陳 明

中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江 杭州 311122

確保工程建設(shè)質(zhì)量,縮短工程施工周期,降低工程造價,是水電投資企業(yè)所追求的目標(biāo)。把控質(zhì)量、造價與工期三個核心,水電工程才能實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益共贏。水電工程建設(shè)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程,每一個工作內(nèi)容都需要經(jīng)過勘測、規(guī)劃、設(shè)計(jì)多次的推敲才能得以施工,而中小型水電工程更為特殊,涉及專業(yè)廣而全,工作內(nèi)容多而細(xì),工程量小而繁,普遍存在工期緊、投資少、質(zhì)量難監(jiān)控的特點(diǎn),相比大型水電工程,中小型水電工程對施工組織設(shè)計(jì)的要求同樣苛刻,對建設(shè)成本控制的要求更高,需要精準(zhǔn)計(jì)算和合理規(guī)劃。施工組織設(shè)計(jì)是工程項(xiàng)目施工的憲法,是實(shí)現(xiàn)施工總戰(zhàn)略規(guī)劃的技術(shù)性戰(zhàn)略途徑,在施工組織規(guī)劃和設(shè)計(jì)時,要注重因地制宜,梳理外部條件,結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕l件,采取相應(yīng)施工技術(shù),改進(jìn)施工工藝,提高施工效率,盡可能的減少生產(chǎn)成本,減少對生態(tài)環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

一、水電工程的發(fā)展?fàn)顩r

(1)國內(nèi)中小型水電工程發(fā)展現(xiàn)狀

中國作為小水電大國,在長期的小水電建設(shè)過程中積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn),對小水電規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理已建立了一套較為完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。經(jīng)過多年的開發(fā)建設(shè),到2018年底我國已建成農(nóng)村水電站4.6萬多座,總裝機(jī)容量8044萬千瓦,年發(fā)電量近2346億千瓦時,分別約占全國水電裝機(jī)總量和年發(fā)電量的23%和19%。主要集中在西南、中部和南部,開發(fā)水能資源的同時,充分發(fā)揮水利工程的綜合效益,形成水庫庫容2800多億立方米,有效灌溉面積上億畝,在保障城鎮(zhèn)防洪安全、改善灌溉和供水條件、促進(jìn)山區(qū)生態(tài)文明建設(shè)等方面發(fā)揮了重要作用。但同時,一些地區(qū)小水電的無序開發(fā)對生態(tài)環(huán)境帶來較大的影響,在運(yùn)行、管理等方面也存在不少薄弱環(huán)節(jié)。2017年,水利部正式啟動綠色小水電站創(chuàng)建工作,引導(dǎo)小水電行業(yè)加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,更好地發(fā)揮小水電與水資源、水生態(tài)、水環(huán)境息息相關(guān)的天然優(yōu)勢。基于我國積累的諸多建設(shè)經(jīng)驗(yàn),在全球70多個國家和地區(qū)開展項(xiàng)目合作,為30多個國家和地區(qū)提供了小水電技術(shù)咨詢與設(shè)備成套供貨服務(wù)。

(2)水電施工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前,我國水電裝機(jī)達(dá)3.52億千瓦,已建成已建成各類水庫9.8萬多座,先后竣工小灣、龍灘、水布埡、錦屏二級等工程,開建金沙江烏東德、白鶴灘,大渡河雙江口、猴子巖,雅礱江兩河口、楊房溝等一批大型和特大型常規(guī)水電站,開工建設(shè)了黑龍江荒溝、河北豐寧、山東文登、安徽績溪、浙江長龍山、廣東深圳等抽水蓄能電站,建設(shè)技術(shù)不斷刷新世界紀(jì)錄,標(biāo)志著我國水利水電施工技術(shù)在許多領(lǐng)域已取得重大的發(fā)展成果。大型施工企業(yè)堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新與工程建設(shè)相結(jié)合,依托重大工程加強(qiáng)重大裝備自主化,著力提高信息化水平,工程建設(shè)技術(shù)和裝備制造水平顯著提高,攻克了世界領(lǐng)先的復(fù)雜地質(zhì)條件下300m級特高拱壩、超高心墻堆石壩采用摻礫石土料和軟巖堆石料筑壩、35m 跨度地下廠房洞室群施工、深埋長引水隧洞群施工、砂石料長距離皮帶輸送系統(tǒng)施工等技術(shù)難題。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,水電施工也引入了數(shù)字化理念,形成集成數(shù)字化平臺、數(shù)字大壩填筑、智慧大壩等信息系統(tǒng),水電施工技術(shù)、管理兩方面水平都得到了巨大的提升。

二、存在問題

隨著水電施工技術(shù)的不斷發(fā)展,有大型項(xiàng)目的技術(shù)依托,我國的中小型水利水電建設(shè)取得了可觀的成果,同時也存在諸多問題。中小型水利水電工程的工程施工組織混亂,工程基價不符合市場規(guī)律,工程計(jì)量粗略無序,施工質(zhì)量參差不齊,無法順利通過質(zhì)檢,甚至電力不能入網(wǎng),企業(yè)無法獲得經(jīng)濟(jì)利益。此現(xiàn)象的出現(xiàn),給行業(yè)和群眾都造成了巨大的損失,而造成以上問題的核心便是施工組織。

(1)工程項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì)的編制人與合同管理、商務(wù)管理等相關(guān)專業(yè)缺少充分的溝通協(xié)調(diào),很難與項(xiàng)目的戰(zhàn)略規(guī)劃相統(tǒng)一。由于中小型水電工程雖然規(guī)模小,但建設(shè)內(nèi)容全面,涉及專業(yè)廣泛,施工工作、工種、工序多,沒有合理的施工組織設(shè)計(jì),沒有充分考慮工作面的銜接,施工設(shè)備機(jī)械與工廠設(shè)施的重復(fù)利用率低,造成頻繁窩工,人力物力反復(fù)投入,成本難以管控。

(2)由于小工程不重視地質(zhì)勘察,對施工地形地質(zhì)的勘察不夠精準(zhǔn),對地質(zhì)水文等邊界條件認(rèn)知不清楚,對洪汛的防控能力低,對度汛時段的工時安排不合理,施工人員技術(shù)水平參差不齊,從而造成了施工不到位返工、拖工期、趕工期的情況,繼而質(zhì)量難以保證。

(3)中小型水電施工組織混亂,忽視統(tǒng)籌交通流線和物料調(diào)配的重要性,對工程土石方用料和棄料缺乏宏觀規(guī)劃,對施工過程的污廢處理不當(dāng),造成工程用料不足、污廢散亂的情況,對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。

(4)施工沒有落實(shí)責(zé)任制或工程監(jiān)理制度,施工負(fù)責(zé)劃分不明確,質(zhì)量管理崗位沒有專業(yè)的技術(shù)人員,沒有嚴(yán)格的現(xiàn)場監(jiān)理,就不能有效的對施工進(jìn)行監(jiān)督。在施工過程中施工不遵循科學(xué)的施工規(guī)律,違反基本的建設(shè)程序,不按設(shè)計(jì)施工,為了獲得更多的利益在施工過程中偷工減料,降低建設(shè)成本,這些問題如果沒有良好的監(jiān)督和問責(zé)機(jī)制,出現(xiàn)問題不能及時的解決,從而出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷。

以上的問題給中小型水電建設(shè)發(fā)展造成了嚴(yán)重的阻礙,為了能夠加快我國綠色小水電的發(fā)展,施工企業(yè)必須要學(xué)會發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題,認(rèn)真的總結(jié)過去發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的施工技術(shù)和科學(xué)的管理經(jīng)驗(yàn),在獨(dú)立創(chuàng)新的同時,也要按照客觀規(guī)律辦事,在國際上打造出小水電建設(shè)品牌。

三、施工組織的發(fā)展趨勢

施工組織是對工程施工的全過程實(shí)行科學(xué)管理的主要手段,通過施工組織,全面考慮具體的施工條件,揚(yáng)長避短制定合理的施工方案,確定施工順序、方法、勞動組織和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的組織措施,合理地統(tǒng)籌安排施工進(jìn)度計(jì)劃,為經(jīng)濟(jì)計(jì)劃提供依據(jù)。隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,工程招投標(biāo)方式及承包方式發(fā)生巨大變革,傳統(tǒng)的施工組織設(shè)計(jì)方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)今水電建設(shè)的需求,如今的施工組織逐漸向全過程信息化方向發(fā)展。信息化已經(jīng)成為整個工程建設(shè)行業(yè)組織管理的同一趨勢,BIM技術(shù)在工程施工中得到廣泛應(yīng)用。BIM 技術(shù)整合建設(shè)資源,實(shí)時反映建設(shè)進(jìn)度、質(zhì)量、耗力、費(fèi)用等信息,有效提高施工組織的實(shí)施效果。市場激烈的競爭環(huán)境要求施工組織編制規(guī)范化,結(jié)構(gòu)組合化,過程標(biāo)準(zhǔn)化。

四、施工組織優(yōu)化

中小型水電工程普遍投資較小,而水電站工程是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,一大部分成本是為應(yīng)對工程的復(fù)雜性買單。中小型水電工程需要勇于借鑒大型水電工程的新材料、新技術(shù),綜合的考慮建設(shè)的各方面因素,切實(shí)根據(jù)工程的自然條件、外部供應(yīng)條件、工程的建筑特點(diǎn),確定施工的開展進(jìn)程,進(jìn)行勞動力及機(jī)械設(shè)備統(tǒng)籌,通過總設(shè)計(jì)、總部署,應(yīng)用綜合性評定方法,確定性價比最高的施工組織方案。從條件梳理、交通部署、物料調(diào)配、設(shè)施布置、工法選取、進(jìn)度編排等多方面進(jìn)行系統(tǒng)定性到定量的分析,為施工方案提供科學(xué)依據(jù),處理好人力與設(shè)備、供應(yīng)與消耗、時間與投資等多維矛盾,構(gòu)建科學(xué)的水電工程組織優(yōu)化的施工體系。

(1)地質(zhì)及水文條件對水電水利工程建設(shè)影響巨大,更是中小型水電工程造價的主要敏感因素,因此在施工組織設(shè)計(jì)時要注重結(jié)合實(shí)際地勘成果,選擇對應(yīng)地質(zhì)條件下適合的施工方法,同時對施工場地進(jìn)行適宜性評價,確保施工場地安全穩(wěn)定。

(2)施工物料的供應(yīng)直接決定了工程的投資,應(yīng)掌握建筑材料的市場行情、采購渠道,選擇質(zhì)優(yōu)價廉的供貨廠家,避免遠(yuǎn)距離運(yùn)輸,降低運(yùn)輸損耗。

(3)場內(nèi)交通的布置應(yīng)全面輻射各個工作面,高程的銜接與坡度進(jìn)行優(yōu)選,在不影響地方交通通行的前提下最大化利用現(xiàn)有交通,降低施工臨時交通投資。

(4)對于中小型水電,施工所需填筑或澆筑物料量相對較少,開挖工程量小,因此物料平衡應(yīng)考慮到物料回收困難的因素,考慮就近挖填平衡,減少物料的轉(zhuǎn)運(yùn)。

(5)對于施工導(dǎo)流、生產(chǎn)生活設(shè)施應(yīng)對其利用時序進(jìn)行分析,盡可能與永久建筑物相結(jié)合,比如利用泄洪洞導(dǎo)流,也比如生產(chǎn)管理用房永臨結(jié)合,利用永久泄洪影響區(qū)布置臨時施工工廠設(shè)施等,有效降低工程臨建投資和臨時征地指標(biāo),也減少對原生生態(tài)環(huán)境的擾動。

(6)施工工法應(yīng)循蹈快速高效的標(biāo)準(zhǔn)化工法,統(tǒng)籌調(diào)配機(jī)械設(shè)備的配置,保證同種設(shè)備在不同工作面的無縫銜接。

(7)對工程全過程應(yīng)用逐日成熟的BIM 等信息化管理技術(shù),采用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃控制進(jìn)度,通過時間和任務(wù)鏈接關(guān)系,對進(jìn)度編排進(jìn)行完善,壓縮時空差。

五、研究方案

中小型水電站工程是一個非常復(fù)雜的建筑工程,基于以上優(yōu)化內(nèi)容的多樣性,在選擇優(yōu)化方法的時候,要切實(shí)的考慮綜合優(yōu)化的對象,要求等,要根據(jù)現(xiàn)有的外部條件做出科學(xué)的判斷,采取定量與定性相結(jié)合,結(jié)合中小型水電站的施工狀況及特點(diǎn),通過采取層次分析法或者灰色綜合評判的灰色分析法等綜合評價方法分析比較。分析法是根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu),從而判斷矩陣,在權(quán)衡利弊之后做出決策。層次分析法主要有明確工程系統(tǒng)的目的、層次和指標(biāo);建立施工的層次結(jié)構(gòu);判斷矩陣是否具有一致性等;灰色綜合評定發(fā)法是一種對具體施工過程進(jìn)行深入、徹底的分析,這種方法能夠很好地解決建筑工程指標(biāo)難以量化的問題,能夠很好的排除主觀因素對施工帶來的影響。這兩種方法的結(jié)合,有效的協(xié)助施工組織的實(shí)施[2]。結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能技術(shù),形成數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用的智慧平臺,全方位科學(xué)分析各種施工組織方案利弊,全過程跟蹤實(shí)施成效。

六、生產(chǎn)管理的啟示

中小型水電工程的施工要制定好規(guī)則,實(shí)行科學(xué)化管理,為了保證工程良好的施工質(zhì)量,在建設(shè)管理過程中,企業(yè)要針對“勞動力”、“質(zhì)量與安全”、“環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展”等各個方面進(jìn)行管理,做到以下幾點(diǎn)：一、企業(yè)要對技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)專業(yè)的培訓(xùn)。在施工開展之前,要對施工人員進(jìn)行安全生產(chǎn)培訓(xùn),將安全意識灌輸?shù)绞┕ぶ?。二、企業(yè)要注重建筑工程的施工質(zhì)量管理,嚴(yán)格按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)來,不能因追求施工速度,從而忽視工程的質(zhì)量。施工現(xiàn)場存在著很多安全隱患,施工現(xiàn)場需要專業(yè)的監(jiān)理、質(zhì)檢嚴(yán)格審查施工材料、機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量及安全,剖析技術(shù)方案的質(zhì)量要點(diǎn),跟蹤各個環(huán)節(jié)的實(shí)施情況。三、從工程籌建到工程竣工,企業(yè)要持續(xù)對因施工對生態(tài)環(huán)境造成破壞或污染的地方進(jìn)行修復(fù)和治理,在施工過程中要求企業(yè)秉承著節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的施工理念,盡可能的實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益相統(tǒng)一,承擔(dān)著一定的社會責(zé)任。以上幾點(diǎn)建議,為施工企業(yè)樹立良好的品牌,傳遞良好的口碑,增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力,促進(jìn)水利水電工程建設(shè)的發(fā)展奠定了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

七、結(jié)束語

隨著我國綜合國力的不斷提高,21世紀(jì)我國的水利水電工程得到了快速的發(fā)展,中小型水電站的合理開發(fā)不僅是為了促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展,提升水電建設(shè)技術(shù),拉動國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,更多的是為了造福于民,為人民生活提供更多的便利。因此,國家要重視中小型水利水電工程的建設(shè),企業(yè)要注重施工技術(shù)的更新,優(yōu)化完善施工組織,通過科學(xué)有效的管理手段,提高施工質(zhì)量,減少意外事故的發(fā)生,維護(hù)流域生態(tài)健康。