水电站工程施工组织设计方案评价

宋祺弢，刘 伟（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都610000）

水电站工程施工组织设计方案评价

宋祺弢，刘 伟（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都610000）

与其他的工程施工组织设计相比较而言，水利水电工程中的施工组织设计相对比较复杂，其在工程建设管理以及招标过程当中具有重要的作用，同时也是工程设计的重要组成部分。本文首先对水电站施工组织设计的基本理论进行了论述，然后以某水电站大坝上游围堰控制性灌浆工程为例，对其进行了相关的评价分析，并结合实践工作，提出了一些合理化的建议。

水电站；组织设计；基本理论

引言

对于水利水电工程设计文件来讲，施工组织设计是其中的重要组成部分，是编制工程总概算、投资估算和招投标文件的主要根据，是研究水利水电工程选择施工方案、施工条件、组织以及指导工的技术经济文件，同时也是施工管理和工程建设的指导性文件。不管是在工程的前期，还是初步或者是技术设计阶段都要对施工组织设计进行必要的编制。只有做好施工组织设计，才能够进行对整体优化设计方案进行正确的选择，从而进行科学合理的施工，这些对于降低工程造价、缩短建设周期、保证工程质量都具有极其重要的意义。

1 水电站施工组织设计的基本理论综述

1.1 施工导流

通常情况下，水利水电工程的施工都是位于川流不息的河道上，为了能够将施工与河水的矛盾进行有效的解决，就需要将全部或部分河水导走，同时在施工期内还应该尽量的使得河流的综合利用条件不被破坏，这样就有了施工导流专门设计的相关问题。在施工组织设计中，导流问题是一个特殊问题，在设计方面来讲，它既有与施工总布置、总进度密切相关的导流程序问题，也有建筑物设计内容，比如说围堰、引水隧洞、混凝土大坝等。施工导流是个带时段性以及全局性的问题，它既与施工总进度、总布置、工程投资以及截流施工时段密切相关，又受挡水建筑物坝型、坝址的选择以及水工建筑物和其布置所带来的影响。无论是哪一种水电站工程施工都应该同自然条件之间相协调，其中最重要的就是同水情规律之间相协调。通常情况下，与对水情规律进行改变所产生的费用相比较而言，适应水情规律的付出要相对较小，只有在极其特殊的情况下，水情规律难于改变或者是不能改变，这时主体工程施工的控制环节便是施工导流。导流工程中的蓄水、封堵、截流、渡汛、拦洪及排水等也就成为控制的主要要素。显然当主体工程施工程序能够较好的适应河流规律时，工程进展顺利，资财也就节约；相反则会将施工计划安排打乱，轻则多花资财，延误工期，重则造成事故，被迫停工。

1.2 施工工艺

施工工艺由施工方法、施工顺序及施工技术等在特定的施工装备情况下构成，它是施工组织设计的基础。施工工艺关系到建筑物结构的施工技术经济合理性与可行性，主要的内容包含以下几个方面：

（1）施工导流与主体工程建筑物施工顺序配合的实施状况的技术特性；

（2）主体工程建筑物实施方法以及顺序的施工技术特性；

（3）特定技术装备之下，在施工期限范围之内达到施工强度的合理指标；

（4）必要的材料消耗及技术物质供应；

（5）适应高程的场地空间以及施工程序的施工平面合理布置；

（6）工程建设施工进度、质量、效益及安全等科学管理的施工要求与工艺。

1.3 施工进度

施工进度计划贯穿于施工的整个过程当中，所有施工程序、施工技术及速度等相互关系，通过综合平衡协调后显示出总体规划的强度与时间指标。当前进度计划表示方式主要有网络图、斜线图及横线图。在这一环节当中主要解决如下方面的问题：

（1）施工机械化水平。应该对适应建筑物特性和所处自然条件的施工机械装备进行解决，因为岂会对施工强度产生影响，从而影响到工程的进展以及施工速度；

（2）合理划分施工程序。在水利工程建设过程当中，对于施工程序影响较大的时段，要对其进行科学合理的划分，如蓄水期、拦洪、渡汛、封堵及截流等要进行分析，合理划分；

（3）经济投资效应。水利工程由于工程量巨大、项目多、施工期长、工种复杂、投资巨大、又远离城镇等，这些都会加大进度计划安排的难度，尤其是在市场经济状况下，变化因素相对比较多，资财投入时间价值与进度计划关系更为密切，这就需要进度计划对于资财能充分利用，使得经济效应最佳；

（4）关键施工期的控制。从工作实践当中可以得知，通常当河道截流起始时以及在它之后的枯水季内的工程施工期，往往对工程进度计划都会具有一定的控制效用。为此在进度计划安排时，对必须进行充分论证，这样才能够达到对渡汛安全合理的目的，从而来划分关键施工期的控制。

1.4 施工布置

在对水电站施工布置时，应该围绕着主体工程施工这一主题进行开展，其着重点是对工程所在地区的生活建筑、工厂设施、施工交通、料场规划等在高程上和平面上进行合理的空间布置规划，主要目的就是为主体工程运行及施工服务。布置时对于服务对象必须紧密围绕，同时也要对以后扩展成为库区旅游开发的需要进行考虑。在具体施工布置时，结合工程所在地区的经济、社会、自然等主要因素，根据结构型式和枢纽布置特征，对施工占地认真规划。要遵循因地及因时制宜、安全可靠、统筹规划、经济合理、利用技术可行、方便生产管理的总原则，对于布置的合理程度进行检验。水利工程施工布置主要包括有安装场地、工厂设施、生活生产用水、交通运输、生活建筑、料场开采储运规划、通讯等管路线路等的高程和平面的合理布置。其中交通不便、运输工程量大、距离远、建设周期长的水利工程建设，运输任务艰难，道路修建费用巨大，这时就要引起足够的重视，不然会延误工期和加大投资。

2 某水电站大坝上游围堰控制性灌浆的施工组织设计分析

2.1 某水电站工程概述

本文所应用的水电站案例以发电为主，同时它还具有渔业养殖等效益。甚至控制流域面积约为1万km2，水量利用率达到70%左右，该水电站位于亚热带湿润季节气候当中，冬季的时候容易出现东北风。水电站大坝围堰处水流湍急，上游围堰设在大坝上游75m和导流洞下游20m的地方。河床深部为中密密实度的砂卵砾石层，堆积层覆盖部分结构较为松散，另外，该地段具有透水性强且分选性差的特点，给施工带来一定困难。中下层则是粒径较大的径孤石，且沉积久远。水电站大坝上下游围堰键的水位落差较大。为此，为了减少落差，可以采用施工过程中开挖下的石渣来抬高大坝水位，增加工程安全度。

2.2 某水电站工程施工组织设计方案

2.2.1 施工总进度计划安排

该水电站工程有计划大体分为两个时期，在一期当进行施工的主要有土琐、右侧6.5孔溢流琐、右岸重力琐及发电厂房等：二期主要有坝基摆喷灌裝、升船机、孔溢流琐等项目。

施工中采用2台冲击钻机，4套灌浆设备进行上游围堰控制性灌浆作业。下游排的钻孔灌浆作业在前，上游排作业在后。上游排施工的同时可以全面开展原有的钻灌机械、线路施工，进而解决进度滞后问题。整个控制性水泥灌浆防渗施工的实际帷幕工期为35d，没有占用总施工计划。表明最终的施工效果较为理想。

2.2.2 施工工艺

该水电站的水泥灌浆防渗工程的工艺流程为：

首先进行是帷幕轴线放孔位的确定，之后进行固定钻机，然后进行钻孔和镶一定深度的孔口管。特殊地段钻灌之后才是终孔灌浆。

整个施工过程中，根据围堰防渗墙的特点，对灌浆系统布置、钻孔方式和防渗墙施工的处理及时进行了现场调整和改进，所以最后整个施工的结果较为理想。

2.2.3 施工总平面布置及场地规划

基本设备设置：设立固定集中制浆平台并在平台处设置砂浆搅拌机（1台）、浆液拌制机和输送泵（各2台）。灌浆孔附近要设置200L型搅拌桶、砂浆输送泵和拔管机（各1台）。沿防渗轴线铺设灌浆线路，要尽量缩短灌浆孔和制浆系统之间的距离，为了合理控制砂量，搅拌桶内先灌注水玻璃，再灌砂，这样可以大大提升施工效益。

⑤加强各种科技计划的衔接，实现技术集成。把技术引进与科学研究、自主创新、转化推广、技术成果产业化作为整体统一考虑，使“948”计划与国家其他科技计划（如863计划、国家农业科技成果推广计划等）、水利部科技计划相互衔接，通过技术集成和有机结合，实现项目最终目标。

其他设施布置：

（1）风水电设施布置

施工供风对象主要为主体工程错杆钻孔、基础开挖等项目的用风。按照现场踏勘资料，使用四台移动式和一台固定式供风站。

（2）生活、办公用地规划

本工程分二期进行施工，在右岸布置办公设施、施工营地，为了对二期施工使用要求满足，设置一个生活营地、临时现场办公在左岸。

（3）生产辅助企业场地规划

生产辅助企业场地就近布置，对现有场地充分利用，同时进行会议室、值班室、移动厕所及员工宿舍等临时设施。

本工程在河流两侧分别进行弃渣场的设置。

（5）场内施工道路

在对现有工地现场道路充分利用的基础上，新修9条场内道路对于施工的要求进行满足。

2.3 某水电站工程施工组织设计方案评价

上游围堰防渗处理的成功与否可以从大坝开挖的基坑中看出，围堰帷幕防渗效果可以从开挖过程中通道有无明显渗漏以及基坑中抽排水工作量有无减少中得以证明，因此，徒步施工管理可以在基坑中实现。经过实验证实，这一方案能够对于施工需求行相关的满足，同时也利于施工活动的有效组织，这一方案是可行的。通过最终的评价结果可以发现，该水电站工程施工组织设计方案在实际的工作当中，具有一定的借鉴意义，但是在施工设备的选择以及施工强度的分析方面有待于进一步加强。

3 水电站工程施工组织设计合理化建议

（1）施工组织设计主要包含有施工导流、施工工艺、施工进度及施工布置四个方面，它们在设计中处于同等重要地位，是不可分割的组合体，它们之间存在相互依存、相互制约及相互关联的密切关系，是总体方案优化的基本单元；

（2）在设计各个专业中，施工组织设计是一个薄弱环节，急需提高标准化程度、研究理论、减少工程实践差距、改善设计手段落后现状，从而使得施工组织设计水平提高；

（3）当前，不能够充分的应用施工技术资源，不能够借鉴已有的成功经验，所编制的内容新技术缺乏，不能够使得资源消耗降低、劳动效率提高。设计时只是照搬照抄技术规范或工程招投标，未有针对性的对具体工程进行设计和规划，通常都会造成施工实施与组织设计分离，不能够起到真正的指导作用；

（4）对于施工组织设计科研的总结以及投入要给予重视，这对于施工组织设计自身发展以及提高设计质量都具有重要的作用；

（5）建议水工施工不宜分家，同时还应该进行专门科研组织机构的建立，研究施工组织设计理论，使得施工组织设计水平尽快提高，与工程建设发展的需要相匹配；

（6）对组织科研设计的施工投入以及总结加以重视，加大对工程中实际应用的发展。既可以提高施工组织设计的质量，同时也可加快其设计自身的发展。鉴于施工组织设计理论体系比较繁杂，本文只阐述了部分对主要问题的分析。对其他方面，例如招投标的关系或者设计体制改革以及施工技术管理进步发展等关系存在的问题还需要进一步分析探讨。

4 结束语

综上所述，水电站施工组织设计应该与工程的实际情况进行有效的结合，才能使所制定的施工组织设计方案最优。总的来说，在项目建设中，设计充分考虑各项目之间施工程序前后兼顾、衔接合理，减少互相干扰，均衡施工。在确保工程施工质量和进度的前提下，围绕施工关键线路和重点段统筹兼顾，确保各节点工期的同时，施工项目间协调有序的整体进行。

[1]刘 妍.水电站工程施工组织设计方案评价研究[D].中南大学，2013.

[2]吴政江.镇宁板岩水电站工程施工组织设计方案研究[J].地下水，2015，03：150～151.

[3]廖仕信.蟠龙水电站工程可研阶段施工组织设计研究[J].水利科技与经济，2014，01：98～100.

TV512

A

2095-2066（2016）34-0097-02

2016-11-18

宋祺弢（1985-），男，本科，主要从事水电站设计工作。

刘 伟（1987-），女，研究生，主要从事水电站设计工作。