时间:2023-02-17 06:10:17
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水利水电论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
由于环保管理与环境监理在我国还处于起步阶段,各参建单位环保管理理念和管理水平参差不齐,通过加大宣传教育,包括环保相关法律法规的培训,可以提高整体环保管理意识,利于环保监理工作的开展。环境监理按照定期与不定期相结合的巡视方式,针对具体的环境保护项目,合理的开展施工区环保巡视工作。可以及时掌握施工区各项环保措施的落实情况以及存在的环保水保问题。会议制度主要包括定期会议制度和专题会议两种。定期会议制度主要包括周例会、月例会与季度工作会。可以定期对前期工作进行总结,安排后续工作任务,并分析上阶段环保水保工作中的主要问题,查找原因,在以后的工作中进行改进和调整。专题会议制度主要解决施工过程中出现的专项环境问题,一般涉及环保水保专项措施、需多单位配合的专项活动以及其他需专题研究解决的问题等。
工作内容
监理项目全过程控制是一个有机的整体,但是从工作内容来看又由若干环节组成一个整体,由于每个环节的特点和工作内容不同,相应采取的措施与手段也不同。水利水电工程施工区环境影响因素较多,根据突出重点、系统实用、便于管理的原则,一般将环境监理分为废污水、废气、噪声、固体废弃物、水土流失、人群健康、环境监测和水土保持监测等方面进行监督管理。环境监理单位应以经批复的环境影响报告书、水土保持方案报告书及其批复要求为工作的主要依据,检查各项环保措施的落实情况,按环境影响报告书、水土保持方案报告书相应的措施分类,具体监理内容如下:
1水环境监理:掌握废污水、污染物的来源、种类、浓度、排放数量、地点、方式等,落实生产废水、生活污水、含油废水处理设施是否按环保设计确定的方案进行施工;水库蓄水前是否按照相关规定进行了建筑物清理、林木清理和卫生清理,以防止淹没于水库内的树木、杂物等对水体的污染和对水库安全运行的影响。
2大气环境监理:掌握大气污染物的产生源、形式、位置,以及与周围敏感保护区(村寨、学校、旅游区等)的相对关系,落实大气污染防治方案是否按环保设计中确定的方案进行;监控工程施工区的大气环境质量达标情况。
3声环境监理:掌握施工区主要噪声源,及其噪声的强度、类型,以及与周围环境敏感点(村寨居民、学校、珍稀动物等)的相对关系;了解并熟悉环保设计中制定的噪声防治方案(隔声墙、吸声屏障,减震座等),并督促落实。
4人群健康监理:人群健康监理的主要目的是,保证工程及附近地区各类疾病,尤其是传染病发病种类和水平不因工程建设发生异常变化;加强环境卫生、食品卫生的监督管理,做好疫情监控等。
5固体废物监理:水利水电工程施工区固体废物主要为生活垃圾,生活垃圾的处理方式一般包括焚烧处理、卫生填埋及委托当地原有处理方式进行处理几种方式,环境监理主要加强对施工区生活垃圾收运的管理,通过对参建单位的宣传教育、检查,做到生活垃圾集中收运、处理,避免垃圾散放对环境的污染。
6水土保持监理:水土保持措施主要包括渣场区和路桥区两大部分,渣场措施主要有挡护措施、截排水措施,沟道型渣场必须要采取沟水处理措施;环境监理需要对照水土保持方案报告书的要求,检查、督促各项措施的落实。
7监测的监理:水电站工程筹建期、建设期都要求委托具有相应资质的单位开展环境监测和水土保持监测。环境监理必须熟悉监测规范,从监测方案的审核到取样、监测数据的分析、监测成果的审核全过程对监测进行管理。
环境监理与工程监理的关系
工程建设监理单位是建设项目中环境保护和水土保持实施的直接监督管理单位,应建立环境保护管理体系和制度,配备相应的专(兼)职环境保护监理人员。将施工项目环境保护内容纳入监理工作范围,对施工过程中的环境保护工作,包括各项环保措施建设进度、质量和投资实行全方位监理。
1掌握准确的地质情况
在斜井施工之前,施工单位必须组织专家对工程当地的地质水文等条件进行可行性研究,当前许多工程质量出现问题都是因为地质水平方面的影响。其中,研究内容大体包括本地区的地质构造条件、水文条件、地质岩层、地温水平、有无毒害性气体或者是元素、易溶岩区、应力水平、斜井井口的稳定度、含量及其分布范围等等。在专家对当地的地质条件和水文条件进行验证以后可以组织施工挖掘斜井,挖掘过程中要严格按照专家验证过的开挖支护方案,一旦发现地质条件与前期勘探不符,或者是在开挖过程中出现了塌方、出水、岩爆等情况时,施工单位必须立刻停止施工,并且将情况报告给相关部门,再次进行验证,提出相应的解决方案。
2斜井开挖的方法
(1)小断面斜井开挖方法
对于断面比较小的斜井在开挖的时候需要按照从上到下的施工顺序,使用全断面的开挖方式,坡度不能超过25度,利用机械设备进行人员的运输,这时候使用的是斗车将废渣运出,如果坡度超过了25度,则需要使用簸箕进行运输废渣。一般情况下,施工顺序是:完成洞口支护-安装提升设备、出渣道-自上向下开挖。如果斜井坡度超过了42度,一般会使用全断面爬罐法进行施工,此时斜井并没有挖出通道,所以需要将爬罐作为主要工具,进行相关的运输和爆破。此类施工的一般顺序是:下部通道开挖-安装轨道及爬罐-向上逐段开挖。
(2)斜井扩大开挖的方法
斜井扩大开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过45度时使用此方法。通过自上到下的开挖将斜井分为多个层面,对每一层进行单独的钻孔和爆破,然后将废渣从最下层逐渐转移出来。此类方法在施工过程中需要临时进行支护,在开挖的通过平行的地方要挖掘供人行走的道路,如果斜井的长度属于中长范围的话就需要运用相关的机械设备进行运输。如果斜井的斜度大约在35度,并且斜井的长度相对较小,斜度相对较大,这时候也可以使用自下而上斜井扩大开挖的方法,在具体的施工过程中要参考工程实际情况,视具体情况而定。
3加固斜井井口的问题
斜井的井口一般分为露天式和埋藏式。在对井口进行加固时需要根据实际情况而定,对于露天式的井口而言,井口的坡度一般很低,可以利用围岩的稳定边坡原理实施加固。通常情况下,井口的边旁大多数具有3m-5m的宽台池,从施工条件和施工需求来看,在井口的边角开挖排水沟,将地表水引入他处,确保围岩的稳定性,避免出现塌方事故或者是其他危险。对于隐藏式的井口而言,要对井口上方的建筑物进行研究,搭建相应的模板,方便施工的开展和安全的保证,营造安全的施工环境。在对高压管道斜井进行施工时,必须注意到它的上部和调井是连着的,下部和厂房相连,所以在施工过程中为了工程的质量安全,施工之前最好对斜井的井口进行相应的加固处理,这样可以有效的提高斜井的质量和安全,保证工程的整体水平。
4斜井衬砌技术
在斜井开挖前期工作已经完善的基础上,下一步的工作是对斜井进行衬砌,这可以进一步提高斜井的质量水平。在实际的施工过程中,衬砌方式要从工程的实际情况出发,选择最适合的施工方式。当前最常用的方法主要有:第一种衬砌方法是采用滑模施工技术。此方法使用的斜井角度要超过45度,陡倾斜角类型的斜井效果更好。滑模施工技术施工过程中采用爬轨器和卷扬机以及连续伸拉式的液压千斤顶对钢丝进行抽拔,使用模体系统和轨道系统对于斜井的滑膜装置进行引导。施工过程中要根据工程的实际情况选择适当的滑膜衬砌技术,通过对斜井的实际测定设计行之有效的施工方案,对地下水进行排除,如果出现停滑现象就必须组织人员进行查证验收,确定衬砌质量合格再进行滑膜的拆除。第二种方法是使用钢管作为砼模板进行衬砌,通过自下到上的方式将钢管和砼交替的操作,这样还可以降低砼的浇筑难度。另外,在被施工方法中,安装的钢管长度有着限制,为了提高钢管的稳定性,一般选择短钢管,长度大约在20到30米。在对节砼强度进行定位时,如果达到了设计强度的3/4,就可以进行相邻管节的操作,在砼强度超过5兆帕时,钢管可以继续进行安装。
二、有效控制斜井施工的工艺措施
在斜井施工的工艺选择上,一般通过下面几个指标进行:首先,施工设备的标准,包括卷扬机的牵引力问题、运输车的结构、导向轮的直径、安全绳的系数等方面标准要符合相关规定;其次,在方案的制定上要根据施工的实际情况,切实有效的指导施工的进行;再次,施工现场的各个系统,包括照明、信号、通风系统等等都要进行严格控制;最后,水管管道和抽水系统在布置时要进行严格管控,提高斜井施工的安全可靠性。
三、斜井施工安全注意事项
为了更好的确保斜井开挖过程中的安全,我们必须从以下方面做起:首先,斜井开挖之前施工单位要组织相关的专家对斜井地区的地质水文条件进行验证,根据验证制定行之有效的方案指导斜井开挖,方案中必须对钻爆参数进行明确规定,统计爆破产生的石头数量,以便更好的进行清理;其次,在施工过程中要注意支护工作的开展,全程保护施工人员的安全,所有进入斜井工作的人员必须系上安全带,一些需要专业操作的机械设备必须要由专门的人员进行管理,杜绝无证操作;再次,施工过程中产生的废渣要及时清理,保证环境的清洁;最后,卷扬机操作人员必须经过专门的培训且已经获得资格证书,在操作过程中配备双制动闸小车,对于卷扬机设备的相关指标要及时检查,以满足施工的需求。
四、结束语
1环境评级的基本方式
环境评级是一项十分复杂并且庞大的工程,涉及到的方面十分广泛,因此,必须要客观科学地对水利水电工程进行评价.首先,要能够仔细地对水利水电工程环境评级的范围进行全面的了解,对工程的性质以及规模地势条件等都要进行调查,同时对工程能够影响的区域也要进行全面的调查,包括邻近地区以及流域等。其次,是对评价参数的选择。对于水利水电工程来说,不同的工程,性质是不同的,并且工程的目的以及作用之间存在的差异会对环境产生不同的影响。所以,对环境评价参数的选择也是不同的,必须要对环境的现状进行全面的调查,对自然环境、生态环境等方面进行调查。然后,是对设计工程的比较。可以利用一些已经成型的工程进行对比,分析其中存在的差异,将其与自身工程的设计方案比较,根据环境存在的差异进行相应的调整,并且仔细地计算,从而找到准确的环境影响参数。最后,针对不利的影响制定出一些预防的措施。对水利水电工程的主要要求就是在不影响环境的情况下为人们服务。因此水利水电工程评价必须要能够找到工程建设对环境的不利影响,对任何的不利影响都要进行全面的考虑,从而在最大程度上降低工程对环境的破坏,更好地发挥工程的经济效益以及社会效益,使其能够在促进经济发展的同时,对环境进行保护。
2相关建议
随着人们生活质量的提升,环境不断受到破坏,该问题越来越受到人们的关注。在水利水电工程方面,环境评级已经逐渐成为一种制度,水利水电工程的兴建,改变了自然生态环境,因此,很容易发生一些环境破环现象,水库地震就是一种十分普遍的情况。并且修建水利水电工程,在很大的程度上会导致自然资源无法得到恢复,水资源会受到很大的破坏,生态环境也会受到很大的影响。简单地说,水利水电工程对环境的影响是多方面的,所以,必须要全面地思考,利用综合分析的方式,对环境的各种影响因素进行分析。并且随着社会的不断发展,环境资源在不断地受到破坏,必须要不断加强环境评价工作,只有这样,才能够保证水利水电工程的发展。首先,要严格做好对水利水电工程的环境评级工作,对于一些没有达到标准的工程项目,必须严格禁止,不能批准立项。而且在环境评级方式上,应对施工前的设计阶段、施工过程以及竣工后的运行进行全面的评价,重点分析其对环境以及经济的影响。其次,在环境的评级方面,必须要能够采取相关的定量方式,要能够利用合理的计算方式来进行分析,从而确定出环境影响参数,可以着手研究模糊数学分析的方法在环境影响评级中的应用。对于环境成果的表达,必须要能够针对相应的工程以及其对环境的影响进行分析,对于一些对环境影响比较小的工程可以采用一览表的方式进行评价。最后,在环境评级中,对于一些不利影响必须要进行改善,针对不同的影响,制定出治理的措施,从而降低对环境的破坏程度。
3结语
随着经济的发展,人们逐渐加大对环境的重视。水利水电工程的建设会对环境产生很大的影响,因此,必须要对其做好环境评级工作,对各项环境影响因素进行思考,同时制定出相应的预防措施,以此来促进环境保护工作的良好开展。
作者:魏娜 单位:河南省驻马店市水利勘测设计研究院
地质勘察对水利水电工程有非常重要的影响,地下水作为岩石土体的组成部分之一,不但会影响建筑项目场地地基层的岩土体性,还会影响水利水电工程建筑地基的稳定性和持久性。因此在进行勘察中不能忽视水文地质问题,要深入分析,不能只做一般性的评价,否则会影响水利水电工程的顺利开展。地下水在岩土体中有不同的存在方式:按埋藏条件分为上层滞水、潜水、承压水;按含水层空隙性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。地下水位升降变化和地下水动水压力作用都会引起岩土工程的危害,可分为三种方式:一是水位上升引起的岩土工程危害。二是地下水位下降引起的岩土工程危害。三是地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的膨胀收缩变形,当地下水升降时,会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,严重的会导致地裂引起构筑物特别是轻型构筑物的变形、崩塌破坏。地下水在天然状态下的动水压力作用比较微弱,一般不会造成什么危害,但在人为工程活动中,如抽取地下水、修建水库等行为改变了地下水天然动力平衡条件,移动的动水压力通常会引起一些严重的岩土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
2水利水电工程对水文地质勘察评价内容
很多水利水电工程企业在进行水利水电工程地质勘察时,在设计基础上和施工基础上没有深入评价水文地质对岩土工程的影响,导致许多工程的质量受到威胁,造成下沉或开裂的的后果,因此,水利水电工程的勘察中一定要加强做好水文地质的研究和详细评价,提出预防及治理措施的建议。其对水利水电工程水文地质勘察中的评价内容有如下:从岩层、构造、地貌等方面阐述区域的水文地质特征及其一般规律,根据地下水的分布、类型、及其与地表径流的关系、水化学类型进行评价。应重点评价地下水对岩土体和建筑物及建筑物基础的作用和影响;对可能产生的岩土工程危害进行预测,并提出防治措施。消除地下水对工程建设的负面影响。水利水电工程勘察中还应根据建筑物及建筑物地基类型的需要,查明有关水文地质问题,进行选型,提供所需的水文地质资料。对地下水的天然状态进行查明,并分析预测地下水在人为工程活动中的会发生的变化情况,及对岩土体和建筑物的反作用。按地下水对水利水电工程的作用与影响,提出不同条件下的地质问题。
3水利水电工程地质勘察技术与应用
近年来,我国在水利水电工程勘察技术手段获得了飞速发展,从深度、广度及精度上都获得了巨大的进步,其主要的技术手段及应用如下:
3.1工程地质测绘工程地质测绘是运用地质学的理论和方法,通过野外调查和综合研究勘察场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良物理地质现象、水文地质条件等,并将它们填绘在适当比例尺的地形图上,为下一步布置勘探孔、试验及长期观测工作打下基础。工程地质测绘的比例尺主要取决于不同的设计阶段。工程地质测绘使用的地形图必须是符合精度要求的同等或大于工程地质测绘比例尺的地形图。图件的精度和详细程度,应与地质测绘比例尺相适应。在图上,大于2mm的地质现象应尽量反映,宽度不足2mm的重要工程地质单元,如软弱夹层、断层等,要扩大比例尺表示,并注示其实际数据。地质界线误差,一般不超过相应比例尺图上的2mm。
3.2水文地质测绘水文地质测绘是通过对地质、地貌、第四纪冲洪积物、新构造运动、地下水的调查,填绘出水文地质图,查明勘察场区内地下水形成与分布的基本规律,在此基础上做出初步的开发利用远景评价,并对区内存在的水文地质问题等提出防治措施。
3.3工程地质勘探工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上,进一步查明地下工程出现的问题和取得较深入的资料。主要有工程钻探、工程物探、坑探、遥感技术等。
3.3.1工程钻探。钻探是指为了鉴别和划分地层,用钻机从地表向地下钻进,在地层中形成圆柱形钻孔。钻探是水利水电工程勘察中最基础的一种方法,应用广泛。钻探通过钻孔采取不同深度的岩芯可直观地确定地层岩性,地质构造,岩体风化特征等,从而判断地质情况,查明地下水的类型。从钻孔中取出的岩石、土样可进行室内试验,用以测定岩土层的物理力学性质和指标。利用钻孔可进行工程地质、水文地质及灌浆试验、长期观测工作及地应力测量等。地质人员在钻探过程中应根据钻探质量要求,认真记录钻探中出现的各种地质现象;对于像砂砾石层、软弱夹层、滑坡等特殊地段,应选择合理的钻探方法以保证成果能够真实反映该地段的地质条件。
3.3.2工程物探。工程物探是工程地球物理勘探的简称,它是以地下岩土层(或地质体)的物性差异为基础,通过仪器观测自然或人工物理场的变化,确定地下地质体的空间展布范围(大小、形状、埋深等)并可测定岩土体的物性参数,达到解决地质问题的一种物理勘探方法。岩层有不同的物理性质,物探应用观测仪器来测量勘探区的物理参数,如导电性、弹性、磁性、密度等参数。工程物探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。
3.3.3坑探。坑探是指用挖坑方式观察地层地质情况的作业。其特点是勘察人员能直接观察到地质结构,便于素描,且准确可靠。对研究断层破碎带、软弱泥化夹层和滑动面(带)等的空间分布特点及其工程性质等有重要意义。坑探主要包括探坑、探槽、浅井、竖井、斜井、平洞等。由于坑探人员能够直接深入地进行观察,记录,揭示地质现象,且对地质体扰动较小,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。3.3.4遥感技术。遥感技术是通过对信息的分析、研究,确定目标物属性和相互关系的一种技术,它从远处探测、感知物体或事物而不直接接触目标物或现象而搜集信息,在水利水电勘察中也应用较为广泛。遥感技术根据遥感平台高度的不同,一般分为地面遥感、航空遥感和航天遥感共3大类。按探测电磁波的工作波段分类,可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等。遥感技术优势:
(1)感测范围大,具有综合、宏观的特点(大面积同步观测)。
(2)信息量大,具有手段多,技术先进的特点。(时效性)。
(3)获取信息快,更新周期短,具有动态监测特点。(数据的综合性和可比性)
4结束语
1县内安置较为普遍,移民安置范围受局限
大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例要求在移民安置过程中,项目法人与县级以上地方人民政府签订移民安置协议,基本上将移民安置资金交地方人民政府包干使用移民安置中。辽宁省水库移民安置中,集中安置点一般选取荒山削平再地基处理,投入较大,虽然相关税费较多,但移民安置涉及的部门审批较多,协调工作量较大,基本为县域内安置。此外,受1985年以前修建水库移民上访咨询影响,淹占地外县级政府接受外地迁入移民主观性不强。
2农村移民故土难离、对新环境不满意或适应能力弱
移民安置规划大纲编制前,移民安置实物量调查人员在宣传解释政策的同时,需要做好移民安置实物量调查,摸清移民安置意愿,以确定移民安置方案。在移民安置意愿收集中,移民受从众心里影响或觉得建设水库这事离我还很遥远,在安置方式的选择上比较随意并且趋向一致。由于水利水电工程建设周期较长,移民心理变化较大,在中国传统思想里就有衣锦还乡及落叶归根等思维方式影响,还有对新环境的畏惧、不满,对新事物接受程度较低等原因,很多的人不愿意离开自己的故土,这种情况以年龄稍大的农村移民表现得尤为突出。
3农村闲置土地容量不足,移民集中农业安置困难
新一轮农村土地承包后,农村土地基本都承包到户经营,这几年经济快速发展,土地增值潜力较大,无论人均土地多或少,土地作为稀缺财富,农民不愿意减少手中土地数量。同时,由于土地的增值,农村闲置荒地等能够加以利用的土地均被开发使用,各村自留地要么用于新增建设项目建设用地,要么早已分配到户,移民安置大面积调剂土地用于移民集中安置难度越来越大。农业安置中,除投亲靠友外,移民很少异地分散插花安置。
4部分农村土地闲置,农村土地整体利用率不高
有关资料显示2012年,辽宁省城镇化率为65.7%,2020年预计达到75%左右,按此推算,辽宁省每年城镇化人口约55万人(总人口4375万)。此外,很多人口虽然未能落户城镇,但大量的务工人员已离开家乡,各种媒体均报道过消失的村落或老人村等现象,笔者认为鉴于农村老龄化,城市年轻化(进城绝大部份为年轻人)这一现实,辽宁省的城镇化进程会越来越快,农村人进城后自动舍弃土地资源这一事实将会使农村闲置土地会越来越多。
5环境保护要求越来越高
伴随经济的发展,环境保护观念深入人心,环境保护力度越来越大,水土保护、林业保护、环境保护日趋严格,特别是对于湖泊、水源保护区范围很大,原有的移民后靠安置批准越来越难,保护区内不能新增建设项目。此外后靠居民的生产生活废弃物对库区水质影响较大,后靠农业安置困难。
二针对农业生产安置现状的建议
1重视政策引导
加大宣传解释力度,努力转变移民观念异地移民安置必须做好政策解释工作,打消移民顾虑,要讲清当前实际情况,摸清移民真实意愿,科学规划。首先引导移民投亲靠友异地安置,根据移民投亲靠友意愿,想方设法寻找投靠地闲置土地资源,满足移民要求。对于投亲靠友地土地承载力发掘确有困难的,对该部分移民有土安置的去向要综合考虑后靠安置(包括工程防护,垫高恢复土地等措施),异地集中安置(包括造地)等措施,做好政策引导、宣传解释工作,打消移民顾虑,以便移民合理选择安置方式。
2合理流转土地
盘活闲置土地,挖掘资源并优化配置以辽宁省白石水库为例,该水库实际安置外迁移民比原规划数量增多,外迁安置5307户、16617人,占安置移民总数的89.09%,移民安置区选在各方面条件相对都比较优越的辽中、北宁、新民、灯塔、义县、凌海、营口市老边区、朝阳市双塔区等处。在外迁安置中,辽宁省境外安置移民94户、312人,涉及8个省、43个县。水库移民搬迁安置过程中,省政府统一调度通过充分盘活各地闲置土地资源,大范围妥善安置移民。辽宁省的三湾水利枢纽及输水工程,也较多采用这一安置方式。对于近几年建设的水库,土地资源更加缺乏,可以采取以下措施以施行农业安置:一是要盘活移民区线上园林等资源,将这些资源收归集体所有,依法依规“二次分配”,为他们提供生存、发展空间。二是要鼓励部分工厂企业、土地大户将部分充余的土地流转给村集体,村集体再将这部分土地流转以安置移民。三是对于已经城市定居居民要研究奖励措施鼓励将土地使用权交集体组织以安置移民。第四对于基本不依靠土地为生的农村居民可以奖励将土地使用权流转集体以再分配安置移民。
3土地开发整理
多措并举,增加农业安置环境容量移民安置点规划建设中,大多选择开山平地,尽量少占用或不占用农业耕地;此外,利用开山的“弃土”将可以利用的淹没范围内的土地填土抬高、培肥治理;还有就是积极争取国土地开发整理项目,重点在移民村实施低丘岗地改造、水毁复垦、滩涂荒地治理、废弃园地治理、土地改造升级等工程,最大限度增加有效耕地面积。辽宁省在建的锦凌水库、青山水库均不同程度的采取以上措施建设安置点。辽宁省丹东市凤城石桥电站采取防护工程并垫高恢复的措施,将原规划大纲阶段因淹没拟占用的耕地完全垫高恢复,使工程建设移民人数为零。
4因地制宜选择农业生产项目
培植特色产业,增加移民收入移民安置实施中,政府分区域规划、分产业布局、分类型指导开发利用土地,力求让有限的土地产出最大效益,统筹谋划山场利用、水体开发、水产养殖、旅游观光、休闲娱乐等产业项目,确保每个安置点都有主导产业配套跟进,为移民的持续增收打牢基础。在选好项目的同时,开展移民实用技术培训、生产生活安置长远规划,利用闲置厂房建设职业技术学校,优先招收移民对象培训,让移民学习服装加工、现代农业种植、养殖等实用技术,确保农民有一技之长,最大限度发挥移民安置规划中培训费作用,促进移民生产方式转型,解决移民将来生活、发展问题。在辽宁宁省中央直属水库六年扶持规划中,桓仁县发展冰葡萄种植1799亩,同时引进冰葡萄酒生产项目,调整产业结构,发展多种经营。为充分发挥项目产业推动作用,在项目实施中,桓仁组建成立了北甸子葡萄种植协会。该协会是北甸子万亩葡萄园的专业承包户自发组建起来的农民合作组织。协会成立后不仅给北甸子乡的酿酒葡萄销售打开了出路,其中北甸子冰葡萄品牌也通过了省无公害农产品认证,且注册了品牌,2007年该基地所产酿酒葡萄全部销售到酿酒公司,北甸子葡萄酒产业通过“公司”+“农户”的模式运转良好。种养殖业及培训项目实施,可以促使原来单一的以农业为主、以粮食作物为主的经营模式转向以经济作物为主的经营模式,改变以前以“小本”经营为主的格局,激发农民自发组织联户经济实体、合作社、经纪人,调动广大移民发展生产的积极性,进一步促进农村经济的发展,有利于实现共同富裕。
三结语
1.1高科技仪器
随着科学技术的发展和进步,水利水电工程在施工过程中引进了很多先进技术,以此提高工程的施工效率,如检测、勘探仪器等。传统的测量技术仅仅只是测量,所需的人力物力资源较大,且其不确定性较大。而新技术的应用很好地解决了测量数据的不准确问题。由此可见,高科技仪器的应用为水利水电工程的发展带来了很多发展的可能。
1.2计算CAD技术的应用
计算机CAD技术从应用之初就将其定义为应用型的软件,与此同时,在计算机不断的发展过程中,CAD技术也得到了广泛的应用。多年实践证明施工单位将计算机与其他技术相结合,使得数据的获得更加方便,也保证了工程设计的科学性和合理性,提高了工程施工的实效性。
1.3GIS技术与数据库技术
通过应用地理信息系统以及数据库技术构建工程信息系统,GIS技术和数据库技术的相结合有效提高了工程设计以及施工的灵活性以及准确性。传统的工程信息系统通常只是对工程相关的数据进行收集、整理和检索等等。但是地理信息系统具有三维全景成像模拟功能,全面地展现了施工过程的时间以及空间关系,在近乎真实的情况下展现地质构成,为工程的后期实施提供了依据。
1.4钻探技术
上述工程中白云岩为一种沉积碳酸岩,主要由白云石组成,常混入石英、长石、方解石和黏土矿物,呈灰白色,白云岩岩层易于破碎的特性,加之岩石风化较深,故白云岩普遍存在岩石胶结性差、结构酥松、破碎,强度值波动幅度大等特点。该类地层在钻探过程中,存在岩芯采取率低、岩芯采取质量差、岩芯品质不好等问题,利用常规钻探工艺技术,很难达到岩芯采取规范标准,钻探现场布置全面图如图3所示。为了满足可研阶段对工程地质条件查明的深度要求,确保工程勘察质量,必须依据白云岩地层的特点,结合现有常规钻探工艺技术,寻求满足勘察成果质量要求的特殊钻探工艺技术方法。白云岩作为沉积碳酸岩,在钻进过程中,磨擦容易生热,膨胀系数较大,尤其在强风化、中等风化程度的白云岩地层中进行工程地质勘探,岩石可钻级别小于V级,岩层结构更加酥松、破碎,岩芯呈粉状、偶见块状,用常规的硬质合金钻具干法钻进工艺技术施工,钻进效率非常低,且易发生孔内“烧钻”及“抱钻”事故,处理事故辅助时间较长,成本加大,钻进经济效益较差。微风化、弱风化的白云岩,仍具有胶结性差、结构酥松、破碎等特点,造成孔壁不稳定的现状,只得采取有效的护壁措施,改善孔壁的稳定性,才能获得正常的钻进进尺。进行压水试验时,又需要保证孔壁的原状,只有对已形成有效的护壁泥皮进行破坏和清除才能有效进行试验,压水试验在高压水头作用下,原状孔壁的不稳定性进一步加剧,护壁难度加大。若继续钻进,又需要重新进行护壁,工序重复较多,直到钻到设计孔深。微风化、弱风化的白云岩地层,可钻性级别V~Ⅷ,属坚硬岩石地层,钻探采取的湿作业法作业,更加剧了破坏孔壁的稳定性,容易发生“埋钻”和“卡钻”事故,给钻探工程质量、钻进效率、进度控制带来异常难度,虽通过合理选用钻具方法确保岩芯采取质量,但若采用常规钻进参数,钻进效率很难提高。
2钻探施工技术的应用
钻进工艺技术,单动单管硬质合金钻具,辅以无泵反循环的钻进工艺技术强风化、中等风化程度的白云岩,因岩石强度较低,岩石级别在V级以内,采用油缸上下给进来提动钻具实现无泵反循环及扩孔钻进相结合的硬质合金钻进工艺方法。为了有效解决常规硬质合金钻具干法钻进工艺技术所带来的钻进效率低,易发生孔内“烧钻”及“抱钻”事故的问题,结合常规硬质合金钻进工艺技术,对钻具钻头稍加改动,并配以孔底局部返循环的钻进工艺对强风化、中等风化程度的白云岩地层进行钻进。因岩层较软,主要靠通过轴心加在合金上的压力来克取岩石,宦选用稍高钻压;为了提高成孔质量,获得较好钻进效率,降低磨擦升温.宜选用低转速。为了实现孔底局部反循环的功能,同时因短时间脱离对岩石的克取磨擦,起到散热、冷却效果,应勤提动钻具。这在很大程度上预防和减少了孔内事故的发生,提高了钻进效率。这种工艺技术应注意以下3个要点:
1)常规硬质合金钻头内外出刃为1.0~1.5mm,则岩芯外径与钻具岩芯管内环间隙为1.0~1.5mm。白云岩为沉积碳酸盐,高温环境下,生成用作膨胀剂的氧化镁和氧化钙的混合物,这种混合物的膨胀率大。在钻头克取岩石及钻具在岩层中回转,会因摩擦而产生热量,使岩芯膨胀,使岩芯外径与钻具岩芯管内环间隙不足1mm,使得岩芯进入岩芯管的阻力加大,阻力大于钻机带动钻具获得进尺所克服的阻力时,造成因“堵钻”而无法获得正常进尺,被迫起钻,取出岩芯管内岩芯后重新下钻,增加钻进的辅助时间。虽然岩芯采取率高,但岩芯扰动大、品质差,仍然影响岩芯采取质量。采取的措施是:将硬质合金钻头内外出刃增加到2.5~3mm,底刃按分区破碎方式排列,给岩芯因磨擦生热产生膨胀留有空隙,岩芯管与岩芯环状保持一定的间隙。
2)通过钻具提起一定高度(一般为0.3~0.5m),使孔底产生负压,钻具与岩层环状的泥浆沿间隙流入孔底,再下压钻具,孔底泥浆在压力作用下,会沿着岩芯与钻具内环间隙向上流动,形成无泵反循环,钻头在较大压力,慢速回转状态下,克取岩层获得进尺。钻进过程中岩芯一般是连续不断的,岩芯扰动小、品质好,岩芯采取质量满足规范要求,回次进尺可达0.8~1.5m,钻进效率高。
3)若改变硬质合金钻头的内外刃及底刃,运用无泵反循环及调整钻进参数措施后,仍不能有效避免“抱钻”、“烧钻”事故,还可采用钻扩结合的钻进方法。正常钻进的粗径钻具在大一级IZl径内回转长度控制在2/3左右,增加正常钻进粗径钻具的环状空间,有效避免事故发生。但扩孔过程中,值得注意的是一定要加大提动钻具的频率,否则会造成“抱钻、“烧钻”附加事故。当发生微“抱钻”、烧钻事故时,不要急于处理,停机10min后,待岩层及钻具冷却后,再开动钻机,事故就可能得到解决。通过上述工艺技术,有效预防和减少了孔内事故,较大地提高了岩芯采取质量和钻进效率,大大降低了钻探成本,并在单位规定时间内顺利完成了贵阳市下坝水电站现场地质勘探工作,为钻探施工奠定坚实的基础,为施工单位创造了良好的经济效益和社会效益。
3结语
一、目前水利水电质量监控管理方面的主要缺陷
1.施工管理人员水平问题施工管理人员水平偏低是当前水利水电施工过程质量监控工作中最主要的问题,也是其它问题产生的根本原因。进入二十一世纪以来我国水利水电事业的建设速度不断加快,市场对于专业的施工管理人员的需求不断增大,但是既有工作经验又有专业技术的施工管理人员是相当稀缺的。现在很多从事水利水电施工过程质量监控管理的工作人员都是刚毕业的大学生,他们掌握了一定的专业知识,也为该行业带来了朝气活力和创新能力,但是由于工作时间尚短缺乏实际工程处理经验,很难做到理论联系实际,更无法独自处理一些突况。这也使得他们很难及时发现施工过程存在的质量问题。另外在当前水利水电项目的实际施工过程当中,一线的施工人员大多数都是由农民工组成,他们缺乏相应的专业技能,如果过程施工管理人员不对他们进行适当的技术指导,那么将产生更多的质量问题。由此可见施工管理人员的水平对过程质量监控管理成效的影响是巨大的,以后一定要更加注重这方面的工作。
2.施工质量监管力度不够在实际的过程施工质量监控管理工作中,由于水利水电项目的特殊性,其涉及到多方面的专业知识、工作环节众多,其质量监控管理工作的难度是巨大的,特别是当质量监控管理工作触及到多方面的利益时,很多工作根本无法进行。施工质量监管力度不够还体现在另一个方面,那就是施工单位和监督管理人员对质量监督管理工作不够重视,很多监督管理人员并没有对施工现场进行深入的了解,而仅仅是听取施工人员的施工汇报,这种管理方式是相当不可靠的。施工质量监管力度不够,使得很多施工标准和技术检测标准仅仅是一纸空文,很难发挥任何实质性的作用。
3.施工质量标准体系不健全施工质量标准体系不健全,并不是一朝一日造成的问题,而是在水利水电施工过程质量监控管理中日积月累形成的一个重大问题。质量标准体系不健全,首先就是在整个水利水电行业中并没有建立一套通用的质量标准体系,这使得很多质量监控工作都无法进行,有时甚至是监管人员发现了相应的问题也无能为力,因为他们缺乏相应的技术支持,很难让相关的施工人员信服。施工标准的不完善增加了施工过程质量监控的管理难度,特别在一些存在争议的问题上,往往会由于要照顾到施工方的利益而蒙混过关,这让水利水电工程存在着巨大的质量隐患。只有对现有的施工过程质量监管体系不断进行完善,才能降低管理人员的工作难度,才能将质量监控管理工作落到实处,发挥更加重要的作用。
二、加强水利水电施工质量监控管理的措施
1.施工准备阶段质量监控措施施工准备阶段的质量监控工作是后续工作的有力保障,该阶段的工作做好了可以大大的降低后续工作的工作难度,提高后续工作的工
作效率。施工准备阶段质量监控的首要工作是建立完善的质量监督责任制度,对施工过程中各个环节的质量问题的相关责任都细化到个人,只有如此才能让施工人员对施工工作更加重视,才有利解决施工过程中出现的一些质量问题。其次在施工准备阶段,施工过程监管人员还应该对工程的施工环境进行深入的了解,分析各种可能对施工过程会产生质量影响的潜在因素,并采取相应的应对措施,监督管理人员还应该根据实际情况建立应对各种突况的应急方案。最后准备阶段质量监管人员最主要的工作就是对工程设计图纸进行审批,检查设计图纸中可能存在的纰漏和错误;对于施工过程中要用到的建筑材料也提前完成进行对其的检测工作,及时淘汰存在的质量问题的原材料,以免其影响后续工作的进行。准备阶段还要对施工过程中要用到相关的设备进行检测,检查其是否存在质量隐患,以保证在施工的过程中其能很好的发挥作用。
2.施工实施阶段质量监控措施施工实施阶段质量监控主要是加强对施工过程的监督管理,要保证制定的各种技术标准能够得到严格的执行,及时发现施工过程中存在的问题。对于发现的各种问题要及时进行处理,绝对不能拖延。施工阶段质量管理人员的另一个重要工作是对是对施工过程的相关数据进行测量和记录,并且一定要保证数据的真实性和可靠性,这有利于在后期万一工程出现质量问题时能对其出现的原因进行更好的分析,有利于追究相关人员的责任。如此一来还能提高施工人员的责任意识,使其更加认真尽责的工作。施工阶段质量监督管理人员应该增加到施工现场的巡视次数,为施工人员提供更多的技术指导,特别是在一些容易遭到忽视的细节上一定要提醒施工人员多加重视。施工后期阶段质量监控措施施工后期阶段质量监控主要是要做好数据的归纳总结以及存档的工作,以保证今后出现问题时有据可查。另外还应该对施工过程中出现的各种问题进行分析和总结,分析是在哪些管理环节出现了问题,这对提升水利水电施工过程质量监控水平是非常有帮助的。
三、结论
保证工程的质量是水利水电项目工程建设的核心工作,只有顺利解决了当前质量监控工作中存在的问题,才能使施工过程质量监控的水平得到提升,才能带动水利水电事业的蓬勃发展。
作者:戴世雄单位:惠州市水电建筑工程有限公司
水利水电工程的施工过程非常复杂,受地质条件和地形的影响较大。因此,在建筑工程中,必须合理施工、因地制宜,施工人员和设计者要细致地探测现场的地形、地貌,并在条件允许的情况下实行现场试验,充分保证设计方案的可行性。对水利水电工程来说,基础工程属于一项隐性工程,因为施工人员并不能保证施工质量,质量检测员也不能合理评价工程质量,这样质量问题就很难被人们察觉。通常情况下,这些问题都是导致工程质量下降的主要原因。除此之外,水利水电基础工程的施工工期特别短,施工时间与周围河流的汛期有紧密的联系,只有在枯水期施工才能保证工程质量。只有在机器设备和施工人员合理施工的情况下,才能最大限度地提高工程效率。
2基础处理技术的要求
水利水电工程基础处理技术的目的是为了保证施工的质量水平,因此,施工人员必须遵循基础处理的技术要求。在水利水电施工之前,设计者要根据地质地形完成设计规划,整理出技术施工的文件,使工程施工有据可循,充分做好前期准备工作,合理预测其中可能出现的各种问题,并提出应对方案。在水利水电工程建设过程中,要长期保护和复核水位的基准线和定位孔,在保证复核质量检验程序完善的情况下,可以反复试验。在保证施工安全的基础上,规范施工人员的操作,使其符合规范的要求。在施工前,要对施工人员进行严格的培训,按照施工方案依次施工,并将水利水电建筑场地周围的植被和建筑物按照规定处理掉。在施工人员完全掌握现场水文、地质条件的情况下,提出应对突发事件的有效措施。
3基础处理的重要性
水利水电工程是一项公益事业。为了为人们提供更好的生活服务,我国加大了对水利水电建设的管理力度,不断完善工程体系。为了保证施工质量,要严格遵循相关施工标准,选择先进的技术,采取行之有效的管理方法,加强对基础质量的重视程度。在水利水电基础施工中,要注意以下问题:①要想水利水电基础和地基的强度可以承载整个建筑的质量,就要考虑工程的耐侵蚀性、耐久性、抗冻性和防潮性;要想工程基础的每一项特性都能满足标准的要求,就要增强地基的稳定性,就要留出足够的工作面,保证施工可以顺利进行。②在建筑施工中,为了防止基础结构被破坏,要根据基准灰线切割,将其切成1个槽形的轮廓线,并沿着轮廓线施工。在建造地面排水设施和降低地下水时,要根据地质资料,充分考虑尺寸的大小,保证施工质量。③我国地缘广阔,地貌地形多样。在水利水电选址中,不能保证所有的地基选址都在条件良好的地质区域。由于水利水电建设受自然环境的影响较大,所以,经常会遇到比较差的地基,很难保证建筑的稳定性。其中,主要的不良地基有软弱黏性土,俗称软土,它是由具有高压缩性的淤泥质土和淤泥组成,这类土质主要是黏性沉降物,所以,其承载力低,主要分布在江河冲刷地;杂填土是由生活垃圾土、工业生产垃圾土和建筑垃圾土堆积而成的,经常出现在矿区和传统居民区;湿陷性黄土的土质亲水性强,本身的自重应力大于其他土质,所以,它的含水量高,容易沉降,主要分布在黄土高原区。而在水利水电工程中,最常遇到的就是软土地基。
4基础处理的措施
4.1强化对经济运行和考核制度的管理水利水电工程需要严格管理其经济运行情况,这样才能确保施工程序的正常推进,并按照计划依次实施。所以,在施工内部要建立有效的基本准则和生产运行指标,既能在团队中树立有效的管理制度,也可以约束施工队员的行为,合理地管理施工队内的资金,保证经济运行和施工安全,在一定程度上降低施工成本。
4.2提高施工人员的技术水平在水利水电工程施工中,依靠的主要因素是人。为了保证工程的质量和安全,要坚持“以人为本”的原则,增强施工人员的责任感,提高其技术水平,确保每个环节都符合相关规定,不但在保证质量的前提下缩短施工时间,还能有效地节约成本。将先进的改良技术应用到工程中,健全工程管理,对整个施工的有效运行有非常重要的作用。除此之外,还要建立质量监管部门,根据施工目的和具体情况提出具体的施工要求,监督机器设备的维护和检修,使机器处于最佳的工作状态。同时,要实时监控施工人员的工作情况,根据大家的专业水平进行培训,在确保安全的工作环境下实现技术创新,保证建筑工程获取最大的经济利益,为我国的水利水电建设作出贡献。
4.3对水利水电基础技术的探索
4.3.1全新的施工方法对全新的施工方法来说,一方面,要想基础的硬度和地基能够承受住建筑上的全部荷载,就要先保证基础的抗冻性、耐久性、耐侵蚀性和防潮性。同时,为了保证地基的稳定性,要预留出足够的工作面,而且地基的变形值范围要在规定的参考值内,避免建筑物出现倾斜、开裂等情况。另一方面,对于相对较浅的基础来说,可以沿着基准灰线将其切割成1个槽边的轮廓进行施工作业。而排水系统和地下水位的处理,要结合具体挖方尺寸和施工场地的情况来定,这样才能保证地基结构的完好。
4.3.2加强软土地基的方法加强软土地基的方法主要有以下3种:①挖除置换法。适当地挖除建筑物下面的软土层,并将其填换成低压缩性和防腐蚀性的散粒材料,比如卵石、粗砂、煤渣和石屑等。②重锤夯实法。用带有自动脱钩设备的履带起重机把重锤吊到指定的高度,并做自由落体动作,利用冲击力把土夯实。③排水固结法。人为提高土层的承载力,在其内部形成垂直或水平通道,在自重的作用下加速排水、固结,提高土层强度。
5结束语
70年代以前,在用算盘和计算尺作为计算工具的年代,用拱冠梁法计算一个拱坝,三个人要算上半年;用圆弧滑动法分析土坝的坝坡稳定,一天只能算一个圆弧,而要找出最危险的滑动弧,往往要算上数十个甚至上百个圆弧;一个土坝下埋着的涵洞,其结构计算,三个人要算上三个月;水电站的调压井,其水位震荡过程,一个人要算上几十天,……。水利水电工程的繁琐设计计算还可以举出很多很多,而这些计算项目直至今日,在工程设计中还是必不可少的。这样的计算效率,对于“”前的工程技术人员来说,可能都有体会。所以,从繁琐的计算中解放出来,使更多的精力用于工程的优化,一直是水利水电工程师的愿望。工程设计图是工程师的语言和论文,那复杂、密密麻麻的线条,凝结着多少人的艰苦劳动,特别是那个枢纽总平面布置图,牵一线而动全局。当年,工程师们整天爬在图版上,近视眼的度数不断增加,挺直的腰干不得不弯下来。改了一次又一次,作废了多少图纸。所以,水利水电工程不但需要在分析计算上采用先进的计算手段,而且需要在工程绘图上采用CAD手段。
《水利水电工程设计计算程序集》是全国水利水电勘测设计部门中较为完整和系统化的程序集,可以完成中小型水利水电工程的绝大部分常规计算,已经在本行业的40多个甲级设计院和众多的市、地、县一级勘测设计部门得到应用。另外,还有一些没有收集到《水利水电工程设计计算程序集》的程序也在一些设计院使用着。若干中型、大型工程的分析计算软件还没有汇集成册。
在计算机辅助工程设计方面,土石坝CAD、拱坝CAD、重力坝CAD、闸门CAD、厂房CAD、枢纽布置CAD、水能CAD、隧洞CAD、渠系CAD、河道整治CAD等等,已经在有些设计院得到很好的应用,对于优化设计,提高设计质量,加快设计进度,减轻设计人员的劳动强度,发挥了积极的效果。
时至今日,很难设想,没有水利工程方面的软件,怎么进行设计工作,这就是科学技术进步的表现。这些软件,为水利水电工程采用先进技术,为优化设计、节约投资作出了巨大的贡献。
贡献虽大,却经历了一个痛苦的过程。7、80年代,有一些设计部门的领导,羞羞答答的拟投资计算机,花几万、几十万元,买一些计算机设备,还勉强通得过,说要花几百、几千元买软件,无论如何也想不通。这种思想状态,现在仍然残留在社会上。设备是看得见的,价格不容怀疑,不能无偿拿回。软件是看不到的,它是否有价值,他们怀疑,更有甚者,我也可以盗版来。有些设计单位的领导花几百几千元请客吃饭,眼都不眨一下,要他拿出几百元几千元买软件,根本不于考虑。无偿或低价使用软件,仍然是大家的习惯。水利部规划设计总院在80年代曾投入上千万元,支持各甲级院开发软件,但各院用于开发的人力价值,远远超过了规划设计总院的投入,开发成果属于谁,总院无权,各院也不愿无偿提供,但也卖不出好价钱,以收回成本,最后只有本院独享,好在它着实提高了我们国家的水利设计水平。没有软件的设计院怎么办,只有重复开发。当年软件的开发者,多数是出于对科学技术的热爱,对事业的执着,是不计报酬的,干着高水平的工作,拿着单位的平均工资,无怨无悔的工作,这样,遂产生了当前这么多水利应用软件。这一批人老了,退休了,年轻人上来了,也有不少好的软件问世,更丰富了水利软件的阵容。年轻人最讲究自我价值,这种扭曲贡献与报酬的关系,能够吸引高水平的技术人员长期投入吗?
现在,人们慢慢懂得了软件的威力,但相当多的人仍然不懂它的价值。我们可以花几十万、上百万买国外的软件,却不愿意用1/10的价格买国内的软件,特别是水利软件,有些人还骂有偿转让的人是铜臭。当真水利软件的作者就如此低价吗。现在不是软件漫天飞,你可以不买这个买那个,现在经常会遇到好的软件不愿意拿出来。
除了《水利水电工程设计计算程序集》向用户推广使用以外,还有一些设计院也在把自己的一些软件推向社会,但更进一步的交流仍然存在着一些障碍。特别是各种CAD软件,很难找到卖主。
为什么会出现这种情况呢?
一、CAD软件及其所出的设计成果,代表了一个设计院的水平,在设计投标中,谁也不愿意竞争对手由于工具的先进而打败自己。
二、水利水电行业的软件销售价格,严重的与其实际价值不相称。软件编制者从事的是双专业的高水平技术工作,就因为你不能为本单位挣回更多的收入,无论待遇和地位都不能与你对社会的贡献相一致。作为设计单位的领导者,也不愿意将高水平的双专业人员,压在不挣钱的软件开发岗位,于是。设计单位纷纷撤消7、80年代建立的计算机室、处,或者改变它的性质:只管管电脑设备。作为软件编制者,宁愿多揽几个工程设计任务,而不愿意过多的编制软件和卖软件。因为设计费远远地高于软件的价格。
三、由于水利水电工程的多样性,应用条件的千变万化,程序编制者很难一次预见到所有的工程条件,经常要对程序做某种修改,有一个逐步完善的过程。这就要求程序使用者非常熟悉软件的性能,因而程序的售后服务工作量相当大,有些得不偿失,还不如不卖。
虽然存在着这些障碍,但是,仍然有一些热心人士和单位,执着的从事着软件开发工作,愿意将软件贡献给社会。在推广应用《水利水电工程设计计算程序集》的过程中,我们了解到,市、地、县级设计单位很需要更多的水利水电工程的应用软件,特别是CAD方面的应用软件。水利工程网站开辟了应用软件的交流园地,加强应用软件的程序交流和信息交流。欢迎各级领导、工程技术人员参与。
您可以采用下面的任意一种交流方式:
一、有愿意将自己编制的应用程序作为自由软件,提供给大家无偿使用,接受大家的检验的,我们衷心的欢迎你们,并向你们表示谢意。
二、愿意将自己编制的应用程序,有限制的提供大家使用,当需要完全版本时,可以与您具体商议转让办法。
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,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,将工程项目分标如下表:
序号合同名称备注
1.左岸导流隧洞及左岸岸坡工程葛洲坝集团公司中标承建
2.右岸导流隧洞及右岸岸坡工程江桂联营体中标承建(江南水电工程公司广西水电工程局联营体)
3.大坝工程七局八局葛洲坝联营体中标承建(水电七局水电八局葛洲坝集团有限公司联营体)
4.地下厂房工程1478联营体中标承建(水电第十四工程局水电第七工程局水电第八工程局联营体)
5.升船机工程待招标
6.大法坪砂石系统工程葛桂联营体中标承建(葛洲坝集团有限公司广西水电工程局联营体)
7.水轮发电机组及附属设备制造水轮机有东方电气集团中标制造发电机有哈尔滨电机有限责任公司中标制造
8.大坝及引水系发电系统金属结构及机电设备制造待招标
9.升船机设备制造待招标
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。
湘江长沙综合枢纽工程为梯级水库,是湘江干流航道发展规划之一,正常蓄水位为29.7m,库容为6.75亿m3,船闸设计通航船舶吨级为2000t,电站装机为57MW。湘江水量较为充沛,径流年际变化较大,而且年内分布不均,在枢纽工程河段年内水位变化幅度达14m。枢纽河段属于平原河流,河面较为宽广,河道略微弯曲,河流比降相对较小。
2枢纽布置方案
2.1枢纽平面布置方案
此工程枢纽布置,主要包括船闸(2000t级)、泄洪闸、水电站、鱼道等,为Ⅰ级工程,水工建筑物设计洪水标准为100a一遇、校核洪水标准为500a一遇。工程枢纽正常蓄水位与死水位为29.70m,对于船闸设计,按照20a一遇洪水位,来设计高水位,流量为21900m3/s,低水位按照P=98%水位来设计。船闸设置在蔡家洲左汊左侧岸边,电站设置在左汊右侧洲边,按照从左到右的顺序,来布设建筑物工程,包括双线船闸、排污槽、主泄水闸等,具体如图1所示。
2.2枢纽平面布置特点
2.2.1枢纽泄流能力强
水利水电工程枢纽泄流能力和工程坝址有直接关系,尤其是坝址河势与地形地貌等。此布置方案中,船闸上游引航道与导流堤设置位置为原左汊河道区域内的回流区,设置导流堤,能够有效的调顺水流,确保枢纽工程的泄流能力。按照100a一遇洪水标准,进行水工模拟试验,获得的壅高值为0.1m,泄洪能力较好[1]。
2.2.2通航条件较好
此枢纽工程坝址下游2km区域左岸存在支流沩水河,与湘江相汇,河宽为180m,2a一遇洪水流量为1580m3/s,10a一遇洪水流量为2750m3/s,20a一遇洪水流量为3350m3/s,出流和船闸连接段的航道交角为30°。此布置方案船闸通航条件试验结果表明,因为船闸上游引航道口门区和连接段缓流区,通航水流条件可以达到设计要求,干流流量Q干为19700m3/s时,纵向最大流速值为1.76m/s,横向最大流速值为0.28m/s,回流最大流速值为0.2m/s。干流流量为21900m3/s时,纵向最大流速值为1.79m/s,横向最大流速值为0.3m/s,回流最大流速值为0.25m/s。就下游引航道口门区和连接段航道来说,当湘江干流和支流沩水为正常遭遇时,若Q干<13500m3/s,可以满足船舶航行要求。若13500m3/s≤Q干≤21900m3/s,受到导流堤的影响,口门区域右侧航道内部横流较大,可以在左侧航线单线行驶。原方案存在导流堤堤头挑流明显与斜流大等问题,进行布置方案优化,改变船闸挑流堤平面型式,设置立式导流堤等,使得航道通航能力得以全面提升[2]。
2.3枢纽布置设计要点
结合长沙综合枢纽设置的位置,结合自然条件,在左汊主河道区域内来布置电站与船闸,从枢纽泄流能力与船闸通航条件等方面综合分析,将船闸设置在此侧,能够起到不错的效果。此梯级综合枢纽工程建设后,主要功能为发电、航运等,因此在设计时,要坚持确保船闸通航条件的原则,以及泄水闸泄洪能力的原则。当枢纽坝址所处的位置左右两汊道分流比相差较大,而且河底高程相差较大,为了能够确保枢纽工程的通航效果与发电效益,将船闸与电站等建筑物,给布置在主汊河道。为了保证枢纽工程下游河床的稳定性,在布置泄水闸孔时,最好能保证工程建设前后的分流比变化不大。若河流的含沙量较小,在主河道内顺河,来设置船闸引航道时,尽量把船闸设置在流速相对较小的河岸侧,以便发挥枢纽工程的泄流作用,确保船闸通航效果[3]。
3水利水电工程枢纽总体布置三维设计
3.1三维地形建模
基于布尔运算,进行后期三维模型设计,需要构建三维模型。借助三维设计技术,能够为水利水电工程枢纽总体布置,提供极大的便利。三维地形模型构建是基础,需要确保精度的准确性。通常水利水电枢纽工程布置区域较大,覆盖面较广,数据存储量大,会影响到三维地形模型构建的效果。基于此,在构建时,需要确保等高线精度,以确保建模的效果。
3.2枢纽布置模型设计
在进行水利水电工程枢纽布置设计时,对于大坝与电站厂房等,可以按照相关标准规范,来设计三维模型,采取参数化或者模板化方法来建模。利用CATIA软件,融合骨架设计思想,构建枢纽工程建筑物模型,进行数据转化,将数据信息导入到3D软件中,进行枢纽布置,也可以和施工总布置相互联合。利用3D设计技术,能够为水利水电工程枢纽布置设计,提供新的设计方法,能够极大程度上提升工作效率,降低设计误差。利用大数据信息与信息技术,来进行仿真模拟试验,可以及时优化设计缺陷,确保水利水电工程枢纽布置的合理性与科学性。
4结束语
水利水电工程枢纽布置设计,要从枢纽使用的功能分析,严格按照设计要求,把握布置设计原则,结合工程实际,做好充分的调查工作,制定不同的布置方案,做好对比分析,选择最为合适的布置方案,以确保工程建设的质量。
作者:喻尚伟 单位:长沙市水利水电勘测设计院
参考文献
[1]陈雷,宾洪祥,别大鹏,李文峰,姚晓敏.碾盘山水利水电工程枢纽布置设计[J].水利水电技术,2016(08):1~4.
黄河沙坡头水利枢纽工程为国家2000年西部大开发十大项目之一,位于宁夏回族自治区中卫县境内,其上游12.1km为拟建的大柳树水利枢纽,下游122km为已建成的青铜峡水利枢纽。工程区距自治区首府银川市200km,距中卫县城20km。地处黄河上游干流上,南依香山山脉北麓,北邻腾格里沙漠南缘,是一座以灌溉、发电为主的综合利用水利枢纽工程。
该枢纽由主坝和副坝两部分组成,其中主坝为混凝土闸坝,最大坝高37.8m,坝长338.45m,坝顶高程1242.6m;副坝位于黄河左岸阶地上,为土石坝,最大坝高15.1m,坝长529.2m。水库正常蓄水位1240.5m,总库容0.26亿m3,总装机容量12.03万kW,多年年平均发电量6.06亿kW·h,设计灌溉面积87.7万亩。
2物探任务与要求
黄河沙坡头水利枢纽工程的物探工作始于1996年,至2003年底全部结束。期间历经了可行性研究阶段、初步设计阶段和技施设计阶段。各阶段工作时间及任务要求如下:
⑴可行性研究阶段物探工作于1996年进行,主要任务是通过岩体波速测试和声波测井,划分岩性并了解岩体动弹性参数。
⑵初步设计阶段物探工作于2000年进行,物探任务与要求为:
①通过声波测井取得主坝坝基、交通桥基础岩体结构、软硬岩体分布规律,了解孔内软弱夹层、构造破碎带分布情况,以便验证和补充钻探资料。
②测定岩体的纵、横波速度,并求得泊松比、动弹性模量等参数。为坝基岩体质量评价提供依据。
③通过综合物探方法查明副坝坝基地层结构及古河道分布情况。
④查明导流明渠、交通桥地层结构及古渠道分布情况。
⑤通过对灌浆前、后岩体波速测试,评价灌浆试验效果。
⑶技施设计阶段物探工作于2002~2003年进行,物探任务与要求为:
①通过对坝基岩体进行地震波测试,了解基础岩体的弹性波参数,为工程基础岩体评价、验收提供依据。
②对固结灌浆的基础岩体进行声波检测,通过灌浆前、后岩体波速的变化情况,评价固结灌浆效果。
③通过对坝基混凝土垫层进行回弹检测,了解并查明混凝土垫层与基岩面的胶结状况。
3地形及地质简况
3.1地形地貌
坝址区内地势南西高而北东低,相对高差500~1000m。黄河自西向东流经坝址区,河谷呈不对称“U”形谷。坝址左岸地势相对平坦,为黄河Ⅰ级阶地,岸边有美利渠与黄河平行展布;右岸为香山山脉北麓,岸边有羚羊角渠与黄河平行展布,羚羊角渠南侧地形较陡,且冲沟发育。
3.2地质简况
坝址区附近有石炭系、第三系、第四系地层发育。
主坝坝基为石炭系下统前黑山组(C1q)、臭牛沟组(C1c)、中统靖远组(C2j)和第三系上新统临夏组(N2l)地层。坝区位于窑上复式倒转向斜的正常翼,岩层遭受构造破坏剧烈,层间挤压带、小型褶皱、揉皱,小断层以及节理、劈理发育,泥岩呈大小不等的菱形块体,炭质页岩则呈鳞片状,并具有失水干裂解体,再遇水泥化的特点,使坝基岩体成为典型的极软岩。岩层沿走向和倾向均呈舒缓波状,总体产状:走向NE45°~EW,倾向SE或S,倾角33°~70°。
副坝、导流明渠、交通桥及水源地部位分布着厚层第四系松散堆积物,表层为风积砂,深部则为厚层砂砾石层;基岩为第三系上新统临夏组(N2l)的棕红色、紫红色砂质粘土岩,局部夹有砾岩。
4物探方法与技术
根据不同勘查阶段的任务要求,物探主要开展了声波法、地震波法、地质雷达法、电阻率法工作。具体方法有:单孔声波测井、声波对穿、地震波相遇法、地震波CT、瑞利面波法、高密度电阻率法、地质雷达等。
⑴声波法:包括单孔声波和声波对穿。它是弹性波测试方法之一,其理论基础建立在固体介质中弹性波的传播特性上,采用频率主要为1k~30kHz和50k~1000kHz两个频段。该方法以人工激振的方法向介质发射声波,在一定距离上接收受介质物理特性调制后的声波,通过观测和分析声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等参数解决工程问题。本工程使用仪器为SD—1型声波检测仪,单孔声波由下而上逐点测试,点距为0.2m。声波对穿由下而上水平同步逐点测试,点距为0.1m。
⑵地震波法:包括地震波相遇法、地震波CT和面波法。其理论基础与声波法相同,采用频率范围为1~n×100Hz。该方法利用人工激发的地震波在弹性性质不同的地层内传播规律,研究与岩土工程有关的地质、构造和岩土体的物理力学特性,可对工程场地和人工建筑物的适应性进行评价。本工程使用仪器为R24型工程地震仪,地震波相遇法采用4~12道接收,检波点间距1.0m。地震波CT采用二边对比观测系统,激发点间距1.0m,接收点间距2.0m。面波法采用双边激发,12道接收,检波点间距2.0m。
⑶高密度电法:以岩土体的电性特征为基础,通过仪器观测和分析研究即可取得地下地质结构的变化规律,以此解决岩土工程问题。本工程使用仪器为WDJD-1型多功能电测仪,选用温纳尔装置,基本点距为2~3m,电极隔离系数为9~16。
⑷地质雷达法:通过地面的发射天线(T)向地下发射高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫),当它遇到地下地质体或介质分界面时发生反射,并返回地面,被放置在地表的接收天线(R)接收,并由主机记录下来,形成雷达剖面图。由于电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。因此,根据接收到的电磁波特征,既波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度、频率和波形等,通过雷达图像的处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。本工程使用仪器为RAMAC/GPR雷达系统,实测采用剖面法,且收发天线的连线方向与测线方向平行,分别选用主频50MHz和250MHz两种天线进行测试,记录点距0.2~0.5m。
5物探成果概述
在可行性研究阶段、初步设计阶段、技施设计阶段共提交物探测试成果报告7份,取得了一定的技术效果。
5.1可行性研究阶段
通过对坝址区附近的钻孔声波测试和右岸PD01平硐硐壁岩体的地震波测试初步掌握了坝基岩体的弹性特征及不同岩性岩体的波速分布的基本规律。主要成果为:
⑴钻孔内基岩岩体波速主要受岩性控制:第三系上新统临夏组砂质粘土岩的波速均值为2100m/s,而砾岩、砂砾岩的波速均值为2900m/s;石炭系下统泥岩、炭质页岩的波速均值为2560m/s,泥质灰岩、砂岩的波速均值为3500m/s,灰岩的波速均值为4000m/s。
⑵PD01平硐岩性主要是石炭系泥岩、页岩等,岩体裂隙发育,实测岩体弹性参数为:纵波速度1500~2500m/s,横波速度520~1200m/s,动弹性模量1.69~8.10GPa,表明该平硐岩体强度较低。
⑶断层破碎带与泥岩、炭质页岩等低波速岩体间无明显的波速差异,而与灰岩、砂岩等高波速岩体间的波速差异明显。
⑷该坝址所测岩体波速与岩体风化分带的关系不甚明显。
5.2初步设计阶段
5.2.1地层结构
利用地质雷达、高密度电阻率法、瑞利面波法等综合物探方法,并结合钻孔资料,基本查明了导流明渠、副坝、交通桥、水源地的地层结构以及古渠道、古河道的分布规律。主要成果如下:
⑴导流明渠、副坝、交通桥、水源地的地层可分为三层结构。表层主要由风积砂等第四系松散堆积物组成,局部出现薄层耕植土,层厚1~12m,电阻率一般为500~1200Ω·m,面波速度一般为150~200m/s;中部岩性为砂卵砾石,层厚8~26m,电阻率一般为200~500Ω·m,面波速度一般为200~350m/s;下部为基岩,岩性为第三系砂质粘土岩,该层作为坝基岩体,层厚大于500m,电阻率一般为80~200Ω·m,面波速度一般为450~650m/s。
⑵古渠道主要分布在美利渠北侧,在平面上共有三条展布,主要规律为:位于导流明渠进水口附近为一条;交通桥上游20m至主坝下游100m之间分为三条;主坝下游100m处至导流明渠出水口附近,最北侧的两条古渠道合并为一条,而邻近美利渠的那条古渠道与美利渠平行向下游继续延伸。由于这些古渠道都由粉细砂充填,所以物探异常解释的渠底深度一般为5~10m(古渠道附近正常沉积地层的表层风积砂厚度较薄,一般小于3m)。
⑶古河道主要分布在左岸副坝区,其最大深度不小于30m。上覆地层为砂卵砾石,层厚10~30m,且由导流明渠往北逐渐变厚,下伏基岩为第三系砂质粘土岩。
5.2.2声波测井
通过对钻孔岩体的声波测试,较全面地查明了坝址区内不同岩体的声波变化规律:
⑴第三系(N2l)地层中,砂质粘土岩的岩体纵波平均速度为2120m/s,动弹性模量平均值6.37GPa;砾岩的岩体纵波平均速度为2400m/s,动弹性模量平均值为9.66GPa。
⑵石炭系(C)地层中,泥岩、页岩、炭质页岩、灰质泥岩、泥质粉砂岩、长石石英砂岩等岩体的纵波平均速度为2130~2410m/s,动弹性模量平均值为6.78~12.96GPa;泥质灰岩、灰岩、砂岩等岩体的纵波平均速度为3020~3690m/s,动弹性模量平均值为16.70~28.93GPa。
⑶断层破碎带的纵波平均速度为2150m/s,动弹性模量平均值为6.91GPa。
5.2.3岩体地震波测试
通过分析右岸PD02平硐硐壁岩体和左岸02#静载荷试验场地的地震波测试成果,得出下列基本结论:
⑴岩体弹性波参数均相对较低,纵波速度一般为1000~2500m/s,岩体动弹性模量一般为1.1~9.6GPa。
⑵岩体泊松比(μ)与岩体纵波速度(Vp)具有较好的相关性,相关关系为:
μ=0.4629-0.00006Vp;相关系数R=0.97………………………(1)
⑶岩体纵波速度各向异性差异不显著,各向异性系数一般小于1.2。
⑷受开挖扰动卸荷的影响,在垂直方向上岩体具有两层速度结构,表层地震纵波速度仅为400m/s,埋深约为0.6~0.7m。
5.2.4右岸灌浆试验检测
综合分析灌浆前后岩体的声波和地震波测试结果可知:
⑴坝基岩体具有一定的可灌性,灌浆后岩体强度得到一定的改善。
⑵地震波CT测试效果优于单孔声波测井的测试效果,既跨孔透射法优于单孔声波测井。
⑶地震波CT测试,更能客观地评价灌浆试验的灌浆效果。灌浆前后整体波速提高率一般为5~12%。
5.3技施设计阶段
5.3.1坝基岩体地震波测试
为提供枢纽工程坝基建基面岩体弹性波参数的建议值,我单位于坝基开挖工作前期,在拟开挖的坝基岩体上,模拟现场施工条件,进行了坝基岩体地震波测试的试验工作。总结出了不同开挖方式对坝基岩体扰动的影响程度、原状岩体经开挖暴露后纵波速度随时间的变化规律、物探工作的测试方法、测试时机及坝基岩体的开挖方式,并提交了建基面岩体波速验收标准的建议值。
在坝基开挖施工期间,采用试验时确定的测试方法——地震波相遇时距曲线观测系统,以基岩面岩体基本未扰动为原则,在人工撬挖的保护层上进行了大量的地震波测试工作。测线总长度累计15967m。取得了丰富的坝基岩体的弹性波参数,为坝基岩体的评价、验收提供了定量指标。坝基岩体地震纵波速度的变化规律基本上反映了坝基岩体分布的规律。
5.3.2安装间、北干电站、河床电站、隔墩坝基础岩体固结灌浆声波检测
根据初设阶段灌浆试验的检测成果,并结合灌浆区内岩体亲水性强的特点,确定了坝基岩体固结灌浆物探检测采用钻孔声波透射法进行。
通过分析安装间~隔墩坝的17对钻孔灌浆前后声波透射的测试结果表明,杂色泥岩、灰质泥岩灌浆后的波速总体平均提高率为6.3%,此结果与初设阶段的测试结果基本一致;砂岩条带灌浆后波速总体平均提高率为10.1%,说明砂岩条带的灌浆效果相对较显著。
5.2.3坝基岩体混凝土垫层回弹检测
坝基岩体混凝土垫层回弹检测的目的是了解并查明混凝土垫层与基岩面的胶结状况。回弹仪主要用于检测混凝土强度,该工程中使用回弹仪(型号为HT—3000)检测混凝土垫层与基岩面的胶结状况是其应用范围的拓展。检测的基本原理如下:
当混凝土垫层与基岩胶结紧密或胶结良好时,混凝土与坝基岩体形成一个整体,此时在混凝土表面测试的回弹值应为混凝土强度的真实反映;当混凝土垫层与基岩之间胶结不良或胶结面出现架空时,由于混凝土的约束力降低而使回弹时产生颤动,造成回弹能量损失,从而导致在混凝土表面测试的回弹值低于正常混凝土强度的真实回弹值。由此,可根据实测混凝土表面回弹值的变化规律,来定性地判断混凝土垫层与基岩的胶结状况。
参照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23—2001)及回弹仪的率定结果并结合工程实际情况,C20混凝土(龄期大于28天)的实测回弹平均值应不小于25.0。而实测回弹平均值小于25.0的测区是由于混凝土垫层与基岩间胶结不良或脱空所至。检测结果表明:
基础岩体为杂色泥岩、灰质泥岩的坝段,实测回弹平均值小于25.0的测区约占测区总数的28.0%。说明混凝土垫层与基岩间脱空现象较明显;而在南干电站,基础岩体主要为砂岩。实测回弹平均值小于25.0的测区仅占该部位测区总数的3.8%,说明混凝土垫层与砂岩的胶结状况相对较好。
6总结
可行性研究阶段、初步设计阶段的物探成果在技施设计阶段均得到验证,如5.2.1中的地层结构空间变化规律已在基础开挖后得到证实,其开挖结果与物探解释成果基本一致,取得了较好的应用效果,发挥了物探的应有作用。
纵观可行性研究阶段、初步设计阶段和技施设计阶段的物探成果及其工作量,黄河沙坡头水利枢纽坝址区的主要工程地质问题是建基岩体的质量问题,所以在工程建设的每个阶段都进行了大量的基础岩体弹性波测试,使得测试成果得到进一步加强。下面仅就坝基岩体的质量特征进行总结。
6.1坝基岩体弹性特征
⑴坝基岩体弹性波普遍偏低,主要是因为岩体主要由泥、页岩等泥质岩类组成,且岩体中破裂结构面发育,岩体破碎所致。
⑵实测坝基岩体地震纵波速度一般为1000~2500m/s,岩体动弹性模量一般为1.10~9.60GPa。岩体泊松比与岩体纵波速度具有较好的相关性,相关关系见(1)式。
⑶受岩石结构、微裂隙、劈理、层理发育影响,致使岩体波速值各向差异不显著。坝基岩体弹性波测试结果表明:杂色泥岩、薄层灰质泥岩、厚层灰质泥岩、炭质页岩、砂岩的平行地层走向和垂直地层走向的地震纵波速度比值分别为1.04、1.08、1.06、1.07、1.03。
⑷坝基岩体同一岩性的声波速度比地震波速度一般高约20%~40%。地震波主频约为n×100Hz,属低频范围,而声波主频约为10k~20kHz,属高频范围,虽然两者均属于弹性波的范畴,但由于两者的震源扰动机制、波源频率、测段长度的不同以及测试岩体具有的低通滤波作用的影响,使得同一岩性的声波速度高于地震波速度。
6.2坝基岩体卸荷特征
⑴爆破开挖、机械开挖对坝基岩体扰动明显。经爆破开挖和机械开挖后,表层的纵波速度一般为400~700m/s,影响深度为0.2~0.6m。
⑵原状岩体经开挖暴露后,纵波速度有随时间延长而降低的趋势,在11小时内纵波速度值下降5%左右。
⑶坝基边坡岩体较建基面岩体卸荷影响相对较大,一般边坡岩体地震纵波速度略低于建基面岩体地震纵波速度。如杂色泥岩、薄层灰质泥岩、厚层灰质泥岩边坡的实测地震纵波速度平均值分别为1430m/s、1380m/s、1840m/s,而其建基面的实测地震纵波速度平均值分别为1510m/s、1460m/s、1910m/s。
⑷开挖方式和暴露时间直接影响岩体卸荷程度和弹性波速,因此采取有效的开挖方式,减少对基础的扰动,并及时保护对工程来讲非常重要。
7体会
物探工作是各个设计阶段工程勘察的重要组成部分。随着我国水利水电事业的快速发展,类似工程今后可能还会遇到。通过黄河沙坡头水利枢纽的工程实践,颇有体会:
⑴要充分理解《规范》和《任务书》对每一勘探阶段所要求的精度和深度,扎实做好每一勘探阶段的基础工作。笔者认为,黄河沙坡头水利枢纽物探工作的布置、资料解释比较合理,起到了前期成果指导后期工作,后期成果补充、验证前期工作的效果。
⑵努力提高自身的技术水平,加大物探新方法、新技术的投入。如在重要坝段或地质条件复杂坝段,进行地震波CT测试,这样既可加强技术效果,又可提高经济效益。
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