水电工程(6篇)
时间:2024-03-04
时间:2024-03-04
关键词:水利水电建设管理研究实践
龙滩水电站是国家西部大开发的十大标志性工程和“西电东送”的战略项目之一,是红水河梯级开发的控制性工程。工程已于2001年7月1日开工建设。
龙滩水电站位于红水河上游广西壮族自治区天峨县境内,设计总装机容量630万千瓦,是目前国内已建和在建的仅次于三峡工程的特大型水电站,该工程分两期建设,其中第一期装机420万千瓦,概算总投资243亿元。1999年12月26日,由原国家电力公司(出资33%)、(出资32%)、广西开发投资公司(30%)、贵州省基本建设投资公司(出资5%)共同发起组建龙滩水电开发有限公司,全面负责龙滩水电站的建设和运营管理(电力体制改革后原国家电力公司和原广西电力有限公司的股份全部划给中国大唐集团公司)。为保证龙滩水电站的顺利建成,项目业主龙滩水电开发有限公司在工程建设过程中,深化改革,对在当今社会环境中大型水利水电工程项目管理的方法,进行了有益的探索、研究与实践。按照“项目法人制、招标投标制、建设监理制、合同管理制”原则对工程项目进行管理。
1.工程建设管理的组织模式
项目的管理组织在建设这样宏大的工程中起着决定性的作用。按照传统的工程建设的管理组织方式,业主班子将是一个庞大而又复杂的组织机构。在设计项目管理组织时,项目业主以市场经济的思维方法构思项目管理组织的模式,形成了按投资多元化、管理社会化、经营市场化建立工程项目管理组织的总体构想。这一构想就是要充分利用改革的成果,运用市场经济的运作机制,实行龙滩水电工程建设的社会化管理。
作为电站建设的业主,龙滩水电开发有限公司负责电站的建设及运营,对水电站总体规划与设计实施强有力的管理。公司在各参建主体中积极发挥主导作用,倡导管理创新,通过贯彻对合同主线实施“静态控制、动态管理”的思路,促进各参建单位形成自觉的质量品牌意识、市场竞争意识及顾全大局的观念,使工程进展较顺利,质量、工期、投资等方面均得到有效的控制。龙滩水电开发有限公司本着精干、高效的原则和建立现代企业制度要求,为更好地发挥公司工程建设责任主体和实施主体的作用,加快工程进度、质量、投资、控制,进一步明确职责,规范运作,科学管理,提高管理水平。公司管理机构设置为“九部”,即:工程建设部、计划合同部、机电物资部、工程技术部、财务管理部、党群工作部、总经理工作部、环保移民部、人力资源部。目前,正式职工85人。除此之外,充分借用和发挥社会专业力量,将部分专业工程委托社会化的专业部门或机构对其的实施进行管理。这样,形成了水电站项目业主与社会专业机构是以经济关系建立起来的具有特色的大型项目的工程管理组织结构模式,实现了工程项目的社会化管理。在工程的具体事务管理中,水电站项目业主又是按市场化经营的方法进行运作,充分利用市场机制为水电站建设管理提供服务,使水电站建设得到有力的社会支撑。如水电站项目中某些设备的采购、货物的仓储、设备和大宗材料的运输、有关的辅助服务等均按市场原则通过经济合同来实现。社会化管理使业主的工程事务管理工作量大大减少,业主班子的人员规模可以降低至最低点,项目管理工作的效率和效果提高,降低了建设成本。水电站项目业主由此可以集中精力管理重大问题,在整个建设过程中定思路、定标准、定制度,一手抓规划设计和工程建设,一手抓工程招标和合同管理,这样在总体上就把握住了水电站建设的方向。各社会专业机构在统一的规范和规则下,各司其职,负责相应专业工程的具体实施工作。实行社会化管理,还可得到社会上最优秀的各方面的专业人才为水电站建设服务。
2.工程招标采购的方法
2.1.项目招标
龙滩水电站工程项目分标按照标界清晰,便于合同管理,优化施工布置,减少施工干扰的原则。
针对招标项目规模大、技术要求高,项目业主在2001年初即制定了招标管理办法,并报原国家电力公司备案,规范了招标工作程序。对项目立项、招标组织、招标程序、招标方式及投标条件、标底编制、评标委员会、保密事项等都作了规定,明确了责任。对投资200万元以上的建筑安装项目,一般采用公开招标方式,对投资在200万元以下的建筑安装项目,一般采用邀请招标的方式,邀请对象为目前正在龙滩工地施工的六家大型施工承包人投标。对部分监理等服务项目和零星机电设备项目,采用询价后的邀请招标方式,邀请投标人不少于三家。
招标过程中,重点把握以下几点:
2.1.1.认真审查招标文件,保证招标文件的合法性和严密性。
2.1.2.认真组织开标工作,保证竞争的公平和有序性。所有的招标项目,均采用公开开标,开标时有公证员现场公证,公司监事会和广西检察院预防职务犯罪处派员过程监督,保证开标过程的公正。
2.1.3.认真组织评标工作,保证评标过程的合法、公平、公正、合理。公司在评标过程中严格按照国家计委等7部委联合的《评标委员会和评标方法暂行规定》来执行,外聘合格专家在评标委员会专家总人数的2/3以上,评标办法在开标前作为招标文件的组成部分发给所有投标人,评标委员会专家采用综合评分法和独立评标。按照评标委员会推荐2~3命中标候选人,公司招标领导小组定标的程序确定中标人。招标评标的整个过程有广西检察院预防职务犯罪处派员监督,监督全体评标人员都能遵守评标纪律,避免外界干扰,使整个评标工作都能按照既定合法程序进行,保证了评标工作的公正公平性。
2.2.无标底工程招标实践
无标底工程招标是在龙滩水电站建设中采用的一套完整的工程招标方法,它的核心是在工程招标时不编制招标的标底。它不是以“标底”作为工程招标的衡量准绳和评标尺度,而是通过一套严密、科学的招标操作程序和评标办法来决定工程合同的授予者。实施无标底工程招标,按市场规律组织公开、公平、公正的竞争,排除了任何人为因素的干扰,保证了评标结果的客观性和公正性。实施无标底工程招标,实质上对招标工作提出了更高的要求和挑战,在市场发育不完善的条件下,其存在着很大的风险,必须要有真正坚持“剥夺每一个人的特权”的精神和勇气,要敢于战胜自我。其次,实行无标底工程招标,需要很高的条件,它要求招标者必须具有十分丰富的工程经验、扎实的专业知识、相当高的技术水平和对工程所具有的深刻的判断能力。即在无标底招标条件下,招标者应具备的评标方法和指标参数的合理确定、招标文件的严密编制、工程招标的有序组织、以及对投标单位资质管理和选定等的综合能力。
通过对大量工程招标经验的总结和思考,水电站项目业主认识到只有从管理制度上、管理方法上采取措施,才能铲除腐败的温床,彻底消除工程招标中的负面影响因素,真正地实行公开、公平、公正的工程招标与采购。由此,龙滩水电站形成并确定了工程招标采购的总体构思,其核心思想和总则是:在工程招标采购中要“剥夺每一个人的特权”;工程招标采购中的权力必须受到监督。在这样的指导思想下,水电站项目业主根据龙滩水电站的实际,进一步对工程招标采购的方式和方法进行了探索,研究如何从制度上、技术上清除各类消极因素存在的可能性,在上级有关部门的支持下设计出一系列有关工程招标采购的组织方法、管理办法和规章制度,具体包括:无标底工程招标的方法;科学公正的评标办法;承包商资质信用的预审控制方法;招标采购的组织机制;工程招标文件的编制方法;工程招标中的技术要求;以及实施闭口总价和固定单价合同的措施等。
3.合同管理
3.1.合同管理的特点
龙滩水电站建设管理完全按照现代企业管理模式进行,合同管理制是建设管理的主线,其主要特点是:
3.1.1.严格合同的预管理。所谓合同的预管理,就是合同签订前,合同项目的计划立项、招标文件的编制及审查等,这是合同签订后能否顺利实施的关键。招标文件的编制和审查要以技术要求合理,商务要求严谨、公平,整体规划可靠为原则。
3.1.2.严格合同的签订程序。每一份合同的签订之前,合同文本都经各业务职能部门会审把关,然后甲乙双方要进行平等协商,就双方关心的问题达成一致意见。这样减少合同执行难度。
3.1.3.严格按合同办事。在履行合同过程中,严格按合同约定办事,对质量、进度、安全、造价、文明施工等管理要求,都遵从合同约定。合同双方是平等的合同主体,一切事务的处理都以合同为准绳。监理工程师和设计代表,以及其他服务单位,都在合同规范的范围内履行职责。对于设计变更和自然因素造成的费用增加,依据合同条款规定,本着公平公正的原则进行处理。
3.1.4.完善合同清算工作。合同履行结束,逐一对合同进行清算,一方面,合同竣工资料要求齐备并符合国家档案管理要求,另一方面对合同费用问题要有最终决算,双方对决算结果都要签字认可。
龙滩水电站建设的合同管理只刚刚开始,随着工程的进展,必然有许多新问题新情况,还有待于项目业主去研究去解决和实践。
3.2.强化工程合同管理的核心地位
随着我国的经济由计划机制向市场机制的转轨,大型建设项目的管理也势必由国家经济体制改革的不断深入而发生变化。市场经济就是法制经济、信用经济,水电站项目业主认识到,龙滩水电站建设必须实行严格的合同管理制,必须以合同为主线、以合同为核心实施工程项目管理。
3.2.1.从组织上采取措施,实施规范化、制度化、标准化的合同管理,制定一整套合同管理的有关工作制度和规定,对合同管理的组织、合同管理的程序以及合同的起草、谈判、审查、签订、履行、检查、清理等每一个工作环节均作出明确规定。
3.2.2.树立水电站建设管理中的一切行为均以合同作为惟一依据的意识,合同运用于项目管理的各个方面,以合同、经济手段管理和实施水电站工程。
3.2.3.选择确定符合水电站建设特点的工程承发包模式和合同结构,通过合理的合同结构实现和保证水电站项目管理组织的目标结构和运作。
3.2.4.根据水电站工程的具体情况和现实的社会经济环境条件,在龙滩水电站的前期大部分主要工程项目上均实行闭口总价合同,锁定建设成本。强化合同准备工作,从技术上和经济上采取措施,创造和建立实施闭口总价合同的前提条件:坚持以施工图进行工程招标,最大限度地避免和减少工程实施过程中的不确定因素和随意性;强化工程招标中的合同意识,努力完备和详细一切技术资料和现场环境条件,使承包单位能够以最小的风险在完全公平的环境中进行投标竞争;严密制定合同文件,合理确定工程合同的界面与工程范围,事前分析可能存在的不确定事件和风险,有针对性的采取保护措施;充分考虑和保证承包单位的利益,引导承包单位注重技术方案的竞争,集中力量用于工程的实施,从而保证工程的质量和进度。
4.工程管理方法的研究与实践
通过对项目目标控制方法的不断研究和实践,龙滩水电站在工程管理和控制的具体方法方面形成了一些较有特点、较为成功的做法。
4.1.通过规划设计、科学技术、工程招标控制项目投资。在龙滩水电站的投资控制工作中,从工程的规划设计、工程技术、工程招标等方面入手,控制工程的投资,节约建设成本。水电站项目业主坚持以设计为重点进行项目的投资控制,以极大的精力投入于工程的设计工作,进行设计方案的比较和改进,由此才有左右岸导流洞洞形设计方案的改变,经过设计优化的导流洞洞形设计方案,节约了大量的投资。控制水电站项目投资的另一思路是以现代科学技术为先导,依靠科技来实现投资控制的目标。在工程的设计、施工方案、设备选型等各项工作中,均设立相应的研究课题,投入科研经费,开展了大量有关工程建设的科学研究、试验和实验,取得许多科研成果。这些研究成果的应用既解决了工程难题,又为节约投资提供了有力的支持。通过严格、严密的工程招标是控制投资的又一思路。通过重点强化工程招标工作,建立公平、公正、公开竞争的良好环境,以最合理的合同价获得最好的施工队伍和最强的工程保障能力以及可靠施工技术方案。此外,前期工程通过实行工程闭口总价合同,充分依靠和发挥监理的作用等一系列控制措施和方法,使龙滩水电站的实际投资被控制在计划的目标投资值以内。
4.2.独立平行的工程质量监理。工程质量不仅关系到建设资金的有效使用,而且关系到社会公众利益、生命和财产的安全。水电站项目业主以制度建设作为抓好工程质量的根本保证,建立层层负责的质量责任制,形成全过程、全方位的质量保证体系;以工程招标、工程监理、合同管理作为工程质量管理的基础性工作。尤其是对于工程监理工作,在具体的做法上采取了特殊的措施,即在所有的工程监理合同中规定:工程监理单位必须同时与施工单位各自独立平行地进行全部工程的质量检测,包括必须使用独立平行的检测仪器和工具;独立平行地实施质量检测;获取独立平行的检测数据和资料;提交独立平行的检测报告等。这样在每一个工程上,都能同时得到分别来自监理单位和施工单位的各自独立的两套质量检测与评估报告,可以切实掌握工程质量的真实情况,确保得到一流的施工质量。
4.3.依靠科技缩短建设工期。对于为期6.5年左右的建设工期,首先是以严谨的科学态度,分析论证进度目标实现的可能性以及存在的主要影响因素。针对关键问题,事先研究制定解决的方案,超前采取措施进行了一系列技术实验和系统研究等。在得到了解决所面临的一系列重大难题的系统方案之后,水电站项目业主紧紧抓住2007年7月1日水电站第一台机组发电的进度控制总目标不放。在工程的建设过程中,集中力量做好项目前期的各项准备工作,抓紧工程的设计工作,为后期项目实施阶段工程的顺利展开积极创造条件。在进度控制工作中,以进度大节点作为控制的关键,保证落实大节点目标;建立工程协调制度,定期或不定期地协调各参建单位之间的进度关系;实施工程进度的动态控制,及时调整进度计划。科学的进度规划和有效的进度控制,为确保了龙滩水电站发电目标的按期实现。
4.4.文档资料的制度化、规范化管理。为加强水电站项目档案管理,建立健全项目档案,龙滩水电站制定了有关工程文档资料、工程竣工资料等的管理制度和规定,实行文档资料的制度化、规范化管理。其中,采取的一个有效管理方法是赋予业主档案资料室在档案管理中的一项特殊权力:工程合同尾留款的支付签发权。水电站项目业主在工程合同中均约定,预留合同价款3%~5%的工程尾留价款,作为工程保证金和工程竣工资料、项目档案的保证金。合同规定,工程参建单位必须严格按照要求收集、整理、归档工程各环节的文件资料;工程竣工资料、项目档案经业主档案资料室认可接收,签发归档交接单之后,才能获得最终尾留款的支付。通过经济制约手段,有效、及时、规范地健全了龙滩水电站的前期工程项目档案。
运用上述这些管理思想与方法组织与实施工程项目管理,使龙滩水电站的建设取得了良好的效果和成绩:
4.4.1.水电站的设计起点高、意识超前,通过一次规划、分期实施、滚动开发的构想,圆满成功地解决了远期与近期建设的有机协调,实现了规划设计的可持续发展。
4.4.2.通过水电站总体规划的不断优化和调整、通过合理的设计来节约投资;以现代科学技术为手段,提高项目建设各阶段、工程各方面的科技含量,实现了项目的投资控制目标,节省了相当的建设资金。
关键词:水利水电项目;工程管理;存在问题;解决对策
1水利水电工程管理的重要性
1.1保证工程质量
水利水电工程在区域经济社会发展中承担着重要的功能和作用,属于重点性工程项目,具有施工周期长、流程复杂、要素众多的特点,在施工建设时涉及的技术性内容非常多。科学的水利水电工程管理可以有效提升工程的最终质量,使得在建设施工的过程中,各个部门和流程之间保持相互的协调,解决诸多的质量难题[1]。
1.2提高经济效益
水利水电工程管理同样可以大大提升工程的经济效益,在实际的施工过程中,经由全过程的工程管理,有效避免了施工不当所引起的工程返工和资源浪费的问题,也就节约了很大的施工成本,提升了经济效益。此外,水利水电项目有着严格的进度要求,科学的工程管理可以帮助各个工程部门和岗位人员依据该进度计划来完成各项施工作业,避免了进度延误所引起的成本增加。
2水利水电工程管理中的突出问题
2.1相关管理人员缺乏足够的素质
水利水电工程作为我国的民生工程,其建设施工的专业性突出,在参与此类项目的过程中,对于管理人员的专业素质要求相对较高,正是因为如此,工程企业在开展工程管理的过程中,应根据水利水电工程的具体规模、施工要求等基本情况,配备足够数量且素质较高的管理人员[2]。但当下的水利水电工程项目中,部分工程企业并未重视工程管理工作,所配备的管理人员专业素质不够,在管理工作中没有意识到自身岗位职责的重要性,导致工程管理的成果难以保障,比如,部分管理人员没有履行好自身的职责,存在消极懈怠的工作态度,在长时间的管理工作下,身心俱疲。
2.2施工过程和方法不合理
水利水电工程的项目规模庞大,无论是施工过程和施工方法,都应该符合水利水电工程的总体标准和要求,如果在工程管理中存在施工过程和方法方面的问题,将可能会诱发一定的质量问题。当下的水利水电项目中,工程管理人员在多年的工程管理探索和实践中,逐步意识到了施工过程和方法的重要性,但因为工程现场的诸多局限性,使得施工过程和方法方面存在着很多的不足[3]。因此,施工过程和方法不合理的问题同样是水利水电项目工程管理方面的突出问题,工程企业应关注这一方面的管理问题。正式的施工作业开始之前,不同的工程部门都应该就水利水电工程的建设施工开展全面的规划和设计,确定最佳的施工过程和方法,且在后续的施工过程中严格执行,保障工程施工的规范性。但一些工程企业在水利水电工程中,所确定的施工过程和方法虽然较为合理且符合工程要求,后续的施工过程中却未严格执行,再加上对施工人员的约束和监督不够,影响了水利水电工程的顺利实施。
2.3施工安全隐患频繁出现
因为水利水电项目的建设施工周期长、流程繁多,在各项施工作业的开展中,都可能会伴随着安全风险的存在,工程管理中施工安全隐患的频繁出现影响了工程管理的最终效果,如果这些安全隐患得不到及时有效的处理,将会导致现场的安全事故频繁发生,引发的人员伤亡和社会经济损失都是非常巨大的。水利水电项目与普通的工程项目有所不同,一般都处于湖泊或者河流附近,这些施工区域的环境条件极为恶劣,再加上较大的施工规模,使得参与项目的主体较多,施工过程中需要协调的因素非常多,这些都是工程管理方面面临的难点,在工程管理中安全隐患可能存在于很多方面,比如,机械设备操作和使用、爆破施工作业等,只有加强了安全管理,才能保障水利水电工程施工的安全性。
2.4缺乏质量控制意识
水利水电工程项目的质量要求非常高,质量管理是工程管理的重点方面,只有做好了全过程的质量监督和管理,才能够保障各个环节的质量目标实现。任何的水利水电工程项目中,都会依据工程实际情况来进行质量目标的详细划分,如图1所示,经由质量目标的详细划分和执行,才能够消除和减小施工过程中的各种质量问题.但当下的一些水利水电工程管理中,缺乏质量控制意识,主要表现在以下几个方面:(1)施工企业在施工作业进行时,更多地将关注的重点放在经济效益的实现上,对质量控制的关注不够,盲目的工程进度追赶导致工程的质量目标难以达成,后续的返工或者维护工作任务较大。(2)虽然工程企业非常重视质量控制工作,但却未将质量控制贯穿于工程施工的全过程,质量监管力度不够。(3)没有积极进行新材料和新工艺的应用,诸多的技术难题难以克服。
2.5管理投入不足
为完成水利水电项目的工程管理任务,各个工程企业在开展管理工作时,都应该增大在工程管理方面的投入,给予实际的管理工作以足够的资金、人才和技术等支持,只有这样,才能够保障工程管理的全面性和有效性。但当下的很多水利水电工程中,在工程管理方面的投入不够,比如,很多水利水电工程多建设在偏远地区,这些地区的水利水电工程项目实施时的费用投入相对较高,虽然国家每年都划拨了专门的款项用于工程建设,但这些资金在水利水电工程管理方面的资金量却非常有限,正是因为资金的限制,使得水利水电工程管理方面的技术、人才等难以满足标准。工程管理投入不足的问题非常突出,是未来水利水电工程管理中需着力解决的重点问题。
3水利水电工程管理问题的有效对策
3.1增强工程管理人员综合素质
从根本上来看,工程管理人员的综合素质是否达标,将会关系到最终的工程管理水平,因此,任何的水利水电项目中,都应该选派高素质的管理人员来完成工程管理任务,且各个岗位上的工程管理人员都应该具备全方位、多角度和全过程的管理意识,对工程项目的各个要素和过程加以质量、进度、成本与安全管理。此外,参与水利水电工程管理的人员,应不断在自身的工作岗位上积累管理经验,充分认识到自身的岗位责任意识,在管理工作中严格约束自身的行为,遵守相应的管理规范和要求。水利水电项目管理单位或者企业,在日常的工作中应注重管理人才的引进和培养,不断为水利水电项目提供高素质的管理人才。
3.2加强施工过程及方法的管理
针对当下水利水电工程管理方面施工过程和方法方面的问题,各个工程管理人员都应该加强工程施工过程和方法的监督,在正式的施工作业开始之前,做好水利水电项目的全面分析,制定完善可行的施工计划,且在该施工计划中应包含详细的施工工艺和技术应用要求。施工作业进行的过程中,工程企业应开展全过程、全方位的监督和管理工作,对整个的施工过程加以审核与检查,一旦发现施工过程中存在的相应问题,立即与有关部门协商,制定最佳的解决对策,使得施工过程与水利水电工程实际情况相符合。水利水电工程中所涉及的施工方法非常多,每个施工环节所对应的施工方法也可能会存在一定的差异性,为保障各种施工方法的合理有效应用,工程企业应深入分析水利水电工程的施工要求和现场情况,给每个施工环节都选择最为恰当的施工方法。
3.3加强工程安全管理工作
水利水电工程管理中的安全管理也尤为重要,各个工程企业在施工建设的过程中,都应该始终将安全管理置于首要的位置,具备基本的安全管理意识,从思想上重视安全管理工作,解决工程施工作业中的各种安全隐患。因为水利水电工程项目实施中的安全隐患可能来自诸多方面,因此,在开展安全管理的过程中,工程企业都应该积极引入最为先进的安全管理理念和技术,对水利水电工程项目实施中的安全隐患和风险加以全面掌握和分析,通过全过程的安全监督来保障安全隐患识别和处理的及时性。
3.4加强质量管理与控制
质量控制是工程管理的核心,各个水利水电工程管理中,应将质量管控理念贯穿于工程全过程,结合水利水电工程的建设施工要求,确定质量目标并进行质量管控任务的细分,对各个工程要素加以全面的质量管理,消除质量风险。水利水电工程质量管理工作中,应逐步建立起完善可行的质量控制体系,在该体系内应该包含质量责任细分和落实标准、质量管控目标和实施策略、奖惩制度等,以通过质量控制体系来为实际的质量控制工作提供制度保障,约束各个部门和岗位的质量控制行为。
3.5加大对于水利工程管理的投入
水利水电工程管理往往需有足够的资金、技术和人才支持,因此,为改善水利水电工程的管理现状,有关部门应加大对水利水电工程管理的投入,从以下方面来开展:(1)国家政府应定期对水利水电工程管理的诉求加以调研和掌握,结合各个水利水电工程的具体情况,来给予足够的资金支持;(2)完善专业资金审批流程,使得在水利水电项目的实施过程中,各项资金都能够得到有效的利用,保障在工程管理方面留足资金。
4结束语
现阶段的水利水电事业呈现出蓬勃发展的趋势,各种水利水电项目的实施中,工程管理应遵循现代化的管理思路,不断将先进的管理技术和经验应用于其中,以保障工程各项目标的实现。但因为很多水利水电工程管理方面存在着诸多的问题,未来的发展过程中,都应该加大工程管理投入,改善工程管理的现状,促进水利水电工程各种目标的实现。
参考文献:
[1]刘鹏.水利水电工程施工管理存在的问题与完善措施[J].环球市场,2017(11):169.
[2]张志鹏.探究水利水电工程管理中存在的问题及对策[J].建材与装饰,2022(5):303~304.
关键词:水利水电工程;环境问题;解决措施
水利水电建筑工程是建筑工程的一个重要的组成部分,同时对环境的影响十分广泛,具体有以下几方面的影响,a.占用土地资源。在建设过程中,占用一定的土地进行私自乱建,甚至占用部分耕地,施工现场尘土飞扬,到处垃圾。b.噪音过大,影响环境。一些水利水电工程在施工过程中,要采用爆破作业,由于声音较大,影响四周居民的正常工作和生活。c.在原材料运输过程中对环境造成污染。在运输原材料过程中,如在运输水泥、砂石、粉煤灰等原材料过程中粉尘飞扬,同时在运出开挖出来的土方时,使道路上到处都是尘土等,影响当地的环境。d.对生态环境的影响。水利工程结束后,对下游的水量及水温就会有一定的制约,使原来的生态环境产生一定的变化,如果不能很好的掌控,使下游的流量不能科学的控制,就会影响下游正常的生态平衡。水利水电工程是造福的工程,是在不影响生态环境的条件下,如果影响了生态环境,将适得其反。
1水利水电工程建设对自然环境的影响
通过具体的实践,不同的水利水电工程项目,在不同的地点、不同的区域对环的境影响各异。水利水电工程通常不直接产生污染问题,属非污染生态项目,其影响的对象主要为区域生态环境。主要表现在以下几个方面:1.1对库区四周环境的影响。对库区四周环境的影响主要表现在是水库一旦控制失调,就会出现淹没附近居民的耕地、房屋及生产生活区域,就涉及到移民安置等问题。同时水库水文情势发生了变化,影响最大和最为重要的是使原有的水质环境发生了变化,如水温、环境地质、土壤侵蚀、土地利用等因素都受到不同程度的影响。1.2对下游区域环境的影响。水利水电工程对下游区域环境影响很大,在生态环境的影响主要表现在水量、水温不能与原有的状态一样,使原有的生态环境产生变化,长此以往使下游的生态环境产生变化,比如一些水生动物和植物,如果不能适应这种变化,一些动物、植物就会消失,使生物链发生巨大的变化,生态环境出现不平衡的状态,给下游的生态带来严重的影响。1.3水利水电工程对当地环境影响因素。水利水电工程对当地的环境如果控制不好影响是巨大的,如原材料运输过程中对当地环境的影响、施工过程中对环境的影响等,但如果采取一定的措施使问题避免发生或尽可能的减小,就能够减少对当地环境的破坏,因此水利水电工程的建设在施工前就要做好施工过程中的环评工作,对每一个环节都要按照环评要求的标准进行施工,环保人员要按照要求对施工单位进行检查,对不符合要求的环节及项目进行强制性整改,不合格的要严厉达到处罚,以保证对当地环境的保护。1.4对水利水电工程的勘探结果的影响。水利水电工程施工前期的勘探工作是非常重要的一个环节,一般情况下,水利水电工程的地质环境都非常复杂,如果工程选址不当就会造成生态大面积恶化,如大面积库岸崩塌、诱发强烈地震和地下水位上升而引起盐碱化问题等,因此在水利水电工程施工的前期,一定要做好地质勘探工作,要按照具体的勘探结果,结合对当地环境的形式进行设计,才能达到利国利民的目的。1.5水利水电工程对生物多样性的影响。水利水电工程对采用的河流渠道化和截弯曲直工程将河流的蜿蜒形式彻底的改变,急流、缓流、弯道及深浅滩相间的格局被打破,河流的宽度、深度都发生了很大的变化,因此使一些沿河两岸的生物生存环境产生威胁,造成一些生物的死亡或者消失,影响了生物了生物多样性。1.6对水体的影响。由于水库大量存水,水流的流速减缓,降低了大气和水体之间污染物的扩散能力,导致复氧的能力变弱,使得库区自净能力减弱;库区内的水体有利于藻类的光合作用,导致水体的富营养化;水库内腐烂的有机物能消耗水体中的氧气,释放大量的二氧化碳,导致温室效应。此外,长期积累的悬移质不易迁移,有毒物质和重金属物质存在其中就会导致严重的次生污染。1.7对水生生物和陆生生物的影响。水生生物受水利工程建设的影响是最直接的。水利工程的建设不仅改变了河流的水生生物系统,还导致水生生物的生长环境遭到破坏。此外,由于有机物和土壤中的氮、磷相融合,再加上水库周围农田、草原的养分和降水直接进入河流中,从而创造出有丰富营养的有机物。由于水库的建设,阻碍了鱼类的迁移路线。水利工程切断了河流,严重影响了鱼类的生命周期;还改变了鱼类的生存环境,水库的建立使鱼类的多样性发生较大的变化;严重影响鱼类的繁殖,影响鱼类的产殖活动,导致鱼卵的死亡。
2保护和改善生态环境的解决措施
在水利水电工程的建设方面,产生的负面影响是不能回避的,应该用积极的思想正确的面对,水利水电工程本身是造福人类,是利国利民的工程,它不仅可以节约大量的能源,同时还可以防止对环境的污染,只要解决好环境污染和生态保护的问题,尽量对生态环境进行保护,使水利水电工程真正成为利国利民的工程。2.1提高施工人员的环保意识。当前,在举国提高环保意识的前提下,就需要水利水电工程的施工人员在施工过程中避免影响环境保护问题的出现,要加大对施工人员的环境意识的培训,尽最大的努力做好建筑工程对环境的影响,要严格按照要求进行施工,减少对当地生态环境的破坏。2.2防治水污染。在防治水污染方面,通过修建闸坝等工程,合理调节水量,增加环境用水,保证环境要求的水位和流量,提高河流自净能力,建设氧化塘处理过程系统、土地处理工程系统,设计调节水库、污水库、截流工程、增设曝气设备,开挖引水冲污水道等工程等,增加水体稀释自净能力的过程技术措施,如污水深水排放工程,修建多功能的水量调节工程,增加枯水流量,保持环境要求的水位和流量等,研究设计水体增氧的建筑物。2.3改善景观。在改善景观方面,应用水利美学原理设计形式优美的与景观相协调的水工建筑2.4解决和减轻水库淤积。解决和减轻水库淤积。其根本措施就是做好上游封山育林,退耕还林、种草等水土保持工作;另一方面水库的合理运行也是减少水库淤积的有效措施。
水利工程通常是区域性多目标水资源开发项目,可以为区域提供防洪、发电、航运、灌溉、供水、养殖等综合效益。然而,水利工程也对区域生态与环境产生深远影响,其影响涉及范围广、时间长、因素多。水利水电工程对生态与环境的影响通常是工程可行性研究的主要内容之一,而大型水电工程建设所涉及的生态环境问题往往是非常敏感,另世人瞩目。因此,加强水电工程施工期和运行期管理和检测是十分必要的。
作者:宋凤鑫单位:黑龙江海川工程设计有限公司
参考文献
公路、铁路工程在规划设计阶段不做征地拆迁专题规划,
设计人员在图纸上量算征地面积,在线路沿线做一些现场抽样调查后按扩大指标估算征地面积、拆迁人口和房屋面积等,估算投资总额计入项目投资,在实施时才逐户调查,调查签字与领取补偿费同步进行。因此,公路、铁路征地拆迁没有全线统一的标准,也不像水利水电工程补偿项目和补偿标准都公开公示,工作周期短,信息透明度相对差一些,收集相关资料比较困难,这也是公路、铁路征地不像水利水电工程总是互相攀比的原因之一。
2各级地方政府对项目的重视程度不同
公路、铁路工程对项目沿线经济的拉动作用十分显着,所以修建公路、铁路时各级地方政府、甚至被拆迁户都有很高的积极性。全国各省几乎都有针对公路、铁路的专用补偿文件,如作者调查的河北、河南、安徽三省均出台了公路、铁路征地补偿专用文件。其中,河北石家庄市以石政办函〔2007〕27号文出台了《石家庄人民政府办公厅关于印发征收市区集体土地青苗和地上建筑物附着物补偿标准的通知》,河南省高速公路是在项目立项后由公路沿线市级政府陆续出台针对该公路的补偿标准及办法,安徽省以皖交基〔2007〕17号文出台了《关于调整高速公路建设用地及房屋拆迁补偿标准的通知》。此外,广东、江苏等省也有类似文件。
水利水电工程的效益与当地,特别是工程所在县乡的关系远不如公路、铁路项目密切。水库工程淹没区在上游,受益在下游;堤防工程虽然是当地直接受益,却只能减少洪水损失,不能像公路、铁路那样带来直接效益,因此,各级地方政府鲜有专门针对水利水电行业的征地补偿政策。据目前了解的情况,除新疆、安徽外,全国其他省份基本没有专门针对水利水电行业的征地补偿政策。
在国家层面上,对铁路、公路项目也有优惠政策,比如耕地占用税,铁路、公路只有2元/m2,水利水电工程和其他行业却是15~40元/m2不等,差别巨大。
3补偿标准差别不大
通过对河北、河南、安徽三省有关公路、铁路补偿标准与水利水电工程的补偿标准进行对比,发现差异并不如想象的那么大。因土地补偿价格差别较大,各地几乎都没有统一规定。从目前收集到的资料看,房屋补偿单价水利水电工程比铁路、公路高,土地补偿单价则有高有低,分省说明如下。
安徽省在2007年以皖交基〔2007〕17号文出台了
《关于调整高速公路建设用地及房屋拆迁补偿标准的通知》,同时以发改农经〔2007〕301号文出台了《关于印发安徽省水利水电工程建设地面附着物补偿标准的通知》。两份文件对比如表1所列。
安徽省301号文没有规定耕地补偿标准。2006年治淮工程批复的耕地年亩产值安徽省为1126元,按16倍计算,每亩耕地的补偿补助费为18016元;青苗补偿费按年产值的一半计,为563元;已批复的各类房屋补偿单价如表2所列。
表22006年治淮工程房屋单价元/m2
河南省调查了2个高速公路项目,一个是河南省焦(作)桐(柏)高速公路(在建项目),由平顶山市发文件确定叶县至舞钢段房屋补偿标准,另一个是驻马店至信阳高速公路改扩建工程(尚未开工),收集到的房屋补偿和土地补偿单价如表3和表4所列。
表3河南省部分高速公路房屋补偿单价元/m2
表7黄河北—羑河北其他关于土地的补偿标准
表4驻马店至信阳高速公路改扩建工程土地的补偿标准
2008年南水北调中线总干渠黄河北—羑河北段房屋、土地补偿单价如表5、表6、表7所列。
表5南水北调中线黄河北—羑河北农村、
城市、企业房屋补偿单价元/m2
河北省以石政办函〔2007〕27号文与南水北调中线总干渠邢石界至古运河南渠段来比较,如表8所列。
河北省京沪高速铁路征地土地补偿倍数各市有差异,根据经济发展水平和占地区位确定,按土地法规定一般由各市掌握在16~30倍之间。年产值的确定以
市为单位,由各设区市根据上一年统计年鉴,将上一年的按土地法规确定的年产值平均数作为确定年产值补偿标准一个数值,这种方法与水利水电工程的做法是一致的。从目前南水北调工程在河北段的征地补偿投资看,除了个别城区段地价略低于当地综合区片价外,土地平均补偿单价和房屋单价已经比当地公路、铁路补偿标准高,见表9。
4征地补偿投资占总投资的比重不同
水利水电工程征地补偿投资占工程投资的比例远远大于公路、铁路工程,以水库、堤防、调水工程3种水利水电工程类型来对比,统,计结果如表10所列。从表中可以看出,水利水电工程建设征地补偿投资占工程总投资的比重至少都在10%以上,因此,征地补偿单价对工程总投资和工程效益影响非常大。
5征地补偿和安置方式不同
公路、铁路部门只有征地补偿没有移民安置的概念,只针对征地范围内的实物实行一次性货币补偿方式,不负责搬迁后或征地后的安置工作;前期规划设计时也不把征地补偿作为关键性控制因素,这与公路、铁路选线比水利水电工程灵活有关。水利水电工程除了考虑征地范围内的实物补偿外,还需考虑影响范围、安置区环境容量等,故同样的征地面积,水利水电工程征地总投资一般大于公路、铁路工程,征地代价高于公路、铁路工程。
表6黄河北—羑河北永久征地补偿单价元/亩
6征地拆迁管理体制不同
京沪高速铁路河北段征地拆迁工作完全由地方政府负责,征地拆迁资金由河北省建投交通公司负责筹措,竣工决算后,将全部征地拆
委,具体负责组织实施辖区内征地拆迁
工作。
相比之下,水利水电工程建设征地工作比公路、铁路建设征地要严格许多。如《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》第二十七条规定:“大中型水利水电工程开工前,项目法人应当根据经批准的移民安置规划,与移民区和移民安置区所在的省、
表9邢石界至古运河南段土地补偿单价元/亩
表10征地补偿投资占工程总投资比重比较
自治区、直辖市人民政府或者市、县人民政府签订移民安置协议;签订协议的省、自治区、直辖市人民政府或者市人民政府,可以与下一级有移民或者移民安置任务的人民政府签订移民安置协议。”虽然也是地方政府负责,但是安置方案、补偿单价都必须经过审查审批,管理很严格,地方政府的自由裁量度要小很多。
关键词:高边坡;抗滑结构;锚固;减载;排水;治理;水利水电工程
边坡稳定问题是水利水电工程中经常遇到的问题。边坡的稳定性直接决定着工程修建的可行性,影响着工程的建设投资和安全运行。
我国曾有几十个水利水电工程在施工中发生过边坡失稳问题,如天生桥二级水电站厂区高边坡、漫湾水电站左岸坝肩高边坡、安康水电站坝区两岸高边坡、龙羊峡水电站下游虎山坡边坡等等。为治理这些边坡不但耗去了大量的资金,还拖延了工期,成为我国水利水电工程施工中一个比较严峻的问题,有的边坡工程甚至已经成为制约工程进度和成败的关键。我国正在建设和即将建设的一批大型骨干水电站,如三峡、龙滩、李家峡、小湾、拉西瓦、锦屏等工程都存在着严重的高边坡稳定问题。其中三峡工程库区中存在10几处近亿立方米的滑坡体,拉西瓦水电站下游左岸存在着高达700m的巨型潜在不稳定山体,龙滩水电站左岸存在总方量1000万m3倾倒蠕变体等。这些工程的规模和所包含的技术难度都是空前的。因此,加快水利水电边坡工程的科研步伐,开发出一套现代化的边坡工程勘测、设计、施工、监测技术,已经成为水利水电科研攻关的重大课题。
高边坡的地质构造往往比较复杂,影响滑坡的因素也很多,因此,我国广大水电科技人员在与滑坡灾害作斗争的过程中,不断总结经验教训,积极开展科技攻关,总结出了一整套水电高边坡工程勘测、设计和施工新技术,成功地治理了天生桥二级、漫湾、李家峡、三峡、小浪底等工程的高边坡问题。本文仅就水利水电工程岩质高边坡的加固与整治措施作一简要介绍。
1、混凝土抗滑结构的应用
1.1混凝土抗滑桩
我国在50年代曾在少量工程中试用混凝土抗滑桩技术。从60年代开始,该项技术得到了推广,并从理论上得到了完善和提高。到80年代,高边坡中的抗滑桩应用技术已达到了一定的水平。
抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡,尤其是滑动面倾角较缓时,其效果更好,因此在边坡治理工程中得到了广泛采用。如:天生桥二级水电站于1986年10月确定厂房下山包坝址后,11月开始在厂房西坡进行大规模的开挖,加上开挖爆破和施工生活用水的影响,诱发了面积约4万m2、厚度约25~40m、总滑动量约140万m3的大型滑坡体。初期滑动速度平均每日2mm,到次年2月底每日位移达9mm.如继续开挖而不采取任何工程处理措施,预计雨季到来时将会发生大规模的滑坡,为此,采取了抗滑桩等一整套治理措施。
抗滑桩分成两排布置在厂房滑坡体上,在584m高程上设置1排,在597m高程平台上设置1排,桩中心距6m,桩深为25~39m,其中心深入基岩的锚固深度为总深度的1/4,断面尺寸为3m×4m,设置15kg/m轻型钢轨作为受力筋,回填200号混凝土,每根抗滑桩的抗剪强度为12840kN,17根全部建成后,可以承受滑坡体总滑动推力218280kN.第一批抗滑桩从1987年3月上旬开工,5月下旬开始浇筑,6月1日结束。第二批抗滑桩施工是在1987~1988年枯水期内完成的。
抗滑桩开挖深度达3~4m后,在井壁喷30~40cm厚的混凝土。对岩体较好的井壁采用打锚杆、喷锚挂网的方法进行支护,喷混凝土厚度10~15cm.对局部塌方部位增设钢支撑。抗滑桩开挖到设计要求深度后,进行钢筋绑扎和钢轨吊装。
混凝土浇筑采用水下混凝土的配合比,由拌和楼拌和,混凝土罐车运输直接入仓,每小时浇筑厚度控制在1.5m内,特别是在滑动面上下4m部位,还需下井进行机械振捣。在浇到离井口5~7m时,要求分层振捣。每个井口设两个溜斗,溜管长度为10~14m,管径25cm.抗滑桩的建成,对桩后坡体起到了有效的阻滑作用。
天生桥二级水电站厂房高边坡采用打抗滑桩、减载、预应力锚杆、锚索、排水、护坡等综合治理措施后,坡体的监测成果表明:下山包滑坡体一直处于稳定状态,而且有一定的安全储备。
安康水电站坝址区两岸边坡属于稳定性极差的易滑地层,由于对两岸进行了大规模的开挖施工,所形成的开挖边坡最大高度达200余m,单坡段一般高度在30~40m.大量的开挖造成边坡岩体的应力释放,断面暴露,再加上雨水的侵入,破坏了边坡的稳定,致使边坡开挖过程中发生十几处大小不等的工程滑坡,严重地影响了工程的施工,成为电站建设中的重大技术难题。
采用抗滑桩是稳定安康溢洪道边坡的主要手段,在263m高程平台上共设置了9根直径1m的钢筋混凝土抗滑桩,每根桩都贯穿几个棱体,最深的达35m,桩顶嵌入溢洪道渠底板内。为了不干扰平台外侧基坑的施工,桩身用大孔径钻机钻成,孔壁完整,进度较快,两个月就全部完成。这9根抗滑桩按两种工作状态考虑:在溢洪道未形成时,抗滑桩按弹性基础上的悬臂梁考虑,不考虑桩外侧滑面上部岩体的抗力;在溢洪道建成后抗滑桩桩顶嵌入溢洪道底板,此时按滑坡的下滑力考虑。
抗滑桩混凝土标号为R28250号,钢筋为φ40Ⅱ级钢。抗滑桩于1982年1月施工,3月完成后,基坑继续下挖,边坡上各棱体的基脚相继暴露。同年11月,在Fb75与F22断层构成的棱体下面坡根爆破开挖后,发现在263m高程平台上沿Fb75、F22断层及7号抗滑桩外侧近南北向出现小裂缝,且裂缝不断扩大,21天后7号抗滑桩外侧的Fb75~F22棱体下滑,依靠7号抗滑桩的支挡,桩内侧山体得以保存。
1.2混凝土沉井
沉井是一种混凝土框架结构,施工中一般可分成数节进行。在滑坡工程中既起抗滑桩的作用,有时也具备挡土墙的作用。
天生桥二级水电站首部枢纽左坝肩下游边坡,在二期工程坝基开挖浇筑过程中,曾于1986年6月和1988年2月两次出现沿覆盖层和部分岩基的顺层滑动。滑坡体长80m,宽45m,高差35m,最大深度9m,方量约2万m3.为了避免1988年汛后左导墙和护坦基础开挖过程中滑体再度复活,确保基坑的安全施工,对左岸边坡的整体进行稳定分析后,决定在坡脚实施沉井抗滑为主和坡面保护、排水为辅的综合治理措施。
沉井结构设计根据沉井的受力状态、基坑的施工条件和沉井的场地布置等因素决定,沉井结构平面呈“田”字形,井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。井壁上部厚80cm,下部厚90cm;横隔墙厚度为50cm,隔墙底高于刃脚踏面1.5m,便于操作人员在井底自由通行。沉井深11m,分成4、3、4m高的3节。
沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉、填心4个阶段。
下沉采用人工开挖方式,由人力除渣,简易设备运输,下沉过程中需控制防偏问题,做到及时纠正。合理的开挖顺序是:先开挖中间,后开挖四边;先开挖短边,后开挖长边。沉井就位后清洗基面,设置φ25锚杆(锚杆间距为2m,深3.5m),再浇筑150号混凝土封底,最后用100号毛石混凝土填心。
沉井工程建成至今,已经受了多年的运行考验。目前,首部边坡是稳定的,沉井在边坡稳定中的作用是明显的。
1.3混凝土框架和喷混凝土护坡
混凝土框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性,防止地表水渗入和坡体的风化。框架护坡具有结构物轻,材料用量省,施工方便,适用面广,便于排水,以及可与其他措施结合使用的特点。
天生桥二级水电站下山包滑坡治理采用混凝土护面框架,框架分两种型式。滑面附近框架,其节点设长锚杆穿过滑面,为一设置在弹性基础上节点受集中力的框架系统;距滑面较远的坡面框架,节点设短锚杆,与强风化坡面在一定范围内形成整体。
下山包滑坡北段强风化坡面框架采用50×50cm、节点中心2m的方形框架,节点处设置两种类型锚杆:在550~560m高程间坡面,滑面以上节点垂直于坡面设置φ36及φ32、长12m砂浆锚杆,在565~580m高程间坡面则设垂直于坡面的φ28、长6m的砂浆锚杆,相应地框架配筋为8φ20和4φ20.框架要求在坡面挖30cm深,50cm宽的槽,部分嵌入坡面内,表层填土并掺入耕植上,形成草本植被的永久护坡。
在岩性较好的部位可采用锚杆和喷混凝土保护坡面。
1.4混凝土挡墙
混凝土挡墙是治坡工程中最常用的一种方法,它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡,阻止滑坡体变形的延展。
在1986年6月,天生桥二级水电站工程下山包厂址未定之前,由于连降大雨(其降雨量达91.2mm),550m高程夹泥层上面的岩体滑动10余cm,584m高程平台上出现3条裂缝,其中最长一条55m长,2.2cm宽,下错2cm.为此采取了在550m高程浇筑50余m长的混凝土挡墙和打锚杆等措施。
天生桥二级水电站厂房高边坡坡顶设置了混凝土挡土墙,以防止古滑坡体的复活,部分坡面采用浆砌块石护面加固,坡脚680m高程设置混凝土防护墙。
在漫湾水电站边坡工程中也采取了浇混凝土挡墙及浆砌石挡墙、混凝土防掏槽等措施,综合治理边坡工程。
1.5锚固洞
在漫湾水电站边坡工程中,采用各种不同断面的锚固洞64个,形成较大的抗剪力。在左岸边坡滑坡以前,已完成2m×2m断面小锚固洞18个,每个洞可承受剪力9000kN.此外,还利用地质探洞回填等增加一部分剪力。由于锚固洞具有一定的倾斜度,防止了混凝土与洞壁结合不实的可能性,同时采取洞桩组合结构的受力条件远较传统悬臂结构合理,可望提供较大的抗力。
2、锚固技术的应用
采用预应力锚索进行边坡加固,具有不破坏岩体,施工灵活,速度快,干扰小,受力可靠,且为主动受力等优点,加上坡面岩体抗压强度高,因此,在天生桥二级、漫湾、铜街子、三峡、李家峡等工程的边坡治理中都得到大量应用。
在漫湾水电站边坡工程中,采用了1000kN级锚索1371根、1600kN级锚索20根、3000kN级锚索859根、6000kN级锚索21根,均为胶结式内锚头的预应力锚索,采取后张法施工。预应力锚索由锚索体、内锚头、外锚头三部分组成。内锚头用纯水泥浆或砂浆作胶结材料,其长度1000kN级为5~6m,3000kN级为8~10m,6000kN级为10~13m;外锚头为钢筋混凝土结构,与基岩接触面的压应力控制在2.0MPa以内。
为提高锚索受力的均匀性,漫湾工程施工单位设计了一种小型千斤顶,采用“分组单根张拉”的方法,如3000kN锚索19根钢绞线,每组拉3根,7次张拉完;6000kN锚索37根,10次张拉完,既简化操作程序,又提高锚索受力均匀性。锚索在补偿张拉时可以用大千斤顶整体张拉(如3000kN锚索),也可继续用分组单根张拉方法(如6000kN锚索),都不会影响锚索受力的均匀性。
在小浪底工程中大规模采用的无粘结锚索具有明显的优点,其大部分钢绞线都得到防腐油剂和护套的双重保护,并且可以重复张拉。由于在施工时内锚头和钢铰线周围的水泥浆材是一次灌入的,浆材凝固后再张拉,因此减少了一道工序,提高了工效,但其价格相对较高。
在高边坡施工过程中为保证开挖与锚固同步施工,必须缩短锚索施工时间,及早对岩体施加预应力,以达到加快工程进度,确保边坡稳定的目的。为此,结合八五科技攻关,在李家峡水电站高边坡开挖过程中,成功将1000kN级预应力锚索快速锚固技术应用于工程中。室内和现场试验表明,采用N-1注浆体和Y-1型混凝土配合比可以满足1000kN级预应力锚索各项设计技术指标,而施加预应力的时间由常规的14~28d缩短到3~5d.该项成果对及时加固高边坡蠕变和松弛的岩体具有重要的现实意义,充分体现了“快速、经济、安全”的原则。
三峡永久船闸主体段高边坡工程规模之大、技术难度之高均为国内外边坡工程所罕见,其加固过程中,采取了喷混凝土、挂网锚杆、系统锚杆、打排水孔、设置排水洞、采用3000kN级预应力锚索等综合治理措施,其中,3000kN对穿锚束1924束,在国内尚属首例。系统设计3000kN级预应力对穿锚束1229束,孔深22.1~56.4m,主要分布在南北坡直立墙和中隔墩闸首及上下相邻段。南北坡直立墙布置两排,水平排距10~20m,孔距3~5m,第一排距墙顶8~10m,第二排距底板高20m左右,均于两侧山体排水洞对穿。中隔墩闸首布置3排,排距10m,孔距3.5~6.4m,第一排距墙顶10m.此外,动态设计3000kN级预应力对穿锚束695束,孔深16~66m,主要布置在中隔墩闸室和竖井部位。对穿锚束分为无粘结和有粘结两种型式,其结构主要由锚束束体和内外锚头组成。由于锚索采取对拉锚索的形式,将内锚头放在山体内的排水廊道中,因此,内锚头不再是灌浆锚固端,而是置于廊道内的墩头锚或双向施加张拉的预应力锚。这类加固方式将排水和锚固结合起来,减少了约占锚索长度1/3~1/4的内锚固段,是一种理想的加固形式。
预应力锚杆也是常见的一种加固形式,如天生桥二级水电站厂房高边坡工程中实施了减载、排水、抗滑桩等技术后,滑坡位移速度虽有明显减小,可未能完全停止。为了确保雨季在滑坡体前方的施工安全,稳定抗滑桩到滑坡体前缘的约20~40m长,10余万m3的滑坡体,决定在565m高程马道上设置300kN预应力锚杆。锚杆分两排,孔距2m、孔径90mm,孔与水平成60°夹角,用36的钢筋,共实施了152根预应力锚杆,保证了工程的安全。
3、减载、排水等措施的应用
3.1减载、压坡
在有条件的情况下,减载压坡应是优先考虑的加固措施。如天生桥二级水电站厂房高边坡稳定分析结果表明,滑坡体后缘受倾向SE的陡倾岩层影响,将向S(24°~71°)E方向滑动。该方向与滑坡前缘滑移方向有近20°~60°的夹角,将部分下滑力传至滑坡体前缘及治坡建筑物上,对滑坡整体的稳定不利,因此能有效控制后坡滑移也就能减缓整体滑坡。
在滑坡体后缘覆盖层最厚的部位,在保证施工道路布置的前提下,尽量在后缘减载。第一次减载14万余m3,至610m高程,第一次减载后,滑动速度明显降低。紧接着再减载12万余m3,至600m高程。两次减载共26万余m3,滑坡抗滑稳定安全系数提高约10%.乌江渡水电站库区左岸岸坡距大坝约400m,有一石灰岩高悬陡坡构成的小黄崖不稳定岩体。滑坡下部软弱的页岩被库水淹没,地表上部见有多条陡倾角孔缝状张开裂隙,最大的水平延伸长度达200m,纵深切割190m.4年多的变形观测结果表明,裂隙顶部最大累计沉陷量达171.1mm,最大累计水平位移量达56.0mm,估计可能滑动的体积约50~100万m3.为保证大坝的安全,对小黄崖不稳定岩体先后进行了两次有控制的洞室大爆破,共爆破石方20.8万m3.从处理后的变形资料可以看出,已达到了削头、压脚、提高岩体稳定性的目的。
3.2排水、截水
【关键词】水利水电;地质勘察;方法技术
中图分类号:TV文献标识码:A
一、前言
水利水电是国民经济和社会发展的基础产业。水利水电工程项目协作部门多、建设周期长、投资大,受自然资源、水文气象、地质、地形条件的影响很大。而地质勘察作为项目开展的排头兵,勘察质量直接影响到工程建设质量、进度及投资等各个方面。因此合理地应用各种勘察技术,提高水利水电工程勘察质量,对选择合理的设计方案、优化工程建设有着重要意义。
二、水利水电工程地质勘察的现状
近年来,我国在水利水电工程勘察技术及手段上取得了飞速发展,但依然存在勘察手段方法过于单一、勘察精度不高等问题,造成施工阶段实际地质条件与初步设计阶段预估的地质条件差别较大,小则影响工期,大则造成设计方案调整,使项目投资额远远超出概算。
三、工程地质工作中存在的问题
1、工程地质勘察的质量问题在工程地质勘察过程中,主要问题有以下几种:
①工程概念不清,勘探侧重点不明确,针对性不强,方法不当,手段落后;
②工程地质分析工作中所选择的理论、方法、计算公式等与实际情况有较大出入,其适应条件的物理意义混淆不清;
③地质报告中基本地质条件不清楚。
我们遇到的主要工程地质问题有:
①界定不准确或论证不充分,有问题遗漏甚至结论性错误;
②有些地质报告没有地质结论,也有些工程没有做多少地质工作就先下结论,极不严肃。此类问题产生往往造成阶段性工程审查不能一次性通过,可能延误开发时机;或者尽管通过了审查,但却给工程留下了隐患,这种情况的危险性极大。
2、勘测周期不合理的问题从工程地质勘察到地质报告的提交需要一定的工作周期,这是再简单不过的道理,然而有些工程却没有进行基础性的前期投入。主要存在问题有以下几个方面:
①一旦需要申报项目,立即就要求提交地质报告;
②今天刚刚提交可研报告,明天就要求提交初设报告。此类情况多为地方性工程,一般国家投资的大型工程出现这种局面的不多。没有足够的勘测周期所造成的后果是严重的,由于地质条件不清楚,直接导致投资控制不住,施工后修改设计等情况。更可怕的是留下了工程隐患,可能造成重大的工程事故。
四、水利水电工程地质勘察方法与技术应用
1、全球定位系统(GPS)的应用
GPS越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。
2、遥感技术的应用
遥感技术按照遥感平台的高度不同,一般分为航天遥感、航空遥感和地面遥感共3大类。遥感技术由于视域广阔、信息丰富、具立体感、卫星影像成周期性重现以及获取资料快速等特点,被广泛应用于水利水电工程中有关重大工程地质问题及相关的等问题的与研究。
3、信息系统(GIS)
GIS技术可自动制作等值线图、剖面图、柱状图和平面图等工程地质的图件,还能处理图像、图形、相应的属性数据及空间数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用在工程地质信息管理是近几年来工程地质勘察行业的发展趋势。在大型水利水电工程库区岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆积体的调查中,经常应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。
4、工程物探技术
岩层有不同的物理性质,如导电性、弹性、磁性、密度等,物探就是应用观测仪器来测量勘探区的物理参数,通过分析其地球物理场的变化特征,再结合地质资料来发现和推断地下深处地质体分布情况的勘察方法。主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等,以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。
5、坑探
坑探是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部的工程地质条件的勘察方法,主要包括探坑、探槽、浅井、竖井、斜井、平洞等。由于对地质体扰动较小,且地质人员能够深入地进行观察,记录,揭示的地质现象非常直接,可以不受限制地采取原状结构试样,并可用来做现场大型试验,所以坑探在水利水电项目中作为一种辅助勘察手段被广泛使用。在水利电工程勘察过程中,很多项目都在坝肩部位布置平洞,查明边坡强风化、卸荷带及破碎带分布状况;而滑坡勘察中常通过竖井来确定滑面的准确位置,另外还可以在滑面用原状土进行现场剪切试验。
6、工程地质野外试验
水利水电工程试验是利用一定的方法测试岩土的反应或一些特定的物理、力学指标,进而依据理论分析或经验公式评定岩土体工程性能和状态。按大类可分为岩体力学性质试验和土体力学性质试验。而跟水利水电工程关系较为密切的是岩体力学性质试验。主要包括了岩体变形试验、岩体抗剪试验、岩体抗压试验和点荷载试验。
7、长期观测
长期观测工作在工程地质水文地质勘察中是一项很重要的工作,有些动力地质现象及地质营力随时间推移将不断地明显变化,尤其在工程活动影响下某些因素和现象将发生显著变化,影响工程的安全、稳定和正常运行。这时仅靠一般的勘察及试验手段不足以准备预测和判断复杂地质作用对工程使用年限的影响,这就需要进行长期观测工作。
五、结束语
当前水利水电工程超工期、超投资等方面的问题较为突出,这正是由于部分单位对勘察工作的不够重视造成的。因此,提高水利水电工程地质勘察的水平对于勘察技术进步及行业的健康发展是非常重要的。
参考文献:
[1]杨连生,水利水电工程地质[M].武汉:武汉大学出版社,2004
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