探讨水利水电工程施工

刘祖成

摘要：通过对国内外大坝建设发展历程的回顾，运用系统思想和并行工程理论对快速施工的本质、内涵进行了研究。
关键词：水利水电工程;施工;方法
Abstract: through the domestic and international development of dam review, the use of system thinking and concurrent engineering theory to the essence of rapid construction, the connotation of the research.
Keywords: water conservancy and hydropower projects; The construction; methods

中图分类号：TV212 文献标识码：A 文章编号：

1 概述
在我国，超过千兆瓦以上的大型水利水电工程建设周期通常为8～10 年，即准备期2～3年，主体工程建设期4～5 年，尾工期2～3 年。工期过长已成为水利水电工程的一个显著的不利特征。随着我国社会主义市场经济体制的建立，工程建设业主负责制、招标承包制、建设监理制、合同管理制和资本金制“五制”的推行，以及管理水平、技术水平和设备生产能力的不断进步，水利水电工程建设速度与以往相比已有大幅度提高。但是，在电力体制深化改革，实行电力产品“厂网分离，竞价上网”的今天，作为工程投资主体的业主对加快工程建设速度的要求日益迫切，所有业主都将快速建成工程、早日投产发电作为工程管理的首要控制目标，以尽快回收投资和偿还借贷。施工承包企业面临市场竞争加剧的形势，也把加快施工速度作为建立企业信誉，立足市场不断争取最佳效益的重要策略和手段。同时，设计单位、监理单位为了适应竞争，树立品牌，对快速施工也有主动的、积极的要求。对水利水电工程快速施工进行深入的研究和探讨是十分必要和有价值的，也是适应市场经济和社会生产力发展的必然趋势。
2 快速施工概述
快速施工，顾名思义就是加快工程施工速度，是工程建设系统的机制、环境、资源、信息等各种影响因素协调运转，按照工程的标准和功能以最优的速度建成工程的一种途径。
快速施工相对于历史的、传统的施工速度，表明快速施工是生产力水平发展的必然结果；相对于工程本身的客观条件表明快速施工不是无限度的，其过程和结果要受到客观因素制约；相对于生产力水平意味着快速施工与管理、技术、资源、工艺水平等因素密切相关。
快速施工对施工组织系统不同管理层次的要求，即为各管理层次对快速施工发挥能动作用的关键，同时也是最大的风险所在。这些因素对快速施工的影响不一定是统一的、同时的，但它们之间是相互联系，相互作用，也是相互转换的。就工程要素而言，快速施工必须满足以下要求：
a.保证工程的标准和质量，即质量要求。
b.保证工程安全，即安全要求。
c.保证工程的投资额度或适度的增加，即综合经济性要求。
3 水利水电工程快速施工的发展
3.1 国外水利水电工程快速施工
水利水电工程快速施工的发端，可从坝工建筑的发展追根溯源。二十世纪初，世界各国开始修建拦河高坝，早期曾大量地采用重力坝，后来逐渐转为以双曲拱坝为代表的轻型坝和各种土石坝。由于土石坝的技术经济优越性日渐显现，以及设计理论和施工工艺、施工设备的进步，土石坝逐渐成为高坝的首选坝型，坝高的纪录不断刷新。目前土石坝之所以在世界高坝中处于领先地位，具有工期短、造价低、安全性好的优点。
在技术、设备水平进步的同时，施工管理水平的提高也给快速施工带来了极大的促进。首先，工程管理者不断寻求进度管理的有效手段，甘特图、网络计划等管理技术相继出现并应用于工程，使得工程进度管理更加严密、合理、有效，施工速度得以提高。第二，缩短工期带来的巨大效益越来越为工程活动参与各方所看重，共同挖掘加快施工速度的潜力，以求得更快的施工进度。第三，计算机管理技术在现代水利水电工程中广泛应用，其强大的信息采集、传递和处理功能，全面提升了信息处理质量，加快了信息流动速度，加强了决策的准确性和及时性，使施工进度得到严密、适时的控制，从而施工速度得到了加快。
3.2 国内水利水电工程快速施工
与国外的工程类似，我国水利水电工程快速施工同样经历了设计技术进步、施工机械大型化和施工工艺和管理水平提高的发展过程。我国根据地形、地质和水文等自然条件，因地制宜地修建了各种不同坝型的水利水电工程，有常规的重力坝、拱坝、土坝，也有具有我国特色的宽缝重力坝、三心双曲拱坝、支墩坝、土石溢流坝等。但是限于国情和大型施工机械手段不足，施工速度一直较为缓慢。随着我国坝工界对高混凝土面板堆石坝、RCC 坝等新坝型的认识与接受，大型施工机械设备在工程中广泛采用。与技术进步相比，我国水利水电工程管理水平的提高相对是滞后和缓慢的。
3.3 水利水电工程快速施工国内外研究现状
纵观近代国内外水利水电工程的发展，新坝型、大型施工机械的出现和施工组织管理形式的变革，施工技术和施工管理方法的改进，也是推动施工速度提高的重要因素。下面对水利水电工程快速施工主要的施工技术和施工管理方法及国内外研究现状做一综述：
3.3.1 快速开挖技术：大孔径高速钻具、高性能**的出现，以及光面爆破、预裂爆破、大规模网络爆破等爆破技术的成熟，配备大型的挖装运输设备，使得开挖成型率高、速度快、强度大，成为了现代水利水电工程开挖施工的特征。
3.3.2 深层锚固技术：在边坡开挖施工中，采用系统锚杆、锚桩和深孔预应力锚索等，分层开挖，边挖边锚，及时对开挖面进行喷混凝土封护，可使设计开挖范围缩小，开挖坡度增大，开挖工程量大大减少，既满足了安全，节省了投资，又加快了施工进度。
3.3.3 深孔灌浆技术：建基面基础处理采用深孔高压固结灌浆，无盖重灌浆技术，可以提高基岩力学指标，提高建基面高程，减少了开挖工程量和施工干扰，从而提高了施工速度。
3.3.4 新奥法施工：在地下工程开挖施工中，采用光面爆破、锚喷支护和围岩变形监测技术进行施工，最大特点是支护结构和围岩联合受力，充分利用围岩的自稳能力达到洞室稳定，支护效果大大好于传统的刚性支护，施工方便，安全性好，因而提高了洞室开挖掘进速度。
3.3.5 工艺打包：在闸墩、拦污栅墩、调压井等混凝土异型结构施工中，采用定型模板，滑升模板，隧洞衬砌施工采用钢模台车，建筑物混凝土外露永久面采用多卡模板、翻升模板等工艺，可以实现模板异地加工，减少了施工现场模板拼装工作量和立模时间。
3.3.6 仓面设计：综合考虑各种因素，进行系统的规划设计，紧扣施工中每一个工序环节，使混凝土浇筑施工过程紧凑、高效。
3.3.7 网络计划：这是一种目前国内外水利水电工程中使用最广泛、最有效的进度计划管理方法。
3.3.8 设计优化：施工中来自各方的设计优化提案，通过反复的论证和比选，最终采纳有利于提高工程质量、减少工程量和方便施工的变更方案，并尽可能利用现有的施工空间和资源，可以促使工程进度加快。
3.3.9 安全文明施工。
3.3.10 激励与约束：如工期节点奖罚条款、人员撤换条款等，用以激励和约束对方提前和按期完成工程施工。
3.3.11 施工规划：施工规划要建立在施工系统分析的基础上。影响水利水电施工系统的因素多种多样，不可避免地发生各种各样的空间冲突，影响着施工效率的发挥。
3.3.12 计算机模拟：最大的优越性是可以在工程开始前对施工过程加以展示，在施工过程中用来对施工进度进行分析、调整和控制，为进度管理的决策提供了强有力的支持。
3.3.13 并行施工：基于把所有项目阶段集成为一个阶段，系统地把项目分解成为几个主要部分，并将每一部分委托给从各个相关专业抽取的人员组成的工作小组，各部分的工作由相应的小组在同一时间段以集成的方式完成提交。
4 结论
快速施工的思想看似朴素，朴素之中却蕴含着严密的理论体系；快速施工的方法看似简单，简单的背后却隐藏着深邃的机变。因此快速施工值得从理论和应用方面去认真研究。需要系统的分析影响快速施工的因素，需要研究快速施工的实现途径。本文通过对国内外大坝建设发展历程的回顾，运用系统思想和并行工程理论对快速施工的本质、内涵进行了较系统的研究。快速施工是一个综合、复杂的问题，需要从工程、工序的特征入手，需要对工程的风险进行准确的把握和管理，需要全面、高度集成的信息管理系统的支持