圾收運的管理,通過對參建單位的宣傳教育、檢查,做到生活垃圾集中收運、處理,避免垃圾散放對環境的污染。
6水土保持監理:水土保持措施主要包括渣場區和路橋區兩大部分,渣場措施主要有擋護措施、截排水措施,溝道型渣場必須要采取溝水處理措施;環境監理需要對照水土保持方案報告書的要求,檢查、督促各項措施的落實。
7監測的監理:水電站工程籌建期、建設期都要求委托具有相應資質的單位開展環境監測和水土保持監測。環境監理必須熟悉監測規范,從監測方案的審核到取樣、監測數據的分析、監測成果的審核全過程對監測進行管理。
環境監理與工程監理的關系
工程建設監理單位是建設項目中環境保護和水土保持實施的直接監督管理單位,應建立環境保護管理體系和制度,配備相應的專(兼)職環境保護監理人員。將施工項目環境保護內容納入監理工作范圍,對施工過程中的環境保護工作,包括各項環保措施建設進度、質量和投資實行全方位監理。
1掌握準確的地質情況
在斜井施工之前,施工單位必須組織專家對工程當地的地質水文等條件進行可行性研究,當前許多工程質量出現問題都是因為地質水平方面的影響。其中,研究內容大體包括本地區的地質構造條件、水文條件、地質巖層、地溫水平、有無毒害性氣體或者是元素、易溶巖區、應力水平、斜井井口的穩定度、含量及其分布范圍等等。在專家對當地的地質條件和水文條件進行驗證以后可以組織施工挖掘斜井,挖掘過程中要嚴格按照專家驗證過的開挖支護方案,一旦發現地質條件與前期勘探不符,或者是在開挖過程中出現了塌方、出水、巖爆等情況時,施工單位必須立刻停止施工,并且將情況報告給相關部門,再次進行驗證,提出相應的解決方案。
2斜井開挖的方法
(1)小斷面斜井開挖方法
對于斷面比較小的斜井在開挖的時候需要按照從上到下的施工順序,使用全斷面的開挖方式,坡度不能超過25度,利用機械設備進行人員的運輸,這時候使用的是斗車將廢渣運出,如果坡度超過了25度,則需要使用簸箕進行運輸廢渣。一般情況下,施工順序是:完成洞口支護-安裝提升設備、出渣道-自上向下開挖。如果斜井坡度超過了42度,一般會使用全斷面爬罐法進行施工,此時斜井并沒有挖出通道,所以需要將爬罐作為主要工具,進行相關的運輸和爆破。此類施工的一般順序是:下部通道開挖-安裝軌道及爬罐-向上逐段開挖。
(2)斜井擴大開挖的方法
斜井擴大開挖的方法采用的是自上到下的挖掘方法,一般是在斜井的斜角超過45度時使用此方法。通過自上到下的開挖將斜井分為多個層面,對每一層進行單獨的鉆孔和爆破,然后將廢渣從最下層逐漸轉移出來。此類方法在施工過程中需要臨時進行支護,在開挖的通過平行的地方要挖掘供人行走的道路,如果斜井的長度屬于中長范圍的話就需要運用相關的機械設備進行運輸。如果斜井的斜度大約在35度,并且斜井的長度相對較小,斜度相對較大,這時候也可以使用自下而上斜井擴大開挖的方法,在具體的施工過程中要參考工程實際情況,視具體情況而定。
3加固斜井井口的問題
斜井的井口一般分為露天式和埋藏式。在對井口進行加固時需要根據實際情況而定,對于露天式的井口而言,井口的坡度一般很低,可以利用圍巖的穩定邊坡原理實施加固。通常情況下,井口的邊旁大多數具有3m-5m的寬臺池,從施工條件和施工需求來看,在井口的邊角開挖排水溝,將地表水引入他處,確保圍巖的穩定性,避免出現塌方事故或者是其他危險。對于隱藏式的井口而言,要對井口上方的建筑物進行研究,搭建相應的模板,方便施工的開展和安全的保證,營造安全的施工環境。在對高壓管道斜井進行施工時,必須注意到它的上部和調井是連著的,下部和廠房相連,所以在施工過程中為了工程的質量安全,施工之前最好對斜井的井口進行相應的加固處理,這樣可以有效的提高斜井的質量和安全,保證工程的整體水平。
4斜井襯砌技術
在斜井開挖前期工作已經完善的基礎上,下一步的工作是對斜井進行襯砌,這可以進一步提高斜井的質量水平。在實際的施工過程中,襯砌方式要從工程的實際情況出發,選擇最適合的施工方式。當前最常用的方法主要有:第一種襯砌方法是采用滑模施工技術。此方法使用的斜井角度要超過45度,陡傾斜角類型的斜井效果更好?;J┕ぜ夹g施工過程中采用爬軌器和卷揚機以及連續伸拉式的液壓千斤頂對鋼絲進行抽拔,使用模體系統和軌道系統對于斜井的滑膜裝置進行引導。施工過程中要根據工程的實際情況選擇適當的滑膜襯砌技術,通過對斜井的實際測定設計行之有效的施工方案,對地下水進行排除,如果出現停滑現象就必須組織人員進行查證驗收,確定襯砌質量合格再進行滑膜的拆除。第二種方法是使用鋼管作為砼模板進行襯砌,通過自下到上的方式將鋼管和砼交替的操作,這樣還可以降低砼的澆筑難度。另外,在被施工方法中,安裝的鋼管長度有著限制,為了提高鋼管的穩定性,一般選擇短鋼管,長度大約在20到30米。在對節砼強度進行定位時,如果達到了設計強度的3/4,就可以進行相鄰管節的操作,在砼強度超過5兆帕時,鋼管可以繼續進行安裝。
二、有效控制斜井施工的工藝措施
在斜井施工的工藝選擇上,一般通過下面幾個指標進行:首先,施工設備的標準,包括卷揚機的牽引力問題、運輸車的結構、導向輪的直徑、安全繩的系數等方面標準要符合相關規定;其次,在方案的制定上要根據施工的實際情況,切實有效的指導施工的進行;再次,施工現場的各個系統,包括照明、信號、通風系統等等都要進行嚴格控制;最后,水管管道和抽水系統在布置時要進行嚴格管控,提高斜井施工的安全可靠性。
三、斜井施工安全注意事項
為了更好的確保斜井開挖過程中的安全,我們必須從以下方面做起:首先,斜井開挖之前施工單位要組織相關的專家對斜井地區的地質水文條件進行驗證,根據驗證制定行之有效的方案指導斜井開挖,方案中必須對鉆爆參數進行明確規定,統計爆破產生的石頭數量,以便更好的進行清理;其次,在施工過程中要注意支護工作的開展,全程保護施工人員的安全,所有進入斜井工作的人員必須系上安全帶,一些需要專業操作的機械設備必須要由專門的人員進行管理,杜絕無證操作;再次,施工過程中產生的廢渣要及時清理,保證環境的清潔;最后,卷揚機操作人員必須經過專門的培訓且已經獲得資格證書,在操作過程中配備雙制動閘小車,對于卷揚機設備的相關指標要及時檢查,以滿足施工的需求。
四、結束語
1環境評級的基本方式
環境評級是一項十分復雜并且龐大的工程,涉及到的方面十分廣泛,因此,必須要客觀科學地對水利水電工程進行評價.首先,要能夠仔細地對水利水電工程環境評級的范圍進行全面的了解,對工程的性質以及規模地勢條件等都要進行調查,同時對工程能夠影響的區域也要進行全面的調查,包括鄰近地區以及流域等。其次,是對評價參數的選擇。對于水利水電工程來說,不同的工程,性質是不同的,并且工程的目的以及作用之間存在的差異會對環境產生不同的影響。所以,對環境評價參數的選擇也是不同的,必須要對環境的現狀進行全面的調查,對自然環境、生態環境等方面進行調查。然后,是對設計工程的比較??梢岳靡恍┮呀洺尚偷墓こ踢M行對比,分析其中存在的差異,將其與自身工程的設計方案比較,根據環境存在的差異進行相應的調整,并且仔細地計算,從而找到準確的環境影響參數。最后,針對不利的影響制定出一些預防的措施。對水利水電工程的主要要求就是在不影響環境的情況下為人們服務。因此水利水電工程評價必須要能夠找到工程建設對環境的不利影響,對任何的不利影響都要進行全面的考慮,從而在最大程度上降低工程對環境的破壞,更好地發揮工程的經濟效益以及社會效益,使其能夠在促進經濟發展的同時,對環境進行保護。
2相關建議
隨著人們生活質量的提升,環境不斷受到破壞,該問題越來越受到人們的關注。在水利水電工程方面,環境評級已經逐漸成為一種制度,水利水電工程的興建,改變了自然生態環境,因此,很容易發生一些環境破環現象,水庫地震就是一種十分普遍的情況。并且修建水利水電工程,在很大的程度上會導致自然資源無法得到恢復,水資源會受到很大的破壞,生態環境也會受到很大的影響。簡單地說,水利水電工程對環境的影響是多方面的,所以,必須要全面地思考,利用綜合分析的方式,對環境的各種影響因素進行分析。并且隨著社會的不斷發展,環境資源在不斷地受到破壞,必須要不斷加強環境評價工作,只有這樣,才能夠保證水利水電工程的發展。首先,要嚴格做好對水利水電工程的環境評級工作,對于一些沒有達到標準的工程項目,必須嚴格禁止,不能批準立項。而且在環境評級方式上,應對施工前的設計階段、施工過程以及竣工后的運行進行全面的評價,重點分析其對環境以及經濟的影響。其次,在環境的評級方面,必須要能夠采取相關的定量方式,要能夠利用合理的計算方式來進行分析,從而確定出環境影響參數,可以著手研究模糊數學分析的方法在環境影響評級中的應用。對于環境成果的表達,必須要能夠針對相應的工程以及其對環境的影響進行分析,對于一些對環境影響比較小的工程可以采用一覽表的方式進行評價。最后,在環境評級中,對于一些不利影響必須要進行改善,針對不同的影響,制定出治理的措施,從而降低對環境的破壞程度。
3結語
隨著經濟的發展,人們逐漸加大對環境的重視。水利水電工程的建設會對環境產生很大的影響,因此,必須要對其做好環境評級工作,對各項環境影響因素進行思考,同時制定出相應的預防措施,以此來促進環境保護工作的良好開展。
作者:魏娜 單位:河南省駐馬店市水利勘測設計研究院
地質勘察對水利水電工程有非常重要的影響,地下水作為巖石土體的組成部分之一,不但會影響建筑項目場地地基層的巖土體性,還會影響水利水電工程建筑地基的穩定性和持久性。因此在進行勘察中不能忽視水文地質問題,要深入分析,不能只做一般性的評價,否則會影響水利水電工程的順利開展。地下水在巖土體中有不同的存在方式:按埋藏條件分為上層滯水、潛水、承壓水;按含水層空隙性質分為孔隙水、裂隙水、巖溶水。地下水位升降變化和地下水動水壓力作用都會引起巖土工程的危害,可分為三種方式:一是水位上升引起的巖土工程危害。二是地下水位下降引起的巖土工程危害。三是地下水頻繁升降對巖土工程造成的危害。地下水的升降變化能引起膨脹性巖土產生不均勻的膨脹收縮變形,當地下水升降時,會導致巖土的膨脹收縮幅度不斷加大,嚴重的會導致地裂引起構筑物特別是輕型構筑物的變形、崩塌破壞。地下水在天然狀態下的動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什么危害,但在人為工程活動中,如抽取地下水、修建水庫等行為改變了地下水天然動力平衡條件,移動的動水壓力通常會引起一些嚴重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
2水利水電工程對水文地質勘察評價內容
很多水利水電工程企業在進行水利水電工程地質勘察時,在設計基礎上和施工基礎上沒有深入評價水文地質對巖土工程的影響,導致許多工程的質量受到威脅,造成下沉或開裂的的后果,因此,水利水電工程的勘察中一定要加強做好水文地質的研究和詳細評價,提出預防及治理措施的建議。其對水利水電工程水文地質勘察中的評價內容有如下:從巖層、構造、地貌等方面闡述區域的水文地質特征及其一般規律,根據地下水的分布、類型、及其與地表徑流的關系、水化學類型進行評價。應重點評價地下水對巖土體和建筑物及建筑物基礎的作用和影響;對可能產生的巖土工程危害進行預測,并提出防治措施。消除地下水對工程建設的負面影響。水利水電工程勘察中還應根據建筑物及建筑物地基類型的需要,查明有關水文地質問題,進行選型,提供所需的水文地質資料。對地下水的天然狀態進行查明,并分析預測地下水在人為工程活動中的會發生的變化情況,及對巖土體和建筑物的反作用。按地下水對水利水電工程的作用與影響,提出不同條件下的地質問題。
3水利水電工程地質勘察技術與應用
近年來,我國在水利水電工程勘察技術手段獲得了飛速發展,從深度、廣度及精度上都獲得了巨大的進步,其主要的技術手段及應用如下:
3.1工程地質測繪工程地質測繪是運用地質學的理論和方法,通過野外調查和綜合研究勘察場區的地形地貌、地層巖性、地質構造、不良物理地質現象、水文地質條件等,并將它們填繪在適當比例尺的地形圖上,為下一步布置勘探孔、試驗及長期觀測工作打下基礎。工程地質測繪的比例尺主要取決于不同的設計階段。工程地質測繪使用的地形圖必須是符合精度要求的同等或大于工程地質測繪比例尺的地形圖。圖件的精度和詳細程度,應與地質測繪比例尺相適應。在圖上,大于2mm的地質現象應盡量反映,寬度不足2mm的重要工程地質單元,如軟弱夾層、斷層等,要擴大比例尺表示,并注示其實際數據。地質界線誤差,一般不超過相應比例尺圖上的2mm。
3.2水文地質測繪水文地質測繪是通過對地質、地貌、第四紀沖洪積物、新構造運動、地下水的調查,填繪出水文地質圖,查明勘察場區內地下水形成與分布的基本規律,在此基礎上做出初步的開發利用遠景評價,并對區內存在的水文地質問題等提出防治措施。
3.3工程地質勘探工程地質勘探是在工程地質測繪的基礎上,進一步查明地下工程出現的問題和取得較深入的資料。主要有工程鉆探、工程物探、坑探、遙感技術等。
3.3.1工程鉆探。鉆探是指為了鑒別和劃分地層,用鉆機從地表向地下鉆進,在地層中形成圓柱形鉆孔。鉆探是水利水電工程勘察中最基礎的一種方法,應用廣泛。鉆探通過鉆孔采取不同深度的巖芯可直觀地確定地層巖性,地質構造,巖體風化特征等,從而判斷地質情況,查明地下水的類型。從鉆孔中取出的巖石、土樣可進行室內試驗,用以測定巖土層的物理力學性質和指標。利用鉆孔可進行工程地質、水文地質及灌漿試驗、長期觀測工作及地應力測量等。地質人員在鉆探過程中應根據鉆探質量要求,認真記錄鉆探中出現的各種地質現象;對于像砂礫石層、軟弱夾層、滑坡等特殊地段,應選擇合理的鉆探方法以保證成果能夠真實反映該地段的地質條件。
3.3.2工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的簡稱,它是以地下巖土層(或地質體)的物性差異為基礎,通過儀器觀測自然或人工物理場的變化,確定地下地質體的空間展布范圍(大小、形狀、埋深等)并可測定巖土體的物性參數,達到解決地質問題的一種物理勘探方法。巖層有不同的物理性質,物探應用觀測儀器來測量勘探區的物理參數,如導電性、彈性、磁性、密度等參數。工程物探主要有以位場理論為基礎的重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等,以及以波動理論為基礎的地震波勘探、電滋波勘探等。
3.3.3坑探。坑探是指用挖坑方式觀察地層地質情況的作業。其特點是勘察人員能直接觀察到地質結構,便于素描,且準確可靠。對研究斷層破碎帶、軟弱泥化夾層和滑動面(帶)等的空間分布特點及其工程性質等有重要意義??犹街饕ㄌ娇?、探槽、淺井、豎井、斜井、平洞等。由于坑探人員能夠直接深入地進行觀察,記錄,揭示地質現象,且對地質體擾動較小,可以不受限制地采取原狀結構試樣,并可用來做現場大型試驗,所以坑探在水利水電項目中作為一種輔助勘察手段被廣泛使用。3.3.4遙感技術。遙感技術是通過對信息的分析、研究,確定目標物屬性和相互關系的一種技術,它從遠處探測、感知物體或事物而不直接接觸目標物或現象而搜集信息,在水利水電勘察中也應用較為廣泛。遙感技術根據遙感平臺高度的不同,一般分為地面遙感、航空遙感和航天遙感共3大類。按探測電磁波的工作波段分類,可分為可見光遙感、紅外遙感、微波遙感等。遙感技術優勢:
(1)感測范圍大,具有綜合、宏觀的特點(大面積同步觀測)。
(2)信息量大,具有手段多,技術先進的特點。(時效性)。
(3)獲取信息快,更新周期短,具有動態監測特點。(數據的綜合性和可比性)
4結束語
1縣內安置較為普遍,移民安置范圍受局限
大中型水利水電工程建設征地補償和移民安置條例要求在移民安置過程中,項目法人與縣級以上地方人民政府簽訂移民安置協議,基本上將移民安置資金交地方人民政府包干使用移民安置中。遼寧省水庫移民安置中,集中安置點一般選取荒山削平再地基處理,投入較大,雖然相關稅費較多,但移民安置涉及的部門審批較多,協調工作量較大,基本為縣域內安置。此外,受1985年以前修建水庫移民上訪咨詢影響,淹占地外縣級政府接受外地遷入移民主觀性不強。
2農村移民故土難離、對新環境不滿意或適應能力弱
移民安置規劃大綱編制前,移民安置實物量調查人員在宣傳解釋政策的同時,需要做好移民安置實物量調查,摸清移民安置意愿,以確定移民安置方案。在移民安置意愿收集中,移民受從眾心里影響或覺得建設水庫這事離我還很遙遠,在安置方式的選擇上比較隨意并且趨向一致。由于水利水電工程建設周期較長,移民心理變化較大,在中國傳統思想里就有衣錦還鄉及落葉歸根等思維方式影響,還有對新環境的畏懼、不滿,對新事物接受程度較低等原因,很多的人不愿意離開自己的故土,這種情況以年齡稍大的農村移民表現得尤為突出。
3農村閑置土地容量不足,移民集中農業安置困難
新一輪農村土地承包后,農村土地基本都承包到戶經營,這幾年經濟快速發展,土地增值潛力較大,無論人均土地多或少,土地作為稀缺財富,農民不愿意減少手中土地數量。同時,由于土地的增值,農村閑置荒地等能夠加以利用的土地均被開發使用,各村自留地要么用于新增建設項目建設用地,要么早已分配到戶,移民安置大面積調劑土地用于移民集中安置難度越來越大。農業安置中,除投親靠友外,移民很少異地分散插花安置。
4部分農村土地閑置,農村土地整體利用率不高
有關資料顯示2012年,遼寧省城鎮化率為65.7%,2020年預計達到75%左右,按此推算,遼寧省每年城鎮化人口約55萬人(總人口4375萬)。此外,很多人口雖然未能落戶城鎮,但大量的務工人員已離開家鄉,各種媒體均報道過消失的村落或老人村等現象,筆者認為鑒于農村老齡化,城市年輕化(進城絕大部份為年輕人)這一現實,遼寧省的城鎮化進程會越來越快,農村人進城后自動舍棄土地資源這一事實將會使農村閑置土地會越來越多。
5環境保護要求越來越高
伴隨經濟的發展,環境保護觀念深入人心,環境保護力度越來越大,水土保護、林業保護、環境保護日趨嚴格,特別是對于湖泊、水源保護區范圍很大,原有的移民后靠安置批準越來越難,保護區內不能新增建設項目。此外后靠居民的生產生活廢棄物對庫區水質影響較大,后靠農業安置困難。
二針對農業生產安置現狀的建議
1重視政策引導
加大宣傳解釋力度,努力轉變移民觀念異地移民安置必須做好政策解釋工作,打消移民顧慮,要講清當前實際情況,摸清移民真實意愿,科學規劃。首先引導移民投親靠友異地安置,根據移民投親靠友意愿,想方設法尋找投靠地閑置土地資源,滿足移民要求。對于投親靠友地土地承載力發掘確有困難的,對該部分移民有土安置的去向要綜合考慮后靠安置(包括工程防護,墊高恢復土地等措施),異地集中安置(包括造地)等措施,做好政策引導、宣傳解釋工作,打消移民顧慮,以便移民合理選擇安置方式。
2合理流轉土地
盤活閑置土地,挖掘資源并優化配置以遼寧省白石水庫為例,該水庫實際安置外遷移民比原規劃數量增多,外遷安置5307戶、16617人,占安置移民總數的89.09%,移民安置區選在各方面條件相對都比較優越的遼中、北寧、新民、燈塔、義縣、凌海、營口市老邊區、朝陽市雙塔區等處。在外遷安置中,遼寧省境外安置移民94戶、312人,涉及8個省、43個縣。水庫移民搬遷安置過程中,省政府統一調度通過充分盤活各地閑置土地資源,大范圍妥善安置移民。遼寧省的三灣水利樞紐及輸水工程,也較多采用這一安置方式。對于近幾年建設的水庫,土地資源更加缺乏,可以采取以下措施以施行農業安置:一是要盤活移民區線上園林等資源,將這些資源收歸集體所有,依法依規“二次分配”,為他們提供生存、發展空間。二是要鼓勵部分工廠企業、土地大戶將部分充余的土地流轉給村集體,村集體再將這部分土地流轉以安置移民。三是對于已經城市定居居民要研究獎勵措施鼓勵將土地使用權交集體組織以安置移民。第四對于基本不依靠土地為生的農村居民可以獎勵將土地使用權流轉集體以再分配安置移民。
3土地開發整理
多措并舉,增加農業安置環境容量移民安置點規劃建設中,大多選擇開山平地,盡量少占用或不占用農業耕地;此外,利用開山的“棄土”將可以利用的淹沒范圍內的土地填土抬高、培肥治理;還有就是積極爭取國土地開發整理項目,重點在移民村實施低丘崗地改造、水毀復墾、灘涂荒地治理、廢棄園地治理、土地改造升級等工程,最大限度增加有效耕地面積。遼寧省在建的錦凌水庫、青山水庫均不同程度的采取以上措施建設安置點。遼寧省丹東市鳳城石橋電站采取防護工程并墊高恢復的措施,將原規劃大綱階段因淹沒擬占用的耕地完全墊高恢復,使工程建設移民人數為零。
4因地制宜選擇農業生產項目
培植特色產業,增加移民收入移民安置實施中,政府分區域規劃、分產業布局、分類型指導開發利用土地,力求讓有限的土地產出最大效益,統籌謀劃山場利用、水體開發、水產養殖、旅游觀光、休閑娛樂等產業項目,確保每個安置點都有主導產業配套跟進,為移民的持續增收打牢基礎。在選好項目的同時,開展移民實用技術培訓、生產生活安置長遠規劃,利用閑置廠房建設職業技術學校,優先招收移民對象培訓,讓移民學習服裝加工、現代農業種植、養殖等實用技術,確保農民有一技之長,最大限度發揮移民安置規劃中培訓費作用,促進移民生產方式轉型,解決移民將來生活、發展問題。在遼寧寧省中央直屬水庫六年扶持規劃中,桓仁縣發展冰葡萄種植1799畝,同時引進冰葡萄酒生產項目,調整產業結構,發展多種經營。為充分發揮項目產業推動作用,在項目實施中,桓仁組建成立了北甸子葡萄種植協會。該協會是北甸子萬畝葡萄園的專業承包戶自發組建起來的農民合作組織。協會成立后不僅給北甸子鄉的釀酒葡萄銷售打開了出路,其中北甸子冰葡萄品牌也通過了省無公害農產品認證,且注冊了品牌,2007年該基地所產釀酒葡萄全部銷售到釀酒公司,北甸子葡萄酒產業通過“公司”+“農戶”的模式運轉良好。種養殖業及培訓項目實施,可以促使原來單一的以農業為主、以糧食作物為主的經營模式轉向以經濟作物為主的經營模式,改變以前以“小本”經營為主的格局,激發農民自發組織聯戶經濟實體、合作社、經紀人,調動廣大移民發展生產的積極性,進一步促進農村經濟的發展,有利于實現共同富裕。
三結語
1.1高科技儀器
隨著科學技術的發展和進步,水利水電工程在施工過程中引進了很多先進技術,以此提高工程的施工效率,如檢測、勘探儀器等。傳統的測量技術僅僅只是測量,所需的人力物力資源較大,且其不確定性較大。而新技術的應用很好地解決了測量數據的不準確問題。由此可見,高科技儀器的應用為水利水電工程的發展帶來了很多發展的可能。
1.2計算CAD技術的應用
計算機CAD技術從應用之初就將其定義為應用型的軟件,與此同時,在計算機不斷的發展過程中,CAD技術也得到了廣泛的應用。多年實踐證明施工單位將計算機與其他技術相結合,使得數據的獲得更加方便,也保證了工程設計的科學性和合理性,提高了工程施工的實效性。
1.3GIS技術與數據庫技術
通過應用地理信息系統以及數據庫技術構建工程信息系統,GIS技術和數據庫技術的相結合有效提高了工程設計以及施工的靈活性以及準確性。傳統的工程信息系統通常只是對工程相關的數據進行收集、整理和檢索等等。但是地理信息系統具有三維全景成像模擬功能,全面地展現了施工過程的時間以及空間關系,在近乎真實的情況下展現地質構成,為工程的后期實施提供了依據。
1.4鉆探技術
上述工程中白云巖為一種沉積碳酸巖,主要由白云石組成,?;烊胧?、長石、方解石和黏土礦物,呈灰白色,白云巖巖層易于破碎的特性,加之巖石風化較深,故白云巖普遍存在巖石膠結性差、結構酥松、破碎,強度值波動幅度大等特點。該類地層在鉆探過程中,存在巖芯采取率低、巖芯采取質量差、巖芯品質不好等問題,利用常規鉆探工藝技術,很難達到巖芯采取規范標準,鉆探現場布置全面圖如圖3所示。為了滿足可研階段對工程地質條件查明的深度要求,確保工程勘察質量,必須依據白云巖地層的特點,結合現有常規鉆探工藝技術,尋求滿足勘察成果質量要求的特殊鉆探工藝技術方法。白云巖作為沉積碳酸巖,在鉆進過程中,磨擦容易生熱,膨脹系數較大,尤其在強風化、中等風化程度的白云巖地層中進行工程地質勘探,巖石可鉆級別小于V級,巖層結構更加酥松、破碎,巖芯呈粉狀、偶見塊狀,用常規的硬質合金鉆具干法鉆進工藝技術施工,鉆進效率非常低,且易發生孔內“燒鉆”及“抱鉆”事故,處理事故輔助時間較長,成本加大,鉆進經濟效益較差。微風化、弱風化的白云巖,仍具有膠結性差、結構酥松、破碎等特點,造成孔壁不穩定的現狀,只得采取有效的護壁措施,改善孔壁的穩定性,才能獲得正常的鉆進進尺。進行壓水試驗時,又需要保證孔壁的原狀,只有對已形成有效的護壁泥皮進行破壞和清除才能有效進行試驗,壓水試驗在高壓水頭作用下,原狀孔壁的不穩定性進一步加劇,護壁難度加大。若繼續鉆進,又需要重新進行護壁,工序重復較多,直到鉆到設計孔深。微風化、弱風化的白云巖地層,可鉆性級別V~Ⅷ,屬堅硬巖石地層,鉆探采取的濕作業法作業,更加劇了破壞孔壁的穩定性,容易發生“埋鉆”和“卡鉆”事故,給鉆探工程質量、鉆進效率、進度控制帶來異常難度,雖通過合理選用鉆具方法確保巖芯采取質量,但若采用常規鉆進參數,鉆進效率很難提高。
2鉆探施工技術的應用
鉆進工藝技術,單動單管硬質合金鉆具,輔以無泵反循環的鉆進工藝技術強風化、中等風化程度的白云巖,因巖石強度較低,巖石級別在V級以內,采用油缸上下給進來提動鉆具實現無泵反循環及擴孔鉆進相結合的硬質合金鉆進工藝方法。為了有效解決常規硬質合金鉆具干法鉆進工藝技術所帶來的鉆進效率低,易發生孔內“燒鉆”及“抱鉆”事故的問題,結合常規硬質合金鉆進工藝技術,對鉆具鉆頭稍加改動,并配以孔底局部返循環的鉆進工藝對強風化、中等風化程度的白云巖地層進行鉆進。因巖層較軟,主要靠通過軸心加在合金上的壓力來克取巖石,宦選用稍高鉆壓;為了提高成孔質量,獲得較好鉆進效率,降低磨擦升溫.宜選用低轉速。為了實現孔底局部反循環的功能,同時因短時間脫離對巖石的克取磨擦,起到散熱、冷卻效果,應勤提動鉆具。這在很大程度上預防和減少了孔內事故的發生,提高了鉆進效率。這種工藝技術應注意以下3個要點:
1)常規硬質合金鉆頭內外出刃為1.0~1.5mm,則巖芯外徑與鉆具巖芯管內環間隙為1.0~1.5mm。白云巖為沉積碳酸鹽,高溫環境下,生成用作膨脹劑的氧化鎂和氧化鈣的混合物,這種混合物的膨脹率大。在鉆頭克取巖石及鉆具在巖層中回轉,會因摩擦而產生熱量,使巖芯膨脹,使巖芯外徑與鉆具巖芯管內環間隙不足1mm,使得巖芯進入巖芯管的阻力加大,阻力大于鉆機帶動鉆具獲得進尺所克服的阻力時,造成因“堵鉆”而無法獲得正常進尺,被迫起鉆,取出巖芯管內巖芯后重新下鉆,增加鉆進的輔助時間。雖然巖芯采取率高,但巖芯擾動大、品質差,仍然影響巖芯采取質量。采取的措施是:將硬質合金鉆頭內外出刃增加到2.5~3mm,底刃按分區破碎方式排列,給巖芯因磨擦生熱產生膨脹留有空隙,巖芯管與巖芯環狀保持一定的間隙。
2)通過鉆具提起一定高度(一般為0.3~0.5m),使孔底產生負壓,鉆具與巖層環狀的泥漿沿間隙流入孔底,再下壓鉆具,孔底泥漿在壓力作用下,會沿著巖芯與鉆具內環間隙向上流動,形成無泵反循環,鉆頭在較大壓力,慢速回轉狀態下,克取巖層獲得進尺。鉆進過程中巖芯一般是連續不斷的,巖芯擾動小、品質好,巖芯采取質量滿足規范要求,回次進尺可達0.8~1.5m,鉆進效率高。
3)若改變硬質合金鉆頭的內外刃及底刃,運用無泵反循環及調整鉆進參數措施后,仍不能有效避免“抱鉆”、“燒鉆”事故,還可采用鉆擴結合的鉆進方法。正常鉆進的粗徑鉆具在大一級IZl徑內回轉長度控制在2/3左右,增加正常鉆進粗徑鉆具的環狀空間,有效避免事故發生。但擴孔過程中,值得注意的是一定要加大提動鉆具的頻率,否則會造成“抱鉆、“燒鉆”附加事故。當發生微“抱鉆”、燒鉆事故時,不要急于處理,停機10min后,待巖層及鉆具冷卻后,再開動鉆機,事故就可能得到解決。通過上述工藝技術,有效預防和減少了孔內事故,較大地提高了巖芯采取質量和鉆進效率,大大降低了鉆探成本,并在單位規定時間內順利完成了貴陽市下壩水電站現場地質勘探工作,為鉆探施工奠定堅實的基礎,為施工單位創造了良好的經濟效益和社會效益。
3結語
一、目前水利水電質量監控管理方面的主要缺陷
1.施工管理人員水平問題施工管理人員水平偏低是當前水利水電施工過程質量監控工作中最主要的問題,也是其它問題產生的根本原因。進入二十一世紀以來我國水利水電事業的建設速度不斷加快,市場對于專業的施工管理人員的需求不斷增大,但是既有工作經驗又有專業技術的施工管理人員是相當稀缺的?,F在很多從事水利水電施工過程質量監控管理的工作人員都是剛畢業的大學生,他們掌握了一定的專業知識,也為該行業帶來了朝氣活力和創新能力,但是由于工作時間尚短缺乏實際工程處理經驗,很難做到理論聯系實際,更無法獨自處理一些突況。這也使得他們很難及時發現施工過程存在的質量問題。另外在當前水利水電項目的實際施工過程當中,一線的施工人員大多數都是由農民工組成,他們缺乏相應的專業技能,如果過程施工管理人員不對他們進行適當的技術指導,那么將產生更多的質量問題。由此可見施工管理人員的水平對過程質量監控管理成效的影響是巨大的,以后一定要更加注重這方面的工作。
2.施工質量監管力度不夠在實際的過程施工質量監控管理工作中,由于水利水電項目的特殊性,其涉及到多方面的專業知識、工作環節眾多,其質量監控管理工作的難度是巨大的,特別是當質量監控管理工作觸及到多方面的利益時,很多工作根本無法進行。施工質量監管力度不夠還體現在另一個方面,那就是施工單位和監督管理人員對質量監督管理工作不夠重視,很多監督管理人員并沒有對施工現場進行深入的了解,而僅僅是聽取施工人員的施工匯報,這種管理方式是相當不可靠的。施工質量監管力度不夠,使得很多施工標準和技術檢測標準僅僅是一紙空文,很難發揮任何實質性的作用。
3.施工質量標準體系不健全施工質量標準體系不健全,并不是一朝一日造成的問題,而是在水利水電施工過程質量監控管理中日積月累形成的一個重大問題。質量標準體系不健全,首先就是在整個水利水電行業中并沒有建立一套通用的質量標準體系,這使得很多質量監控工作都無法進行,有時甚至是監管人員發現了相應的問題也無能為力,因為他們缺乏相應的技術支持,很難讓相關的施工人員信服。施工標準的不完善增加了施工過程質量監控的管理難度,特別在一些存在爭議的問題上,往往會由于要照顧到施工方的利益而蒙混過關,這讓水利水電工程存在著巨大的質量隱患。只有對現有的施工過程質量監管體系不斷進行完善,才能降低管理人員的工作難度,才能將質量監控管理工作落到實處,發揮更加重要的作用。
二、加強水利水電施工質量監控管理的措施
1.施工準備階段質量監控措施施工準備階段的質量監控工作是后續工作的有力保障,該階段的工作做好了可以大大的降低后續工作的工作難度,提高后續工作的工
作效率。施工準備階段質量監控的首要工作是建立完善的質量監督責任制度,對施工過程中各個環節的質量問題的相關責任都細化到個人,只有如此才能讓施工人員對施工工作更加重視,才有利解決施工過程中出現的一些質量問題。其次在施工準備階段,施工過程監管人員還應該對工程的施工環境進行深入的了解,分析各種可能對施工過程會產生質量影響的潛在因素,并采取相應的應對措施,監督管理人員還應該根據實際情況建立應對各種突況的應急方案。最后準備階段質量監管人員最主要的工作就是對工程設計圖紙進行審批,檢查設計圖紙中可能存在的紕漏和錯誤;對于施工過程中要用到的建筑材料也提前完成進行對其的檢測工作,及時淘汰存在的質量問題的原材料,以免其影響后續工作的進行。準備階段還要對施工過程中要用到相關的設備進行檢測,檢查其是否存在質量隱患,以保證在施工的過程中其能很好的發揮作用。
2.施工實施階段質量監控措施施工實施階段質量監控主要是加強對施工過程的監督管理,要保證制定的各種技術標準能夠得到嚴格的執行,及時發現施工過程中存在的問題。對于發現的各種問題要及時進行處理,絕對不能拖延。施工階段質量管理人員的另一個重要工作是對是對施工過程的相關數據進行測量和記錄,并且一定要保證數據的真實性和可靠性,這有利于在后期萬一工程出現質量問題時能對其出現的原因進行更好的分析,有利于追究相關人員的責任。如此一來還能提高施工人員的責任意識,使其更加認真盡責的工作。施工階段質量監督管理人員應該增加到施工現場的巡視次數,為施工人員提供更多的技術指導,特別是在一些容易遭到忽視的細節上一定要提醒施工人員多加重視。施工后期階段質量監控措施施工后期階段質量監控主要是要做好數據的歸納總結以及存檔的工作,以保證今后出現問題時有據可查。另外還應該對施工過程中出現的各種問題進行分析和總結,分析是在哪些管理環節出現了問題,這對提升水利水電施工過程質量監控水平是非常有幫助的。
三、結論
保證工程的質量是水利水電項目工程建設的核心工作,只有順利解決了當前質量監控工作中存在的問題,才能使施工過程質量監控的水平得到提升,才能帶動水利水電事業的蓬勃發展。
作者:戴世雄單位:惠州市水電建筑工程有限公司
水利水電工程的施工過程非常復雜,受地質條件和地形的影響較大。因此,在建筑工程中,必須合理施工、因地制宜,施工人員和設計者要細致地探測現場的地形、地貌,并在條件允許的情況下實行現場試驗,充分保證設計方案的可行性。對水利水電工程來說,基礎工程屬于一項隱性工程,因為施工人員并不能保證施工質量,質量檢測員也不能合理評價工程質量,這樣質量問題就很難被人們察覺。通常情況下,這些問題都是導致工程質量下降的主要原因。除此之外,水利水電基礎工程的施工工期特別短,施工時間與周圍河流的汛期有緊密的聯系,只有在枯水期施工才能保證工程質量。只有在機器設備和施工人員合理施工的情況下,才能最大限度地提高工程效率。
2基礎處理技術的要求
水利水電工程基礎處理技術的目的是為了保證施工的質量水平,因此,施工人員必須遵循基礎處理的技術要求。在水利水電施工之前,設計者要根據地質地形完成設計規劃,整理出技術施工的文件,使工程施工有據可循,充分做好前期準備工作,合理預測其中可能出現的各種問題,并提出應對方案。在水利水電工程建設過程中,要長期保護和復核水位的基準線和定位孔,在保證復核質量檢驗程序完善的情況下,可以反復試驗。在保證施工安全的基礎上,規范施工人員的操作,使其符合規范的要求。在施工前,要對施工人員進行嚴格的培訓,按照施工方案依次施工,并將水利水電建筑場地周圍的植被和建筑物按照規定處理掉。在施工人員完全掌握現場水文、地質條件的情況下,提出應對突發事件的有效措施。
3基礎處理的重要性
水利水電工程是一項公益事業。為了為人們提供更好的生活服務,我國加大了對水利水電建設的管理力度,不斷完善工程體系。為了保證施工質量,要嚴格遵循相關施工標準,選擇先進的技術,采取行之有效的管理方法,加強對基礎質量的重視程度。在水利水電基礎施工中,要注意以下問題:①要想水利水電基礎和地基的強度可以承載整個建筑的質量,就要考慮工程的耐侵蝕性、耐久性、抗凍性和防潮性;要想工程基礎的每一項特性都能滿足標準的要求,就要增強地基的穩定性,就要留出足夠的工作面,保證施工可以順利進行。②在建筑施工中,為了防止基礎結構被破壞,要根據基準灰線切割,將其切成1個槽形的輪廓線,并沿著輪廓線施工。在建造地面排水設施和降低地下水時,要根據地質資料,充分考慮尺寸的大小,保證施工質量。③我國地緣廣闊,地貌地形多樣。在水利水電選址中,不能保證所有的地基選址都在條件良好的地質區域。由于水利水電建設受自然環境的影響較大,所以,經常會遇到比較差的地基,很難保證建筑的穩定性。其中,主要的不良地基有軟弱黏性土,俗稱軟土,它是由具有高壓縮性的淤泥質土和淤泥組成,這類土質主要是黏性沉降物,所以,其承載力低,主要分布在江河沖刷地;雜填土是由生活垃圾土、工業生產垃圾土和建筑垃圾土堆積而成的,經常出現在礦區和傳統居民區;濕陷性黃土的土質親水性強,本身的自重應力大于其他土質,所以,它的含水量高,容易沉降,主要分布在黃土高原區。而在水利水電工程中,最常遇到的就是軟土地基。
4基礎處理的措施
4.1強化對經濟運行和考核制度的管理水利水電工程需要嚴格管理其經濟運行情況,這樣才能確保施工程序的正常推進,并按照計劃依次實施。所以,在施工內部要建立有效的基本準則和生產運行指標,既能在團隊中樹立有效的管理制度,也可以約束施工隊員的行為,合理地管理施工隊內的資金,保證經濟運行和施工安全,在一定程度上降低施工成本。
4.2提高施工人員的技術水平在水利水電工程施工中,依靠的主要因素是人。為了保證工程的質量和安全,要堅持“以人為本”的原則,增強施工人員的責任感,提高其技術水平,確保每個環節都符合相關規定,不但在保證質量的前提下縮短施工時間,還能有效地節約成本。將先進的改良技術應用到工程中,健全工程管理,對整個施工的有效運行有非常重要的作用。除此之外,還要建立質量監管部門,根據施工目的和具體情況提出具體的施工要求,監督機器設備的維護和檢修,使機器處于最佳的工作狀態。同時,要實時監控施工人員的工作情況,根據大家的專業水平進行培訓,在確保安全的工作環境下實現技術創新,保證建筑工程獲取最大的經濟利益,為我國的水利水電建設作出貢獻。
4.3對水利水電基礎技術的探索
4.3.1全新的施工方法對全新的施工方法來說,一方面,要想基礎的硬度和地基能夠承受住建筑上的全部荷載,就要先保證基礎的抗凍性、耐久性、耐侵蝕性和防潮性。同時,為了保證地基的穩定性,要預留出足夠的工作面,而且地基的變形值范圍要在規定的參考值內,避免建筑物出現傾斜、開裂等情況。另一方面,對于相對較淺的基礎來說,可以沿著基準灰線將其切割成1個槽邊的輪廓進行施工作業。而排水系統和地下水位的處理,要結合具體挖方尺寸和施工場地的情況來定,這樣才能保證地基結構的完好。
4.3.2加強軟土地基的方法加強軟土地基的方法主要有以下3種:①挖除置換法。適當地挖除建筑物下面的軟土層,并將其填換成低壓縮性和防腐蝕性的散粒材料,比如卵石、粗砂、煤渣和石屑等。②重錘夯實法。用帶有自動脫鉤設備的履帶起重機把重錘吊到指定的高度,并做自由落體動作,利用沖擊力把土夯實。③排水固結法。人為提高土層的承載力,在其內部形成垂直或水平通道,在自重的作用下加速排水、固結,提高土層強度。
5結束語
70年代以前,在用算盤和計算尺作為計算工具的年代,用拱冠梁法計算一個拱壩,三個人要算上半年;用圓弧滑動法分析土壩的壩坡穩定,一天只能算一個圓弧,而要找出最危險的滑動弧,往往要算上數十個甚至上百個圓弧;一個土壩下埋著的涵洞,其結構計算,三個人要算上三個月;水電站的調壓井,其水位震蕩過程,一個人要算上幾十天,……。水利水電工程的繁瑣設計計算還可以舉出很多很多,而這些計算項目直至今日,在工程設計中還是必不可少的。這樣的計算效率,對于“”前的工程技術人員來說,可能都有體會。所以,從繁瑣的計算中解放出來,使更多的精力用于工程的優化,一直是水利水電工程師的愿望。工程設計圖是工程師的語言和論文,那復雜、密密麻麻的線條,凝結著多少人的艱苦勞動,特別是那個樞紐總平面布置圖,牽一線而動全局。當年,工程師們整天爬在圖版上,近視眼的度數不斷增加,挺直的腰干不得不彎下來。改了一次又一次,作廢了多少圖紙。所以,水利水電工程不但需要在分析計算上采用先進的計算手段,而且需要在工程繪圖上采用CAD手段。
《水利水電工程設計計算程序集》是全國水利水電勘測設計部門中較為完整和系統化的程序集,可以完成中小型水利水電工程的絕大部分常規計算,已經在本行業的40多個甲級設計院和眾多的市、地、縣一級勘測設計部門得到應用。另外,還有一些沒有收集到《水利水電工程設計計算程序集》的程序也在一些設計院使用著。若干中型、大型工程的分析計算軟件還沒有匯集成冊。
在計算機輔助工程設計方面,土石壩CAD、拱壩CAD、重力壩CAD、閘門CAD、廠房CAD、樞紐布置CAD、水能CAD、隧洞CAD、渠系CAD、河道整治CAD等等,已經在有些設計院得到很好的應用,對于優化設計,提高設計質量,加快設計進度,減輕設計人員的勞動強度,發揮了積極的效果。
時至今日,很難設想,沒有水利工程方面的軟件,怎么進行設計工作,這就是科學技術進步的表現。這些軟件,為水利水電工程采用先進技術,為優化設計、節約投資作出了巨大的貢獻。
貢獻雖大,卻經歷了一個痛苦的過程。7、80年代,有一些設計部門的領導,羞羞答答的擬投資計算機,花幾萬、幾十萬元,買一些計算機設備,還勉強通得過,說要花幾百、幾千元買軟件,無論如何也想不通。這種思想狀態,現在仍然殘留在社會上。設備是看得見的,價格不容懷疑,不能無償拿回。軟件是看不到的,它是否有價值,他們懷疑,更有甚者,我也可以盜版來。有些設計單位的領導花幾百幾千元請客吃飯,眼都不眨一下,要他拿出幾百元幾千元買軟件,根本不于考慮。無償或低價使用軟件,仍然是大家的習慣。水利部規劃設計總院在80年代曾投入上千萬元,支持各甲級院開發軟件,但各院用于開發的人力價值,遠遠超過了規劃設計總院的投入,開發成果屬于誰,總院無權,各院也不愿無償提供,但也賣不出好價錢,以收回成本,最后只有本院獨享,好在它著實提高了我們國家的水利設計水平。沒有軟件的設計院怎么辦,只有重復開發。當年軟件的開發者,多數是出于對科學技術的熱愛,對事業的執著,是不計報酬的,干著高水平的工作,拿著單位的平均工資,無怨無悔的工作,這樣,遂產生了當前這么多水利應用軟件。這一批人老了,退休了,年輕人上來了,也有不少好的軟件問世,更豐富了水利軟件的陣容。年輕人最講究自我價值,這種扭曲貢獻與報酬的關系,能夠吸引高水平的技術人員長期投入嗎?
現在,人們慢慢懂得了軟件的威力,但相當多的人仍然不懂它的價值。我們可以花幾十萬、上百萬買國外的軟件,卻不愿意用1/10的價格買國內的軟件,特別是水利軟件,有些人還罵有償轉讓的人是銅臭。當真水利軟件的作者就如此低價嗎。現在不是軟件漫天飛,你可以不買這個買那個,現在經常會遇到好的軟件不愿意拿出來。
除了《水利水電工程設計計算程序集》向用戶推廣使用以外,還有一些設計院也在把自己的一些軟件推向社會,但更進一步的交流仍然存在著一些障礙。特別是各種CAD軟件,很難找到賣主。
為什么會出現這種情況呢?
一、CAD軟件及其所出的設計成果,代表了一個設計院的水平,在設計投標中,誰也不愿意競爭對手由于工具的先進而打敗自己。
二、水利水電行業的軟件銷售價格,嚴重的與其實際價值不相稱。軟件編制者從事的是雙專業的高水平技術工作,就因為你不能為本單位掙回更多的收入,無論待遇和地位都不能與你對社會的貢獻相一致。作為設計單位的領導者,也不愿意將高水平的雙專業人員,壓在不掙錢的軟件開發崗位,于是。設計單位紛紛撤消7、80年代建立的計算機室、處,或者改變它的性質:只管管電腦設備。作為軟件編制者,寧愿多攬幾個工程設計任務,而不愿意過多的編制軟件和賣軟件。因為設計費遠遠地高于軟件的價格。
三、由于水利水電工程的多樣性,應用條件的千變萬化,程序編制者很難一次預見到所有的工程條件,經常要對程序做某種修改,有一個逐步完善的過程。這就要求程序使用者非常熟悉軟件的性能,因而程序的售后服務工作量相當大,有些得不償失,還不如不賣。
雖然存在著這些障礙,但是,仍然有一些熱心人士和單位,執著的從事著軟件開發工作,愿意將軟件貢獻給社會。在推廣應用《水利水電工程設計計算程序集》的過程中,我們了解到,市、地、縣級設計單位很需要更多的水利水電工程的應用軟件,特別是CAD方面的應用軟件。水利工程網站開辟了應用軟件的交流園地,加強應用軟件的程序交流和信息交流。歡迎各級領導、工程技術人員參與。
您可以采用下面的任意一種交流方式:
一、有愿意將自己編制的應用程序作為自由軟件,提供給大家無償使用,接受大家的檢驗的,我們衷心的歡迎你們,并向你們表示謝意。
二、愿意將自己編制的應用程序,有限制的提供大家使用,當需要完全版本時,可以與您具體商議轉讓辦法。
關鍵詞:水利水電建設管理研究實踐
龍灘水電站是國家西部大開發的十大標志性工程和“西電東送”的戰略項目之一,是紅水河梯級開發的控制性工程。工程已于2001年7月1日開工建設。
龍灘水電站位于紅水河上游廣西壯族自治區天峨縣境內,設計總裝機容量630萬千瓦,概算總投資243億元。1999年12月26日,由原國家電力公司(出資33%)、(出資32%)、廣西開發投資公司(30%)、貴州省基本建設投資公司(出資5%)共同發起組建龍灘水電開發有限公司,全面負責龍灘水電站的建設和運營管理(電力體制改革后原國家電力公司和原廣西電力有限公司的股份全部劃給中國大唐集團公司)。為保證龍灘水電站的順利建成,項目業主龍灘水電開發有限公司在工程建設過程中,深化改革,對在當今社會環境中大型水利水電工程項目管理的方法,進行了有益的探索、研究與實踐。按照“項目法人制、招標投標制、建設監理制、合同管理制”原則對工程項目進行管理。
1.工程建設管理的組織模式
項目的管理組織在建設這樣宏大的工程中起著決定性的作用。按照傳統的工程建設的管理組織方式,業主班子將是一個龐大而又復雜的組織機構。在設計項目管理組織時,項目業主以市場經濟的思維方法構思項目管理組織的模式,形成了按投資多元化、管理社會化、經營市場化建立工程項目管理組織的總體構想。這一構想就是要充分利用改革的成果,運用市場經濟的運作機制,實行龍灘水電工程建設的社會化管理。
作為電站建設的業主,龍灘水電開發有限公司負責電站的建設及運營,對水電站總體規劃與設計實施強有力的管理。公司在各參建主體中積極發揮主導作用,倡導管理創新,通過貫徹對合同主線實施“靜態控制、動態管理”的思路,促進各參建單位形成自覺的質量品牌意識、市場競爭意識及顧全大局的觀念,使工程進展較順利,質量、工期、投資等方面均得到有效的控制。龍灘水電開發有限公司本著精干、高效的原則和建立現代企業制度要求,為更好地發揮公司工程建設責任主體和實施主體的作用,加快工程進度、質量、投資、控制,進一步明確職責,規范運作,科學管理,提高管理水平。公司管理機構設置為“九部”,即:工程建設部、計劃合同部、機電物資部、工程技術部、財務管理部、黨群工作部、總經理工作部、環保移民部、人力資源部。目前,正式職工85人。除此之外,充分借用和發揮社會專業力量,將部分專業工程委托社會化的專業部門或機構對其的實施進行管理。這樣,形成了水電站項目業主與社會專業機構是以經濟關系建立起來的具有特色的大型項目的工程管理組織結構模式,實現了工程項目的社會化管理。在工程的具體事務管理中,水電站項目業主又是按市場化經營的方法進行運作,充分利用市場機制為水電站建設管理提供服務,使水電站建設得到有力的社會支撐。如水電站項目中某些設備的采購、貨物的倉儲、設備和大宗材料的運輸、有關的輔助服務等均按市場原則通過經濟合同來實現。社會化管理使業主的工程事務管理工作量大大減少,業主班子的人員規??梢越档椭磷畹忘c,項目管理工作的效率和效果提高,降低了建設成本。水電站項目業主由此可以集中精力管理重大問題,在整個建設過程中定思路、定標準、定制度,一手抓規劃設計和工程建設,一手抓工程招標和合同管理,這樣在總體上就把握住了水電站建設的方向。各社會專業機構在統一的規范和規則下,各司其職,負責相應專業工程的具體實施工作。實行社會化管理,還可得到社會上最優秀的各方面的專業人才為水電站建設服務。
2.工程招標采購的方法
2.1.項目招標
龍灘水電站工程項目分標按照標界清晰,便于合同管理,優化施工布置,減少施工干擾的原則,將工程項目分標如下表:
序號合同名稱備注
1.左岸導流隧洞及左岸岸坡工程葛洲壩集團公司中標承建
2.右岸導流隧洞及右岸岸坡工程江桂聯營體中標承建(江南水電工程公司廣西水電工程局聯營體)
3.大壩工程七局八局葛洲壩聯營體中標承建(水電七局水電八局葛洲壩集團有限公司聯營體)
4.地下廠房工程1478聯營體中標承建(水電第十四工程局水電第七工程局水電第八工程局聯營體)
5.升船機工程待招標
6.大法坪砂石系統工程葛桂聯營體中標承建(葛洲壩集團有限公司廣西水電工程局聯營體)
7.水輪發電機組及附屬設備制造水輪機有東方電氣集團中標制造發電機有哈爾濱電機有限責任公司中標制造
8.大壩及引水系發電系統金屬結構及機電設備制造待招標
9.升船機設備制造待招標
針對招標項目規模大、技術要求高,項目業主在2001年初即制定了招標管理辦法,并報原國家電力公司備案,規范了招標工作程序。對項目立項、招標組織、招標程序、招標方式及投標條件、標底編制、評標委員會、保密事項等都作了規定,明確了責任。對投資200萬元以上的建筑安裝項目,一般采用公開招標方式,對投資在200萬元以下的建筑安裝項目,一般采用邀請招標的方式,邀請對象為目前正在龍灘工地施工的六家大型施工承包人投標。對部分監理等服務項目和零星機電設備項目,采用詢價后的邀請招標方式,邀請投標人不少于三家。
招標過程中,重點把握以下幾點:
2.1.1.認真審查招標文件,保證招標文件的合法性和嚴密性。
2.1.2.認真組織開標工作,保證競爭的公平和有序性。所有的招標項目,均采用公開開標,開標時有公證員現場公證,公司監事會和廣西檢察院預防職務犯罪處派員過程監督,保證開標過程的公正。
2.1.3.認真組織評標工作,保證評標過程的合法、公平、公正、合理。公司在評標過程中嚴格按照國家計委等7部委聯合的《評標委員會和評標方法暫行規定》來執行,外聘合格專家在評標委員會專家總人數的2/3以上,評標辦法在開標前作為招標文件的組成部分發給所有投標人,評標委員會專家采用綜合評分法和獨立評標。按照評標委員會推薦2~3命中標候選人,公司招標領導小組定標的程序確定中標人。招標評標的整個過程有廣西檢察院預防職務犯罪處派員監督,監督全體評標人員都能遵守評標紀律,避免外界干擾,使整個評標工作都能按照既定合法程序進行,保證了評標工作的公正公平性。2.2.無標底工程招標實踐
無標底工程招標是在龍灘水電站建設中采用的一套完整的工程招標方法,它的核心是在工程招標時不編制招標的標底。它不是以“標底”作為工程招標的衡量準繩和評標尺度,而是通過一套嚴密、科學的招標操作程序和評標辦法來決定工程合同的授予者。實施無標底工程招標,按市場規律組織公開、公平、公正的競爭,排除了任何人為因素的干擾,保證了評標結果的客觀性和公正性。實施無標底工程招標,實質上對招標工作提出了更高的要求和挑戰,在市場發育不完善的條件下,其存在著很大的風險,必須要有真正堅持“剝奪每一個人的特權”的精神和勇氣,要敢于戰勝自我。其次,實行無標底工程招標,需要很高的條件,它要求招標者必須具有十分豐富的工程經驗、扎實的專業知識、相當高的技術水平和對工程所具有的深刻的判斷能力。即在無標底招標條件下,招標者應具備的評標方法和指標參數的合理確定、招標文件的嚴密編制、工程招標的有序組織、以及對投標單位資質管理和選定等的綜合能力。通過對大量工程招標經驗的總結和思考,水電站項目業主認識到只有從管理制度上、管理方法上采取措施,才能鏟除腐敗的溫床,徹底消除工程招標中的負面影響因素,真正地實行公開、公平、公正的工程招標與采購。由此,龍灘水電站形成并確定了工程招標采購的總體構思,其核心思想和總則是:在工程招標采購中要“剝奪每一個人的特權”;工程招標采購中的權力必須受到監督。在這樣的指導思想下,水電站項目業主根據龍灘水電站的實際,進一步對工程招標采購的方式和方法進行了探索,研究如何從制度上、技術上清除各類消極因素存在的可能性,在上級有關部門的支持下設計出一系列有關工程招標采購的組織方法、管理辦法和規章制度,具體包括:無標底工程招標的方法;科學公正的評標辦法;承包商資質信用的預審控制方法;招標采購的組織機制;工程招標文件的編制方法;工程招標中的技術要求;以及實施閉口總價和固定單價合同的措施等。
3.合同管理
3.1.合同管理的特點
龍灘水電站建設管理完全按照現代企業管理模式進行,合同管理制是建設管理的主線,其主要特點是:
3.1.1.嚴格合同的預管理。所謂合同的預管理,就是合同簽訂前,合同項目的計劃立項、招標文件的編制及審查等,這是合同簽訂后能否順利實施的關鍵。招標文件的編制和審查要以技術要求合理,商務要求嚴謹、公平,整體規劃可靠為原則。
3.1.2.嚴格合同的簽訂程序。每一份合同的簽訂之前,合同文本都經各業務職能部門會審把關,然后甲乙雙方要進行平等協商,就雙方關心的問題達成一致意見。這樣減少合同執行難度。
3.1.3.嚴格按合同辦事。在履行合同過程中,嚴格按合同約定辦事,對質量、進度、安全、造價、文明施工等管理要求,都遵從合同約定。合同雙方是平等的合同主體,一切事務的處理都以合同為準繩。監理工程師和設計代表,以及其他服務單位,都在合同規范的范圍內履行職責。對于設計變更和自然因素造成的費用增加,依據合同條款規定,本著公平公正的原則進行處理。
3.1.4.完善合同清算工作。合同履行結束,逐一對合同進行清算,一方面,合同竣工資料要求齊備并符合國家檔案管理要求,另一方面對合同費用問題要有最終決算,雙方對決算結果都要簽字認可。
龍灘水電站建設的合同管理只剛剛開始,隨著工程的進展,必然有許多新問題新情況,還有待于項目業主去研究去解決和實踐。
3.2.強化工程合同管理的核心地位
隨著我國的經濟由計劃機制向市場機制的轉軌,大型建設項目的管理也勢必由國家經濟體制改革的不斷深入而發生變化。市場經濟就是法制經濟、信用經濟,水電站項目業主認識到,龍灘水電站建設必須實行嚴格的合同管理制,必須以合同為主線、以合同為核心實施工程項目管理。
3.2.1.從組織上采取措施,實施規范化、制度化、標準化的合同管理,制定一整套合同管理的有關工作制度和規定,對合同管理的組織、合同管理的程序以及合同的起草、談判、審查、簽訂、履行、檢查、清理等每一個工作環節均作出明確規定。
3.2.2.樹立水電站建設管理中的一切行為均以合同作為惟一依據的意識,合同運用于項目管理的各個方面,以合同、經濟手段管理和實施水電站工程。
3.2.3.選擇確定符合水電站建設特點的工程承發包模式和合同結構,通過合理的合同結構實現和保證水電站項目管理組織的目標結構和運作。
3.2.4.根據水電站工程的具體情況和現實的社會經濟環境條件,在龍灘水電站的前期大部分主要工程項目上均實行閉口總價合同,鎖定建設成本。強化合同準備工作,從技術上和經濟上采取措施,創造和建立實施閉口總價合同的前提條件:堅持以施工圖進行工程招標,最大限度地避免和減少工程實施過程中的不確定因素和隨意性;強化工程招標中的合同意識,努力完備和詳細一切技術資料和現場環境條件,使承包單位能夠以最小的風險在完全公平的環境中進行投標競爭;嚴密制定合同文件,合理確定工程合同的界面與工程范圍,事前分析可能存在的不確定事件和風險,有針對性的采取保護措施;充分考慮和保證承包單位的利益,引導承包單位注重技術方案的競爭,集中力量用于工程的實施,從而保證工程的質量和進度。
4.工程管理方法的研究與實踐
通過對項目目標控制方法的不斷研究和實踐,龍灘水電站在工程管理和控制的具體方法方面形成了一些較有特點、較為成功的做法。
4.1.通過規劃設計、科學技術、工程招標控制項目投資。在龍灘水電站的投資控制工作中,從工程的規劃設計、工程技術、工程招標等方面入手,控制工程的投資,節約建設成本。水電站項目業主堅持以設計為重點進行項目的投資控制,以極大的精力投入于工程的設計工作,進行設計方案的比較和改進,由此才有左右岸導流洞洞形設計方案的改變,經過設計優化的導流洞洞形設計方案,節約了大量的投資??刂扑娬卷椖客顿Y的另一思路是以現代科學技術為先導,依靠科技來實現投資控制的目標。在工程的設計、施工方案、設備選型等各項工作中,均設立相應的研究課題,投入科研經費,開展了大量有關工程建設的科學研究、試驗和實驗,取得許多科研成果。這些研究成果的應用既解決了工程難題,又為節約投資提供了有力的支持。通過嚴格、嚴密的工程招標是控制投資的又一思路。通過重點強化工程招標工作,建立公平、公正、公開競爭的良好環境,以最合理的合同價獲得最好的施工隊伍和最強的工程保障能力以及可靠施工技術方案。此外,前期工程通過實行工程閉口總價合同,充分依靠和發揮監理的作用等一系列控制措施和方法,使龍灘水電站的實際投資被控制在計劃的目標投資值以內。
4.2.獨立平行的工程質量監理。工程質量不僅關系到建設資金的有效使用,而且關系到社會公眾利益、生命和財產的安全。水電站項目業主以制度建設作為抓好工程質量的根本保證,建立層層負責的質量責任制,形成全過程、全方位的質量保證體系;以工程招標、工程監理、合同管理作為工程質量管理的基礎性工作。尤其是對于工程監理工作,在具體的做法上采取了特殊的措施,即在所有的工程監理合同中規定:工程監理單位必須同時與施工單位各自獨立平行地進行全部工程的質量檢測,包括必須使用獨立平行的檢測儀器和工具;獨立平行地實施質量檢測;獲取獨立平行的檢測數據和資料;提交獨立平行的檢測報告等。這樣在每一個工程上,都能同時得到分別來自監理單位和施工單位的各自獨立的兩套質量檢測與評估報告,可以切實掌握工程質量的真實情況,確保得到一流的施工質量。
4.3.依靠科技縮短建設工期。對于為期6.5年左右的建設工期,首先是以嚴謹的科學態度,分析論證進度目標實現的可能性以及存在的主要影響因素。針對關鍵問題,事先研究制定解決的方案,超前采取措施進行了一系列技術實驗和系統研究等。在得到了解決所面臨的一系列重大難題的系統方案之后,水電站項目業主緊緊抓住2007年7月1日水電站第一臺機組發電的進度控制總目標不放。在工程的建設過程中,集中力量做好項目前期的各項準備工作,抓緊工程的設計工作,為后期項目實施階段工程的順利展開積極創造條件。在進度控制工作中,以進度大節點作為控制的關鍵,保證落實大節點目標;建立工程協調制度,定期或不定期地協調各參建單位之間的進度關系;實施工程進度的動態控制,及時調整進度計劃??茖W的進度規劃和有效的進度控制,為確保了龍灘水電站發電目標的按期實現。
4.4.文檔資料的制度化、規范化管理。為加強水電站項目檔案管理,建立健全項目檔案,龍灘水電站制定了有關工程文檔資料、工程竣工資料等的管理制度和規定,實行文檔資料的制度化、規范化管理。其中,采取的一個有效管理方法是賦予業主檔案資料室在檔案管理中的一項特殊權力:工程合同尾留款的支付簽發權。水電站項目業主在工程合同中均約定,預留合同價款3%~5%的工程尾留價款,作為工程保證金和工程竣工資料、項目檔案的保證金。合同規定,工程參建單位必須嚴格按照要求收集、整理、歸檔工程各環節的文件資料;工程竣工資料、項目檔案經業主檔案資料室認可接收,簽發歸檔交接單之后,才能獲得最終尾留款的支付。通過經濟制約手段,有效、及時、規范地健全了龍灘水電站的前期工程項目檔案。
運用上述這些管理思想與方法組織與實施工程項目管理,使龍灘水電站的建設取得了良好的效果和成績:
4.4.1.水電站的設計起點高、意識超前,通過一次規劃、分期實施、滾動開發的構想,圓滿成功地解決了遠期與近期建設的有機協調,實現了規劃設計的可持續發展。
4.4.2.通過水電站總體規劃的不斷優化和調整、通過合理的設計來節約投資;以現代科學技術為手段,提高項目建設各階段、工程各方面的科技含量,實現了項目的投資控制目標,節省了相當的建設資金。
湘江長沙綜合樞紐工程為梯級水庫,是湘江干流航道發展規劃之一,正常蓄水位為29.7m,庫容為6.75億m3,船閘設計通航船舶噸級為2000t,電站裝機為57MW。湘江水量較為充沛,徑流年際變化較大,而且年內分布不均,在樞紐工程河段年內水位變化幅度達14m。樞紐河段屬于平原河流,河面較為寬廣,河道略微彎曲,河流比降相對較小。
2樞紐布置方案
2.1樞紐平面布置方案
此工程樞紐布置,主要包括船閘(2000t級)、泄洪閘、水電站、魚道等,為Ⅰ級工程,水工建筑物設計洪水標準為100a一遇、校核洪水標準為500a一遇。工程樞紐正常蓄水位與死水位為29.70m,對于船閘設計,按照20a一遇洪水位,來設計高水位,流量為21900m3/s,低水位按照P=98%水位來設計。船閘設置在蔡家洲左汊左側岸邊,電站設置在左汊右側洲邊,按照從左到右的順序,來布設建筑物工程,包括雙線船閘、排污槽、主泄水閘等,具體如圖1所示。
2.2樞紐平面布置特點
2.2.1樞紐泄流能力強
水利水電工程樞紐泄流能力和工程壩址有直接關系,尤其是壩址河勢與地形地貌等。此布置方案中,船閘上游引航道與導流堤設置位置為原左汊河道區域內的回流區,設置導流堤,能夠有效的調順水流,確保樞紐工程的泄流能力。按照100a一遇洪水標準,進行水工模擬試驗,獲得的壅高值為0.1m,泄洪能力較好[1]。
2.2.2通航條件較好
此樞紐工程壩址下游2km區域左岸存在支流溈水河,與湘江相匯,河寬為180m,2a一遇洪水流量為1580m3/s,10a一遇洪水流量為2750m3/s,20a一遇洪水流量為3350m3/s,出流和船閘連接段的航道交角為30°。此布置方案船閘通航條件試驗結果表明,因為船閘上游引航道口門區和連接段緩流區,通航水流條件可以達到設計要求,干流流量Q干為19700m3/s時,縱向最大流速值為1.76m/s,橫向最大流速值為0.28m/s,回流最大流速值為0.2m/s。干流流量為21900m3/s時,縱向最大流速值為1.79m/s,橫向最大流速值為0.3m/s,回流最大流速值為0.25m/s。就下游引航道口門區和連接段航道來說,當湘江干流和支流溈水為正常遭遇時,若Q干<13500m3/s,可以滿足船舶航行要求。若13500m3/s≤Q干≤21900m3/s,受到導流堤的影響,口門區域右側航道內部橫流較大,可以在左側航線單線行駛。原方案存在導流堤堤頭挑流明顯與斜流大等問題,進行布置方案優化,改變船閘挑流堤平面型式,設置立式導流堤等,使得航道通航能力得以全面提升[2]。
2.3樞紐布置設計要點
結合長沙綜合樞紐設置的位置,結合自然條件,在左汊主河道區域內來布置電站與船閘,從樞紐泄流能力與船閘通航條件等方面綜合分析,將船閘設置在此側,能夠起到不錯的效果。此梯級綜合樞紐工程建設后,主要功能為發電、航運等,因此在設計時,要堅持確保船閘通航條件的原則,以及泄水閘泄洪能力的原則。當樞紐壩址所處的位置左右兩汊道分流比相差較大,而且河底高程相差較大,為了能夠確保樞紐工程的通航效果與發電效益,將船閘與電站等建筑物,給布置在主汊河道。為了保證樞紐工程下游河床的穩定性,在布置泄水閘孔時,最好能保證工程建設前后的分流比變化不大。若河流的含沙量較小,在主河道內順河,來設置船閘引航道時,盡量把船閘設置在流速相對較小的河岸側,以便發揮樞紐工程的泄流作用,確保船閘通航效果[3]。
3水利水電工程樞紐總體布置三維設計
3.1三維地形建模
基于布爾運算,進行后期三維模型設計,需要構建三維模型。借助三維設計技術,能夠為水利水電工程樞紐總體布置,提供極大的便利。三維地形模型構建是基礎,需要確保精度的準確性。通常水利水電樞紐工程布置區域較大,覆蓋面較廣,數據存儲量大,會影響到三維地形模型構建的效果。基于此,在構建時,需要確保等高線精度,以確保建模的效果。
3.2樞紐布置模型設計
在進行水利水電工程樞紐布置設計時,對于大壩與電站廠房等,可以按照相關標準規范,來設計三維模型,采取參數化或者模板化方法來建模。利用CATIA軟件,融合骨架設計思想,構建樞紐工程建筑物模型,進行數據轉化,將數據信息導入到3D軟件中,進行樞紐布置,也可以和施工總布置相互聯合。利用3D設計技術,能夠為水利水電工程樞紐布置設計,提供新的設計方法,能夠極大程度上提升工作效率,降低設計誤差。利用大數據信息與信息技術,來進行仿真模擬試驗,可以及時優化設計缺陷,確保水利水電工程樞紐布置的合理性與科學性。
4結束語
水利水電工程樞紐布置設計,要從樞紐使用的功能分析,嚴格按照設計要求,把握布置設計原則,結合工程實際,做好充分的調查工作,制定不同的布置方案,做好對比分析,選擇最為合適的布置方案,以確保工程建設的質量。
作者:喻尚偉 單位:長沙市水利水電勘測設計院
參考文獻
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黃河沙坡頭水利樞紐工程為國家2000年西部大開發十大項目之一,位于寧夏回族自治區中衛縣境內,其上游12.1km為擬建的大柳樹水利樞紐,下游122km為已建成的青銅峽水利樞紐。工程區距自治區首府銀川市200km,距中衛縣城20km。地處黃河上游干流上,南依香山山脈北麓,北鄰騰格里沙漠南緣,是一座以灌溉、發電為主的綜合利用水利樞紐工程。
該樞紐由主壩和副壩兩部分組成,其中主壩為混凝土閘壩,最大壩高37.8m,壩長338.45m,壩頂高程1242.6m;副壩位于黃河左岸階地上,為土石壩,最大壩高15.1m,壩長529.2m。水庫正常蓄水位1240.5m,總庫容0.26億m3,總裝機容量12.03萬kW,多年年平均發電量6.06億kW·h,設計灌溉面積87.7萬畝。
2物探任務與要求
黃河沙坡頭水利樞紐工程的物探工作始于1996年,至2003年底全部結束。期間歷經了可行性研究階段、初步設計階段和技施設計階段。各階段工作時間及任務要求如下:
⑴可行性研究階段物探工作于1996年進行,主要任務是通過巖體波速測試和聲波測井,劃分巖性并了解巖體動彈性參數。
⑵初步設計階段物探工作于2000年進行,物探任務與要求為:
①通過聲波測井取得主壩壩基、交通橋基礎巖體結構、軟硬巖體分布規律,了解孔內軟弱夾層、構造破碎帶分布情況,以便驗證和補充鉆探資料。
②測定巖體的縱、橫波速度,并求得泊松比、動彈性模量等參數。為壩基巖體質量評價提供依據。
③通過綜合物探方法查明副壩壩基地層結構及古河道分布情況。
④查明導流明渠、交通橋地層結構及古渠道分布情況。
⑤通過對灌漿前、后巖體波速測試,評價灌漿試驗效果。
⑶技施設計階段物探工作于2002~2003年進行,物探任務與要求為:
①通過對壩基巖體進行地震波測試,了解基礎巖體的彈性波參數,為工程基礎巖體評價、驗收提供依據。
②對固結灌漿的基礎巖體進行聲波檢測,通過灌漿前、后巖體波速的變化情況,評價固結灌漿效果。
③通過對壩基混凝土墊層進行回彈檢測,了解并查明混凝土墊層與基巖面的膠結狀況。
3地形及地質簡況
3.1地形地貌
壩址區內地勢南西高而北東低,相對高差500~1000m。黃河自西向東流經壩址區,河谷呈不對稱“U”形谷。壩址左岸地勢相對平坦,為黃河Ⅰ級階地,岸邊有美利渠與黃河平行展布;右岸為香山山脈北麓,岸邊有羚羊角渠與黃河平行展布,羚羊角渠南側地形較陡,且沖溝發育。
3.2地質簡況
壩址區附近有石炭系、第三系、第四系地層發育。
主壩壩基為石炭系下統前黑山組(C1q)、臭牛溝組(C1c)、中統靖遠組(C2j)和第三系上新統臨夏組(N2l)地層。壩區位于窯上復式倒轉向斜的正常翼,巖層遭受構造破壞劇烈,層間擠壓帶、小型褶皺、揉皺,小斷層以及節理、劈理發育,泥巖呈大小不等的菱形塊體,炭質頁巖則呈鱗片狀,并具有失水干裂解體,再遇水泥化的特點,使壩基巖體成為典型的極軟巖。巖層沿走向和傾向均呈舒緩波狀,總體產狀:走向NE45°~EW,傾向SE或S,傾角33°~70°。
副壩、導流明渠、交通橋及水源地部位分布著厚層第四系松散堆積物,表層為風積砂,深部則為厚層砂礫石層;基巖為第三系上新統臨夏組(N2l)的棕紅色、紫紅色砂質粘土巖,局部夾有礫巖。
4物探方法與技術
根據不同勘查階段的任務要求,物探主要開展了聲波法、地震波法、地質雷達法、電阻率法工作。具體方法有:單孔聲波測井、聲波對穿、地震波相遇法、地震波CT、瑞利面波法、高密度電阻率法、地質雷達等。
⑴聲波法:包括單孔聲波和聲波對穿。它是彈性波測試方法之一,其理論基礎建立在固體介質中彈性波的傳播特性上,采用頻率主要為1k~30kHz和50k~1000kHz兩個頻段。該方法以人工激振的方法向介質發射聲波,在一定距離上接收受介質物理特性調制后的聲波,通過觀測和分析聲波在不同介質中的傳播速度、振幅、頻率等參數解決工程問題。本工程使用儀器為SD—1型聲波檢測儀,單孔聲波由下而上逐點測試,點距為0.2m。聲波對穿由下而上水平同步逐點測試,點距為0.1m。
⑵地震波法:包括地震波相遇法、地震波CT和面波法。其理論基礎與聲波法相同,采用頻率范圍為1~n×100Hz。該方法利用人工激發的地震波在彈性性質不同的地層內傳播規律,研究與巖土工程有關的地質、構造和巖土體的物理力學特性,可對工程場地和人工建筑物的適應性進行評價。本工程使用儀器為R24型工程地震儀,地震波相遇法采用4~12道接收,檢波點間距1.0m。地震波CT采用二邊對比觀測系統,激發點間距1.0m,接收點間距2.0m。面波法采用雙邊激發,12道接收,檢波點間距2.0m。
⑶高密度電法:以巖土體的電性特征為基礎,通過儀器觀測和分析研究即可取得地下地質結構的變化規律,以此解決巖土工程問題。本工程使用儀器為WDJD-1型多功能電測儀,選用溫納爾裝置,基本點距為2~3m,電極隔離系數為9~16。
⑷地質雷達法:通過地面的發射天線(T)向地下發射高頻電磁波(主頻為數十數百乃至數千兆赫),當它遇到地下地質體或介質分界面時發生反射,并返回地面,被放置在地表的接收天線(R)接收,并由主機記錄下來,形成雷達剖面圖。由于電磁波在介質中傳播時,其路徑、電磁波場強度以及波形將隨所通過介質的電磁特性及其幾何形態而發生變化。因此,根據接收到的電磁波特征,既波的旅行時間(亦稱雙程走時)、幅度、頻率和波形等,通過雷達圖像的處理和分析,可確定地下界面或目標體的空間位置或結構特征。本工程使用儀器為RAMAC/GPR雷達系統,實測采用剖面法,且收發天線的連線方向與測線方向平行,分別選用主頻50MHz和250MHz兩種天線進行測試,記錄點距0.2~0.5m。
5物探成果概述
在可行性研究階段、初步設計階段、技施設計階段共提交物探測試成果報告7份,取得了一定的技術效果。
5.1可行性研究階段
通過對壩址區附近的鉆孔聲波測試和右岸PD01平硐硐壁巖體的地震波測試初步掌握了壩基巖體的彈性特征及不同巖性巖體的波速分布的基本規律。主要成果為:
⑴鉆孔內基巖巖體波速主要受巖性控制:第三系上新統臨夏組砂質粘土巖的波速均值為2100m/s,而礫巖、砂礫巖的波速均值為2900m/s;石炭系下統泥巖、炭質頁巖的波速均值為2560m/s,泥質灰巖、砂巖的波速均值為3500m/s,灰巖的波速均值為4000m/s。
⑵PD01平硐巖性主要是石炭系泥巖、頁巖等,巖體裂隙發育,實測巖體彈性參數為:縱波速度1500~2500m/s,橫波速度520~1200m/s,動彈性模量1.69~8.10GPa,表明該平硐巖體強度較低。
⑶斷層破碎帶與泥巖、炭質頁巖等低波速巖體間無明顯的波速差異,而與灰巖、砂巖等高波速巖體間的波速差異明顯。
⑷該壩址所測巖體波速與巖體風化分帶的關系不甚明顯。
5.2初步設計階段
5.2.1地層結構
利用地質雷達、高密度電阻率法、瑞利面波法等綜合物探方法,并結合鉆孔資料,基本查明了導流明渠、副壩、交通橋、水源地的地層結構以及古渠道、古河道的分布規律。主要成果如下:
⑴導流明渠、副壩、交通橋、水源地的地層可分為三層結構。表層主要由風積砂等第四系松散堆積物組成,局部出現薄層耕植土,層厚1~12m,電阻率一般為500~1200Ω·m,面波速度一般為150~200m/s;中部巖性為砂卵礫石,層厚8~26m,電阻率一般為200~500Ω·m,面波速度一般為200~350m/s;下部為基巖,巖性為第三系砂質粘土巖,該層作為壩基巖體,層厚大于500m,電阻率一般為80~200Ω·m,面波速度一般為450~650m/s。
⑵古渠道主要分布在美利渠北側,在平面上共有三條展布,主要規律為:位于導流明渠進水口附近為一條;交通橋上游20m至主壩下游100m之間分為三條;主壩下游100m處至導流明渠出水口附近,最北側的兩條古渠道合并為一條,而鄰近美利渠的那條古渠道與美利渠平行向下游繼續延伸。由于這些古渠道都由粉細砂充填,所以物探異常解釋的渠底深度一般為5~10m(古渠道附近正常沉積地層的表層風積砂厚度較薄,一般小于3m)。
⑶古河道主要分布在左岸副壩區,其最大深度不小于30m。上覆地層為砂卵礫石,層厚10~30m,且由導流明渠往北逐漸變厚,下伏基巖為第三系砂質粘土巖。
5.2.2聲波測井
通過對鉆孔巖體的聲波測試,較全面地查明了壩址區內不同巖體的聲波變化規律:
⑴第三系(N2l)地層中,砂質粘土巖的巖體縱波平均速度為2120m/s,動彈性模量平均值6.37GPa;礫巖的巖體縱波平均速度為2400m/s,動彈性模量平均值為9.66GPa。
⑵石炭系(C)地層中,泥巖、頁巖、炭質頁巖、灰質泥巖、泥質粉砂巖、長石石英砂巖等巖體的縱波平均速度為2130~2410m/s,動彈性模量平均值為6.78~12.96GPa;泥質灰巖、灰巖、砂巖等巖體的縱波平均速度為3020~3690m/s,動彈性模量平均值為16.70~28.93GPa。
⑶斷層破碎帶的縱波平均速度為2150m/s,動彈性模量平均值為6.91GPa。
5.2.3巖體地震波測試
通過分析右岸PD02平硐硐壁巖體和左岸02#靜載荷試驗場地的地震波測試成果,得出下列基本結論:
⑴巖體彈性波參數均相對較低,縱波速度一般為1000~2500m/s,巖體動彈性模量一般為1.1~9.6GPa。
⑵巖體泊松比(μ)與巖體縱波速度(Vp)具有較好的相關性,相關關系為:
μ=0.4629-0.00006Vp;相關系數R=0.97………………………(1)
⑶巖體縱波速度各向異性差異不顯著,各向異性系數一般小于1.2。
⑷受開挖擾動卸荷的影響,在垂直方向上巖體具有兩層速度結構,表層地震縱波速度僅為400m/s,埋深約為0.6~0.7m。
5.2.4右岸灌漿試驗檢測
綜合分析灌漿前后巖體的聲波和地震波測試結果可知:
⑴壩基巖體具有一定的可灌性,灌漿后巖體強度得到一定的改善。
⑵地震波CT測試效果優于單孔聲波測井的測試效果,既跨孔透射法優于單孔聲波測井。
⑶地震波CT測試,更能客觀地評價灌漿試驗的灌漿效果。灌漿前后整體波速提高率一般為5~12%。
5.3技施設計階段
5.3.1壩基巖體地震波測試
為提供樞紐工程壩基建基面巖體彈性波參數的建議值,我單位于壩基開挖工作前期,在擬開挖的壩基巖體上,模擬現場施工條件,進行了壩基巖體地震波測試的試驗工作??偨Y出了不同開挖方式對壩基巖體擾動的影響程度、原狀巖體經開挖暴露后縱波速度隨時間的變化規律、物探工作的測試方法、測試時機及壩基巖體的開挖方式,并提交了建基面巖體波速驗收標準的建議值。
在壩基開挖施工期間,采用試驗時確定的測試方法——地震波相遇時距曲線觀測系統,以基巖面巖體基本未擾動為原則,在人工撬挖的保護層上進行了大量的地震波測試工作。測線總長度累計15967m。取得了豐富的壩基巖體的彈性波參數,為壩基巖體的評價、驗收提供了定量指標。壩基巖體地震縱波速度的變化規律基本上反映了壩基巖體分布的規律。
5.3.2安裝間、北干電站、河床電站、隔墩壩基礎巖體固結灌漿聲波檢測
根據初設階段灌漿試驗的檢測成果,并結合灌漿區內巖體親水性強的特點,確定了壩基巖體固結灌漿物探檢測采用鉆孔聲波透射法進行。
通過分析安裝間~隔墩壩的17對鉆孔灌漿前后聲波透射的測試結果表明,雜色泥巖、灰質泥巖灌漿后的波速總體平均提高率為6.3%,此結果與初設階段的測試結果基本一致;砂巖條帶灌漿后波速總體平均提高率為10.1%,說明砂巖條帶的灌漿效果相對較顯著。
5.2.3壩基巖體混凝土墊層回彈檢測
壩基巖體混凝土墊層回彈檢測的目的是了解并查明混凝土墊層與基巖面的膠結狀況?;貜梼x主要用于檢測混凝土強度,該工程中使用回彈儀(型號為HT—3000)檢測混凝土墊層與基巖面的膠結狀況是其應用范圍的拓展。檢測的基本原理如下:
當混凝土墊層與基巖膠結緊密或膠結良好時,混凝土與壩基巖體形成一個整體,此時在混凝土表面測試的回彈值應為混凝土強度的真實反映;當混凝土墊層與基巖之間膠結不良或膠結面出現架空時,由于混凝土的約束力降低而使回彈時產生顫動,造成回彈能量損失,從而導致在混凝土表面測試的回彈值低于正?;炷翉姸鹊恼鎸嵒貜椫怠S纱?,可根據實測混凝土表面回彈值的變化規律,來定性地判斷混凝土墊層與基巖的膠結狀況。
參照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23—2001)及回彈儀的率定結果并結合工程實際情況,C20混凝土(齡期大于28天)的實測回彈平均值應不小于25.0。而實測回彈平均值小于25.0的測區是由于混凝土墊層與基巖間膠結不良或脫空所至。檢測結果表明:
基礎巖體為雜色泥巖、灰質泥巖的壩段,實測回彈平均值小于25.0的測區約占測區總數的28.0%。說明混凝土墊層與基巖間脫空現象較明顯;而在南干電站,基礎巖體主要為砂巖。實測回彈平均值小于25.0的測區僅占該部位測區總數的3.8%,說明混凝土墊層與砂巖的膠結狀況相對較好。
6總結
可行性研究階段、初步設計階段的物探成果在技施設計階段均得到驗證,如5.2.1中的地層結構空間變化規律已在基礎開挖后得到證實,其開挖結果與物探解釋成果基本一致,取得了較好的應用效果,發揮了物探的應有作用。
縱觀可行性研究階段、初步設計階段和技施設計階段的物探成果及其工作量,黃河沙坡頭水利樞紐壩址區的主要工程地質問題是建基巖體的質量問題,所以在工程建設的每個階段都進行了大量的基礎巖體彈性波測試,使得測試成果得到進一步加強。下面僅就壩基巖體的質量特征進行總結。
6.1壩基巖體彈性特征
⑴壩基巖體彈性波普遍偏低,主要是因為巖體主要由泥、頁巖等泥質巖類組成,且巖體中破裂結構面發育,巖體破碎所致。
⑵實測壩基巖體地震縱波速度一般為1000~2500m/s,巖體動彈性模量一般為1.10~9.60GPa。巖體泊松比與巖體縱波速度具有較好的相關性,相關關系見(1)式。
⑶受巖石結構、微裂隙、劈理、層理發育影響,致使巖體波速值各向差異不顯著。壩基巖體彈性波測試結果表明:雜色泥巖、薄層灰質泥巖、厚層灰質泥巖、炭質頁巖、砂巖的平行地層走向和垂直地層走向的地震縱波速度比值分別為1.04、1.08、1.06、1.07、1.03。
⑷壩基巖體同一巖性的聲波速度比地震波速度一般高約20%~40%。地震波主頻約為n×100Hz,屬低頻范圍,而聲波主頻約為10k~20kHz,屬高頻范圍,雖然兩者均屬于彈性波的范疇,但由于兩者的震源擾動機制、波源頻率、測段長度的不同以及測試巖體具有的低通濾波作用的影響,使得同一巖性的聲波速度高于地震波速度。
6.2壩基巖體卸荷特征
⑴爆破開挖、機械開挖對壩基巖體擾動明顯。經爆破開挖和機械開挖后,表層的縱波速度一般為400~700m/s,影響深度為0.2~0.6m。
⑵原狀巖體經開挖暴露后,縱波速度有隨時間延長而降低的趨勢,在11小時內縱波速度值下降5%左右。
⑶壩基邊坡巖體較建基面巖體卸荷影響相對較大,一般邊坡巖體地震縱波速度略低于建基面巖體地震縱波速度。如雜色泥巖、薄層灰質泥巖、厚層灰質泥巖邊坡的實測地震縱波速度平均值分別為1430m/s、1380m/s、1840m/s,而其建基面的實測地震縱波速度平均值分別為1510m/s、1460m/s、1910m/s。
⑷開挖方式和暴露時間直接影響巖體卸荷程度和彈性波速,因此采取有效的開挖方式,減少對基礎的擾動,并及時保護對工程來講非常重要。
7體會
物探工作是各個設計階段工程勘察的重要組成部分。隨著我國水利水電事業的快速發展,類似工程今后可能還會遇到。通過黃河沙坡頭水利樞紐的工程實踐,頗有體會:
⑴要充分理解《規范》和《任務書》對每一勘探階段所要求的精度和深度,扎實做好每一勘探階段的基礎工作。筆者認為,黃河沙坡頭水利樞紐物探工作的布置、資料解釋比較合理,起到了前期成果指導后期工作,后期成果補充、驗證前期工作的效果。
⑵努力提高自身的技術水平,加大物探新方法、新技術的投入。如在重要壩段或地質條件復雜壩段,進行地震波CT測試,這樣既可加強技術效果,又可提高經濟效益。