时间:2023-03-16 17:31:41
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边坡稳定问题是水利水利和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。
一、混凝土抗滑结构结构的应用
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。
二、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。
三、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
很多水电站施工现场对施工供电的重视程度往往停留在口头和书面资料上,对其真正的重要性认识很浅薄,认为施工供电系统是辅助生产系统,只要电量能基本满足施工即可。其实不然,为让大家了解大型水电站施工供电的重要性,下面列举几个实例进行说明。二滩水电站建设过程中曾发生一起大坝混凝土浇筑冷却系统特种变压器故障的事件,由于没有备用变压器,为减少损失,业主动用了伊尔-76大型运输机从北京特种变压器厂“抢”了1台变压器到现场,大坝混凝土浇筑前后停了5d,由此产生的直接费用(停工损失、变压器运输费用及间接费用(工期损失已远远超出变压器本体价格。长河坝大坝防渗墙灌浆时,由石造成供电线路瘫痪,设备失电造成正在钻孔的钻头无法拔出,灌浆管路浆液凝固在管内,导致这批进口钻头全部报废,给业主和施工方均造成巨大损失。黄金坪在大坝基坑清理时正值汛期,一次突然的停电,造成基坑水泵及各种施工机械设备全部被水淹没,险些引发重大安全事故,事故停电只30min,却造成了重大损失。
1.2大型水电站施工供电负荷都很重
从上面的数据看出目前已建和在建的大型水利水电工程的施工供电负荷,都呈现负荷重的特点,其规模不逊于城市用电量。
1.3大型水电站施工供电电压等级高
一般大型水电站施工区面积达几十平方公里,工程浩大,作业点多、面广,且负荷较重。为保证电能质量需要进行高电压输送,这是导致施工供电电压等级高的直接原因。如三峡工程施工主供电源和备用电源额定电压分别是220kV和110kV,下设35kV变电系统和6kV供电网络;锦屏一级电站建设现场规划设计有子耳河110kV线路和两回110kV磨锦线;锦屏二级规划有110kV磨泸线、110kV联松线和来自磨房沟的110kV线路;长河坝水电站现场规划有35kV金长Ⅰ回、35kV金长Ⅱ回和35kV长江线,并下设6条10kV供电主线;黄金坪规划有甘孜州州网110kV供电线路一回,35KV黄江线一回,下设5条10kV供电主线。可见在这些大型水利水电工程现场,施工供电的电压等级都是万伏级的。
1.4大型水电站施工供电网络复杂
大型水利枢纽工程主要包括大坝系统、导流泄洪系统、引水发电系统三大系统。每个电站的枢纽布置都不尽相同,同时巨大的库区带来延伸几时公里的复建公路,这些分散的作业面决定了大型水利水电工程供电网络的复杂性。如三峡工程6kV配电变压器200多台套,6kV架空线路约125km,供电网络十分复杂;长河坝与黄金坪为相邻的梯级电站,其施工供电线路相互延伸,10kV输电线路共计11条,长约90km,35kV输电线路4条,长约30km,供电网络呈树枝状发散分布。
2存在的问题
大型水利水电工程施工供电系统与传统施工供电系统相比,因为它的重要性高、负荷大、电压等级高和供电网络复杂,若仍以以往的传统供电模式运转会产生较多的困难。总结以往参与施工供电管理工作的经验,借鉴其他大型水利工程用电管理模式,认为普遍存在如下问题:1施工供电负荷重、变化频繁、变化幅度大,电压波动不易控制。施工供电系统负荷受工程进度的影响,一般在施工初期、末期用电较少,中期用电量多。1d之内,白天用电多,晚间用电少,峰谷差较大。加之很多水电工程在经济不发达的山区,外部电网和施工区内部电网抵抗故障能力差,且自然环境恶劣,极端气候和地质灾害时有发生。施工区供电线路长,电压压降大。电网故障及大负荷的投、切,均易引起电压大幅波动。2施工供电系统负荷分布离散,线路和设备故障率高。水利水电施工现场多为大山深处,沿河道进行布置,工程结构复杂、作业面多,工区范围半径长达几十公里,受这些因素影响,施工供电线路多为树枝状分散布置。同时由于作业面随施工进度不停在增减变迁,加上高边坡开挖、区域爆破和地方公共设施影响等多方原因,造成施工供电支线不断地改迁和增加。随着工程进展,多年之后施工现场供电网络变得分散复杂,在自然灾害(泥石流、飞石、大风、雷雨等和施工措施不当(爆破、短路等情况下,使得供电线路故障率大大增加。而终端用电设备这方面因为工区灰尘大,空气污秽度高,供用电设备露天安放,绝缘降低,使工区设备的故障率平均比城市电网高,还有一部分设备使用在阴暗潮湿的隧道内,加上防护措施不当也极易发生故障。且施工单位为节省成本,使用的供配电设备往往采用低标准设备或三无产品,有些供用电设备维护不当、超期服役,造成故障率居高不下。3施工供电系统临时性设备多,线路变更频繁。一般大型水电站的建设周期在10年左右,随着工程的进展,施工作业面交替开工,供、用电设备经常移位,线路架设、拆除频繁。从控制成本角度考虑,施工用电单位采用的临时性设备较多。由于临时用电线路拆除成本高,考虑地理环境多为高山陡坡,很多施工用电单位在局部工程完成进行设备清场时都不愿意拆除废旧线路,这些失去维护的不规范线路随时会爆发连锁的安全问题。4施工供电系统备用电源不足,超半径供电。由于大型水电站的建设基本在深山峡谷中,各施工作业面基本上是沿河的左、右岸铺开。加上受其他供电网络输电线路走廊影响,施工供电走廊有限,变电站的选址和出线布置又受地形、施工的影响,线路架设困难,大多采取单电源辐射形式供电,合环点少,备用电源不足,有些负荷超半径供电。特别是电站复建的省道或国道施工,其最远施工点与电站枢纽区相聚几十公里。例如长河坝S211复建公路长约35km,而施工供电电压等级为10kV,已远远超出供电范围半径,导致末端电能质量极差。5功率因素普遍偏低。水利水电施工用电设备中动力设备占绝大多数,均为感性负荷,导致施工供电网络功率因数偏低。施工区中的用电设备多为大功率电动机,工作时段集中,功率因数控制困难,不仅增加供电线路的损失,降低电压质量,同时也降低了工区供电设备的有效利用率,增加了工程成本。严重时还会造成用电设备烧毁,受到地方供电电网的经济处罚。6“外行”管理,隐患较多。水电工程施工用电单位众多,队伍参差不齐,且前期多为土建单位,在用电管理上存在专业薄弱问题,且责任心不强。水电站施工单位流动性大,人员更换频繁,真正取得《电工进网作业许可证》的“电工”很少,缺乏专业基础知识,不仅对自身所辖范围不熟悉,对电网调度系统也是异常陌生,规章制度的执行落实不到位,甚至抗拒执行工区供电系统调度命令,在线路或设备发生故障后,巡查不到位或误报、瞒报,拖延了事故处理时间,有时甚至扩大了事故范围,给人身安全带来极大的威胁。同时施工单位的主要精力放在主体工程施工任务上,对供用电等辅助生产系统的重要性认识不够,投入的资金、人员不足,安全意识淡薄,管理松懈,施工单位往往只在业主供电管理的部门办好报装手续,将供电电源终端建好,其他的事就依靠施工单位的“电工”完成。没有认真严肃地进行用电技术措施、安全措施、管理措施等施工组织设计工作,至于安全工器具,则是因陋就简。很多施工单位根本没有执行建设部JGG46—88《施工现场临时用电安全技术规范》,试验设备基本没有,甚至弄虚作假,严重影响了电网的安全运行。常见的不合格用电例如:施工方架设线路不规范,变压器、避雷器、断路器、线路等未进行验收试验和年度试验。设备安装也不规范,现场电缆泡水泡油、设备护栏高度不够、安全距离不够、标识警示牌没有、设备接地不可靠等,存在极大的安全隐患。7施工供电系统通讯不畅,应急反应慢。一般水电站的建设都是在经济不发达地区,基础设施较差,特别是通讯系统很不可靠。因地处山区,信号覆盖面不全,各种电网信息不能及时、准确汇集到调度员处,调度指令也不能顺利传达;另一方面施工单位的用电负责人无固定值班点,人员频繁更换又不及时通报,并且通讯手段配置单一,施工供电系统调度员指令下达时往往找不到接令人。这些都对负荷调整、电网操作、事故处理造成严重影响,延误最佳的处理时间,造成供电质量下降,甚至扩大停电范围。
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。
二、水利水电工程基础建筑灌浆施工控制的有效措施
(1)工程费用控制措施。
基础灌浆施工费用控制的最终目标是做到净效益最大化,尽可能的降低是灌浆施工和其他工序的费用,同时尽可能的降低负效益。因此,应该根据施工现场的具体状况以及自然规律,综合考虑施工控制工艺以及方法,对整个灌浆系统进行合理的设计,同时结合最优化原则,尽可能的减少负效益,寻找最理想的运用方法,有效的控制工程费用。
(2)环境效益控制措施。
水利水电工程的环境效益控制措施应该重点考虑以下几种因素:控制生产和生活污染物、有害气体、施工飘尘、污染带等的排放,防止对地下水、环境等造成影响;控制施工机械、爆破、运输等机械的噪声,避免对周边居民造成影响;在施工的过程中应该尽可能少的破坏周边植被景观,同时还应该考虑水利水电工程建成后长期对邻近建筑以及人类健康造成的影响。
(3)质量控制措施。
灌浆质量要素包括灌入能力、强度以及可塑性,质量控制目标应该根据水利水电工程的性质以及设计施工要求而定,控制措施主要表现为:首先,根据吸渗反应定理、劈裂判别定理、劈裂定向定理等制定相应的质量控制目标;其次,根据制定的质量控制目标选择合适的灌浆材料,然后预测与协调材料性质、地质条件以及施工技术三者的关系;再者,当灌浆施工结束之后的28天内,重视后期的养护工作,全面的重视施工过程的质量控制,认真的做好压水试验,试验结果表明施工质量合格之后才算过关。
法国工程师Darcy经过渗透实践验证,渗流量q不只同截面面积a成正比例,还与水头耗损(h1-h2)正比,与渗径尺寸l成反比,带入土粒构造与流体特性的定性常数k。
1.2渗流连续方程
渗流连续方程通常以质量守恒定律为基础,考虑可压缩土体的渗流加以引证,即渗流场中水在某一单元体内的增减速率等于进出该单元体流量速率之差。对于每一个流动的过程而言,皆是在特定的空间流场之中发生的,沿着其边界发挥支配功能的条件,成为边界条件。在开始进行研究的时候,在流场之内,流动的状态与其支配条件,成为初始条件。边界条件与初始条件合称定解条件。定解条件普遍是由室外测量数据或实验得出的,其对流动过程有着决定性功用。找寻某个函数(假如水头),让其在微分方程的条件下,又可以适应定解条件的便可认为是定解问题。
2渗流计算
2.1计算目的
坝体(堤身)浸润线的位置。渗透压力、水力坡降和流速。通过坝体(堤身)或坝(堤)基的渗流量。坝体(堤身)整体和局部渗流稳定性分析。
2.2渗流计算的主要方法
渗流计算求解方法一般可分为以下四种类型。流体力学的解决方案:是一个严谨的解决方案,在边界条件符合定解时,能够算出渗流场中随便一点的值。然而,解答的过程十分繁杂,并且适用范围窄,在现实运用上受到很多的制约。水力学的解决方案:这种解法跟流体力学的解法有点相似。就是根据某种假设,针对某种特殊的边界条件的进行的流体力学计算。同样在实际工程应用上受到较多的制约。模拟测试:根据以上那二种方式的劣势,对于现实中的项目,原本常常经过水力学模拟测试来解答渗流问题。数值模拟计算分析:通过计算机,在确定物理模型的情况下,第一步要求建立一个数学模型,然后利用相关模型对于具体问题进行求解,这有时也称为数值法,包括有限差分法和有限元法。现在,以上这些渗流的计算手段里面水力学求解与有限元法在水利工程里面经常使用。
3水力学解法在水利水电工程上的运用
对于上述问题利用水力学的方法进行求解,也就是利用流体力学的计算方法,进行一些边界条件的假设基础上进行,根据相关流体力学的要求,对于实际工况进行简化处理,还包括底层的渗透系数的简化处理等。考虑渗透系数差距在5倍以内的邻接薄质土壤层可以算作一层,将加权均衡的渗透系数当作计算的根据。两层土质构成的地基,当下面土壤层的渗透系数小于表层土壤层的渗透系数100倍或更高时,可以把第二层土壤层看作是不渗透水层;上层土壤层看作为弱透水层的情况下,就可按照两层地基来进行计算。当直接与堤坝地基相连的地基土壤的渗透系数比堤坝的本身的渗透系数大于等于100倍时,可以确认为堤坝本身不渗水,只对堤坝地基根据有压力水流进行渗透计算,堤坝本身浸润线的地方可以依据地基里面的压力水头来认定。
4有限元解法在水利水电工程上的运用
4.1数学模型的选取
从现在的应用探究状况看来,大概分为这几种计算形式:布辛内斯克方程式,拉普拉斯方程式,固结方程式,扩散方程式。上述不同的计算数学模型均含有它一定的适合环境,通过四种模型的计算对比可以总结为:大多数泥土和石子结构坝体与地基的不稳固渗流问题,都可以运用固结方程加流量补给条件的自由边界和相对应的初始条件和边界条件算出流场的分布,比较符合实际;对于固结完好再不进行压缩处理的土石筑坝的不稳定渗流问题,可以运用拉氏方程加流量补给条件的自由边界计算。实际上拉氏方程只是固结方程的一个特定解。
4.2有限元计算程序
当前,计算渗流有限元的方法有很多,即使它们都有自己的缺陷,但是在输入时都要注意边界条件。计算有限元渗流的方法除了有二维之外还有三维,当然还有专门针对岩体裂隙的计算方法。
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
2、预裂、光面爆破技术的具体应用
预裂爆破技术是指水利水电工程开挖施工中沿着设计开挖的轮廓线密集的打孔,并将少量主要装入到打好的孔洞中来将其炸出裂缝,该种爆破技术在具体应用中最大的作用在于避免爆破区的爆破对周围岩体或建筑物产生破坏,所以对于水利水电工程来说预裂爆破技术是一项十分重要的施工技术。光面爆破技术是指沿着开挖轮廓线布置间距相对较小的平行炮孔,并且在打好的爆孔中装入少量的不耦合炸药后进行引爆,而该种爆破技术主要适用于水利水电工程隧道的爆破施工,这样既可以确保施工设计方案中需要炸除的岩石可以通过该种爆破技术完成施工,同时也可以避免在其轮廓线以外的围岩结构受到明显破坏,并且可以在围岩面留下半个较为清晰的孔痕。20世纪70年代,预裂爆破技术与光面爆破技术在我国葛洲坝水利枢纽工程中的应用取得成功,自此后这两种较为先进的爆破技术开始被广泛应用于水利水电工程领域,尤其是当代水电站主体工程边坡与隧道的爆破施工中均采用上述两种爆破技术,这也使我国水利水电工程领域的爆破技术处于世界领先地位。预裂爆破技术与光面爆破技术在具体应用中可以对开挖面的超挖和欠挖等现象进行有效控制,并且可以确保其爆破施工中不会对边坡和围岩的稳定性产生影响,正是因为上述两种爆破技术的诸多优点使其被应用于三峡永久船闸的开挖爆破施工中,并且使三峡大坝永久船闸中形成了良好的保留壁面。
3、面板堆石坝级配料开采爆破技术的具体应用
水利水电工程中的面板堆石坝在施工中需要利用爆破技术来开采级配料,尤其是20世纪80年代以来面板堆石坝在水利水电工程领域的不断推广,很多中小型水电站在建设过程中都采用了面板堆石坝,所以施工单位需要通过开采爆破技术的应用,来获取面板堆石坝在施工中其坝体填筑过程中所需要的级配料。南盘江天生桥一级水电站便是典型的面板堆石坝,南盘江天生桥水电站的面板堆石坝在坝高和坝体方量等方面都处于世界前列,而我国第一高度的面板堆石坝———水布垭水电站也开始投入使用,所有面板堆石坝为主要坝型的水利水电工程在施工中,均要采用爆破法开采主堆石级配料来直接进行上坝填筑的施工技术,所以当前我国水利水电工程领域关于面板堆石坝级配料开采爆破技术的研究较为成熟,其基本可以满足我国各地区水利水电工程中面板堆石坝的施工要求,同时可以有效降低整个水利水电工程具体实施阶段的成本投入。
4、爆破技术在围堰拆除中的具体应用
现阶段大型水利水电工程具体实施阶段需要面临大量临时构筑物的拆除工作,对于围堰构筑物来说其利用机械拆除的方式需要浪费大量的时间与财力,所以施工单位一般都是采用爆破拆除的方式来完成围堰的拆除,这也使爆破技术成为围堰拆除施工中最为关键的技术之一。鉴于围堰爆破拆除在本质上属于典型的邻水爆破作业,所以爆破人员一般需要充分利用其顶面、非邻水面以及围堰内部廊道等无水区域进行钻爆作业,水利水电工程对于围堰爆破拆除施工中的要求是一次爆通成型,并要确保整个爆破作业中所产生的缺口要满足围堰泄水、进水的要求。再者,由于水利水电工程围堰区域附近有着多种已建成的水工建筑物,所以爆破人员在爆破拆除作业过程中要避免爆破作业对其产生破坏,只有这样才能确保爆破技术的应用可以满足水利水电工程的建设要求,我国已建成的葛洲坝大江围堰、三峡三期围堰等近30余座大型围堰构筑物,都是通过爆破技术的应用来完成其拆除作业,所以对于我国水利水电工程领域来说围堰爆破拆除技术已积累了大量经验。围堰爆破拆除技术具体应用中的重点是避免爆破作业对堰体周围的闸墩、闸门槽、闸门以及其他水工构筑物的完整性产生破坏,从而确保围堰爆破拆除作业结束后发电设备可以正常运行,所以施工单位一般会采用“高单耗、低单响”的设计思想来完成整个围堰的接力起爆系统设计,并且我国水利水电工程领域关于围堰爆破拆除作业,已形成了适用于各种建筑物的爆破振动安全控制标准体系,并且同时也具备了较为完善的防护飞石和水击波危害的技术体系。
5、岩塞爆破技术的具体应用
岩塞爆破技术是水利水电工程具体实施阶段的一种水下爆破形式,我国于20世纪70年代开始了岩塞爆破技术在水利水电工程领域的实践应用,其最开始被应用于引水、放空水库、灌溉、发电等通向水库或湖泊底部引水洞、放空洞的施工,岩塞爆破技术在具体应用中一般需要涉及到水库底部、隧洞末端的爆破作业,当洞内工程全部完成后施工单位可以采用岩塞爆破技术来炸除洞与水库的岩层。岩塞爆破技术在具体应用中具有不受库水位消长及季节因素的影响与限制,并且可以使水利水电工程在具体实施阶段不需要通过设置围堰构筑物来进行施工,再加上岩塞爆破技术在具体应用中的操作简单、成本低以及工作效率高等特点,所以使岩塞爆破技术在我国水利水电工程领域有着十分广泛的应用范围。丰满水库岩塞爆破是当前国内爆破规模最大的工程,岩塞爆破技术在具体应用中可以根据其装药方式,划分为峒室爆破和炮孔爆破等两个类型,按照爆碴处理方式可以划分为留碴爆破和泄碴爆破等两个类型,我国水利水电工程领域对于岩塞爆破技术在具体应用中的的起爆方式、爆破影响控制等方面积累了大量经验。
6、隧道掘进爆破技术的具体应用
对于水利水电工程施工来说其地下工程的开挖是最为重要的有机组成,所以在工程具体实施阶段其需要依次完成导流洞、引水洞、交通洞、试验平洞、灌浆洞、斜竖井以及地下厂房洞群的开挖施工,所以施工单位主要是采用钻爆法来完成隧道掘进施工,尤其是钻爆法在具体应用中具有开挖成本低、地质条件适应性强等特点。隧道掘进爆破作业过程中容易受到照明、通风、噪声以及滴水等多方面因素影响,所以对于隧道掘进爆破作业来说其作业难度相对较高,再加上水利水电工程隧道掘进施工中对爆破作业质量有着极高要求,所以施工单位在针对隧道掘进爆破作业中会充分利用围岩的自承力,并且要通过对整个隧道掘进爆破作业方式的优化调整,来确保其地下爆破作业不会对隧道围岩结构的完整性产生破坏。在达坂城高崖子干渠的隧洞施工中就采取了这一技术。
建立了一套完善的环境保护管理制度体系,包括环境保护管理办法、技术细则、奖惩细则、验收细则、考评细则等;工程监理、承包商根据工作内容建立内部环境保护管理制度。这些管理文件形成一套完整详尽的具有较强可操作性的管理文件体系,成为环境保护管理工作的有效运行载体,保证了环境保护管理工作的“有法可依”。
1.2管理工作制度
(1)会议制度。召开环境保护工作月例会,会上各参建单位汇报本月开展的环保工作、存在问题、下月工作计划等,环保中心通过影像资料直观通报本月环保工作存在的主要问题,提出限期整改要求。(2)巡视检查制度。采取定期巡查和不定期突击巡查相结合等形式,经常性开展工地现场巡查。巡查人员记录现场情况并采集影像资料。对于发现的问题,提出书面要求发至工程监理,由工程工程监理负责组织落实。(3)工作报告制度。通过工作报告全面、系统汇报环境保护工作。各参建单位向建设单位及时总结环境保护工作,形成报告并定期上报;建设单位根据有关要求向环境保护行政主管部门定期(每季度)上报环境保护工作报告。(4)定期检查与考核制度。环保中心定期组织环保联合大检查,并结合检查结果对工程监理、承包商进行考核,考核结果上建设单位,建设单位根据环保管理有关规定及考核结果做出奖励或处罚决定。(5)环保信息统计制度。环保中心组织开展环境保护信息(工程量和投资)统计工作。环保中心制定具体的信息统计要求,承包商按规定格式、规定时间向工程监理提交统计报表,经工程监理审核后报环保中心,环保中心负责统计信息的分析、汇总及存档。
1.3环保问题处理流程
依据环评报告书及其批复文件的有关规定,发现并及时处理施工过程中发现的环保违规、违约行为。环保问题按照图2所示流程来处理。
1.4环保宣传与培训
通过宣传教育培训,增强参建单位与广大工程建设者的环境保护意识和专业知识,有力促进环境保护工作的开展。教育培训内容包括法律法规、典型案例、环境问题和保护措施等。宣传教育形式主要包括标语标牌、环境日纪念活动、专家讲座、宣传片等。
2环境保护管理效果
以环境影响报告书及其批复文件为指导文件,设置各级环境保护管理机构,编制环境保护管理体系文件,制定环境保护管理工作制度,形成了一套完善的环境保护管理体系,环境保护管理在这套体系上顺畅运行,适时组织环境保护宣传教育和培训,提高了各参建单位的环保素质,环保措施按照“三同时”的要求逐条得到落实,有效的降低或消除了施工期环境的不利影响。
本文作者:刘敦煌 单位:长江科学院水力学研究所
在力学研究中,需要对建筑物在不同条件不同状态下进行系统的观察和测定,从原型数据中分析得到力学规律,这是最为可靠的方法。但是实际问题中,多数课题必须逆向研究,即根据力学相似原理预先在实验室,以适当的比例尺缩小建造模型以及配套的设备,完整准确地表现与原型成一定比例的力学现象,间接呈现原型建筑物状态和各种参数。因此,物理模型的设计制作是准确呈现原型数据的重要基础。通常物理模型的主要要素是几何形态、材料属性和运动规律等。基于传统的二维设计,采用二维设计软件以及机械制图与画法几何知识完成平面形状,然后再根据相关原理作分析计算才可完成。但在In-ventor软件设计里,首先定义模型材料的属性,然后在二维状态绘制平面形状,再转化为具有三维形式的立体形状零件,在作尺寸与公差标注的同时,也可即时修改零件外形。完成了全部零件后,接着进行装配设计,在装配设计过程中还可以对零件形状作逆向修改。最后根据选定的材料属性,得到物理参数,进行必要的强度刚度校核。在实际设计使用中,Inventor软件可以较快地绘制形状,设计者可以留有较多的时间考虑零部件功能、作用、关联等实质内容。而且在物理模型尚未建造之前,就可通过装配完成的虚拟模型,作预先的观察与评估。
葛洲坝水利水电枢纽大江排砂孔进水口底板高程为28m,其淹没水深约为38m。为了观察研究排砂孔进水口门底板的流态及砂砾运动规律,设计钢结构的支架带着水下摄像仪器安装到进水口门底板上,实时观察记录水下砂砾流动过程。设计的支架结构如图1所示,根据排砂孔进水口门以及水下观察部位结构,确定支架轮廓尺寸为8000mm×3000mm×1200mm(宽×高×长(水流方向))。用Inventor软件进行设计,选用圆形钢管并确定了其材料属性。由支架的作用要求与边界条件拟定各个构件的结构,进行构件几何设计和工艺造型,然后装配各构件成型,节点电弧焊连接,组成完整支架。进一步可以将焊缝的物理特性输出到电子表格,在实际制作中查询各个焊道的名称、类型、长度、面积等参数。最后还可根据构件受力状态,作应力与变形分析[2],在此基础上,修改构件与整体几何尺寸。在软件中将其模拟安装到进水口底板,在实际应用的部位观察边界及相关条件,确定几何尺寸与功能作用效果,最后完成设计,出图制造。在设计过程中,各个构件的质量以及支架整体质量等非几何数据同步在设计全过程中传递与共用。设计特点:①采用相同管径的钢管材料(管壁厚8mm)焊接成形;②支架上安装5台摄像仪器与照明设备,分别有多个自由度,根据流态作调整,覆盖需要观察的范围;③对支架设有位置限制构件和顶紧固定机构,水下安装与拆卸过程迅速可靠;④支架整体具有足够的自重,在动水条件下,工作稳定牢固;⑤结构形状影响水流流态最小。在葛洲坝水利水电枢纽现场使用表明,支架结构简洁实用,设计尺寸准确,仪器安装方便牢固可靠;摄像范围大,捕捉到全部信息。高效可靠的设计,是顺利进行水力学观测,取得数据,完成合同的重要技术支撑。
在工业与工程建设等行业,已广泛应用三维软件设计产品。Inventor三维软件设计功能强大,界面清晰,应用十分广泛,上述例子仅仅是三维软件工具最基本的应用。软件中的管路设计、线路设计等功能,同样也能在水利水电工程中有重要应用,如枢纽的监测仪器信号电缆以及压力管道埋设路径设计等。我们可以看到,设计的过程,就是策划、构想所设计对象的形状、装配、制造、使用等细节,将这样的设想变成可以实施的结果方案。可见创成式的设计,最重要的是设计者必须清楚地知道产品的作用与功能,并据此设计出它的结构、材质、运动等参数和最终形状。设计中的相关要素,在设计的全过程中要反复调整和配凑,是任何设计全过程中始终存在的动作,只有智能化的设计软件才会提供如此重要的功能。通过应用我们可以得到,设计就是模拟加工、模拟装配、模拟使用,这就是当今计算机辅助设计软件最具特色的功能和作用。用Inventor软件设计的过程中,一开始就以三维方式思考,完全进入三维模型中,从零件受力、运动和动力结果以及全部零件的关联,表达出优化设计后的全部物理参数,从而建立了充分而完整的设计数据库。以此为基础,进一步进行零件的应力分析、运动分析、装配干涉分析,最后给出正确率高的二维加工图和三维示意图,完成设计。因此对于创成式设计,三维设计功能较二维设计效率高,而且由此生成的外观色彩、动作仿真和动画演示,对完成设计任务以及争取市场合同都会产生更好的效果。在工程建设以及科学研究全过程中,用图形来表达成果是非常重要的形式。往往技术人员比较专注其自身专业的前沿科学技术,因此采用十分强大的具有通用性能的设计软件为必备的图形工具,就显得非常重要。通过借鉴机械专业的优秀设计软件的应用,提高科学技术研究综合能力,更好地为水利水电工程和科学研究服务。
0引言。
加强成本管理和成本控制是项目管理提高盈利水平的重要途径,也是项目管理的永恒主题之一。本文力图从施工企业项目管理的角度阐述成本控制的几点看法。
1开源节流。
作为施工企业的项目管理部工程项目的成本控制,一是要认真履行已签订的施工承包合同,完成各项工作内容,在此基础上争取最大收益;二是要强化物资设备管理和劳务分包管理,提高施工质量,降低物资消耗,节约开支,是为节流。
1.1开源、增收。
开源、增收措施的业务对象是业主,要以三个方面为重点:承包合同、优势单价、技术与造价有效结合。
(1)合理利用承包合同中有利条款。承包合同是项目实施的最重要依据,是规范业主和施工企业行为的准则,但在通常情况下更多体现了业主的利益。但这并不是说成本控制人员在合同条款有效利用方面无所作为,合同的基本原则是平等和公正,汉语语义有多重性和复杂性的特点也造成了部分合同条款可多重理解或者表述不严密,个别条款甚至有利于施工企业。这就为成本控制人员有效利用合同条款创造了条件。在合同条款基础上进行的变更索赔,依据充分,索赔成功的可能性也比较大。
建筑招投标制度的实行,施工企业中标项目的利润已经很小,个别情况下甚至没有利润。项目实施过程中能否依据合同条款进行有效的变更和索赔,成为项目能否赢利的关键。
(2)合理利用优势单价。优势单价是指中标项目中利润空间比较大的合同单价。众所周知,我们在投标的过程中,为中标后谋取更大的利润,会采取不平衡报价的投标方法,尽量提高变更可能性较大(主要指增加工程量)的项目的利润空间。这些利润比较大的合同单价就是我们的优势单价。
合理的利用优势单价,就要求施工企业在实际施工的过程中,尽量利用设计变更等条件,增加优势单价的工程数量,从而谋取更大的利润。
我们知道,工程施工中实现设计意图可以有多种的方式,它们各有优缺点,常常是多选一的问题。例如基础工程,我们可以采用浆砌块石、浆砌片石、干砌块石、片石混凝土浇筑等多种方式施工,均可以达到设计的要求。当然上述方案有的造价高,有的造价低,有的施工速度快,有的施工速度慢。施工企业从成本管理的角度出发,应尽量选择利润空间大的方案进行施工,充分利用优势单价,增加企业的经济效益。
(3)技术、经营紧密结合。技术与经济的紧密结合一直是成本控制领域重点强调的问题,但在实践过程中,往往没有达到制度化的程度,甚至存在严重的脱节。
技术与经济紧密配合应体现在项目实施的各个阶段,特别是对于如何确定项目施工方案显得尤为重要。
设计单位在施工经验方面与施工单位往往存在一定的差距,在确定合理的设计变更方案时,往往要充分征求施工单位技术人员的意见,甚至会要求施工单位技术人员首先提出设计思路,这就为施工企业谋取合理利益创造了条件。而技术人员因自身工作特点的限制,所编写的施工方案偏重于考虑方案的安全性和可操作性,虽然能够完成设计要求,但从成本角度考虑,却不是最优化的,甚至在完全没有必要的情况下,大大地缩小了施工企业的利润空间,忽视了方案是否能够实现企业的利益要求。在这种情况下,成本控制人员参与施工方案的制订显得尤为重要。
具体而言,技术人员应首先提出能够达到设计意图的几套方案,在此基础上进行经济比较论证,并将论证的结果作为确定施工方案的量化依据。施工单位提出的施工方案,应在便于施工的情况下实现利益最大化,避免自己搬起石头砸自己脚的情况出现。技术与经济的有效结合对于提高企业效益是最为显著的。上述第(2)条中,建议业主采用片石混凝土浇筑基础的例证就是一个成功的例子。
1.2节流、节支。
对于施工企业来说,要做到节流、节支,首先必须推广项目成本核算制度,利于降低消耗、节支增效,主要有以下几点:①从人、财、物的配置入手,据工程施工实际考察结果反馈,结合行业统一定额,制定出合理的、可操作性强的内部成本核算定额,逐级进行部分成本核算和全成本核算。②实行多种分配方法,对主要工程的材料费、人工费、机械费和管理费进行核算与分析,人工费管理实行基本工资、产值工资和效益工资相结合;材料费管理实行以内部核算定额消耗为基准,严格控制采购库存量。③机械费的管理实行以设备运行费为基准,充分发挥设备的效率。④把主辅材料消耗水平和费用支出与完成工程量挂钩,严格进行考核奖罚,从而增强作业队的成本核算意识,做到减少超挖、节省材料、提高工效,同时,在各作业队建立利益激励机制,设立目标激励奖和安全质量专项奖。⑤在实施核算制度过程中,逐步建立成本分析的核算反馈制度。由财务部门对工程的各分部分项工程进行成本核算,分析各分部分项工程的经济效益和利润状况,反馈信息用以指导施工生产,完善成本核算操作程序。同时,应根据施工的实际情况(如施工工期、进度安排等),适当调整定额,实施成本核算、定额分配等。
这样运作的益处有三个方面:一是明显降低材料消耗,直接成本减少,过程控制严格;二是实施阻力小,能够循序渐进,边摸索经验边进行,为全成本核算和采用其他成本控制方式打下基础;三是使人力、机械配合等各项潜能得到最大发挥,同时增加了分配的透明度,从而大大地提高了职工的积极性、自觉性和主动性,有利于企业理念的培养。
节流节支的重点工作是加强项目材料费用和劳务分包费用的控制:
(1)材料费用控制。材料费用在项目成本中往往占有很高的比例,通常情况下不低于50%。材料费用控制是指对施工项目消耗的物资材料进行数量和价格控制,将物资材料费用控制在合理的范围内。材料消耗数量的控制是成本控制人员的工作内容之一,本文进行重点阐述。
一般说来,施工企业现在对材料消耗数量控制的主要措施是“限额领料”。根据此额度分阶段控制材料消耗数量,确定材料消耗的额度。限额领料中的“额”,通常都理解为定额,即根据定额数量确定消耗数量。笔者认为,这种理解比较片面。材料消耗数量当然要参考定额消耗量,但不能完全机械套用。首先,施工项目的差异性决定了定额无法全面反映不同的工程特点,其次,定额是社会劳动力综合平均水平的表现,管理水平不同的施工企业,相应的材料消耗水平也是有区别的。定额的材料消耗数量甚至材料种类不是适用所有具体的施工企业和施工项目,不同的企业、不同的项目还可能差别很大。所以,作为一个成本控制人员,应根据企业自身的管理水平和施工现场的实际情况,参考定额数量,合理确定材料消耗额度。
计算材料消耗额度的工作量很大,对成本控制人员的要求很高,成本控制人员除了熟悉定额和现场情况外,还需要了解施工工艺,常常出现商务人员人手不足的情况。目前通常采用的解决措施有两个:一、将材料消耗量的计算工作转移到工长,这样一来解决了商务人员人手不足的问题,二来也促使工长将部分注意力转移到施工成本方面,增强了材料节约意识。但也存在工长为避免施工材料紧张,影响施工进度,将材料消耗额度放的比较大不利于材料消耗控制的问题;二、分主要部位进行材料消耗数量控制。分主要部位进行材料消耗数量计算是将工程分成几个主要部分,以这种方式对限额领料进行简化,减少了成本控制人员工作量,但控制工作不够细致,易造成材料消耗超耗,所以必须配套现场检查措施,杜绝浪费现象。
建议采用的材料消耗数量控制方式:根据项目特点分块,以块进行消耗量控制,块的范围不能过大;要求工长在提出材料计划的时候进行材料计划数量的计算,并附上计算书,供技术人员审核。成本控制人员审核的主要内容是工程数量是否正确,以及材料损耗的额度是否合理。其中,损耗额度的审核比较简单,根据现场实际情况和工长加强协商就可以了。但审核工程数量是否正确的工作就比较烦琐。笔者建议项目成本控制人员提前抽时间集中突击计算各个部位的工程数量,并按照部位编制成表格形式。这样,审核材料计划确定材料消耗额度的工作就可以在较短的时间内完成了。
当然,材料消耗数量的控制必须配套一定的奖惩措施,节约了要进行奖励,非必须原因超耗浪费要承担责任,提高节约意识及积极性。建议项目部根据实际情况可制订具体的奖惩措施,并严格控制采购库存量,提高资金使用效能,修旧利废,降低库存。
(2)劳务分包费用的控制。纯粹的劳务分包费用在项目成本中的比例比较低,通常情况不超过15%。但实际操作过程中,劳务分包费用通常会包含一部分施工企业不易进行控制的小型机具和易耗材料费用,增加了一定的费用控制难度。施工企业进行劳务分包的时候,除了劳务谈判确定分包队伍外,经常采用招标方式确定劳务队伍,这样对项目部以合理低价选择优秀的劳务队伍是有利的。
在这里要强调合理低价,劳务市场现在竞争十分激烈,甚至某些方面竞争比建筑市场更激烈,并且劳务市场发育不成熟,劳务队伍水平能力也参差不齐,许多劳务队伍根本就不具备承担亏损的能力。为生存下去,许多竞争能力不足的劳务队伍被迫进行低价投标,并且是低于成本价投标以维持运转。劳务分包本身利润空间就较小,劳务队伍在其中的回旋余地不大,低价中标后,为完成合同,或者尽力压低劳务人员工资,造成劳务人员劳动积极性低下,或者与施工单位尽力纠缠,利用一切机会提高要价。在这些措施不能奏效、出现无法承受的亏损的情况下,劳务队伍只能消极怠工,拖延进度,甚至停止施工,逼迫施工企业满足自己的要求。
出现这种情况,对施工企业和劳务队伍两败俱伤。施工项目进度滞后,无法保证工程进度,对企业自身形象造成恶劣影响。同时,劳务队伍出现亏损,生存空间被进一步缩小,可能成为社会不安定因素。
为避免出现这种情况,建议:一、施工企业尽可能采纳比较有竞争力、有信誉的劳务队伍参与施工;二、不要无原则压低劳务分包单价,要对劳务分包的成本做到心里有数,避免吸纳低于成本价的劳务队伍进场施工;三、可能的情况下,拿出部分资金用于奖励协作队伍,规定在施工质量、进度、安全达到较高要求的情况下,协作队伍可获得奖励,以提高劳务队伍施工积极性,使企业、协作队伍达到双赢。
2严格过程控制,加强成本管理。
“过程是输入转化为输出的一组彼此相关的资源(人员、资金、设施、设备、技术和方法)和活动。过程管理,主要是侧重于对动态形势的活动的认识、控制和优化”。充分地利用资源,最有效地发挥各方面的积极性,及时准确地克服不利因素,求得相对高质的管理效果是过程管理追求的目标。