王学勋
(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550081)
木里河上通坝水电站主要由首部枢纽、引水系统、厂区建筑物等组成。取水枢纽为28 m高闸坝,位于甘孜州理塘县鄂湿西沟上游约270 m处,于右岸取水后经长约22.71 km的引水系统引至凉山州木里县日窝沟沟口处建地面厂房发电。电站主要任务为发电,兼顾下游生态环境用水要求。其正常蓄水位为3 144.00 m,额定引用流量107.7 m3/s,水轮机额定水头250 m。电站装机3台,单机容量80 MW,总装机容量240 MW。
引水系统隧洞工程共布置11条施工支洞。引水隧洞布置8条支洞为1~8号。调压井(高111 m)顶部设交通洞。压力管道上平段工作面由8号支洞分岔进入,中平段工作面由9号支洞进入,下平段工作面由10号支洞进入。
(1)对外交通差。电站距西昌490 km,其中对外专用公路约250 km为泥结石路且边坡均未支护,路面经材料运输重车碾压后泥泞不堪,弯多路窄,平时越野车行车约13~15 h。雨季(6月~9月)道路经常垮塌中断,冬季(12月~翌年2月)间或冰雪封路,对采购施工零星材料和配件造成很大影响。
(2)气候恶劣和施工时间短。工程跨越甘孜州和凉山州两个藏区、冬季气温低下极端最低气温达-20 ℃,年均820 mm的降雨量全部集中在雨季(不时中到大雨),直接影响正常施工安排。
(3)地质情况差且点多面广战线长。引水隧洞总长22.71 km,沿线地质条件差(以Ⅳ、Ⅴ类围岩为主,其中Ⅴ类围岩超过13 km,占57%以上)。压力管道上斜段和下斜段地质条件差(受泥质板岩及软弱破碎带等不良地质原因影响,致实施阶段斜井段施工受阻后均设计变更为竖井段)。
表1 上通坝水电站监理项目WBS任务分解和责任矩阵
(4)施工能力差和项目管理差。客观环境差加上项目偏小且利润空间狭窄,难以吸引高素质的管理人才和施工实力强大的施工协作队伍,导致项目管理和实际施工能力弱。
(5)业主资金影响:施工期1年时间,业主资金处于中断状态。
监理合同范围为水电站主体及附属工程的全过程监理,2011年4月主体工程开工。监理工作采用WBS表格全面分解任务,落实管理责任[1],见表1。
部门内应该进行工作任务的人员WBS责任矩阵分解,实行项目任务分解到人、责任到人。F-负责、J-监督、 X-协调、 C-参与,FJX角色相对有唯一性,在任务分解执行时F-负责人员还应规定补位职责。监理过程中,检查与改进任务分配,始终在提高凝聚力与工作效率上严格要求和改进,促成提高团队协作效力,并努力做到合理。
(1)重点控制与协调管理的影响进度的因素有:①移民征地导致当地村名阻工(工程地处藏区)、甲供材料供应滞后、结算资金滞后影响施工资源投入;②引水隧洞支洞布置大多数隧洞开挖单面长度大于2 000 m,施工降效;施工能力不足如资源投入不足、管理低效或不到位、更换施工队伍;特殊地质原因;③设计预测围岩类别变差或出现特殊地质情况如隧洞突涌水、断层、岩爆和有毒有害气体等。
(2)监理对非施工单位原因开展量化分析,重点评审非施工单位原因可能产生的影响。工期分析时,确定滞后天数,扣除经量化的施工单位原因影响天数,由月例会纪要及其他方式进行文件备忘。综合月进度记录、季分析或者年度施工进度计划评价成果,减少进度量化偏差。
(3)针对进度偏差,采取的主要控制措施有[2]:①针对各种因素影响甲供材料供应,积极协调各施工单位之间的材料共享调拨。汛期施工,配合业主单位了解多线路交通状况,跟踪材料供货方的供应动态,做好材料储备,调整关键部位施工内容,缓解特长隧洞多工作面支护、多部位混凝土衬砌的材料供应冏况。②针对单个开挖工作面较长,长隧洞开挖施工存在效率低问题,定期对实际完成进度和计划进度进行比较,发现偏差,督促施工单位采取有效措施,及时纠偏。③重视有毒有害气体影响进度、加强监测并始终采取防护措施应对有毒有害气体。采取专门措施应对不良地质条件或突发涌水情况。编制应急预案,开展应急演练,减少突发情况影响隧洞开挖施工。④重视工序施工的时效性。督促施工单位提高从业人员的时间意识,施工前明确各项目施工计划,施工过程中要求项目负责人现场带班组织生产。督促施工生产调度管理,上道工序结束,下道工序无缝衔接。⑤开展定期和不定期统计分析,通过周、月例会及日碰头会,对施工进度进行剖析,以书面通知的形式抄送业主和施工单位。针对滞后工序,合理计划,通过提高后续项目施工强度确保进度计划实现。⑥重视施工单位资源投入的检查和监督,发送监理通知督促资源配置,若协调效果不理想,通过业主抄报施工单位总部催促。
以“过程工序监督”和“验收控制”两种方式开展施工质量控制,在遵守规范规定和合同约定的质量标准的基础上[3],辅助测量及量测、试验、监测等检查偏差。过程中,监理针对工程现状实际存在施工管理水平偏低的问题,采取了监理质量控制关口前移,过程监督留有书面记录。具体措施如下:
(1)制定制度,质量验收规范化、程序化。树立主动服务意识,及时开展工序检查验收,发现施工单位玩忽职守人员,督促其及时更换。
(2)巡视检查发现质量安全问题,及时向施工单位下发整改通知,并监督落实、整改复查的闭环管理。
(3)做好工程建设质量管理体系份内工作,积极落实项目质量管理委员会确定工作事项。业主代表检查发现的问题,以正式通知方式督促施工单位整改落实,并对落实情况进行复查,相关检查留下记录。
本工程在会议协调方式及信息共享交流方面有较好应用,很大程度推动了生产协调建设、有序管理。
工程建立了网络化管理体系,各参建单位项目部、职能部门、基层管理人员由三个层级组成纵向指挥管理网络,横向沟通,联结业主、设计、监理、施工单位各个层面,建立一一对应关系。工程建设过程协调,分专业、分层级、分部位联系,形成高位推动、层层落实、压力传递、逐级负责的工作格局。其中业主和监理沟通网络见图1。
图1 业主单位和监理单位沟通网络
本工程的信息及时传递,信息沟通渠道畅通,实现了在同级别解决不了的问题,能向上级反应沟通,积极解决。
上通坝施工监理工作战胜了点多面广战线长、客服重重困难,充分有效的发挥了监理人的作用,业主考核同流域各水电站监理工作中名列前茅。监理内部管理经验为:
(1)监理项目WBS任务分解和责任矩阵的实施,保证了监理团队的高效协作。
(2)特长引水隧洞施工监理风险分析与对策实施由专人管理,便于措施到位。
(3)定期对监理人员进行公开和透明的考评,考评邀请业主方对管理技术人员进行考核,打开监理人员的晋升通道,创造良好的工作氛围,提高了监理人员的积极性和协作愿望。
(4)定期或不定期进行合同、规范和图纸的培训交底,提高监理管理技术人员的业务知识,同时培养监理人员的沟通和管理技巧,提高了监理人员的综合技能。
(5)总监理工程师定期或不定期对业主及施工项目部进行回访,收集对监理的意见或建议。经分析如利于推进项目建设、利于进度质量等工程建设控制,积极采纳。
上通坝引水系统线路穿越多类型地质条件,不良地质条件多,遇越8条断裂和6条褶皱,通过精心组织和监理,成功避免了任何人身设备施工安全事故和有害气体中毒事故。
(1)引水隧洞为圆形,开挖直径为6.4~7.4 m,由于断面小,混凝土衬砌不能及时跟进。研究和落实初期支护方案防止塌方或变形部位在后期进行二次扩挖,也是加快总体进度和节约投资的关键。监理控制措施为:①监督施工单位配置合格的钻爆工。②控制周边孔间距,Ⅱ~Ⅲ类围岩孔距为55~65 cm,Ⅳ类围岩孔距为45~55 cm,Ⅴ类围岩孔距为35~45 cm。③支护跟进距离。Ⅱ~Ⅲ类滞后8~15 m,Ⅳ类滞后3~8 m,Ⅴ类围岩每循环开挖后立即实施支护。④针对地应力大(掌子面表现为岩层走向扭曲)和地下水丰富等地质条件较差的Ⅴ类围岩,考虑到开挖初期之支护后搁置时间较长(最大达4年),经监理建议并实施了开挖时预留20 cm变形量,成功避免了后期大量的二次扩挖及其带来的不可控的安全风险,节约了投资,加快了进度。
(2)引水隧洞22.71 km设置11条施工支洞,测量导线共转弯11次。进场后监理首先组织向施工单位移交设计控制网,并监督和复测施工单位建立的施工测量控制网,并每个季度进行复测,确保测量控制网体系有效。监理专业管理控制到位,隧洞开挖周边线贯通偏差最大控制10 cm内,满足规范要求。
(3)有毒有害气体在开挖爆破后数天内都有可能发生,引水系统隧洞发生过有毒有害气体溢出事件,但经过严密的预防措施,成功避免了中毒事件。首先在开挖施工前,要求各施工单位建立健全了有毒有害气体管理制度及应急预案,其次要求施工单位配备专职人员采用CD4型多参数气体测定器每日不定期(尤其爆破后、作业人员进入开挖工作面前)的对洞内的有毒有害气体检测,检测无有毒有害气体后或者虽超标但经加强通风排烟后满足要求方可组织人员进洞实施施工,检测应有检测巡视记录,同时监理定期(不定期)对施工单位的检测结果进行抽查复核。
(4)开挖遇断层破碎带和富水地带等,必须落实物探测试超前地质预报措施,并组织各方人员开展地质分析,根据地质分析明确落实相关措施。具体措施落实过程,监理配合业主组织相关应急处理队伍的指挥、协调,落实疏导、转移、抢险、救治等相关工作。
(5)上、下竖井(高120 m)施工中,为确保泥质岩中开挖安全和防止初期支护下沉或变形失稳,每隔20 m高设置一道钢筋混凝土圈梁,成功确保了两个竖井的开挖顺利贯通。
(6)厂房基坑围堰基础为厚沙砾覆盖层夹孤大块漂石,建议并成功实施帷幕灌浆防渗。灌浆施工过程中,存在灌浆流量大、无回浆、无压力现象,增加了水玻璃进行灌注,确保第1段灌浆质量和防渗效果。帷幕灌浆Ⅰ序孔1段全线铺开进行灌浆施工,待凝后视结果在确定后期施工方法。Ⅰ序孔1段灌浆量暂按1.5 t/m控制,灌浆压力控制在0.3 MPa以内,基坑开挖时防渗效果较好。考虑基坑开挖爆破影响防渗效果,进行检查并补灌浆,实践证明此措施取得很好效果,保证了基坑全年施工,实施该措施工期提前6个月。
(7)监理正确处理各参建方的关系,客观、公正和科学,确保内外沟通渠道畅通,监理对现场协调和合同变更等事件的处理及时有效。根据工程需要,重要节点、重大技术问题处理时组织后方专家咨询发挥监理单位人力资源优势,促成重大技术问题快速处理。
上通坝水电站的建设,首先2017年12月3台机组一次性顺利投产发电,年发电10.99亿kW·h,奉献了清洁能源,主要促进了凉山州木里县经济发展。其次解决了四川省凉山州木里县唐央乡不通公路的交通难题,同时新增了甘孜州理塘县、稻城县和凉山州木里县之间的公路新枢纽,快速交通形成后,加快了当地经济的发展节奏。再次,对当地居民生活用电的供应大大缓解了当地居民砍伐森林做燃料对森林的破坏,提高了当地人民生活质量。