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对于水利水电工程而言,工程设计规范的编制非常重要,不仅是工程施工方案设计的重要依据,而且对工程整体经济效益和社会效益也会带来一定程度的影响。工程设计规范编制是否科学,需要编制人员综合考虑我国当前社会经济发展对水利水电工程的需求,同时结合水利水电工程建设所在地的实际情况进行编制。只有这样,才能够确保工程设计规范具有参考价值,可以在真正意义上推动水利水电工程的可持续发展。
1水利水电工程设计规范编制的现状
纵观我国水利水电工程发展历程,对于设计规范的编制主要开始于解放之后。最初,设计规范的编制主要以苏联的规范和技术为标准,这对我国水利水电工程质量的提升具有重要意义。随着我国社会经济发展脚步的不断加快,国内水利水电发展呈现出新的局势。在这种情况下,如果我们依旧沿用国外的规范和技术,势必无法适应国内需求。所以,从60年代初开始,我国开始结合实际国情制定了与水利水电设计相关的规范与技术,以此来为我国水利水电工程的建设提供指导。
经过长时间的研究与探索,国家基本建设委员会发出了关于水利水电设计规范的通知,通知下达之后,各级水利水电部门开始着手对其进行编制和修订,以期使其更加完善、系统。截止到目前,我国水利水电设计规范的编制已经相对来说比较成熟,能够为水利水电的发展提供充足的保障。就我国目前水利水电设计规范来看,呈现出来的特点主要体现在以下几个方面:(1)设计规范的编制严格遵循了安全适用、经济合理、技术先进等原则,试图以此为依据,更加有效的为生产建设提供服务。例如,在《水工钢筋混凝土结构设计规范》中,编制人员在原有基础上对施工技术和整体结构进行了优化,不仅大幅度降低了钢筋使用量,而且对结构整体安全系数的提升也有现实意义,单从这一方面来看,现行设计规范就有较高的经济效益和社会效益。(2)设计规范是在深入研究、科学试验的基础上,经过反复修改和补充而形成的,具有可靠的理论基础。就目前设计规范的内容来看,主要包括三个部分,即总则、规范条文和附录。比如说,在对《混凝土重力坝设计规范》进行编制的时候,为了确保设计规范具有针对性,规范编制之前,编制人员展开了对坝置、坝体应力计算、设计基本要求等多项内容的调查分析,并对坝体设计的抗滑稳定措施进行了优化,以此来提升坝体设计的安全系数。此外,对于设计温度的控制,适当放宽了基础容许温差,这样可以使温度控制措施简单且有效。(3)设计规范中的每项内容都有与之相应的适用范围。施工单位可以根据工程类型、工程规模参考相应的设计规范。比如说,《水利水电工程设计洪水计算规范》、《水工建筑物抗震设计规范》以及《水工水利动能设计规范》分别适用于水利工程建设过程中各个阶段的设计洪水计算、工程烈度为7、8、9度的水工抗震设计以及中型水工初步设计等,为工程建设的科学性和合理性提供了充足的保障。
2工程设计规范使用中应注意的几个问题
就我国目前水利水电工程设计规范的使用现状来看,其内容大致可以满足工程建设的根本需求,使得各项施工作业均能够有章可循,可以使工程建设保质保量的完成任务,同时也可以间接提升工程的管理水平。但随着水利水电工程发展脚步的不断加快,在未来的时间里,若想将设计规范的作用充分发挥,需要注意以下几个方面的问题。
2.1正确选用设计规范
上文提到,每项设计规范都有与之相应的适用范围。所以,在开展项目工程施工的时候,需要根据规范的适用范围,正确选择设计规范。但需要注意的是,有些设计规范具有较强的灵活性,比如说,《水工钢筋混凝土结构设计规范》只规定了该规范适用范围为“水利水电工程建设中混凝土及其结构设计”,却没有对工程的规模进行明确规定。在这种情况下,尽管此设计规范可以对工程建设提供参考,但约束力不强,无法在工程建设中发挥作用。此外,在众多设计规范中,还有一些规范之间存在着紧密的联系,遵循此规范时,还应遵循与之相关的设计规范。比如说,对地震区混凝土重力坝进行设计的时候,除了要遵循《混凝土重力坝设计规范》之外,还要遵循《水工建筑物抗震设计规范》。只有这样,才能够使工程建设满足区域经济发展需求,达到施工效果。
2.2正确理解规范各部分的作用
总则、技术条文、附录是当前设计规范的三个重点内容,其中,总则所涉及的内容主要是对规范中所提及的内容进行概括,使应用者可以通过对总则的阅读,了解规范的对象、适用范围、技术特征以及原则性问题等,以此来为日后的使用提供方便。技术条文主要是阐述工程设计的主要原则、质量指标、计算规定以及安全质量指标等。技术条文是设计规范的核心,也是工程设计的重要参考资料。附录的内容则主要是对技术条文进行补充,其作用与技术条文的作用相同,都是为使用者提供参考。一般来说,附录的内容主要包括工程设计中常用的表格、图例和工程计算方法等。但由于缺少相应的理论依据,从而使得附录的约束性普遍不高。
2.3必须维护规范的严肃性
一旦设计规范推行之后,就具有了一定的约束力,水利水电工程在建设过程中,无论勘测、设计,还是施工、验收,都需要严格按照设计规范进行,如果设计文件未能达到设计规范要求,那么该设计将不得继续使用。如果在工程设计中,遵循现有设计规范有一定困难,那么可以向有关部门说明原因,提出暂缓贯彻执行的期限和贯彻执行的措施报告,主管部门同意之后,可按照暂行办法进行设计操作。只有维护规范的严肃性,才能够将其约束力最大限度发挥出来,为工程设计提供充足的保障。
3水利水电工程设计规范的经济效益
水利水电工程设计规范的经济效益可以从多个方面体现出来,首先,设计规范可以为工程建设提供充足的理论依据,确保工程各项施工作业能够高效率完成,避免诸多因素给工程建设带来的影响。一旦工程建设周期缩短,其所需的建设成本也自然会降低,从而实现对工程造价的有效控制,有利于提高工程建设的经济效益。其次,水利水电工程若严格按照设计规范对施工方案进行设计,那么工程质量势必会在一定程度上提升,从而更好的将工程的社会效益发挥出来,推动区域经济的可持续发展。由此可见,水利水电工程设计规范具有较强的经济效益,做好设计规范的编制至关重要。近年来,随着我国水利水电工程建设行业发展脚步的不断加快,相关部门必须结合实际情况,做好设计规范的编制工作,使其充分满足行业需求,完善工程质量,提高工程的经济效益和社会效益。
4结语
中图分类号:TV 文献标识码:A
水是万物之源,水利是每个国家的经济和其社会发展的基础产业。随着经济的发展水利水电工程的不断兴建,为我国经济、生活、环境等方面都来了重要意义。水利水电工程设计是水利水电工程施工的根本,水利水单工程设计工作贯穿水利水电工程建设施工的各个环节。从水利水电建设工程项目可行性研究、项目规划、初步设计到现场施工设计等,均由相关设计部门承担。水利水电工程在设计工作中,由于各个专业层面的设计部门资质不同并且所工作的人员的技术差距也较大,经常会遇到各样的问题。
一、水利水电工程设计中常见问题
水利水电工程设计中常见问题主要里现在方案设计阶段和施工阶段这两个方面出现的具体问题。存在的设计人员专业素质水平不高、方案设计准备工作不完善、方案设计实际勘察与实际不符、概算编制可操作性差等具体问题。都严重影响了设计工作的水平,对水利水电工程建造带来质量隐患、资源浪费、资金浪费等问题,达不到投资的经济效益要求。
1、设计人员专业素质水平不高
水利水电工程设计涉及专业范围广,设计工艺复杂。设计人员专业素质不过硬以及观念不完善,使得水利水电设计方案施工情况难以达成,工程以及工序安排的不合理,使得前期项目的承载能力过低,使后期的项目难以利用己完的建筑物,还有前期设计与后期设计不能合适的衔接上影响不能继续施工。
另外,水利水电工程方案设计一般由多个不同专业或专业组的专门人员组成,共同研究完成设计方案。但是由于临时组建和专业的千差万别存在着协调和沟通不及时等问题、缺乏宏观和整体观念。水利水电建设工程机电设备安装、技术结构安装、水工建筑等各个专业独自设计相互沟通的不及时导致综合设计不配套导致多处需要返工的情形。这都会造成资源浪费和工期延长、存在工程质量隐患等问题。
2、方案设计准备工作不完善
水利水电工程设计方案的选择直接受水电站工程所在的地质、水资源、水文、气象等生态资源环境以及人文环境等都是方案设计的主要依据,设计人员在进行设计前必须详尽地掌握这些资料。但是有的设计者为节省时间和降低设计成本降低时间和经济投入,直接采用与水利水电工程项目类似的实地考察资料照资料进行设计,并没有进行实地考察和了解,以及进行具体的数据的收集分析。导致设计方案出现明显偏差、缺乏准确性、不考虑实际情况使得水电站的结构形式、坝址选定、布置输水建筑物、发电机组装机容量的确定与实际的情况甚至最终产生水利水电工程施工难以进行,造成浪费人力、物力、财力严重的后果。
例如,工程设计者为了加人安全系数,不考虑工程特点和需要、不按设计规范设计,人为提高混凝土的强度、抗渗、抗冻等质量控制标准,导致工程项日材料增加投入,造成资金浪费。有些水利水电工程项目的电站挡墙、溢洪道、厂房和导流墙等建筑,在未完工之前即出现不同程度的混凝土裂缝、沉陷、变形等情况的发生,造成需要反攻的情况,必要时还需要采取化学灌浆、再次加固等补救措施,甚至要针对特别严重的进行重建工作。
3、方案设计实际勘察与实际不符
从实际出发是一切工作的根本出发点,水利水电工程建设施工方案的设计也要从实际勘探出发,但是往往做不到切合实际的要求。一方面水利水电设计部门专业工作人员较少、设计时间较短,于是在实地勘察过程中并没有严格的进行勘察记录,导致数据的不准确性。另一方面很多设计单位工作程序进行了简化,以达到节约资金、时间的目的。 例如,地质勘探,布点稀少且钻探的深度不够,没有进行物探、坑探、平洞等勘探实验,只是进行了土地测绘没有对地质状况进行层次的研究不能如实反映地质情况。或是不进行勘察,直接利用以前地形图和地质资料,造成设计的不切实际不合理施工难以进行。
4、概算编制可操作性差
工程设计的概算编制设计应充分体现投资主要指标、工程概况、编制原则和依据。实际水利水电工程工程设计中,很多中小型水利水电工程概算编制的内流于形式、过于简单缺乏对细节进行详细的描述,给工程的审查和评估造成困难。在对单价进行分析时,没有按部就班的对实时单价进行评估分析,并没有对当时的材料进行市场价格的调整,从而致使了某些项目的单价不准确甚至偏差太大,甚至与实际情况相差几倍。给工程建设单位和施工单位的资金安排、工程招标、投标、结算等一系列工作带来不便。使得接下来的工程审查核定等难以准确定额,难以确定评估的正确性等,导致水利水电项目工程生产要素资料单价偏高或偏低,影响了工程投资的准确性甚至影响工程的施工进度。
二、水利水电工程设计对策分析
对水利水电工程的设计工作中存在的具体问题要采取针对性措施才能达到控制问题扩大化、解决问题的目的,次啊能达到设计工作的优化和水利水电工程的整体优化。
1、加强设计人员的专业培养
设计人员的专业水平及能力素养与水利工程的设计方案水平密切相关。一方面设计部门要引进专业性设计人才,其中高、精、尖的技术人才培养是重点。通过高、精、尖技术人才在工程中的作用充分发挥,帮助各部门解决实际的技术难题,并完成应加强对设计人员的培训,为设计工作提供人才资源的支持帮助解决各种技术难题,督促并带动团队提升整体的设计水平,让这些优秀人才指导设计部门完成困难、复杂项目的设计,以此来保障水利水电工程项目设计工作的质量。另一方面设计自身应不断的更新设计理念,积极学习新的相关理论和实践的学习。及时更新思想注意引进并运用行业内的新技术、新材料和新工艺,以便制定出与工程实际和发展趋势相适应的施工管理和运行方案。
2、注重资料的可靠性和方案的可行性
资料收集前期工作是做好设计的重要依据,水利水电工程设计工作影响着整个工程的建设。因此,各级设计部门应配备优秀的工程技术专业人员、积极引进并采用先进的技术和勘查设备,将前期的实际勘察和勘测工作做好。保证水利机械、电气、水工建筑物等达到相关设计规范的要求,保证工程发挥其良好的效益。利用先进设备进行实际勘测工作获取相关的水文、地质等第一手资料,结合工程的具体特点将地质资料进行完整地汇集整理认真分析工程所在地的地质、水文等因素制定出合理的设计方案。要根据科学的手段进行分析后,整理出一整套适合的材料,其中最重要的是在水利设施建设的地点的重要参数的收集要形成科学体系、积累经验,为后期工作提供依靠。
3、加强设计质量管理工作
质量管理是工程质量的保证,而水利水电工程设计质量管理就是要子啊设计层面上达到质量的硬性要求,高质量、高水平、高利用性是水利水电工程设计的基本要求。各级管理部门应加强对设计成果的审查,发挥自身的监管作用,从专业技术要求、工程建设实施及建成后的运行管理、维护、设备的升级换代等角度综合考察,提出相应的意见,督促设计单位尽力完善设计方案,提高水利水电工程设计的质量水平。设计部门也应增强质量管理意识,提高设计的质量水平。严格控制设计过程、记录设计程序、精益求精、提高设计产品的质量和服务顾客的质量。设计过程进行有效控制,满足顾客的设计要求并贯彻质量为本的方针。并根据工程进展需要,为客户提供他们满意的设计图纸及相应详细的技术报告。另外还要建立起资料档案管理体系,将设计资料、实际勘探考察数据资料、对比分析资料、设计分配细化资料以及设计人员等资料都建立档案体系,便于责任的明确和资料的管理。以利于水利水电工程全程化、系统化质量体系的建成
三、结论
水利水电工程有利于我国经济的发展,有利于人民生活水平的提高为现代化水电行业的发展提供了实体保障。在水利水电工程建设中水利水电设计工作意义重大,既是基础工作也是根本性工作,对水利水电工程建设提供基本的地质、水文、环境等方面的研究资料分析,也为水利水电工程达成根本性的发展提供必不可少的设计支持,支持施工的顺利进行和水利水电工程的质量水平。要针对水利水电工程设计工作中存在的设计人员专业素质水平不高、方案设计准备工作不完善、方案设计实际勘察与实际不符、概算编制可操作性差等具体问题,进行相应的加强设计人员的专业培养、注重资料的可靠性和方案的可行性、加强设计质量管理工作等这些方面的改进,以期促进水利水电工程设计工作的高水平发展,为我国水利水电工程的发展提供动力。
中图分类号:TV22 文献标识码:A 文章编号:1007—3973(2012)009—004—02
1 引言
水利水电工程是我国经济建设过程中迅速发展的事业,在我国国民经济发展中占重要作用,设计工作是水利水电工程建设中必不可少的环节。水利水电设计单位的工作主要包括项目的可行性研究、初步设计、施工图设计等,且设计贯穿了水利水电工程整个建设过程。由于水利水电设计单位资质不一,设计人员水平差别较大,在设计过程中会出现各种各样的问题。本文从水利水电工程建设的实际出发,对水利水电工程设计过程中容易出现的问题做出比较详细的分析,并提出了比较有效的对策,为设计人员设计出合理、全面、科学的设计方案提供参考。
2 水利水电工程设计过程中常见的问题
(1)设计人员责任心不强,设计过程偷工减料:水利水电工程设计是一个系统的工程,涉及到不同的学科和各种轻重环节,需要不同专业的设计人员互相配合,协同完成。水利工程设计一般是按照项目建议书、可行性研究、招标设计和施工图设计,水电工程设计一般是按照预可行性研究、可行性研究、招标设计和施工图设计的流程来进行的,在各阶段设计过程中,需要不断完善基础资料,不断优化设计方案,期间包含工程量和投资成本的计算。一些设计人员缺乏较强的责任心,对设计方案直接套用,没有加以优化论证,且不能根据水电工程的需要不断变化方案设计,还有一些设计人员对图纸审核不清楚,造成很多图纸低级错误,有些设计人员对工程整体把握性不强,不能满足实际工程的需要。
(2)水利水电工程设计缺乏质量控制:在目前设计行业中,许多设计院都是追求速度优先,重速度而轻质量,在设计速度和设计质量相矛盾时,往往会优先选择时间。此外,在水利水电设计过程中,存在着评审审核力度不够,有些审核校对流于形式,评审机构也存在权责不明,管理人员的素质不高,没有能力去校核设计图纸。另一个质量控制缺失体现在细节设计上面,往往在设计过程中,缺乏详细的水文地质资料,对设计参数选择不当,材料用量计算粗糙,分析计算不严格,严重影响了工程设计图纸的质量。
(3)在水利水电工程设计过程中不重视方案对比:水利水电工程有规模大、施工难度大和工期长等特点,因此,水利水电工程对安全性的要求很高,对工程设计提出了较高的要求,只有不断优化方案,才能在安全上和经济上达到要求。目前,水利水电工程设计过程中,往往对设计方案的可行性和合理性缺乏严格的把关,对设计方案的对比研究不重视,只选择满足一般要求的设计方案即可,而不是最优化的设计,这对以后工程建设的质量和经济性埋下隐患。
(4)与业主和施工单位缺乏沟通,不能精密合作:水利水电设计单位与业主的关系是鱼和水的关系,业主关心的主要是成本和效益的控制,而设计部门对业主的要求缺乏理解,在与业主意见发生分歧时,往往拿规范和条款来搪塞业主,造成关系复杂。而设计单位与施工单位的关系更加密切,设计单位必须时时对施工的过程加以控制和查看,目前设计单位与施工单位缺乏必要的沟通和精诚合作,使施工过程中出现一些本可以避免的由于设计不当或沟通不良引起的问题。
(5)设计图纸外的设计说明编制过于简单:主要体现在概算编制上,概算编制需要对工程规模、投资比例和制备、人员工资标准和材料单价等做出说明,目前一些水利水电工程设计编制的概算过于简单,使工程的审查和实施上无法落实,此外设计人员对工程量的计算和单价分析不够准确,特别是对土石方量、钢筋、模板等清单设计不准确,对材料的单价没有根据当地当时的价格进行调整,给施工单位的投标、工程结算和后期审计带来麻烦。
3 提高水利水电工程设计质量的对策分析
上述为水利水电工设计过程中常见的一些问题,虽然有些是客观因素导致的,但对于设计单位自身的问题,是可以通过自我控制避免的,只要设计人员端正态度,精诚合作,严格按照规章制度和设计规范设计,就一定能够设计出最优化的方案,主要对策如下:
(1)严格把关,加强设计质量管理:质量是水利水电工程的根本,目前设计环节中重速度轻质量的现象普遍存在,从一定程度上消弱了工程建设的实际效益。针对水利水电工程的设计工作,水利水电设计单位要加强质量管理的意识,建立严格的质量管理体系,以质量为本,以进度和信誉谋求发展。对设计过程要严格实行三级校审制,各级人员要认真负责地做好自己职责范围内的工作,全面提高设计方案的整体质量,提供业主满意的最优化设计方案。
(2)不断提高设计人员的业务素质和工作态度:水利水电工程设计质量归根到底在于设计人员的素质,水利水电设计单位要对员工进行终身培训,加强设计人员的设计水平,促进设计人员提出更多的设计理念,并按时对设计人员进行考核,成绩直接与绩效挂钩。还要多方位引进高、精、尖的技术人才,在技术含量要求高,结构复杂的环节加以把关,进而带动整个团队的设计水平的提高。另一方面,端正设计人员的工作态度,制定规章制度并严格执行,防止设计人员生搬硬套,抱着设计出最优化方案的心态去设计工程图纸。
(3)加强设计前期的资料收集工作,保证设计方案符合工程实际:做好设计的前期工作是做出优秀设计的前提,设计单位要积极引进和采用技术先进、性能优良的勘察设备,配备优秀的专业工程技术人员,从工程实际情况出发,着重搞好前期的勘察工作。要广泛搜集和获取相关的地质、水文、资源及环保等第一手可靠的资料,然后据此做出结构计算,择优选择和制定最为合理的设计方案,保证水工建筑物、水利机械、电气等达到配套合理、完善,使工程无论从等别、防洪能力上,还是抗震设计烈度方面,以及建成后的运行、管理上,都能达到相关设计规范的要求,保证工程效益的有效发挥。
(4)大力推行勘察设计招投标制度,选择优秀设计单位进行设计:实行设计招投标制度,目的在于引入竞争机制,打破专业垄断,通过招投标来选择资质好、信誉好的设计单位来进行工程设计,避免设计单位独大的情况。同时,设计单位会产生危机意识,能够充分调动设计人员的积极性,主动精心设计,优化方案。当设计方案完成后,通过专家会审的方式进行评价和审核,对不符合要求,设计质量差的设计方案打回重来,对工程的质量控制非常有益。
(5)实行设计奖惩机制:设计单位对设计人员按完成的工作量进行绩效考核,当一项工程设计任务完成时,设计单位对设计人员分别按质量产值及进度产值核算工作量,并最终换算成设计人员的绩效,一方面能够提高设计人员的积极性,另一方面对设计人员有一定的制度约束。除了设计单位自身的奖罚机制外,业主对设计单位也可以实行奖罚制度,在支付费用时留出一部分作保证金,对设计单位按时完成图纸任务,质量达标,且设计出的图纸能节约投资的情况下,在竣工结算时对设计单位实行一定的奖励,如果设计的项目由于设计单位的原因导致过分投资,漏洞较大时,对设计费用可以适当扣减,以提高设计单位的积极性。
4 结语
水利水电工程一般规模大,施工条件复杂,在水利水电设计过程中遇到的难度和要求也很多,难免会遇到很多问题,进而影响到水利水电工程的质量。这些问题经过分析总结都是可以避免的,只要相关部门和工程设计工作人员能引起重视,采取相应的措施,就能够做出科学、合理的工程设计方案,保证整个工程的顺利完成。
参考文献:
[1] 罗涓.对水利水电设计中应注意的问题探讨[J].科技与生活,2010(18).
[2] 杨刚,高立业,林顺,等.水利水电勘察设计投标应注意的几个问题[J].水利水电工程设计,2009(01).
[3] 殷杰.浅谈水利水电工程水工设计方案对比研究[J].科技资讯,20l0(24).
中图分类号:TV文献标识码: A
扶绥县水利水电工程设计经常要进行一些复杂的数字运算与空间结构分析,例如水利水能计算,需要耗费许多时间和精力,容易出错;在扶绥县水利水电工程设计中,还经常要对挡土墙、厂房、大坝等水工建筑物结构进行稳定性计算,计算时必须要知道结构自身的质心、重量,以及外力在截面上的作用点等。水利水电工程工程具有复杂性、唯一性的特点,截面往往不规则,这使得扶绥县水利水电工程设计存在着计算复杂、结构分析困难等瓶颈。
随着GIS技术的发展,MapGIS成图成为水利水电工程设计的一种主要手段,它具有高度自动化,成图快,工作简便等特点。MapGIS是客观物体的真实反映,通过MapGIS可以从中获取大量信息,它在水利工程规划、设计、建设、管理等工作中发挥着重要的作用。
本文MapGIS在扶绥县水利水电工程设计中的应用,旨在能给扶绥县水利水电工程设计起到一个抛砖引玉的作用。
1 扶绥县水利建设
扶绥县水利工作紧紧围绕解决民生水利为重点,把水利建设作为全县“三农”工作的重中之重,切实加强农田水利基础建设,重点加强了冬春水利建设、病险水库除险加固、中小河流治理和农村人饮安全建设,全县水利建设取得了新突破。
扶绥县在冬春水利建设中,全县累计出动机械台班1.97万个,累计投入113.45万工日,其中群众投工18.2万工日,群众投工占当地乡村人口比重51.49%,完成土石方38.71万立方米,砼2.41万立方米,完成渠道清淤550公里。去冬今春,全县实施农村饮水解困工程75处,完成总投资2606.35万元,解决饮水困难人数50628人;全县新成立农民用水户协会10个,完成投资55万元。水库除险加固进展顺利。去年,扶绥县有8座病险水库被国家列入专项规划除险加固,目前这8座水库全部通过了工程主体投入使用验收。2012年,该县又有碧髻、三哈、那派等三座水库列入国家除险加固建设计划范围,目前这三个项目已经完成招标工作,确定了施工单位,并完成通电、通路等前期准备工作。
2 MapGIS系统
2.1 MapGIS
MapGIS是中地数码集团的产品名称,是中国具有完全自主知识版权的地理信息系统,是全球唯一的搭建式GIS数据中心集成开发平台,实现遥感处理与GIS完全融合,支持空中、地上、地表、地下全空间真三维一体化的GIS开发平台曲。
系统采用面向服务的设计思想、多层体系结构,实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析,具有TB级空间数据处理能力、可以支持局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算、支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务,能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设[1]。
2.2空间分析
(1) 空间叠加分析:提供区对区叠加分析、线对区叠加分析、点对区叠加分析、区对点叠加分析、点对线叠加分析、BUFFER分析等。
(2) 属性数据分析:单属性累计频率直方图和分类统计,双属性累计直方图,累计频率直方图和四则运算等操作。
(3) 地表模型和地形分析:能进行坡度,坡向分析,分水岭分析,流域分析,土方填挖计算,地表长度计算,剖面图制作及根据地形提取水系,自动确定山脊线,等高线等。
(4) 网格化功能:对离散的,随机采样的高程数据点进行网格化,对规则网高程数据加密内插处理。
(5)TIN模型分析:可对平面任意域内离散点构建三角网,并提供三角网的约束边界,特征约束线优化处理。
(6) 三维绘制功能:可对Grd, Tin模型数据完成三维光照绘制,实现三维景观的多角度实时观察,三维地表模型模拟飞行功能,并提供三维彩色立体图绘制功能。
3 总体结构图
MapGIS在扶绥县水利水电工程设计中的应用总体流程图如下:
图1MapGIS在扶绥县水利水电工程设计中的应用总体流程图
4 应用分析
4.1 GIS拓扑
拓扑是一组规则和关系的集合,是地理实体行为和属性的实现,是GIS中的一个语义场景;从更专业的角度上来说,拓扑是指规则和关系的集合再加上一系列的工具和技术,旨在揭示地理空间世界中的地理几何关系。
在MapGIS技术中,可以将拓扑理解为一种描述地理空间关系的模型,一种维护地理空间实体间空间几何关系的机制。而拓扑关系是指地理空间实体间的一种关系,这种关系不会因为地理空间实体的地理空间变换而改变,例如点在面内,经典的举例就是橡皮擦模型。
在扶绥县水利水电工程设计中,MapGIS拓扑的主要功能就是用于保证数据质量,同时也为模拟地理空间现象提供一个模型框架,在这个框架中,地理实体被赋予了行为、有效性规则、属性域以及默认值。利用这些特征,能够通过计算机描述的空间实体真实地模拟现实的地理空间。
4.2 水能计算
根据中华人民共和国国家标准《小型水力发电站设计规范》(GB50071―2002)的规定,无调节电站水能计算的来水量可按丰、平、枯3个设计代表年的逐日平均流量计算[2-3]。水能计算原则是:当来水大于设计流量时,按设计流量发电;当来水小于设计流量时,按来水流量发电。
扶绥县水利水电工程设计中,通过MapGIS计算水能,从输入数字到计算结束,前后不到10分钟时间就完成了,整个计算过程直观易懂,不容易出错,修改容易,节省了大量时间和精力,工效大大提高。如用传统的方法按计算器手算,整个计算时间约需要l5个工时。
4.3 稳定性与质心分析
空间分析是MapGIS的核心和灵魂,是MapGIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。 空间分析,配合空间数据的属性信息,能提供强大、丰富的空间数据查询功能。
空间分析是为了解决地理空间问题而进行的数据分析与数据挖掘,是从扶绥县水利水电工程设计的空间关系中获取派生的信息和新的知识,是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。空间分析通过地理计算和空间表达挖掘潜在的空间信息,其本质包括探测空间数据中的模式;研究数据间的关系并建立空间数据模型;使得空间数据更为直观表达出其潜在含义;改进扶绥县水利水电工程设计的预测和控制能力。
打开MapGIS,根据初步拟定的溢流坝设计断面按1:1000的比例在模型空间中绘出来,然后点击工具条使溢流坝设计断面形成一个封闭的面域。随后点选溢流坝设计断面,通过MapGIS空间分析功能,可以很快分析出扶绥县水利水电工程稳定性与质心数据。
5 小 结
本文详细论述了MapGIS在扶绥县水利水电工程设计中的应用的整体流程,尤其对扶绥县水利水电工程设计中的空间分析功能进行细致分析。随着科学技术日新月异的发展,利用GIS强大的数据分析与拓扑功能是水利水电工程设计往后发展的一个必然趋势。相信在不久的将来,利用MapGIS技术完成的水利项目数据分析将在水利水电工程设计中发挥着越来越重要的作用。
参考文献
Abstract: water conservancy and hydropower engineering design of the project location, engineering overall arrangement and the main buildings in the writing process should be seriously in investigation, exploration, test, study, obtain reliable basic material. Design should be safe, reliable, and advanced technology, combined with the actual, saving investment, pay attention to the economic benefit; Also should have the analysis, argumentation, have the necessary project, and have a clear conclusion and suggestion. Through the GuXing hydropower station, the feasibility study report of the construction of the location, the engineering TiZong arrangement and the writing of the main building, the more objective and comprehensive to each and every one of the main content and the depth requirements expression comes out.
Keywords: water conservancy and hydropower projects; Hydropower station; Location; The overall layout; The main building
中图分类号:TV文献标识码:A 文章编号:
前 言
在水利水电工程项目的设计过程,尤其在可行性研究报告及初步设计报告的编写中,将根据江河流域(河段)规划,区域综合规划或水利水电专业规划的要求,对工程项目的建设条件进行调查和必要的勘测,在可靠资料的基础上,在可行性研究报告和初步设计报告的主要内容和深度要求中进行工程选址、工程总布置及主要建筑物的确立及编写尤其重要,以下谈谈古兴水电站应如何工程选址、工程总体布置及主要建筑物。
1 工程等别和标准
1.1 工程等别及建筑级别
古兴水电站以发电为主,总装机容量为5000kW,校核洪水位时的总库容为588.12万m3。按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的规定,工程属Ⅳ等工程,小(Ⅰ)型规模。电站的永久建筑物(拦河坝、泄水建筑物、厂房)均按4级建筑物设计,导流围堰等临时工程按5级建筑物设计。
1.2 洪水标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》规定,电站建筑物的洪水标准如表1所示。
表1 洪水标准
建筑物 设计洪水重现期(年) 校核洪水重现期(年)
拦河坝、泄水建筑物、厂房 30 200
1.3 设计基本资料
水文气象
古水河流域自上游至下游主要气象参数为:多年平均气温20.8℃~20.7℃,最高气温39.1℃~39.4℃,最低气温-3.9℃-4.2℃.多年平均相对温度81%,多年平均风速0.9~1.1m/s,最大风速13~5.3m/s。
2 工程选址
古兴水电站坝址的选择受下游蒙坑电站正常水位的制约,没有较多坝址作比较,考虑到上游已建成的大良水电站坝址、梯级电站的水位衔接等,选择上坝址和下坝址两个方案比较。上坝址位于下距旧电站100m上游,下坝址位于上坝址下游50m。
2.1 上坝址方案
2.2.1 地形、地质条件
坝址河床呈不对称的“U”型。河流呈“S”形急转弯后再折向SW,河道弯曲。坝轴线走向取205°。河床砂砾石层厚约4m,左岸为土质岸坡,右岸为浅部发育强风化岩。
2.1.2 工程型式、布置
上坝址方案拟于竹黎村正对面河段修筑拦河坝,并在河床上处布置厂房及附属建筑物,属河床式开发方案。厂房布置在河流左岸,拦河坝布置在右岸。
2.2 下坝址方案
2.2.1 地形、地质条件
下坝址位于上坝址下游约50m处。下坝址河床呈不对称的“U”型,左岸坡角45°~55°,右岸坡角约5°~25°。坝轴线方向为285°,河床宽约75m。枯水位67m时,水面宽约40m,水深1~3.5m。
2.2.2 工程型式、布置
工程在河左岸筑坝挡水,河床的右岸布置厂房和附属建筑物,属河床式开发方案。
2.3 坝址比较和方案选择
上坝址河床相对宽阔,有利于布置厂房等建筑物,上部松散覆盖层厚度不大,河床基岩埋深较浅,基岩面较平坦且较容易开挖。下坝址右岸河岸边强~弱风化基岩, 开挖量大,工程投资大,而且厂房布置接近原来的公路,升压站的布置比较困难。
综上所述,上坝址优于下坝址。建议选择上坝址。
3 坝型选择
坝址处河面较窄,正常蓄水位50.1m时,宽度为60~65m,而洪峰流量相对较大,设计洪水洪峰流量2473m3/s。校核洪水洪峰流量3495m3/s,洪水宜从河床渲泄,因此,挡水、泄水建筑物采用重力式。坝体采用混凝土型式。
4 枢纽布置选择
本电站水头较低,选定坝址处没有引水或其他布置的地形条件,所以厂房采用河床式布置。枢纽为河床式电站,由拦河坝、厂房、升压站等建筑物组成。
4.1.1 拦河坝
拦河坝由溢流坝、非溢流坝组成。河床绝大部分被溢流坝及河床式厂房占用。
(1)、溢流坝
1)溢流坝布置
溢流坝全长50m,设5扇弧形钢闸门,闸门的尺寸为:10×8m(宽×高),堰体为WES标准剖面的实用堰,堰顶高程为42.50m,堰高8.5m,上游堰面曲线采用椭园方程:
2)泄流能力
闸门全开后,冲沙孔拉开泄洪,冲沙孔的泄洪能力用闸孔出流公式计算,根据上述计算表和冲沙孔泄洪计算成果点绘出古兴电站坝上Z~Q关系曲线图。
本水电站为径流式水电站,根据电站的坝上Z~Q关系曲线图查得,设计洪水位为52.30m,校核洪水位为54.80m。
4.1.1.1坝顶高程
坝顶高程的确定,是在各种运行情况水库静水位加对应风浪高程和安全超高中选取最大值。
坝顶至水库静水位的高度的计算公式为:
Δh=2hL+ho+hc
表2 坝顶高程计算成果单位:m
上述成果表明,坝顶高程由校核洪水位控制,定为56.30m,最大坝高22.70m,坝顶长度 62.00m。
4.1.1.2 消能设计
根据下游水位较高的情况,采用底流式消能。根据计算,消力池的长度为30m,护坦的长度为10m,堆石防冲段长20m。岸坡采用护坡处理,其护砌长度29m,护坡顶高程为10年一遇洪水位。
4.1.2 厂房及变电站
4.1.2.1 厂房布置概述
厂房布置在河床右侧,装机2台,总装机容量5000kW,为河床式厂房,其主要尺寸(长×宽×高)为23.7m×19.5m×16.5 m,其安装高程41.20m,水轮机层高程 44.225m,发电机高程48.7m,尾水管底高程34.91m,屋顶面高程65.20m,设50t/10t桥式吊车1台,厂房进口设防洪门。
进水口设拦污栅及检修门各1道,门机启闭。各设快速主闸门1道,固定式启门机启闭。
稳定计算
上游底板高程37.14m,下游底板高程33.41m。假定滑动面为厂房基底面。根据地质报告,取f=0.45。
计算公式:k=
抗滑抗倾的稳定计算成果如表3。
厂房地基面上的垂直正应力(计入扬压力)控制(按材料力学公式)。
σMax≤2500kN/m2σMin>0
表3 厂房整体抗滑稳定性计算成果表
4.1.2.2 升压站
升压站布置在室外,高程53.00 m,面积为25m×18m,安装1台主变压器,主变容量为6300kVA,35kV出线1回。
结语:
水利水电工程的可行性研究和初步设计的工程选址、工程总体布置及主要建筑物是编写过程中主要体现建筑物和工程布置的一项主要的、不可缺少的重要内容,应认真进行调查、勘察、试验、研究,取得可靠的基本资料。设计应安全可靠,技术先进,密切结合实际,节约投资,注重经济效益;还应有分析,论证,有必要的方案,并有明确的结论和建议。
参考文献:[1]水利水电工程可行性研究报告编制规程。中华人民共和国电力工业部,1993-0901实施
水利工程项目施工管理已经成为施工企业经营发展的战略和企业内外条件,质量问题困扰着工程项目的如期交付并影响预期效益的实现。加强工程项目的管理,有效的成本控制,并且确保目标利润的实现。近年来,国家相继制定了多部关于工程质量的法律法规,各级建设行政管理部门也加大了大型工程项目质量的行政监管力度,但水利水电工程的特点使得水利水电工程质量控制任务既复杂又繁重。故此,本文就目前水利水电工程施工质量管理中存在的问题进行分析,达到如何加强项目成本管理。
一、项目管理存在的问题
一个企业都有其长期的文化积累,以及在一定历史环境下才能形成的企业管理方法和理念,项目管理是指在一定约束条件下,为达到项目目标(在规定的时间和预算费用内,达到所要求的质量)而对项目所实施的计划、组织、指挥、协调和控制的过程。项目管理其本质的一个特性就是它的“一次性”。因此,项目管理实际上是从开工到竣工结束的一次性管理过程。管理模式也不是一成不变的,要与环境、资源对应,并随着时间的发展而进行动态调整。
二、工程设计中存在问题
国家或水利部已经出台了一系列法律法规、技术标准和规范,但很多水利基层单位和个人并没有去实施。某些个别水利水电工程建设项目的项目规划书、可行性研究报告和初步设计文件,由前期工作经费不足,规划只停留在已有资料的分析上,缺乏对环境、经济、社会水源配置等方面的综合分析,特别是缺乏较系统全面地满足设计要求的地质勘测资料,致使方案比选不力,新材料、新技术、新工艺的应用严重滞后,整个前期工作做的不够扎实,直接影响到工程建设项目的评估、立项、进度和质量等。而大多数设计单位普遍存在资质低、设计水平低、施工图不规范、图纸错误较多、结构不符合实际,设计变更随意性大等问题。设计人员施工经验差,未考虑施工工艺和施工能力,考虑设计规范较多,考虑施工现实条件较少,造成设计与施工的衔接有一定困难。有些地方由于财政困难常难以垫付足够的前期勘测设计费,待立项后有了资金又急于上马,没有足够的时间与足够的经费进行前期勘测作,导致水利水电工程的前期勘测设计深度不够。有的项目更是由于政府的行政干预匆忙上马,根本没有进行勘测设计等。
三、加强施工导流及围堰技术在水利水电电施工中的应用
水利工程施工中修建闸坝工程所特有的重要工程措施是施工导流。选定什么样的导流方案,关系到整个工程的工期、质量、造价和安全度汛,事先设计要做到周密谨慎。碾压混凝土是一项筑坝新技术,在世界范围内得到了越来越广泛的应用。使用填筑土石坝的大型运输,振动碾压机械,压实非常干硬的混凝土拌和物,采用大体积,薄层碾压上升的浇筑方法。这种施工方法速度快、投资省、经济效益高,最适于大体积和大面积(如路面,飞机跑道等)混凝土施工。碾压混凝土有别于常规混凝土的主要特征是:拌和物干硬,坍落度为零。施工方法更接近于土石坝的填筑方法,采用通仓薄层铺料,振动碾表面压实;而常规大坝混凝土施工采用柱状分块,插入式捣固。工程实践显示了碾压混凝土的优越性是施工速度快,经济效益高。在水域上进行水利工程施工,要解决施工导流问题,通常采取的办法都是修筑围堰。施工导流是一场为水工建筑物施工,而进行的与河水争地、争时的斗争,它与施工总进度是密切相关的。导流时段的划分、导流流量的选择、导流方案及措施的拟定等,均应按国家建设计划的要求为标准,按水工建筑物主体工程的控制进度作为主要依据。控制性施工总进度实际就是坝和导流工程在洪水赛跑中所必须达到的时间指标,如何安全度汛在施工中是最关键的,导流工程必须最大限度地满足施工总进度的要求,合理的安排工期,熟悉地理知识,在设计中做到细致有度。
四、水利水电工程施工的机制和观念创新
项目施工管理创新方案的组织机构,应相应建立起现代企业管理制度,创新的方案就基本具备了。但这一方案的有效运行还需要有创新的机制,方能使这一创新方案具有极强的生命力。创新的机制就是要使项目经理部及分公司不断增强市场的竞争能力,牢牢占有自己的市场,不断开拓和占有潜在的市场。项目施工管理不断创新的关键是企业高层管理者给予足够的重视,加大人才的培养、引进和凝聚,切实加强创新意识,以创新的思维方式对企业进行管理,即以市场的需求为出发点,要深刻认识项目施工管理创新的紧迫性、重要性、艰巨性和长期性。施工企业应将项目施工管理的创新放在企业发展战略的高度上来定位,并将创新工作切实落到实处,要根据时代要求和遵循创新原则去提出创新方案。
五、加强项目监督管理
工程质量管理涉及的信息很多,质量管理标准及信息的核实都对工程施工质量产生重要的影响。水利水电工程建设应本着适用、经济、美观、安全、节约的原则进行。关系到工程质量管理的信息主要包括项目建设有关的批文、编制设计方案、招投标方案以及设计评定信息;负责勘察、设计、监理的资格审查信息;设计方案相关信息,如设计方案依据的现行设计规范、标准,设计方案中提及到的工程实施中采用的施工工艺、施工技术、设备与材料的采购等信息;设计图纸与图纸会审相关信息,如与地质有关的信息,施工图中工艺管线、电气线路、设备设置及运输线路等相关信息,以及工程竣工验收方面的相关信息。上述信息都是与工程质量管理有关的,提高这些信息的管理水平,对保证施工质量意义重大。
1.2进度管理
进度是指水利水电工程的实施进度,如果进度控制不科学,同样会对工程质量与投入产生影响。与进度管理有关的信息主要有工程主体的施工流程、设备制造与安装方式、工程主体结构、施工方法等,与进度管理息息相关的还有施工技术人员的相关因素,如劳动力的来源、施工技术水平、生产率等。施工前的准备工作同样是影响进度管理的因素,如建材材料的质量是否达到工程要求,建设材料的准备、运输、加工时间。提高施工进度相关信息对工程建设能否按期完工产生重要影响,只有将施工进度的实时、动态信息与施工计划信息进行比对,才能判断进度是否符合与设计相符。如果不符,应调整为多少,都要依据与进度控制有关的信息数据。2.3投资管理水利水电工程的投资管理目标为初步设计概算不能超过可行性研究报告中的总投资估算。与施工质量、进度控制相关因素相同,工程的投资管理同样受到工程建设中各个环节的影响。工程投资管理信息主要包括设计概算中的单位工程概算、单位工程综合概算、建设工程总概算。还有设计预算审查相关信息,如工程量信息,材料单价信息、取费标准。另外,施工过程中预算修改信息也同样需要进行备案管理。
2建立信息管理与控制系统
提高水利水电工程的信息管理质量应借助于先进的技术手段,而信息技术在信息管理上的应用已经得到了管理界的广泛认可。就水利水电工程而言,针对其质量、进度、投入的实时变化性,可以建立动态信息管理与控制系统,提高质量管理水平,完成质量管理控制目标。
2.1动态信息管理与控制系统的功能组成
2.2动态信息管理与控制系统的功能介绍与实现
2.2.1数据处理功能
基本数据处理功能模块主要是实现基本数据的收集、存储、整理工作。例如,在监理工程师的信息管理系统中,此模块就要完成承包商的周报、月报数据的汇总,将这些数据转换并录入到系统内部,完成原始数据的分类、合并、检索、存储与计算。分析数据处理功能则是较为复杂的数据处理过程,它会将原始数据进行凝练与提取,将有意义的信息提取出来,指导工程建设。例如,将混凝土强度的数据录入到系统中,分析得出混凝土强度的平均值和离差系数,据此即可了解混凝土的质量是否满足工程要求。此模块可以对原始数据进行累计、分析、推算与报告等操作。
2.2.2辅助管理功能
1)投资控制功能模块主要是为了确保工程项目的资金与其他资源可以得到最合理的、计划性的应用,避免预算超概算、概算超计划书的现象。投资控制模块功能的发挥:①要建立根据合同价两个价格控制体系;
②要完成合同项目实现控制价体系的建立;
③要完成合同价材料价差调整管理体系的建立。以这3个体系为基础,实现资金使用计划的编制,资金概算的存储、调整与查询,实际投资与计划投资的动态比较,工程各项资金数据统计与相互对比分析。
2)进度控制功能的实现要将水电工程进度分为业主层、监理层和施工承包商层3个层次为框架,形成进度计划管理的复杂相互制约性关系。有效地解决业主、监理层以及施工承包商之间虽然已经协调好进度计划,但在实际施工过程中,仍然不能完全、彻底地解决进度计划在空间、时间以及资源使用上产生的矛盾。此功能模块通过给出项目活动的定义与执行顺序,根据每一项活动所需要的时间,进行进度计划的控制与实现。此信息管理模块管理的信息内容主要有主体工程完成情况、施工技术与工艺、建筑构件完成情况、工程质量、安全、投资计划的执行情况等。例如,施工材料的准备这一块,需要管理的信息包括材料管理工作人员的安排、物资及设备的到位时间,材料的运输与管理,材料的使用日消耗数量等。
3)质量控制功能主要完成工程质量的全面监管。工程施工质量是工程建设管理中的最关键因素,主要由设计质量控制、材料质量控制、施工设备质量控制、施工质量控制、施工管理质量控制及全面质量文档管理几个子模块组成。其中,设计质量控制主要收集与汇总技术交底与技术服务相关信息,还会将施工现场的具体情况整理为信息录入到,设计方案的调整、变更与优化同样需要进行记录。材料质量控制模块则主要是将建筑主体所需要的重要材料数据录入其中,进行质量检测,与相应的质量评定表进行比较,指导材料的采购及管理多个环节。施工设备质量控制则将工程金属结构和机电设备的主要性能与技术指标录入到系统中,由专家与监理单位对其进行反复论证后存档以备后用。施工质量控制模块主要是管理技术研究、施工程序化管理、技术交底、施工工艺及质量问题处理意见相关信息进行管理。施工主体质量控制主要是对施工队伍的施工资质、施工技术水平,管理人员的个人信息等进行管理。全面质量管理主要将管理规程、技术档案、事故档案以及各种检测检验原始文件进行存档。
4)合同管理功能的实现需要通过建立合同系统管理模型,通过分析合同审批工作的任务、责任、特点来制定合理的流程,通过大量数据的分析来支持决策研究。此模块实现的主要功能有合同的录入、修改、终结、查询与分析。
1.1编制说明
为了使中小河流水能开发规划满足国家和地方对开发、利用水能资源以及国土治理的要求,统一规定编制规划的原则、工作内容和技术要求,由水利部水电及农村电气化司主持,以水利部农村电气化研究所为主编单位制定了《中小河流水能开发规划导则》(SL221—98)。本导则分为10章,分别为总则、基本资料收集与分析、水能蕴藏量计算、地区社会经济发展预测、水能开发、多目标开发、环境影响评价、流域管理、经济评价与综合分析、规划实施意见等。本导则为中小河流水能开发规划报告提供了编制依据,同时也成为中小河流水能开发规划设计定额的制定依据和规划设计质量的检验标准。
1.2定额标准
中小河流水能规划设计定额内容见表1-2-1。
表1-2-1中小河流水能规划设计定额
章节
名称
工作内容
比例
备注
1
前言
流域概况、编制条件、编制依据、开发方案、工程特性表
5%
2
基本资料收集与分析
气象水文、地形、地质、资源、电力系统现状、社会经济发展现状、其它等7个方面
7%
其中气象水文3%、地质2%
3
水能蕴藏量计算
理论蕴藏量和可开发量
8%
附河长-高程、流量、出力、电能图
4
地区社会经济发展预测
国民经济现状与发展、电力系统现状与发展、水利现状与发展、电网规划及投资估算
9%
其中电网规划6%
5
水能开发
开发原则、开发方案与方案比较、控制性工程概况、非控制性工程概况
35%
附开发方案图。开发原则、开发方案与方案比较15%、工程概况20%
6
多目标开发
防洪、灌溉、供水、航运、其它等
5%
7
环境影响评价
社会环境、自然环境、水质水量、移民和淹没损失、跨流域引水、其它
7%
其中水质水量即水资源论证2%
8
流域管理
管理原则、管理模式、管理设施、管理制度
2%
9
经济评价与综合分析
工程估算、效益计算、经济评价、综合评价
12%
含单项工程估算和经济评价
10
规划实施意见
近期开发项目、前期工作安排、其它
2%
宜由项目经理(总工)完成
文字修改与校对(每遍2%,各部分修改由相关责任人负责,宜2遍以上)、图纸修改与校对(2%),文字编辑2%
8%
宜由项目经理(总工)和其它相关人员完成
1.3定额说明
(1)比例系指每章节工作内容(应得工资)所占整个规划设计内容(应得工资)的比例。项目经理和项目总工津贴(工资)另外按规定比例(分别为合同额的1%)计提.项目经理可兼任项目总工。
(2)规划设计质量按《中小河流水能开发规划导则》(SL221-98)和其它相关标准执行。
(3)文字排版与编辑依据《量和单位》(GB3100~3102-86)、《水利技术标准编写规定》(SL1-2002)、《水利水电工程技术术语标准》(SL26-92)。文字录入、排版与编辑工作量已计入各章节。
(4)制图依据《水利水电工程制图标准》(SL73-95)和《水力发电工程CAD制图技术规定》(DL/T5127-2001)。CAD制图、晒图与打印工作量已计入各章节。
(5)各章节可根据工程实际进行增减、合并,其工作量作适当调整。
2小型水电站初步设计定额
2.1编制说明
为了统一小型水电站初步设计报告的编制标准,提高编制质量,由水利部水电及农村电气化司主持,以福建省水利水电勘测设计研究院为主编单位制定了《小型水电站初步设计报告编制规程》(SL/T179—96),要求小型水电站初步设计报告分为15章,分别为综合说明、水文、工程地质、工程任务和规模、工程布置及建筑物、水力机械、电气工程、金属结构、消防、施工组织设计、水库淹没处理及工程永久占地、环境保护设计、工程管理、概算、经济评价等。本规程为小型水电站初步设计报告提供了编制依据,同时也成为小型水电站初步设计定额的制定依据和初步设计质量的检验标准。
2.2定额标准
小型水电站根据其调节性能,可分为径流式水电站和蓄水式水电站。其设计内容的区别主要在于取水枢纽设计的繁简。为此,将小型水电站初步设计定额分为径流式和蓄水式两大类别,其定额内容分别见表2-2-1、2-2-2。
表2-2-1小型水电站初步设计定额(径流式)
章节
名称
工作内容
比例
备注
1
综合说明
文字13节、附图2类、附表3类
2%
根据各章节内容编写
2
水文
文字7节、附图8类、附表7类
5%
3
工程地质
文字10节
1%
根据《勘察报告》编写
4
工程任务和规模
文字11节、附图11类、附表按需要附列
5%
5.1~5.3
设计依据;工程选址;坝型、坝线及工程总布置
文字3节、附图4类、附表按需要附列
3%
宜由项目经理(总工)编写
5.4~5.5
取水枢纽
文字2节、附图8类、附表按需要附列
11%
包括挡水建筑物、泄水建筑物等
5.6
引水建筑物
文字1节、附图2类、附表按需要附列
18%
其中:压力管道12%
5.7
厂房及升压站
文字1节、附图4类、附表按需要附列
12%
5.8
综合利用及其它
文字1节、附图1类、附表按需要附列
1%
6
水力机械
文字4节、附图4类、附表2类
4%
7
电气工程
文字11节、附图12类、附表4类
8%
8
金属结构
文字6节、附图3类、附表2类
2%
9
消防
文字2节、附图3类、附表2类
1%
10
施工组织设计
文字8节、附图2类、附表2类
6%
11
工程永久占地
文字1节、附图3类、附表2类
1%
12
环境保护设计
文字4节、附图2类、附表按需要附列
2%
13
工程管理、劳动安全与工业卫生
文字3节、附图2类、附表按需要附列
2%
14
概算
文字5节、附表33类
6%
含概算书
15
经济评价
文字5节、附表8类
文字修改与校对(每遍1.5%,各部分修改由相关责任人负责,宜2遍以上)、图纸修改与校对(每遍1.5%,宜2遍以上),文字编辑2%
8%
宜由项目经理(总工)和其它相关人员进行
表2-2-2小型水电站初步设计定额(蓄水式)
章节
名称
工作内容
比例
备注
1
综合说明
文字13节、附图2类、附表3类
2%
根据各章节内容编写
2
水文
文字7节、附图8类、附表7类
5%
3
工程地质
文字10节
1%
根据《勘察报告》编写
4
工程任务和规模
文字11节、附图11类、附表按需要附列
5%
5.1~5.3
设计依据;工程选址;坝型、坝线及工程总布置
文字3节、附图4类、附表按需要附列
3%
宜由项目经理(总工)编写
5.4
挡水建筑物
文字1节、附图5类、附表按需要附列
24%
3个比较方案各7%,推荐方案加3%(提供5种坝高的工程量)
5.5
泄水建筑物
文字1节、附图3类、附表按需要附列
6%
5.6
引水建筑物
文字1节、附图2类、附表按需要附列
10%
含压力管道
5.7
厂房及升压站
文字1节、附图4类、附表按需要附列
6%
5.8
工程观测、综合利用及其它
文字1节、附图1类、附表按需要附列
1%
6
水力机械
文字4节、附图4类、附表2类
3%
7
电气工程
文字11节、附图12类、附表4类
6%
8
金属结构
文字6节、附图3类、附表2类
1%
9
消防
文字2节、附图3类、附表2类
1%
10
施工组织设计
文字8节、附图2类、附表2类
5%
11
水库淹没处理及工程永久占地
文字1节、附图3类、附表2类
3%
12
环境保护设计
文字4节、附图2类、附表按需要附列
1%
含水保方案概述
13
工程管理、劳动安全与工业卫生
文字3节、附图2类、附表按需要附列
1%
14
概算
文字5节、附表33类
6%
含概算书
15
经济评价
文字5节、附表8类
文字修改与校对(每遍1.5%,各部分修改由相关责任人负责,宜2遍以上)、图纸修改与校对(每遍1.5%,宜2遍以上),文字编辑2%
8%
宜由项目经理(总工)和其它相关人员进行
2.3定额说明
(1)比例系指每章节工作内容(应得工资)所占整个设计内容(应得工资)的比例。项目经理和项目总工津贴(工资)另外按规定比例(分别为合同额的1%)计提.项目经理可兼任项目总工。
(2)设计质量按《小型水电站初步设计报告编制规程》(SL/T179-96)、《小型水力发电站设计规范》(GB50071-2002)和其它相关标准执行。
设计过程中须进行多方案技术经济比较,力争推荐方案科学、安全、经济、实用。
(3)文字排版与编辑依据《量和单位》(GB3100~3102-86)、《水利技术标准编写规定》(SL1-2002)、《水利水电工程技术术语标准》(SL26-92)。文字录入、排版与编辑工作量已计入各章节。
(4)制图依据《水利水电工程制图标准》(SL73-95)和《水力发电工程CAD制图技术规定》(DL/T5127-2001)。CAD制图、晒图与打印工作量已计入各章节。
(5)各章节可根据工程实际进行增减、合并,其工作量作适当调整。
(6)本定额中厂房及升压站按卧式机组厂房考虑,立式机组厂房和贯流式机组厂房所占比例可根据实际情况在本定额基础上调增50-100%。
(7)小型水电站可行性研究报告编制可参照本定额执行。
3小型水电站施工图设计定额
3.1编制说明
小型水电站施工图设计主要根据初步设计审查意见和相关规范进行。施工图设计内容繁琐,本定额仅作参考,有待于进一步研究。
3.2定额标准
根据径流式水电站和蓄水式水电站各部分设计的繁简,将小型水电站施工图设计定额分为径流式和蓄水式两大类别,其定额内容分别见表3-2-1、3-2-2。
表3-2-1小型水电站施工图设计定额(径流式)
部分
单位工程名称
工作内容
比例
备注
一
建筑工程
1
取水枢纽
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
18%
包括挡水建筑物、泄水建筑物、导流建筑物等
2
引水工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
22%
含压力管道12%
3
发电厂工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
18%
4
升压变电站工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
2%
5
其它工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
10%
二
机电设备
1
水力机械
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
5%
2
电气工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
10%
三
金属结构
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
5%
四
工程预算
预算及标底
5%
表3-2-2小型水电站施工图设计定额(蓄水式)
部分
单位工程名称
工作内容
比例
备注
一
建筑工程
1
挡水建筑物
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
25%
包括导流建筑物等
2
泄水建筑物
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
14%
3
引水工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
8%
仅含压力管道,增加有压隧洞和调压室为18%
4
发电厂工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
15%
5
升压变电站工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
1%
6
其它工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
10%
二
机电设备
1
水力机械
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
3%
2
电气工程
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
6%
三
金属结构
1.设计、制图、交底、服务2.校核、审查
5%
四
工程预算
预算、标底
3%
3.3定额说明
(1)比例系指部分工作内容(应得工资)所占整个设计内容(应得工资)的比例。项目经理和项目总工津贴(工资)另外按规定比例(分别为合同额的1%)计提.项目经理可兼任项目总工。
(2)设计质量按《小型水力发电站设计规范》(GB50071-2002)和其它相关标准执行。设计过程中须进一步进行技术经济比较,力争设计成果安全、实用、经济、美观。
(3)各部分设计应附详细的计算说明书,存档备查。排版与编辑依据《量和单位》(GB3100~3102-86)、《水利技术标准编写规定》(SL1-2002)、《水利水电工程技术术语标准》(SL26-92)。文字录入、排版与编辑工作量已计入各章节。
(4)制图依据《水利水电工程制图标准》(SL73-95)和《水力发电工程CAD制图技术规定》(DL/T5127-2001)。CAD制图、晒图与打印工作量已计入各章节。
(5)本定额中厂房及升压站按卧式机组厂房考虑,立式机组厂房和贯流式机组厂房所占比例可根据实际情况在本定额基础上调增50-100%。
(6)校核、审查工作占单项工作的20%。
一、工程设计中存在问题
(一)项目决策咨询评估有待加强
水利工程建设项目评估是政府对项目决策的重要依据,只有咨询评估的合理可行,才能避免项目的盲目性和决策失误。但中小型水利工程很少组织可行性论证,工程建设常常不合理或不规范。国家或水利部已经出台了一系列法律法规、技术标准和规范,但很多水利基层单位和够人并没有去实施。
(二)工程前期勘测设计的深度不如大型工程,设计不规范
某些个别水利水电工程建设项目的项目规划书、可行性研究报告和初步设计文件,由前期工作经费不足,规划只停留在己有资料的分析上,缺乏对环境、经济、社会水源配置等方面的综合分析,特别是缺乏较系统全面地满足设计要求的地址勘测资致使方案比选不力,新材料、新技术、新工艺的应用严重滞后,整个前期工作做的够扎实,直接影响到工程建设项目的评估、立项、进度和质量等。而设计单位存在的资质低、设计水平低、施工图不规范、图纸错误较多、结构不符合实际,设变更随意性大等问题。设计人员施工经验差,未考虑施工工艺和施工能力,考虑设计规范较多,考虑施工现实条件较少,造成设计与施工的衔接有一定困难。水利水电工程一般是采用国家拨款与地方筹集资金相结合的方式,而地方集资金是占很重要的部分。有些地方由于财政困难常难以垫付足够的前期勘测设费,待立项后有了资金又急于上马,没有足够的时间与足够的经费进行前期勘测作,导致水利水电工程的前期勘测设计深度不够。
二、水工设计方案的制定
国家对水利水电工作要求在提高,工程建设的质量要求和技术要求也在提高。作为前期的水工设计方案的论证工作就要更加的仔细和严谨。要对设计方案进行合理的,全面地了解工程场址、主要建筑物型式和各水工建筑物布置方案等问题,这是在制定可行性的水利水电前期工作中非常重要和关键的工作。对于一个工程的建设,首先要有设计方案。通行的过程是有方案拟定、方案设计、方案比较和方案确定等步骤。
(1) 方案的拟定。要做好对工程开发的任务、规模,结合建筑物布置、地形地质条件、施工条件、环境影响等因素进行综合分析,从而拟定两个或多个参与对比的方案。
(2) 方案的设计。结合本工程的建设要求对拟定方案的工程和建设的条件进行分析,同时还要考虑经济的效益问题,估算好各方案的投资、工期等,优化方案的设计。
(3) 方案的比较。综合考虑设计方案的比选因素,通过对各方案进行各方面的对比分析,总结各方案的优点及缺点。
三、设计方案对比的主要因素
(一)方案设计。首先是符合工程运用的要求,在工程实施后,要达到工程的任务和规模,实现工程运用目标; 接下来是方案的设计要符合安全运行的要求,在技术要求上尽量超出文件规定的安全级数。设计是有所突破,有所创新。建筑物的布置、型式和工程处理措施等视设计条件做出相应的调整。由于地域环境的不同,各地方使用要求的不同等,对于同类项目的设计,其设计要求的主要因素也会存在不同的要求。水工方案的设计要与其他专业相配合,随着创新和环保意识在建筑和设计中的不断运用,所以设计要符合环保机构的要求,考虑对社会的环境影响,在满足工程建设的使用要求时,工程处理方法在使用成熟技术来解决施工问题时可考虑使用一些创新的技术,但在此之前要进行技术的论证,才可运用。
(二)工程的投资控制。水利水电工程的工期长,投资大。工程的投资是水工设计中工程的前期准备工作。要着力控制工程建设的规模,对工程的造价进行预算,是提高经济效益的关键。要从风险最小和效益最大的角度,考虑工程建设的经济的合理性。对工程建设的必要性和可行性进行技术分析,在进行工程紧急效益的决策阶段时,做好经济评价论证,对不同的开发方案进行分析比较,从中选择出最好的开发方案。要把投资估算工作做好做细,水工设计要和其他的部门进行沟通,工程结构的层次分析越细,工程量的计算就越准确。一个项目的成功是需要有精确和合理的投资估算报告,使得整个工程经济在较好的控制范围内。在一个方案设计后,通过组织相关人员对水利工程的施工进行详细、全面、认真的会审。为了保证项目的建设费用达到最低,在考虑项目运行成本,建成后的维修费用等核算出建设费用的大概的一次性的建设投入。
(三)环境影响。环保意识越来越受到重视,设计方案要重点考虑环境方面的问题。建设规划和设计材料中要有对环境影响的评估体系,比如说动植物及水植物生态系统、大气、地表环境、居民生活环境等。尤其像水库的建设,其下游的准备工作要做好做细。水利水电工程是一个牵涉面很大的系统工程,不管是建设规模的大小,还是建筑物的组成,对周围所有客体的环境都存在一定程度的影响。在环境影响评估的体系中,对于各阶段要充分考虑工程建设地方的自然条件,同时也要注意当地的经济发展状况。
四、工程项目的计划、质量和经费的控制
对已开工的项目,在施工现场成立了设计代表处,在项目经理的领导下,全面负责现场设计工作。项目经理部负责项目计划的制定、跟踪、监督和调整,以确保总体目标的实现;严格按照有关规定,制定各种配套措施,确保项目质量目标的实现;按照核定的成本定额,严格控制项目成本;根据各生产部门所完成的工作量、产品技术水平和质量的好坏,在宏观调控下,完成勘测设计科研费用的内部分配。
(一)计划管理。各项目部根据项目的总体目标,编写项目总体工作计划、年度工作计划以及季度执行计划,分阶段下达各生产处执行。对计划执行情况进行跟踪、监控并随时检查,与计划进度进行比较,发现偏差及时纠偏。同时,项目部根据工程进展情况或各种外界条件的变化,及时调整进度计划,以确保总体目标的实现。
(二)质量控制。为确保设计产品质量,各项目部严格按照质量体系来管理各工程的质量工作,各生产部门对各工程的质量工作接受项目部和质量职能部门的双重领导,项目部和质量职能部门对工作中发现的质量问题,均有权进行检查、考核和奖惩。同时,各项目部接受职能部门对项目质量工作的督促和检查。各项目部都建立了一套完整的质量奖惩制度,与质量职能部门积极配合,定期或不定期对设计产品质量进行抽查,结合业主、施工单位的反馈意见,对设计产品质量进行评价,根据全年质量情况分别给予奖励或处罚。此外,各项目部应聘请高级咨询专家,对关键的技术问题和重要的设计产品进行咨询和把关。
(三)经费管理。按照项目管理办法规定,项目费用包括项目经理部费用、勘测设计科研费用、专项费用、外委费用、项目经理奖等,职能部门按有关规定核定,项目经理部统一归口管理。项目经理具有项目部经费、专项费用、对外分包科研试验、专题研究经费、项目经理奖分配的审批权或决定权;在宏观控制下,勘测设计科研费用的内部分配,按所完成的工作量、进度、产品技术水平和质量的好坏,由项目部进行分解。
中图分类号:TU723.5文献标识码: A 文章编号:
前言
近年来随着我国投资体制改革的深入开展以及国家对企业投资的充分放权.如何使有限的投资发挥更大的效益,加强造价控制是一个重要的环节。
工程造价,是指进行一个工程项目的建造所需要支出的全部费用。工程造价的有效控制就是在投资决策阶段、设计阶段、建设项目发包阶段和施工阶段,采用一定的方法和措施,把建设项目发生的投资控制在批准的投资额度以内。具体说,投资估算要控制设计方案的选择和初步概算;用概算控制施工图预算;用施工图预算管好合同价.以求在项目建设中能合理使用材料、人工和机械设备。取得较好的经济效益和社会效益。
设计阶段在造价控制中所起的作用
水利水电基本建设过程大致可分为4个阶段:可行性研究报告阶段,设计文件阶段,建设实施阶段.竣工验收阶段 。而工程造价的控制贯穿于整个基本建设项目的全部过程,同样也可以分为4个阶段:投资估算.设计概算,施工图预算,竣工结算。在项目建设全部过程中,各个阶段控制工作对工程造价都有不同程度的影响。项目决策以后,设计阶段对项目造价的影响极大。对于水利水电工程来说,其材料和设备的消耗费用约占工程成本的70%左右,如此高的费用主要是在设计阶段形成和控制的。据有关统计资料表明,初步设计阶段影响工程造价的可能性为75% ~95% ;至技术设计结束,影响工程造价的可能性为35% 一75% ;而施工阶段,通过技术组织措施等节约工程造价的可能性为5%— 1O% 。也就是说除决策阶段对工程项目的造价有整体影响外,设计阶段(初步设计,技术设计,施工图设计)影响工程项目造价的可能性要占到90%以上。由此可见,当项目决策以后,控制工程项目造价的关键在于设计阶段。
设计阶段造价控制的问题
1.设计方案不经济。技术与经济相结合是控制工程造价的有效手段,如果设计技术人员缺乏经济观念,不考虑或欠缺考虑如何降低工程造价.而编制概算人员又不熟悉工程知识.不了解工程进展中的各种关联关系,就很难有效地控制工程造价。如,某水源供水工程,在工程实施中.建设单位通过优化管线开挖断面、将原方案管线基槽开挖坡比变小及底部减少预留安装工作面等措施.使土方的开挖及回填量有较大的节省:在某些线段通过技术攻关对管材进行了进一步的优化选型,把部分钢管改用玻璃钢夹砂管。由于此项工程大多通过银行贷款解决.仅此两项的优化就节省投资高达15% ,较大地减少了银行贷款额度,在一定程度上降低了供水成本.提高了企业将来供水管理的市场竞争力。
2.设计变更随意性大。建设单位(法人单位)技术力量薄弱.单方面听从施工单位的建议,在没有原审批单位审批同意的前提下.单方面同意施工单位未按照批准的设计施工,而设计单位根据业主的要求随意修改设计,导致工程投资失控。这个问题.在目前的建设工程中较普遍。每当审计部门进行监督检查时.变更设计的审批程序不完善的问题总是不可避免。更有甚者.因变更得不到原设计单位的认可.使工程无法进行决算和工程验收
3.不同程度的设计漏项。设计漏项的存在.可能由于业主要求的时间紧.或者有些前期工作受现场条件制约而无法开展,或者受工作能力、责任心、设计水平等因素的影响而造成的。但是,设计漏项的存在,导致了设计概算的调增、超概算投资落实困难,影响了工期和工程质量。如,某水库防渗加固工程,采用高压摆喷防渗墙加固,设计时漏失了废弃浆液弃运子项的计算.导致此项投资的缺失。这些问题皆导致工程投资有较大的增加。
4.工程量计算失误。工程量计算的失误,或者由于勘测工作不到位.或者由于本身计算失误,或者由于利益驱动故意算错等。工程量变化直接影响了工程本身的造价.过度偏大则造成投资的浪费,过度偏小造成工程质量无法保证或超概算部分投资的落实困难.影响了投资效益的发挥。如,某水闸维修加固工程.闸门型式为10 m×9 m钢闸门,本次维修加固只对闸门下半部分进行更新、上半部分采取除锈防腐处理.而在概算阶段计算的工程量却把整个闸体的工程量计算为更新,凭空增加了50%的钢材用量。
5.存在挂靠、越级设计。目前,设计市场还没有完全市场化,设计招标还没有完全实行,往往凭的是关系,缺乏公开、公平、公正竞争。为了顾及某方面的利益,存在挂靠、越级设计的现象,这在一定程度上扰乱了设计市场的正常管理,造成设计质量的下降,加大了工程投资的风险。
6.地质勘查深度不够。地质勘查在设计阶段发生的费用占设计的比重较大,在业主的要求下,为了降低设计费用,设计单位对业主提供的地勘资料采取拿来主义,缺少更进一步的详查和必要的补充地质勘查工作,在施工阶段地质勘查发现问题后.导致修改设计,增加工程投资。如,某水源水库加高加固工程,需在原有堤防的基础上加高加固,在工程施工过程中,局部围堤发生边坡失稳,造成新筑堤身破坏;经过施工阶段地质勘查与初步设计阶段勘查结果比较,存在明显的差别,导致修改设计,增加了部分围堤戗台或防渗处理,从而提高了工程施工成本。
加强设计阶段的造价控制
1.采用设计招标,优选设计方案
在尽可能的条件下进一步优化设计方案。通过优化设计来控制投资是一个综合性的问题,既要防止高估冒算,又要纠正片面压价的现象。正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键.力求在技术先进条件下的经济合理、在经济合理基础上的技术先进。今后,要改变设计单位花费了大量的人力、物力优化了设计方案反而设计费变少了的优化不能优价局面,扭转设计人员只对设计工程质量负责而不关心工程造价的局面。特别对那种没有进行必要的技术经济分析评价及多方案优化选择的设计方案和那些在工作中重技术轻经济、追求高标准或为保险起见随意加大安全系数的设计不进行审批。
在设计招标文件中应对降低工程造价要有明确的具体要求,在设计投标文件中应有相应的降低工程造价的具体措施。通过设计招标.在设计中不按标准、规范进行设计,任意提高安全系数.擅改标准,乱开口子增加项目而使造价增长和造成后续阶段的严重浪费现象.就可得以彻底解决。
2.政府审查和社会监理相结合.加强对设计阶段的造价控制
在设计阶段对投资控制和监督,是政府主管部门宏观管理的内容。根据我国水利水电基本建设程序规定,水利水电设计必须有经水利主管部门批准的可行性研究和设计任务书。主管部门在审查初步设计时,应严格审查设计概算。对于工业与民用项目、建设部已颁布了《建筑施工图文件审查办法》,各地建设主管部门相继成立了审查机构,开展了施工图文件审查业务,对把握工程的安全性、适用性 经济性起到了积极有效的作用。水利主管部门也可以借鉴.成立水利水电工程设计文件审查机制.把一些设计上不够安全经济的施工图文件杜绝在施工之前。
水利水电工程设计阶段的监理是工程建设项目全过程监理的重要组成部分,它对于建设项目的投资、进度和质量等均有重大影响 从目前已进行的监理项目看,多属于施工阶段的监理,并且在水利水电工程施工阶段收到了较为明显的经济效益与社会效益。但是.作为建设项目全过程中的设计监理如何开展.尚未得到普遍重视.而设计阶段对工程造价的影响是巨大的。切实做好对该阶段的监理工作是十分必要的。监理部门选派具备丰富的工程设计经验、并且在工程经济方面有一定素养的监理工程师对设计进行监理,使得设计工作在严格执行法律法规、技术标准、设计规范和项目可研报告要求的基础上,达到“工程项目投资控制在保证质量和进度不受影响的前提下,尽量降低资金投入之目标。
3.推行限额设计,控制工程造价
1.工程概况
坑内水库位于厦门市集美区灌口镇坑内村,所在河流为深青溪。水库坝址以上集雨面积3.24km2,河道长度3.95km,河道比降102.21‰。枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞组成。工程于1974年12月动工兴建,1977年12月竣工。水库建设时采用20年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核,设计洪水位58.75m,相应库容386.71万m3;校核洪水位59.25m,相应库容403.90万m3;正常蓄水位57.35m,相应库容342万m3;死水位36.40m,死库容1.6万m3。坑内水库是一座以灌溉为主的小(1)型水库,同时,还承担着下游3000人、耕地近万亩、324国道的防洪安全。
2.渗漏问题及成因分析
受当时历史条件和技术水平的限制,水库大坝坝前库底没有铺盖防渗,施工中未对水库坝基进行防渗处理,坝体夯填不密实,防渗效果较差,背水坡靠右岸高程42.0m平台以上湿坡较严重,有少量塌落、沉陷现象,随着水位增高湿坡更严重,湿坡面积约60m2。右坝肩45m高程处存在渗水,但未发现明显的集中渗漏。2008年水库大坝经安全鉴定,坝体渗漏量及渗透坡降理论计算值在规范规定范围内,在实际运行中,背水坡存在湿坡,但未出现明显湿软、渗漏塌陷以及集中渗水,渗流有一定异常但未直接影响大坝安全,大坝渗流安全性级别评为B级。从钻探与水文地质试验结果表明,大坝土体成分不均匀,密实度不均匀,为中等透水,是坝体湿坡的主要原因;坝基属于中等透水性岩基,因未进行清基及帷幕灌浆处理是坝基渗漏的主要原因。
3.大坝防渗方案分析
对病险土坝进行防渗加固处理的方法较多,针对本工程存在问题,对坝体、坝基防渗加固比较三种方案。
方案一:坝体采用复合土工膜防渗,坝基采用帷幕灌浆防渗。
该方案拟在迎水坡采用复合土工膜防渗,复合土工膜规格为700g/m2,二布一膜,膜厚0.5mm,铺设向右岸延伸60m,锚固深度75cm。坝坡平台以上设置两道阻滑墩,高程分别为:54m、58m,坝坡平台以下设置三道阻滑墩,高程分别为:45.45m、41.45m、37.45m,材料采用M10浆砌条石,宽50cm,深度75cm。变坡处设置护脚,坡脚设置截水墙,截水墙下设置单排孔帷幕灌浆(布设桩号0+130~0+271),灌浆孔距为2m,深入到岩基下1m,帷幕灌浆钻孔1226m,灌浆1226m。
方案二:坝体采用充填灌浆防渗,坝基采用帷幕灌浆防渗
该方案拟在坝顶进行坝体充填灌浆,坝基帷幕灌浆。充填灌浆布设在之间,布设双排灌浆孔,采用梅花形布孔,排距1.5m,孔距3m,第一排布设在坝顶离防浪墙1m的位置上,共布设89孔,共计布设充填灌浆造孔3120m,灌浆2754m;坝基现状存在漏水现象,为了进一步提高坝基抗渗透破坏能力,坝基设置单排孔帷幕灌浆(布设桩号0+130~0+271),深入岩基下1m,帷幕灌浆钻孔991m,灌浆991m。
方案三:坝体采用复合土工膜防渗,坝基采用混凝土防渗墙防渗
该方案在迎水坡采用复合土工膜防渗,铺设范围、锚固深度、阻滑墩设置同方案一。坝基采用混凝土防渗墙防渗,混凝土防渗墙厚0.8m,深2m。坡脚处复合土工膜嵌入混凝土防渗墙。
4.大坝防渗方案比较
从表1可知,三方案比较,方案二虽在水库不放空情况下可以施工,但该方案工程量及投资大,且施工时对坝体造成一定的震动;方案一投资少一点,坝基渗漏得到较好处理,但根据地质勘探成果,坝基的残积砾质粘性土层渗透系数在10-5级;考虑到坑内水库大坝坝体质量虽较差,但实际运行中并未发生较大渗漏,且坝体渗漏量及渗透坡降小于允许水力坡降J=0.39(根据安全鉴定成果),理论计算值在规范规定范围内,根据大坝安全鉴定大坝结构安全性级别评为A级,为提高大坝坝体、坝基防渗效果,迎水坡采用全坡复合土工膜防渗可满足要求,坝基采用混凝土防渗墙即可提高坝基抗渗能力。综上所述,坝体、坝基防渗推荐采用方案三。
防渗加固方案比较表
5.结语
坑内水库除险加固工程在复合土工膜和混凝土防渗墙施工过程中,严格按技术规范和设计要求操作,加强施工过程质量控制,经过抽检试验结果表明,各项性能指标均能满足规范标准。目前已经过一个蓄水期的蓄水检验证明,防渗效果良好,在小型低坝除险加固具有一定的推广价值。
参考文献
[1]水利水电工程初步设计报告编制规程(DL5021-93)[S]
[2]水工建筑物荷载设计规范(DL5077-1997)[S]
[3]水利水电工程土工合成材料应用技术规范(SL225-1998)[S]