洪家渡水电站工程设计项目管理论文(精选4篇)
洪家渡水电站工程设计项目管理论文 篇1
摘 要:水电工程勘测设计项目技术难度大、涉及的专业多。加之在水电建设周期日趋缩短的今天。工程建设对勘测设计在进度和质量上提出了更高的要求。我院通过对国家重点工程洪家渡水电站实行设计项目管理。紧紧抓住质量,进度目标控制环节。不断完善组织机构和管理制度。确保了设计产品在质量和进度上满足了工程建设需要和业主要求。取得了良好的效果。
关键词:工程设计:项目管理;洪家渡水电站
一、前言
项目管理是指在项目生命周期内所进行的计划、组织、协调、控制等管理活动,其目的是在一定的约束条件下最优地实现项目的预定目标,这也是现代企业普遍推广应用的一种科学的管理方法和模式,它能充分发挥资源效能,体现了资源共享,通过管理最大限度地提高企业的经济效益。
水电工程设计是一项技术复杂、涉及专业多、工作量大、不确定因素多的系统工程,特别是市场经济条件下,科学组织、管理,确保设计任务有效地园满完成,一直是设计院长期致力探索、不断创新的重要环节。在我国全面推行项目法人责任制的今天,为确保建设项目安全、经济和尽早产生效益,业主对设计的进度和质量提出了更高的目标,传统的管理模式已很难适应这一要求,采用先进的项目管理模式已势在必行,它可避免原设计院在计划经济时期以院、处、室三级垂直管理模式的工程设计所带来的较多弊端,比如管理层次多,市场反应迟缓,人力资源不能按市场需求灵活调配,设计人员工作的范围小及专业面偏窄等;也存在设计人员的工作进度与收入分配控制脱节,易形成专业壁垒、专业之间协调管理困难等不利因素。
目前我院推行“以项目管理为中心,专业设计部管理为基础”的管理体系,针对国家“西电东送”重点工程洪家渡水电站工程特点及其设计性质,对其设计项目全面施行项目管理,成立洪家渡水电站工程设计项目部,项目经理对项目的进度、质量和费用全权负责。通过实行设计项目管理,加强了项目负责人对设计生产的全面管理,进一步明确了各级人员的责、权、利关系,建立了与社会主义市场经济相适应的、高效的、规范的、科学的生产管理体系,各专业的生产和分配由项目部统一指挥领导,减少了管理层次,专业之间的协调也得到改善。同时通过项目管理,对人才资源合理调配,充分发挥和调动了生产人员的积极性和主观能动性,广泛开展工程技术创新和设计优化,在提高工程的社会效益与经济效益方面起到了重要的作用。
二、完善项目
组织结构,确保总体目标实现大型水电工程项目设计周期长、工作环节多,项目设计的计划、组织、控制和协调的难度很大,如果没有合适的组织结构及适时调整组织的配置,很难保证组织的高效、经济的运行,因此,项目组织结构的确定必须充分考虑有利于组织各部分的协调与控制,以确保项目总体目标的实现。
洪家渡水电站是“西电东送”首批开工项目之一。混凝土面板堆石坝坝高179.5m,属国内高混凝土面板坝之一,并将率先成为贵州省境内建成投产的最高面板坝。总库容49.47亿m.,装机3×200MW,枢纽工程为一等工程,于2000年11月正式开工,计划于2004年7月第一台机组发电。为此,组建的洪家渡项目部以完成洪家渡水电站的招标和施工详图设计任务为项目总体目标。
洪家渡项目部由项目经理(及副经理)、设计总工程师(及副设总)、专业负责人和设计人员、现场设代机构组成。项目部专业和人员构成结合洪家渡工程的设计特点,以坝工、水道、厂房、施工技术、金属结构、水力机械、电气一次、电气二次为核心专业,以工程地质、水文规划、建筑为紧密协作专业。项目部实行分层管理,项目经理负责协调项目内部、外部事务,对项目的质量、进度、成本监督控制;设总负责技术管理;专业负责人负责项目的各项具体专业的质量控制、技术指导及任务的分配和执行。现场设立设计代表机构(设代处),旨在搞好施工现场的技术服务,做好施工配合,及时反馈顾客、监理、施工单位的意见和要求,提高设计和服务水平,保证工程质量和进度。设计代表由项目部各专业派出。
在推行项目管理的进程中,结合院生产任务情况,项目的组织结构也在不断地完善。在组织结构调整为强矩阵式时,实行项目管理责任制和责任成本核算制,人、财支配权力归属项目部,加大了项目经理的权力。与此同时,虽然主要设计人员固定在项目部,加强了项目部的凝聚力和团队的战斗力,但也暴露出了另一方面的问题,一些专业性强的人力资源得不到充分利用。针对这一情况,项目部的组织结构调整为平衡矩阵结构,设计人员在满足质量和进度要求的前提下,可同时承担多个项目的专业设计工作,以便人力资源共享,充分发挥生产人员积极性,提高经济效益。
三、加强进度控制,确保工程建设项目计划作为项目执行的法典,是项目实施中开展各项工作的主线。
设计进度控制,是依据实现工程项目总工期的目标要求,对设计工作进度进行计划、监督和协调;使设计进度满足施工、制作和采购进度要求及工程项目的总进度要求。
水电工程建设周期长,设计成果将根据工程的进展情况陆续提交,因而需在设计总进度计划的基础上,根据业主的进度计划来编制关键线路上的供图计划,围绕工程建设的需要编制项目计划,并对实际进度与计划进度之间出现的偏差及时采取相应纠偏措施。为此,需对项目工作进行详细分解,明确工作内容、时间和资源配置,使每个项目工作成为可管理的、可定量检查的、可分配的和相对独立的任务,使项目工作能够全面展开。
为确保工作计划得到有效地实施,项目部通过召开专业负责人生产协调会,跟踪和检查各专业生产任务完成情况,对存在的问题及时解决,协调各专业间(特别是上下工序专业间)的衔接与配合工作,并结合工程建设的进度情况,及时对设计工作进行部署和调整。院计划工程师每季度也对项目部的进度计划进行检查、督促,并以此作为进度付款的重要依据。
四、强化质量管理
力求设计精品我院于1997年7月通过了“GB/T19001-IS09001”质量体系论证,2002年6月又通过了“GB/T19001-2000,IS09001—2000”质量体系论证,制定了企业的质量管理体系文件,明确了勘测设计的质量方针、目标和职责。在院质量管理体系文件的基础上,洪家渡项目部结合洪家渡工程的设计特点,制定了洪家渡工程设计的质量管理体系文件,围绕院的质量目标和业主的要求,对勘测设计产品和现场设代服务制定了可资检查、考核和实施的质量目标。
项目经理是项目质量的全权责任人,负责督促、检查项目质量计划的执行情况,各级人员相应完成自己的质量职责。项目部对专业技术方案的先进陛、可靠性、合理性负责,确保专业技术方案的质量控制,并负责项目通过重要阶段设计输入、设计输出、设计产品的评审和验证。项目的质量管理接受院质量内部审核,以此达到项目部的质量体系有效运行的目的。
业主在洪家渡水电站提出了“实现达标投产,争创鲁班奖”的建设目标,洪家渡水电站的工程设计根据这一要求,制定了相应的“达标”计划,并在设计和现场服务中贯彻实施。通过有效实施质量计划,强化质量管理,力求设计精品,确保了设计产品的质量特性,为“西电东送”工程项目优质高效的建设提供了强大的技术支撑与可靠保证。
五、降低责任成本消耗,提高项目经济效益项目总费用由院根据工程设计合同金额和设计工作量,经评审后以责任成本形式下达给项目部,项目实行费用成本总额包干制,独立核算、自负盈亏,盈余才有奖金。
为此,如何经营和管理责任成本,提高项目经济效益,就成为项目内部管理的核心及关键环节,既要使费用得到控制,又要推动项目工作顺利开展。
洪家渡项目费用管理通过采用个人台帐制拨付责任成本的有效方法加以控制解决。项目经理先将项目工作按照自上而下的方式进行详细分解,并将费用落实到每项工作,工作项目的费用为完成该项工作所需的行业平均人工和必要的材料费用,项目部根据项目工作量和难度,用类比法和实物法估算各项费用。该分解费用上报院生产管理部门,并发布于院网上,设计人员可随时查阅、了解所进行工作的进度要求和费用。通过项目工作费用的分解,使项目成本费用的总体控制转变为设计人员个体的费用控制,设计人员直接感受到与自已相关的利益,在工作中会自觉地降低成本,节约开支,以增加个人的经济效益,同时也就达到了提高项目部的整体经济效益的目的。
六、推行项目管理体制
提高设计工作成效洪家渡水电站工程设计通过项目管理,提高了设计产品和服务的质量,在建设工期提前两年的情况下,仍满足工程建设的技术服务要求,取得明显成效,主要体现在以下几方面:
(一)实行项目管理,项目的质量、进度和费用目标有了明确的执行人,使工程技术能够得到持续和深入的研究,保证了工程的安全性和经济性。
(二)调动了广大设计人员的生产积极性,树立了设计人员市场经济意识,提高了工作效率和人员经济效益。
(三)提高了设计人员的技术水平,在项目部的统一安排下,分阶段的进行技术总结,近两年来,项目人员在((水力发电》和(《贵州水力发电》等学术期刊上发表论文20余篇。
(四)更有利于工程设计开展设计优化和科研攻关活动。在初步设计基础上,项目部结合审查意见和业主的要求,组织人员开展了大量的设计优化和科研攻关,节约了工程投资和缩短了建设工期。在招标阶段,通过工作设计成果与初步设计相比,工程静态投资节约3亿多元,工期缩短2年(其中地面厂房的调整优化节约投资约7000万元:“峡谷地区高面板堆石坝关键技术研究”科研节约投资8000万元;通过对位于关键线路中的面板堆石坝开展优化,坝肩开挖减少780000m3,坝体填筑减少1320000m3,使工期缩短了一年;通过导流洞优化和调整截流后第一个枯期的工期安排,工期又缩短了一年)。设计优化和科研攻关取得了良好的经济和社会效益。
七、结语
随着国家在基本建设中实行项目法人负责制、建设项目招投标制和工程建设监理制,加大了建设项目的管理力度。随着科学技术的进步,水电站施工技术得到较大提高、大型机械设备、先进的工艺和方法在水电工程中广泛的应用,使水电工程的建设工期越来越短,设计的周期也大大缩短。按常规的管理模式已难于适应工程建设的进度和质量要求,通过在洪家渡水电站工程设计中实行项目管理,紧紧抓住质量目标和进度目标的关键环节,取得了良好的效果。
水电工程设计项目管理是一个较复杂的系统工程,其涉及专业多、范围广、技术复杂,管理的难度较大,我院实行的项目管理模式通过在洪家渡水电站工程的实践,取得了较好的效果,说明在工程设计中实行项目管理是积极可行的。但在实施中,尚应进一步探索以下方面的问题:
(一)设计项目工作的内容分解及费用分解是设计项目管理的一项重要工作,是进度计划和费用控制的基础。如何评估项目工作的费用,是设计项目管理实施的一个难点。洪家渡项目部采用类比法和实物法对设计项目工作进行了费用的分解,并制定了相应办法,作了初步尝试,实施两年多来得到了较顺利的实施。
(二)平衡矩阵式的项目组织结构在技术相对复杂的项目中,有利于人力资源的充分利用,避免了资源的重置,但管理的难度加大;由于设计人员可承担多个项目的工作,对一些效益较差的项目,可能会得不到合理的资源配置,需加强项目的信息管理,项目的计划管理要有前瞻性,确保资源配置的落实。
(三)设计院一般都是技术骨干担任项目经理,为使设计项目管理规范化、科学化,提高设计项目管理的水平和企业的市场竞争力,需不断的对项目经理进行项目管理知识的培训,使项目经理对技术方案能够把关,在项目管理上能够到位。
洪家渡水电站工程设计项目管理论文 篇2
洪家渡水电站位于贵州省织金县与黔西县交界处, 距贵阳158km, 是乌江梯级开发的龙头水电站。电站装机容量为540MW, 多年平均发电量15.94亿kw·h。该工程的导流方案采用围堰断流、隧洞导流方式, 下游围堰采用不过水土石围堰。挡水时段为2001年11月20日至2004年4月底, 50年一遇汛期洪水流量为1330m3/s。围堰堰顶高程997m, 最大堰高19.3m, 堰顶宽5m, 堰顶长80m, 堰面采用干砌石块及块石钢筋笼保护。围堰基础防渗对挡水大坝的建造而言, 是大坝能否成功进行基坑开挖及其它各项主体工程施工的必要条件。
2 工程地质
下游围堰靠近导流洞出口, 河床底部为古老河道, 冲积层厚6~15m, 有大孤石, 底部为三叠系下统灰岩, 孤石较多, 含泥含沙量相对较少。围堰堰体主要结构如下:
碎石粘土碾压层:即水位线以上部分堰体, 厚8~10m;由碎石粘土分层碾压而成;碾压不充分, 级差配, 结构松散。抛填层:即水位线以下部分堰体, 厚10~12m, 主要为大块石抛填;架空现象严重, 在渗流的作用力影响下, 有多而集中的渗流通道。古河床:位于堰体基岩以上, 后3~5m, 主要为砂砾石。基岩层:可灌性、可钻性较好。
3 围堰防渗方案的确定
洪家渡电站下游围堰河床防渗体原设计为高喷板墙, 针对下游围堰河床地质情况, 大孤石较多, 围堰填筑时, 土石料级配不均匀, 大块石含量较多, 含泥量较少的实际情况, 进行高喷板墙施工存在不少的技术问题, 施工速度较慢, 难以保证工期。根据洪家渡索桥头堆石体内现场试验取得的资料, 参考广西天生桥中山包电站围堰的成功实例, 专家咨询意见认为洪家渡水电站下游围堰防渗体选用控制性水泥灌浆帷幕新技术比选用高喷板墙施工更为可靠和合理, 施工速度较快, 经反复论证比较, 最终确定采用控制性水泥灌浆帷幕方案。控制性灌浆技术, 是指相对于常规水泥灌浆技术, 其灌浆前的造孔成孔率可控、浆液固化时间可控、浆液的渗漏范围可控和防渗效果可控。它是高效成孔技术、浅层水泥灌浆加固技术、精确控制浆液凝固技术和灌浆防水堵漏技术等多项技术的组合。
4 控制性水泥灌浆帷幕板墙设计
4.1 施工工艺及技术参数
施工范围按高喷板墙的设计图纸, 孔排距原则上为现场生产性试验布孔方案。
两排孔结构帷幕:孔距1.2米~1.25米, 排距0.6米, 孔深进入基岩0.5米。
4.2 施工工艺流程
定帷幕轴线放孔位→固定钻机→φ76mm钻孔并镶1.5米深的孔口管→下一段次钻孔→按计划浆液量控制进行双液灌浆→终孔段灌浆→全孔段重复灌浆→封孔结束。
钻孔按灌浆分II序自上而下分段钻孔。灌浆顺序:灌浆按分排分II序进行, 其中先灌第一排的I序孔, 然后再灌第一排孔的II序孔, 如果帷幕结构为两排灌浆孔组成, 则灌完第一排灌浆孔后再开灌第二排孔的I序孔。最后再灌第二排的II序孔。
灌浆分段控制:灌浆分段主要视钻孔情况而定。
其一、.钻孔一旦出现孔内不返水, 或有严重塌孔问题, 则立即停止钻孔进行灌浆。
其二、钻孔返水出现塌孔问题, 或有小范围塌孔现象, 但灌浆段长已超过1.0米的, 则一般控制在2.5~3.0米。
其三、碰到细砂层, 则要求尽可能的加大钻孔冲洗, 尽可能的把细砂从孔内冲洗出孔外, 控制段长一般不要超过1.0米。灌浆钻孔钻头都为φ44~φ56mm合金钻头。
控制性水泥灌浆需选用双液灌浆系统, 大泵灌水泥浆液, 小泵灌化学控制液, 两种浆液视不同情况或在孔内, 或在地层内混合, 水泥浆液配比全部选为0.8:1。
水泥为425#普通硅酸盐水泥, 加灌化学控制液视孔内升压情况和进浆量变化情况。
灌浆压力以控制水泥灌浆泵的机身压力表读数为准, 一般I序孔控制在1.0~1.5Mpa范围。II序孔控制在1.5~2.0Mpa范围, II序孔的终孔段或全孔段重复灌浆控制压力在2.0~2.5Mpa。灌入浆液量以控制灌入计划浆液量为主, 孔距为1.25米, 第一排孔的控制I序孔的平均灌入浆液量为600升/米~700升/米, II序孔的平均灌入量为700升/米~900升/米。对于二排孔的帷幕结构, 考虑排距为0.6米, 故相对控制灌入的计划量较少, 一般为第一排孔的50%, 具体还要视实际孔内情况作局部调整。
灌浆结束标准, 达到要求计划浆液量和要求灌浆压力后即可结束灌浆。加灌化学控制液的目的主要是提高灌浆压力值。要求I序孔灌浆尽可能的减少小于0.5Mpa的压力状态下灌浆。II序孔要尽可能的减少小于1.0Mpa压力状态下灌浆。当某些孔段出现升高压力有困难时, 必须采取有效措施并加大加灌化学控制液的力度。II序孔或II序孔的全孔段重复灌浆时, 最好在有一定的流动水条件下进行。
5 围堰防渗施工情况
电站2001年10月15日完成截流, 10月19日进场施工, 10月25日受超标准洪水冲淹, 11月3日开始恢复施工, 11月22日基本上满足闭气条件, 达到了基坑开挖的要求。随后在基坑抽水和开挖状态下进行了第二排孔和加强补强孔的施工。
下游围堰控制性帷幕灌浆布置为两排孔, 孔距1.2米, 排距0.6米, 孔位和孔深详见下游围堰灌浆孔平面布置图1。
和下游围堰灌浆剖面图2。下游围堰总计灌入水泥844吨, 化学控制液57.4米3, 总计完成灌浆任务1778米, 预埋孔口管106根。下游围堰共布置3个压水检查孔和三个岩样取芯孔, 检查孔平面位置详见下游平面示图3。
针对地层情况有的加强孔深度远超过深入基岩0.5米的, 最深的有进入基岩5.0米以上的, 为解决岩层内夹泥漏水问题, 有的孔段在夹泥层位置的最大灌浆压力达5.0Mpa。
6 施工成果检查及防渗效果
6.1 单点法压水检查
防渗帷幕检查以压水检查资料为准, 设计的压水检查标准为q≤5Lu, 下游围堰的全部压水检查孔段, 除有一段次的检查透水率q达3.63Lu (也满足设计要求) 外, 其它段次全部达到q≤3Lu, 其中有9孔段的渗水率q≤1.0Lu, 占总压水孔段数的45%, 说明经过灌浆后, 压水检查效果良好。
6.2 取芯检查孔和帷幕上部搭接土工膜开挖检查
下游围堰共布三个取芯检查孔
(1) 孔深5.0米至7.0米, 岩芯为水泥结石岩样, 灌浆效果令人满意;
(2) 2#取芯孔孔深7米~15.2米和3#取芯孔孔深8米~15.0米全为块石水泥结合体, 取芯孔穿过的最大块厚达1.5米, 而且检2#、检3#压水检查孔紧靠1#和2#取芯孔 (直线厚度约为1.0米) , 压水全压力达0.6Mpa, 压水时取芯孔是不封闭的, 没有从取芯孔内串冒出水现象, 压水检查渗水率又在设计标准内, 说明控制性水泥灌浆帷幕解决大块石堆积体的防渗问题, 效果是很好的。
(3) 1#取芯孔相邻两灌浆孔1-8#和1-9#都穿过厚1.0米以上的细砂层, 而1#取芯孔却没有取到细砂层, 而3#取芯孔 (距幕中心线为0.8米, 距1#取芯孔为0.5米的上游侧) 又碰到了细砂层, 说明控制性水泥灌浆对细砂层经冲洗置换加高压力挤压, 使原存在的细砂层都发生变化, 不但使细砂层的防渗效果被大幅度的提高, 而且使原细砂层位置的防渗也满足了设计要求。
控制性水泥灌浆帷幕上部与土工膜防渗体相联接, 设计要求搭接施工时将孔口管1.5米范围的软弱覆盖层全挖掉, 然后浇砼相连接, 开挖施工验证, 控制性水泥灌浆帷幕范围已变成了有一定强度的墙体。凿除开挖很困难, 有些地方是用小药量爆破解决的。众所周知, 常规帷幕灌浆在覆盖层内, 安装1.5米的孔口管是很难解决地表串、冒浆这一难题的, 而越往深层, 则帷幕灌浆的效果就越好, 可以肯定, 深层的灌浆效果将比表层看到的会更好。
下游围堰帷幕结构为两排孔, 第一排孔完成后再进行第二排孔施工的, 两排孔的施工难度截然不同: (1) 第一排孔施工时, 塌孔和钻孔不返水现象很突出, 钻孔返水的灌浆段不多, 塌孔严重, 有些灌浆孔反复灌的次数多达20段次以上, 而第二排孔施工时出现不返水的孔段不多, 一般都按最长段长 (4米) 控制灌注, 钻孔塌孔现象几乎不存在。 (2) 第一排孔一般孔段起灌时无压力, 灌浆升压慢, 耗用化学控制液多, 而第二排孔施工时, 都有起始压力, 而且升压快, 结束压力高, 化学控制液用量还不到第一排孔总用量的五分之一。 (3) 钻孔通过细砂层时, 第一排孔一般都要反复灌几次才能穿过去, 而第二排孔则不出现塌孔, 也没有涌砂出孔口, 因此, 第二排孔的施工进度得到提高。
2#取芯孔和3#取芯孔终孔后做了注水试验, 详见注水试验情况如表:
6.3 基坑抽水情况检查
下游围堰闭气后, 保证了基坑正常抽水及开挖施工, 从下游围堰渗漏到基坑的水量都不大, 没有出现涌水现象。当然, 下游围堰坡脚也有较小的漏水点, 但洪家渡基坑经开挖验证, 坝基岩层本身漏水就比较严重, 而且溶蚀层、溶洞比较发育, 产生的漏水点水量渗漏通道无法考证。总之, 防渗帷幕的施工目的已完全达到。
7 结束语
不良地层的钻孔经常发生塌孔埋钻、掉块卡钻等孔内事故, 应采用多种方法, 以保证孔壁的稳定性;钻孔和灌浆相辅相承, 灌浆时应针对不同的地层情况, 对灌浆压力、水会比、外加剂、掺和料等灵活应用, 以提高施工效率, 节约原材料, 降低施工成本。
参考文献
洪家渡水电站工程设计项目管理论文 篇3
江志远
(中国三峡总公司计划合同部,湖北宜昌 443002)概述
长江在宜宾以上的河段称为金沙江,其主源沱沱河发源于青藏高原唐古拉山脉。沱沱河与当曲汇合后称通天河,通天河流至玉树附近与巴塘河汇合后始称金沙江。金沙江流经青、藏、川、滇四省(区),至宜宾接纳岷江后称为长江,宜宾至宜昌河段又称川江。金沙江从河源至河口长3364 km,天然落差5100 m,流域面积47.32万km2,占长江流域面积的26%。多年平均流量4920 m3/s,多年平均径流量1550亿m3,占长江宜昌站来水量的1/3。金沙江溪洛渡和向家坝水电站是金沙江下游河段的最后两个梯级,已经国务院批准立项,将于2005年开工建设。特别是溪洛渡水电站水库库容较大,建成后可以有效地提高川江河段沿岸宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准;配合三峡水库对长江中下游补偿调度,进一步提高荆江河段的防洪标准,减少中下游防洪损失。
1.1 长江防洪形势
长江是我国第一大河,长江中下游平原地区是我国工农业发达的精华地区。据1997年统计,长江流域总人口为4.18亿人,约占全国的34%;耕地面积2272万公顷,约占全国的24%;国内生产总值约占全国的1/3。长江流域属亚热带季风区,暴雨活动频繁,洪灾在流域内分布很广,特别是主要由堤防保护的中下游平原区最为严重。川江宜宾至重庆河段以及岷江、沱江、嘉陵江的中下游地区,是长江上游易受洪水灾害的重点区域。
正在建设的三峡工程防洪库容221.5亿m3,是长江中下游防洪体系的关键工程,建成后将使长江中下游的防洪能力大大改善,小于100年一遇的洪水,控制枝城流量不超其安全泄洪56700m3/s,使荆江河段防洪标准由10年一遇提高到100年一遇,根本改变了荆江河段的防洪紧张局面,但长江中下游特别是城陵矶以下河段洪水来量与河道泄量不平衡的矛盾依然存在,防洪问题仍然突出。一但分洪损失很大,实施困难,恢复不易。其中的重要措施就是继续结合兴利逐步建设上中游干支流水库,拦蓄洪水,以逐步减小中下游地区的分洪量。
1.2 长江防洪总体方案
长江总体防洪的重要措施之一,是结合兴利逐步兴建具有防洪能力的干支流水库工程。根据长江干支流的开发条件,加大上游干支流水库蓄洪能力是完善长江中下游防洪体系的根本措施,同时要加强上游水土保持、封? 街彩骱屯烁?还林。在上游的防洪治理中修建的水库工程,一方面要考虑解决本身的防洪问题,另一方面根据条件的可能应尽量能对长江中下游防洪起一定作用。金沙江下游紧临川江宜宾至重庆河段,重要城市和大片耕地现有防洪能力均较低,干支流建库是提高其抗洪能力的重要措施,而金沙江梯级对川江防洪又是主要的水库工程措施。长江中下游应合理地加高加固堤防、整治河道,结合三峡水库防洪作用逐步安排建设平原分蓄洪区,进行平垸行洪、退田还湖,逐步完善非工程措施建设,形成以堤防为基础,三峡水库为骨干,干支流水库、蓄滞洪区、河道整治相配套,结合封山植树、退耕还林,平垸行洪、退田还湖,水土保持及其它非工程措施的综合防洪体系。
国务院批准的《长江流域综合利用规划简要报告》(1990年修订)中,拟定金沙江开发主要任务为发电、航运、防洪、漂木和水土保持,推荐金沙江石鼓?宜宾河段分9级开发,总库容达800亿m3以上,兴利库容336.4亿m3,具有安排大规模防洪库容的潜力,梯级水库约控制了长江上游50%流域面积,完建后配合三峡水库对长江中下游防洪可以起到显著的作用。在《国务院批转水利部关于加强长江近期防洪建设若干意见的通知》(国发[1999]12号)中,提出“抓紧以三峡工程为重点的干支流水库的建设”,“要抓紧澧水皂市、岷江紫坪铺„„金沙江溪洛渡等干支流水库的前期工作,落实投资来源,按基本建设程序报批,逐步安排建设”。国家发展计划委员会在1999年以计办基础[1999]330号文批复三峡总公司时强调指出:“在勘测设计中,要高度重视工程的防洪作用,认真分析长江流域洪水的特性和组合,合理确定工程规模”。溪洛渡可行性研究报告阶段,中国长江三峡工程开发总公司委托长江水利委员会进行了溪洛渡水电站防洪专题研究,现对其主要成果进行介绍。溪洛渡水电站对川江及中下游防洪作用
2.1 金沙江溪洛渡水电站来水基本情况
溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县境内的金沙江干流上。上接白鹤滩电站尾水,下与向家坝水库相连。坝址距离宜宾市河道里程184 km,距离三峡、武汉距离分别为770 km、1065 km。溪洛渡水电站控制流域面积45.44万km2,占金沙江流域面积的96%。溪洛渡水库正常蓄水位为600 m,电站总装机容量1260万 kW,死水位高程540 m,汛期防洪限制水位高程560 m。正常蓄水位下大坝壅高水位约230 m,形成一座长约208 km,平均宽度690 m的大水库,库容为115.7亿m3。水库总库容129.14亿m3,其
中死库容51.1亿m3,调节库容64.6亿m3,防洪库容46.5亿m3。
溪洛渡下游屏山水文站(距坝址124km)资料作为水文设计的依据,该站具有1939年?1992年的实测系列资料。金沙江径流主要来自降水,上游有部分融雪补给,推算出多年平均流量4620 m3/s,折合年径流量1460亿m3。金沙江流域洪水主要由降雨形成,由于流域面积大,雨区分散,汇流历时长,洪水多连续发生,洪水过程呈多峰过程叠加的复式峰型,一般历时30?50天。频率计算得出:千年一遇洪水(设计洪水)洪峰流量43700 m3/s;万年一遇洪水(校核洪水)洪峰流量52300 m3/s。
2.2 防护对象及其防洪代表站
根据川江河段水文测站分布情况,主要防护对象有宜宾、泸州和重庆市,分别选择宜宾市下游的李庄站、朱沱站、寸滩站为防洪代表站。由于长江洪水干支流遭遇组合复杂,河道宽阔,槽蓄能力大,洪水对防护对象的威胁主要是洪量。
川江河段整体设计洪水:洪水描述采用整体设计洪水。根据控制流域面积分布情况和水文测站的分布,选择控制干流和岷江的李庄站、控制干流和嘉陵江的寸滩站为防洪控制站,分别采用两站3?7天的设计洪量控制同倍比放大各控制点的设计洪水,组成两组整体设计洪水。设计洪水放大范围(控制站点)包括:干流屏山站(代表溪洛渡枢纽)、李庄站(代表宜宾市防洪控制站)、朱沱站(代表泸州市防洪控制站)、寸滩站(代表重庆市防洪控制站)。
2.3 溪洛渡水库调度方式
金沙江流域来水量约占宜昌水量的1/3以上,来水量相对上游其他大的支流来说,是比较稳定的,金沙江的来水往往是长江洪水的“基流”部分。
溪洛渡初步拟定的水库调度方式:6月在死水位540 m基础上,电站按保证出力发电,余水蓄存;7月初将库水位抬至汛期排沙限制水位560 m;
7、8月水库水位维持在560 m运行;9月初水库开始蓄水,水库水位逐步抬高到正常蓄水位600 m;10?12月水库一般维持在正常蓄水位600 m运行;次年1?5月为供水期,水库水位逐渐消落至死水位540 m。
汛期当川江及长江中下游均无防洪要求时,维持在规定的各时期防洪限制水位运行;当川江(或长江中下游)要求溪洛渡水库防洪蓄水时,即按照规定的相应防洪调度规则进行,蓄水至593m为止(库水位593m至600m之间库容为10亿m3)。
当另一防洪对象长江中下游(或川江)再要求溪洛渡水库防洪蓄水时,或荆江河段遇到特大洪水要求蓄洪时,则在593m水位以上继续蓄洪,直至达到正常蓄水位(防洪高水位)600m? S捎谖纯悸呛樗?けǎ?鞫确绞搅粲薪洗蟮挠嗟亍? 溪洛渡水库对川江河段的防洪作用
1994年国家颁布了国标《防洪标准》(GB50201-94),按照这一规定,川江上的宜宾、泸洲、重庆等城市,要争取达到规定的50?100年一遇的标准。但目前宜宾、泸洲等城市仅达到5~20年一遇标准,普遍低于国家规定。溪洛渡水库配合其他措施,可使川江沿岸的宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准逐步达到城市防洪规划拟定的目标。溪洛渡对川江防洪效果见表1。
根据溪洛渡水库消减洪峰后,不同频率洪水在各站流量的变化,推测出各防洪控制点调洪前后洪水标准。对应的洪水批准提高比较见表2。溪洛渡水电站对中下游防洪作用
溪洛渡水库对长江中下游起防洪作用,必须通过与三峡工程联合调度来实现,因而其防洪调度方式要与三峡防洪调度方式相协调。
4.1 溪洛渡水库对长江中下游减少分洪洪作用
长江中下游洪流演进范围包括宜昌至沙市、沙市至城陵矶、城陵矶至汉口、汉口至湖口等4个河段。洪流演进方法采用适用于长江中下游的江湖演算模型,演算考虑顶托、分流以及涨落率的影响。根据洪流演进成果,得出各控制站的设计洪水过程及满足堤防控制水位条件下的安全泄量过程,两者之差即为超额洪水过程。假设超额洪水均由分蓄洪区分蓄,分蓄后的超额洪量为分洪量,各河段分洪量之和即为总分洪量。根据预留防洪库容46.5亿m3方案对长江中下游防洪调度方式的比选,两级控制等蓄量方式为基本形式,对各不同防洪库容方案的蓄水速度进行比较和优化,作为各方案的防洪调度方式。对长江中下游分洪量的减少见表3。
可以看出:在长江中下游遭遇100年一遇洪水时,溪洛渡预留36.2亿m3时,与三峡联合调度,可减少下游分洪量20.6亿m3,防洪效果系数达到57%;溪洛渡预留46.5亿m3时,溪洛渡与三峡联合调度,可减少下游分洪量27.4亿m3,防洪效果系数达到59%。
溪洛渡防洪效果系数=溪洛渡减少分洪量/溪洛渡防洪库容
4.2 溪洛渡水库对荆江地区防洪能力提高
三峡工程建成后荆江地区的防洪标准将达到100年一遇,溪洛渡建库后,在荆江遭遇特大洪水时,溪洛渡水库配合三峡水库蓄洪,减少了进入三峡的洪量,再由三峡水库使用原定相同库容对荆江补偿调节,可使荆江地区的防洪标准(即使用荆江分洪区的机率减小)进一步提高。经研究,溪洛渡水库预留36.2亿m3、41.4亿m3、46.5亿m3配合三峡水库对荆江补偿调度,分别可防御荆江地区151、161、169年一遇洪
水;若考虑水库预留10亿m3后备库容,则分别可防御荆江地区140、147、153年一遇洪水。
4.3 溪洛渡对遭遇1870年特大洪水作用的
根据三峡初步设计报告,荆江地区遭遇1000年一遇或1870年洪水,三峡水库按对城陵矶补偿调度,可做到枝城流量不超过80000m3/s。溪洛渡建库配合三峡对长江中下游防洪,荆江地区遭遇类似1870年洪水,如动用溪洛渡预留的10亿m3后备库容配合三峡水库运用,可使枝城控制流量由80000m3/s降至78000m3/s,减轻荆江地区的防洪压力。
4.4 溪洛渡工程总体防洪经济效益
根据川江及长江中下游地区在遭遇不同典型洪水情况下,可能遭受的损失,在考虑溪洛渡水库不同防洪库容的作用,推测川江及长江中下游淹没和防洪损失,以建库前后洪灾损失的差值求得溪洛渡水库的防洪效益。溪洛渡水库溪洛渡工程不同防洪库容方案总的防洪经济效益如表4。从表中可以看出:溪洛渡工程防洪效益主要在长江中下游地区,其防洪效益占溪洛渡工程总防洪效益的78.5%?82.6%。一场洪水灾害不仅给淹没区当前的经济造成很大损失,而且还将影响该地区今后经济的发展,洪水灾害还将影响社会的稳定与人群的健康,这些都难以用经济价值表述。结语
溪洛渡水电站防洪任务主要是提高川江河段沿岸宜宾、泸州、重庆等城市的防洪标准;配合三峡水库对长江中下游补偿调度,进一步提高荆江河段的防洪标准,减少中下游防洪损失。它是长江中下游整体防洪系统的重要组成部分。此外,溪洛渡有效拦截进入三峡库区的泥沙,减少重庆港和三峡库尾的泥沙淤积。随着上游乌东德、白鹤滩及中上游等梯级水库的建设,川江及长江中下游防洪紧张局面有望根本的根本。参考文献:
1长江水利委员会长江勘测规划设计研究院 金沙江溪洛渡水电站防洪专题研究报告 2002.4.国家电力公司成都勘测设计研究院 金沙江溪洛渡水电站可行性研究报告2001.12.□
(编辑:寇卫红)
收稿日期:2004-07
洪家渡水电站工程设计项目管理论文 篇4
关键词:溪洛渡 导流洞 硐室开挖 乳化炸药混装车技术 炮根 施工进度 1 混装炸药生产系统的技术优势
混装炸药生产系统主要是由混装炸药车和配套的移动式地面站两部分组成,它集原材料运输、炸药现场混制及机械化装药与一体,与常规袋装药比较,它具有效率高、质量好、工艺先进及安全可靠等优势。该系统从原材料地面站储备、半成品生产到现场混制的整个加工运输过程中都不产生成品炸药,不会发生爆炸,直至最后装入炮孔后5~10分钟经化学反应才成为无雷管感度的炸药,因此消除了传统炸药生产、运输、储存及装药过程中的不安定因素,对环境也不会造成任何污染,真正实现了炸药生产与爆破施工的本质化安全。混装车技术代表了当今世界爆破技术的发展方向,不仅有较高的科技含量和较强的实用性,更在于它取代了传统的炸药制备、储存、运输、人工装药过程及方法,而且它提高了工效、降低了成本、改善了安全、提高了爆破的质量,对洞挖效率有较大的提高。
尤其是在开挖量大、施工难度高、炸药需求量大的大型硐室群,由于受到现场仓库的库存量较小、运输距离远和运输途中的不安全等因素的影响,完全满足高强度施工作业的要求有一定的困难,而现场混装炸药车系统可以根据施工强度和使用量直接按需生产,既可以满足施工强度的要求,同时又解决了运输途中的不安全隐患,因而更能显现出混装炸药技术的快捷、安全、高效的特点。
经实际测算评估,相对于传统成品炸药爆破及作业方式,其优点具体体现在以下几点: 1.1 提高了爆破作业效率,降低了工人的劳动强度 乳化炸药混装车实现了装药作业的机械化,其装药速率为150~200kg/min,一个孔只需装3~4分钟,而常规炸药装药一个孔通常要5~6分钟甚至更多。显然使用混装炸药车有利于缩短爆破作业周期。作业人员也相对减少,一般一次循环的装药作业只需要5到6名操作工。装药车单班作业能力为15~20t/班,一台混装车就能满足高峰期的作业强度。与传统的装药作业相比,采用混装炸药车作业所需人员减少60%左右,装药时间减少70%左右,因此大大地提高了劳动生产率,降低了工人的劳动强度。1.2 改善了施工安全条件
乳化炸药是通过移动式地面站将原材料生产成半成品后分装在混装炸药车的料仓里,然后用混装炸药车将半成品运送到施工现场进行配制生产,现场配制完毕后用输药管装入炮孔内10分钟后才发泡形成具有雷管感度的炸药,因此在整个生产加工和运输过程中不存在意外爆炸危险。平常无须仓库储存,彻底消除了传统炸药生产、运输、储存过程中的不安全因素,提高了爆破作业的安全性。1.3 降低了爆破成本
混装乳化炸药密度可随施工需要进行调整,装药计量准确,孔内为全耦合装药,装药密度较传统装药的密度大,孔装药利用率达100%,因此要达到同样的爆破效果其孔网参数要比使用常规炸药爆破的孔网参数大,延米爆破方量为传统炸药爆破方量的1.5倍左右,钻孔量可减少30%左右,降低了钻孔成本,因而总体上降低了爆破成本。1.4 提高了爆破质量
在大型硐室中,使用常规炸药爆破,随着往后爆破次数的增加根底逐渐提高,严重影响了挖渣装备的正常运作,而采用混装炸药爆破技术,有效地解决了这个问题。采用混装炸药装药,一方面装药密度比常规传统装药的密度大,达到全耦合装药,这样对于深孔梯段爆破,其对钻孔的利用率高,充分利用炮孔容积,保持炸药的良好抗水性;另一方面混装炸药流动性大,可以通过输药管轻松地直接送到炮孔的底部,解决了因孔内有水和岩屑致使炸药无法达到炮孔底部的困难,减少了卡孔造成的炮根与盲炮,因而爆破后底部较平整,避免了二次解炮处理,破岩质量得到合理的控制和改善,同时也提高了炮渣的挖装效率。2 混装炸药生产系统的作业流程 2.1 炸药半成品的制备
混装炸药半成品的制备是乳化炸药形成的第一步,其采用移动式地面站的炸药生产系统,对原材料按照一定的比例进行混合加工制成半成品,分别装进混装炸药车的料仓中,这样就完成了炸药半成品的制备。2.2 炸药的储存和运输
由于混装车可以实现炸药的现场制备和装药,因此平常可在混装炸药车上准备好一定量的炸药半成品,接到爆破通知后再将事先准备好的炸药半成品运送到需要爆破施工的部位。2.3 炸药的现场配置生产、装药
混装炸药车到达施工现场将半成品混制成密度符合要求、具有爆破感度的炸药后进行装药。装药过程中,根据需要随时调整密度及装药量以达到理想的爆破效果。3 硐室爆破的技术要求以及爆破方案
结合硐室线向延伸、狭长的特点,我们在溪洛渡右岸导流洞上层开挖完成以后,对于中下层的深孔梯段爆破采用两边侧墙先行预裂,然后进行中间掏槽爆破的爆破方案。边墙采用预裂孔成型,确保预裂面平整;预裂孔与主爆孔之间布置一排缓冲保护孔,距离预裂孔1.2~1.5m。溪洛渡右岸导流洞中层混装炸药装药爆破主要技术参数见表1。由于混装炸药的猛度比常规炸药要大,因此我们应用微差起爆技术,采用孔外延时的非电导爆管起爆网络,有效控制单响爆破药量和起爆顺序,根据临空面、抛掷方向、飞石控制等现场实际情况灵活采用单孔单响或两孔一响的“v”型或梯形起爆,提高对被爆岩体的破碎程度,同时减小爆破振动对边坡岩体的破坏程度。底部保留一定厚度的保护层,以防破坏了地基岩石的完整性。根据围岩性质的不同,在不同的部位可适当调整布孔的孔网参数。由于使用混装炸药装药技术,其孔网参数比使用常规炸药的要大,因此每次爆破方量也就比常规炸药爆破方量要大,一般在硐室中每次爆破可以达到2500~4000m3。实践证明,该方案为简单、实用而效果最理想的方案,在地质条件好、岩石风化程度低的地带爆后爆块均匀,大块率小,底部平整,较常规炸药理想。
表1 右岸导流洞中层混装炸药装药爆破主要技术参数表
爆破孔钻孔深度
缓冲孔间排距
主爆孔间排距
预裂孔线装药密度
预裂孔孔距
11.5~12.0m
1.5×2.4m
3.7×3.0m
600~650g/m 0.8m
预裂孔、缓冲孔孔径
主爆孔孔径
单位耗药量
起爆方式
前排抵抗线
φ89mm
φ105mm
0.7~0.8kg/m3
非电雷管起爆
1.5~2.5m 4 混装炸药车在硐室群开挖施工应用中可能遇到的一些问题及其处理办法 4.1 大块孤石的产生
由于地质构造(如断层、节理、层理、裂隙、风化带孤石等)、炸药单耗、布孔形式、微差间隔时间、起爆网络、装药结构、堵塞质量、钻孔质量及爆破方法等各种因素的影响,常常会产生块粒较大的岩块,针对大块产生的不同原因,其处理的技术措施有: 4.1.1 在堵塞段设置辅助药包
为了充分避免炮孔堵塞段过长产生大块,考虑在堵塞段中部设置常规袋装炸药辅助药包,一方面可破碎上部大块,另一方面可通过该药包爆破后形成的压实作用减少炸药能量损失。辅助药包按公式q=kl3计算,(k取0.08~0.1kg/m3,l为堵塞长度),辅助药包位置放在堵塞段1/2~2/3处。
4.1.2 调整装药结构
主炮孔选择耦合连续装药结构,起爆弹从孔底反向起爆,周边孔及后排孔采用底部耦合装药上部不耦合装药,防止周边孔及后排孔拉裂或后冲产生大块石。4.1.3 调节炸药密度
炸药密度的大小对炸药威力有一定影响,而对猛度的影响更显著,炸药密度与体积威力成正比例关系。混装乳化炸药的密度在现场可以调节,范围为1.05~1.25g/cm3。一般在选择密度时,微新岩选择高密度,强风化岩选择低密度,周边孔、后排孔选择低密度,同一炮孔底部装高密度上部装低密度。
4.1.4 优化布孔形式和起爆网络
一般采用梅花形布孔排间起爆或距形布孔“v”形起爆,即达到宽孔距小排距布置原理,使岩石充分受到挤压而破碎。炮孔密集系数在m=2~3之间取值。4.1.5 其他措施
也可以采取以下措施来降低大块率:提高炸药单耗,减小堵塞长度;缩小周边孔及后排孔与相邻主炮孔的间距;采用留碴微差挤压爆破等。4.2 孔内有溶沟溶槽或者较大的裂缝
如果发现有漏药、吃药或串药现象,说明孔内可能有溶沟溶槽或者较大的裂缝,这时切不可盲目装药对线装药密度的影响非常大,从而对整个炮区的装药质量的好坏有直接影响,影响爆破效果。这时切不可盲目装药,而应该隔断溶沟或溶槽,采用堵袋子、沙子、石子或其他充填物进行充填后再装药。4.3 底部出现炮根和贴坡