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篇1

邊坡穩定問題是水利水利和水電工程中經常遇到的問題。邊坡的穩定性直接決定著工程修建的可行性，影響著工程的建設投資和安全運行。

我國曾有幾十個水利水電工程在施工施工中發生過邊坡失穩問題，如天生橋二級水電站廠區高邊坡、漫灣水電站左岸壩肩高邊坡、安康水電站壩區兩岸高邊坡、龍羊峽水電站下游虎山坡邊坡等等。為治理這些邊坡不但耗去了大量的資金，還拖延了工期，成為我國水利水電工程施工中一個比較嚴峻的問題，有的邊坡工程甚至已經成為制約工程進度和成敗的關鍵。我國正在建設和即將建設的一批大型骨干水電站，如三峽、龍灘、李家峽、小灣、拉西瓦、錦屏等工程都存在著嚴重的高邊坡穩定問題。其中三峽工程庫區中存在10幾處近億立方米的滑坡體，拉西瓦水電站下游左岸存在著高達700m的巨型潛在不穩定山體，龍灘水電站左岸存在總方量1000萬m3傾倒蠕變體等。這些工程的規模和所包含的技術難度都是空前的。因此，加快水利水電邊坡工程的科研步伐，開發出一套現代化的邊坡工程勘測、設計、施工、監測技術，已經成為水利水電科研攻關的重大課題。

高邊坡的地質構造往往比較復雜，影響滑坡的因素也很多，因此，我國廣大水電科技人員在與滑坡災害作斗爭的過程中，不斷總結經驗教訓，積極開展科技攻關，總結出了一整套水電高邊坡工程勘測、設計和施工新技術，成功地治理了天生橋二級、漫灣、李家峽、三峽、小浪底等工程的高邊坡問題。本文僅就水利水電工程巖質高邊坡的加固與整治措施作一簡要介紹。

一、混凝土抗滑結構結構的應用

1.1混凝土抗滑樁

我國在50年代曾在少量工程中試用混凝土抗滑樁技術。從60年代開始，該項技術得到了推廣，并從理論上得到了完善和提高。到80年代，高邊坡中的抗滑樁應用技術已達到了一定的水平。

抗滑樁由于能有效而經濟地治理滑坡，尤其是滑動面傾角較緩時，其效果更好，因此在邊坡治理工程中得到了廣泛采用。如：天生橋二級水電站于1986年10月確定廠房下山包壩址后，11月開始在廠房西坡進行大規模的開挖，加上開挖爆破和施工生活用水的影響，誘發了面積約4萬m2、厚度約25～40m、總滑動量約140萬m3的大型滑坡體。初期滑動速度平均每日2mm，到次年2月底每日位移達9mm。如繼續開挖而不采取任何工程處理措施，預計雨季到來時將會發生大規模的滑坡，為此，采取了抗滑樁等一整套治理措施。

抗滑樁分成兩排布置在廠房滑坡體上，在584m高程上設置1排，在597m高程平臺上設置1排，樁中心距6m，樁深為25～39m，其中心深入基巖的錨固深度為總深度的1／4，斷面尺寸為3m×4m，設置15kg／m輕型鋼軌作為受力筋，回填200號混凝土，每根抗滑樁的抗剪強度為12840kN，17根全部建成后，可以承受滑坡體總滑動推力218280kN。

第一批抗滑樁從1987年3月上旬開工，5月下旬開始澆筑，6月1日結束。第二批抗滑樁施工是在1987～1988年枯水期內完成的。

抗滑樁開挖深度達3～4m后，在井壁噴30～40cm厚的混凝土。對巖體較好的井壁采用打錨桿、噴錨掛網的方法進行支護，噴混凝土厚度10～15cm。對局部塌方部位增設鋼支撐。抗滑樁開挖到設計要求深度后，進行鋼筋綁扎和鋼軌吊裝。

混凝土澆筑采用水下混凝土的配合比，由拌和樓拌和，混凝土罐車運輸直接入倉，每小時澆筑厚度控制在1.5m內，特別是在滑動面上下4m部位，還需下井進行機械振搗。在澆到離井口5～7m時，要求分層振搗。每個井口設兩個溜斗，溜管長度為10～14m，管徑25cm。

抗滑樁的建成，對樁后坡體起到了有效的阻滑作用。

天生橋二級水電站廠房高邊坡采用打抗滑樁、減載、預應力錨桿、錨索、排水、護坡等綜合治理措施后，坡體的監測成果表明：下山包滑坡體一直處于穩定狀態，而且有一定的安全儲備。

安康水電站壩址區兩岸邊坡屬于穩定性極差的易滑地層，由于對兩岸進行了大規模的開挖施工，所形成的開挖邊坡最大高度達200余m，單坡段一般高度在30～40m。大量的開挖造成邊坡巖體的應力釋放，斷面暴露，再加上雨水的侵入，破壞了邊坡的穩定，致使邊坡開挖過程中發生十幾處大小不等的工程滑坡，嚴重地影響了工程的施工，成為電站建設中的重大技術難題。

采用抗滑樁是穩定安康溢洪道邊坡的主要手段，在263m高程平臺上共設置了9根直徑1m的鋼筋混凝土抗滑樁，每根樁都貫穿幾個棱體，最深的達35m，樁頂嵌入溢洪道渠底板內。為了不干擾平臺外側基坑的施工，樁身用大孔徑鉆機鉆成，孔壁完整，進度較快，兩個月就全部完成。這9根抗滑樁按兩種工作狀態考慮：在溢洪道未形成時，抗滑樁按彈性基礎上的懸臂梁考慮，不考慮樁外側滑面上部巖體的抗力；在溢洪道建成后抗滑樁樁頂嵌入溢洪道底板，此時按滑坡的下滑力考慮。

抗滑樁混凝土標號為R28250號，鋼筋為φ40Ⅱ級鋼。抗滑樁于1982年1月施工，3月完成后，基坑繼續下挖，邊坡上各棱體的基腳相繼暴露。同年11月，在Fb75與F22斷層構成的棱體下面坡根爆破開挖后，發現在263m高程平臺上沿Fb75、F22斷層及7號抗滑樁外側近南北向出現小裂縫，且裂縫不斷擴大，21天后7號抗滑樁外側的Fb75～F22棱體下滑，依靠7號抗滑樁的支擋，樁內側山體得以保存。

1.2混凝土沉井

沉井是一種混凝土框架結構，施工中一般可分成數節進行。在滑坡工程中既起抗滑樁的作用，有時也具備擋土墻的作用。

天生橋二級水電站首部樞紐左壩肩下游邊坡，在二期工程壩基開挖澆筑過程中，曾于1986年6月和1988年2月兩次出現沿覆蓋層和部分巖基的順層滑動。滑坡體長80m，寬45m，高差35m，最大深度9m，方量約2萬m3。

為了避免1988年汛后左導墻和護坦基礎開挖過程中滑體再度復活，確保基坑的安全施工，對左岸邊坡的整體進行穩定分析后，決定在坡腳實施沉井抗滑為主和坡面保護、排水為輔的綜合治理措施。

沉井結構設計根據沉井的受力狀態、基坑的施工條件和沉井的場地布置等因素決定，沉井結構平面呈“田”字形，井壁和橫隔墻的厚度主要由滿足下沉重量而定。井壁上部厚80cm，下部厚90cm；橫隔墻厚度為50cm，隔墻底高于刃腳踏面1.5m，便于操作人員在井底自由通行。沉井深11m，分成4、3、4m高的3節。

沉井施工包括平整場地、沉井制作、沉井下沉、填心4個階段。

下沉采用人工開挖方式，由人力除渣，簡易設備運輸，下沉過程中需控制防偏問題，做到及時糾正。合理的開挖順序是：先開挖中間，后開挖四邊；先開挖短邊，后開挖長邊。沉井就位后清洗基面，設置φ25錨桿(錨桿間距為2m，深3.5m)，再澆筑150號混凝土封底，最后用100號毛石混凝土填心。

沉井工程建成至今，已經受了多年的運行考驗。目前，首部邊坡是穩定的，沉井在邊坡穩定中的作用是明顯的。

1.3混凝土框架和噴混凝土護坡

混凝土框架對滑坡體表層坡體起保護作用并增強坡體的整體性，防止地表水滲入和坡體的風化。框架護坡具有結構物輕，材料用量省，施工方便，適用面廣，便于排水，以及可與其他措施結合使用的特點。

天生橋二級水電站下山包滑坡治理采用混凝土護面框架，框架分兩種型式。滑面附近框架，其節點設長錨桿穿過滑面，為一設置在彈性基礎上節點受集中力的框架系統；距滑面較遠的坡面框架，節點設短錨桿，與強風化坡面在一定范圍內形成整體。

下山包滑坡北段強風化坡面框架采用50×50cm、節點中心2m的方形框架，節點處設置兩種類型錨桿：在550～560m高程間坡面，滑面以上節點垂直于坡面設置φ36及φ32、長12m砂漿錨桿，在565～580m高程間坡面則設垂直于坡面的φ28、長6m的砂漿錨桿，相應地框架配筋為8φ20和4φ20。框架要求在坡面挖30cm深，50cm寬的槽，部分嵌入坡面內，表層填土并摻入耕植上，形成草本植被的永久護坡。

在巖性較好的部位可采用錨桿和噴混凝土保護坡面。

1.4混凝土擋墻

混凝土擋墻是治坡工程中最常用的一種方法，它能有效地從局部改變滑坡體的受力平衡，阻止滑坡體變形的延展。

在1986年6月，天生橋二級水電站工程下山包廠址未定之前，由于連降大雨(其降雨量達91.2mm)，550m高程夾泥層上面的巖體滑動10余cm，584m高程平臺上出現3條裂縫，其中最長一條55m長，2.2cm寬，下錯2cm。為此采取了在550m高程澆筑50余m長的混凝土擋墻和打錨桿等措施。

天生橋二級水電站廠房高邊坡坡頂設置了混凝土擋土墻，以防止古滑坡體的復活，部分坡面采用漿砌塊石護面加固，坡腳680m高程設置混凝土防護墻。

在漫灣水電站邊坡工程中也采取了澆混凝土擋墻及漿砌石擋墻、混凝土防掏槽等措施，綜合治理邊坡工程。

1.5錨固洞

在漫灣水電站邊坡工程中，采用各種不同斷面的錨固洞64個，形成較大的抗剪力。在左岸邊坡滑坡以前，已完成2m×2m斷面小錨固洞18個，每個洞可承受剪力9000kN。此外，還利用地質探洞回填等增加一部分剪力。由于錨固洞具有一定的傾斜度，防止了混凝土與洞壁結合不實的可能性，同時采取洞樁組合結構的受力條件遠較傳統懸臂結構合理，可望提供較大的抗力。

二、錨固技術的應用

采用預應力錨索進行邊坡加固，具有不破壞巖體，施工靈活，速度快，干擾小，受力可靠，且為主動受力等優點，加上坡面巖體抗壓強度高，因此，在天生橋二級、漫灣、銅街子、三峽、李家峽等工程的邊坡治理中都得到大量應用。

在漫灣水電站邊坡工程中，采用了1000kN級錨索1371根、1600kN級錨索20根、3000kN級錨索859根、6000kN級錨索21根，均為膠結式內錨頭的預應力錨索，采取后張法施工。預應力錨索由錨索體、內錨頭、外錨頭三部分組成。內錨頭用純水泥漿或砂漿作膠結材料，其長度1000kN級為5～6m，3000kN級為8～10m,6000kN級為10～13m；外錨頭為鋼筋混凝土結構，與基巖接觸面的壓應力控制在2.0MPa以內。

為提高錨索受力的均勻性，漫灣工程施工單位設計了一種小型千斤頂，采用“分組單根張拉”的方法，如3000kN錨索19根鋼絞線，每組拉3根，7次張拉完；6000kN錨索37根，10次張拉完，既簡化操作程序，又提高錨索受力均勻性。錨索在補償張拉時可以用大千斤頂整體張拉(如3000kN錨索)，也可繼續用分組單根張拉方法(如6000kN錨索)，都不會影響錨索受力的均勻性。

在小浪底工程中大規模采用的無粘結錨索具有明顯的優點，其大部分鋼絞線都得到防腐油劑和護套的雙重保護，并且可以重復張拉。由于在施工時內錨頭和鋼鉸線周圍的水泥漿材是一次灌入的，漿材凝固后再張拉，因此減少了一道工序，提高了工效，但其價格相對較高。

在高邊坡施工過程中為保證開挖與錨固同步施工，必須縮短錨索施工時間，及早對巖體施加預應力，以達到加快工程進度，確保邊坡穩定的目的。為此，結合八五科技攻關，在李家峽水電站高邊坡開挖過程中，成功將1000kN級預應力錨索快速錨固技術應用于工程中。室內和現場試驗表明，采用N-1注漿體和Y-1型混凝土配合比可以滿足1000kN級預應力錨索各項設計技術指標，而施加預應力的時間由常規的14～28d縮短到3～5d。該項成果對及時加固高邊坡蠕變和松弛的巖體具有重要的現實意義，充分體現了“快速、經濟、安全”的原則。

三峽永久船閘主體段高邊坡工程規模之大、技術難度之高均為國內外邊坡工程所罕見，其加固過程中，采取了噴混凝土、掛網錨桿、系統錨桿、打排水孔、設置排水洞、采用3000kN級預應力錨索等綜合治理措施，其中，3000kN對穿錨束1924束，在國內尚屬首例。系統設計3000kN級預應力對穿錨束1229束，孔深22.1～56.4m，主要分布在南北坡直立墻和中隔墩閘首及上下相鄰段。南北坡直立墻布置兩排，水平排距10～20m，孔距3～5m，第一排距墻頂8～10m，第二排距底板高20m左右，均于兩側山體排水洞對穿。中隔墩閘首布置3排，排距10m，孔距3.5～6.4m，第一排距墻頂10m。此外，動態設計3000kN級預應力對穿錨束695束，孔深16～66m，主要布置在中隔墩閘室和豎井部位。對穿錨束分為無粘結和有粘結兩種型式，其結構主要由錨束束體和內外錨頭組成。由于錨索采取對拉錨索的形式，將內錨頭放在山體內的排水廊道中，因此，內錨頭不再是灌漿錨固端，而是置于廊道內的墩頭錨或雙向施加張拉的預應力錨。這類加固方式將排水和錨固結合起來，減少了約占錨索長度1／3～1／4的內錨固段，是一種理想的加固形式。

預應力錨桿也是常見的一種加固形式，如天生橋二級水電站廠房高邊坡工程中實施了減載、排水、抗滑樁等技術后，滑坡位移速度雖有明顯減小，可未能完全停止。為了確保雨季在滑坡體前方的施工安全，穩定抗滑樁到滑坡體前緣的約20～40m長，10余萬m3的滑坡體，決定在565m高程馬道上設置300kN預應力錨桿。錨桿分兩排，孔距2m、孔徑90mm，孔與水平成60°夾角，用36的鋼筋，共實施了152根預應力錨桿，保證了工程的安全。

三、減載、排水等措施的應用

3.1減載、壓坡

在有條件的情況下，減載壓坡應是優先考慮的加固措施。如天生橋二級水電站廠房高邊坡穩定分析結果表明，滑坡體后緣受傾向SE的陡傾巖層影響，將向S(24°～71°)E方向滑動。該方向與滑坡前緣滑移方向有近20°～60°的夾角，將部分下滑力傳至滑坡體前緣及治坡建筑物上，對滑坡整體的穩定不利，因此能有效控制后坡滑移也就能減緩整體滑坡。

在滑坡體后緣覆蓋層最厚的部位，在保證施工道路布置的前提下，盡量在后緣減載。第一次減載14萬余m3，至610m高程，第一次減載后，滑動速度明顯降低。緊接著再減載12萬余m3，至600m高程。兩次減載共26萬余m3，滑坡抗滑穩定安全系數提高約10%。

烏江渡水電站庫區左岸岸坡距大壩約400m，有一石灰巖高懸陡坡構成的小黃崖不穩定巖體。滑坡下部軟弱的頁巖被庫水淹沒，地表上部見有多條陡傾角孔縫狀張開裂隙，最大的水平延伸長度達200m，縱深切割190m。4年多的變形觀測結果表明，裂隙頂部最大累計沉陷量達171.1mm，最大累計水平位移量達56.0mm，估計可能滑動的體積約50～100萬m3。為保證大壩的安全，對小黃崖不穩定巖體先后進行了兩次有控制的洞室大爆破，共爆破石方20.8萬m3。從處理后的變形資料可以看出，已達到了削頭、壓腳、提高巖體穩定性的目的。

3.2排水、截水

篇2

很多水電站施工現場對施工供電的重視程度往往停留在口頭和書面資料上，對其真正的重要性認識很淺薄，認為施工供電系統是輔助生產系統，只要電量能基本滿足施工即可。其實不然，為讓大家了解大型水電站施工供電的重要性，下面列舉幾個實例進行說明。二灘水電站建設過程中曾發生一起大壩混凝土澆筑冷卻系統特種變壓器故障的事件，由于沒有備用變壓器，為減少損失，業主動用了伊爾-76大型運輸機從北京特種變壓器廠“搶”了1臺變壓器到現場，大壩混凝土澆筑前后停了5d，由此產生的直接費用（停工損失、變壓器運輸費用及間接費用（工期損失已遠遠超出變壓器本體價格。長河壩大壩防滲墻灌漿時，由石造成供電線路癱瘓，設備失電造成正在鉆孔的鉆頭無法拔出，灌漿管路漿液凝固在管內，導致這批進口鉆頭全部報廢，給業主和施工方均造成巨大損失。黃金坪在大壩基坑清理時正值汛期，一次突然的停電，造成基坑水泵及各種施工機械設備全部被水淹沒，險些引發重大安全事故，事故停電只30min，卻造成了重大損失。

1.2大型水電站施工供電負荷都很重

從上面的數據看出目前已建和在建的大型水利水電工程的施工供電負荷，都呈現負荷重的特點，其規模不遜于城市用電量。

1.3大型水電站施工供電電壓等級高

一般大型水電站施工區面積達幾十平方公里，工程浩大，作業點多、面廣，且負荷較重。為保證電能質量需要進行高電壓輸送，這是導致施工供電電壓等級高的直接原因。如三峽工程施工主供電源和備用電源額定電壓分別是220kV和110kV，下設35kV變電系統和6kV供電網絡；錦屏一級電站建設現場規劃設計有子耳河110kV線路和兩回110kV磨錦線；錦屏二級規劃有110kV磨瀘線、110kV聯松線和來自磨房溝的110kV線路；長河壩水電站現場規劃有35kV金長Ⅰ回、35kV金長Ⅱ回和35kV長江線，并下設6條10kV供電主線；黃金坪規劃有甘孜州州網110kV供電線路一回，35KV黃江線一回，下設5條10kV供電主線。可見在這些大型水利水電工程現場，施工供電的電壓等級都是萬伏級的。

1.4大型水電站施工供電網絡復雜

大型水利樞紐工程主要包括大壩系統、導流泄洪系統、引水發電系統三大系統。每個電站的樞紐布置都不盡相同，同時巨大的庫區帶來延伸幾時公里的復建公路，這些分散的作業面決定了大型水利水電工程供電網絡的復雜性。如三峽工程6kV配電變壓器200多臺套，6kV架空線路約125km，供電網絡十分復雜；長河壩與黃金坪為相鄰的梯級電站，其施工供電線路相互延伸，10kV輸電線路共計11條，長約90km，35kV輸電線路4條，長約30km，供電網絡呈樹枝狀發散分布。

2存在的問題

大型水利水電工程施工供電系統與傳統施工供電系統相比，因為它的重要性高、負荷大、電壓等級高和供電網絡復雜，若仍以以往的傳統供電模式運轉會產生較多的困難。總結以往參與施工供電管理工作的經驗，借鑒其他大型水利工程用電管理模式，認為普遍存在如下問題：1施工供電負荷重、變化頻繁、變化幅度大，電壓波動不易控制。施工供電系統負荷受工程進度的影響，一般在施工初期、末期用電較少，中期用電量多。1d之內，白天用電多，晚間用電少，峰谷差較大。加之很多水電工程在經濟不發達的山區，外部電網和施工區內部電網抵抗故障能力差，且自然環境惡劣，極端氣候和地質災害時有發生。施工區供電線路長，電壓壓降大。電網故障及大負荷的投、切，均易引起電壓大幅波動。2施工供電系統負荷分布離散，線路和設備故障率高。水利水電施工現場多為大山深處，沿河道進行布置，工程結構復雜、作業面多，工區范圍半徑長達幾十公里，受這些因素影響，施工供電線路多為樹枝狀分散布置。同時由于作業面隨施工進度不停在增減變遷，加上高邊坡開挖、區域爆破和地方公共設施影響等多方原因，造成施工供電支線不斷地改遷和增加。隨著工程進展，多年之后施工現場供電網絡變得分散復雜，在自然災害（泥石流、飛石、大風、雷雨等和施工措施不當（爆破、短路等情況下，使得供電線路故障率大大增加。而終端用電設備這方面因為工區灰塵大，空氣污穢度高，供用電設備露天安放，絕緣降低，使工區設備的故障率平均比城市電網高，還有一部分設備使用在陰暗潮濕的隧道內，加上防護措施不當也極易發生故障。且施工單位為節省成本，使用的供配電設備往往采用低標準設備或三無產品，有些供用電設備維護不當、超期服役，造成故障率居高不下。3施工供電系統臨時性設備多，線路變更頻繁。一般大型水電站的建設周期在10年左右，隨著工程的進展，施工作業面交替開工，供、用電設備經常移位，線路架設、拆除頻繁。從控制成本角度考慮，施工用電單位采用的臨時性設備較多。由于臨時用電線路拆除成本高，考慮地理環境多為高山陡坡，很多施工用電單位在局部工程完成進行設備清場時都不愿意拆除廢舊線路，這些失去維護的不規范線路隨時會爆發連鎖的安全問題。4施工供電系統備用電源不足，超半徑供電。由于大型水電站的建設基本在深山峽谷中，各施工作業面基本上是沿河的左、右岸鋪開。加上受其他供電網絡輸電線路走廊影響，施工供電走廊有限，變電站的選址和出線布置又受地形、施工的影響，線路架設困難，大多采取單電源輻射形式供電，合環點少，備用電源不足，有些負荷超半徑供電。特別是電站復建的省道或國道施工，其最遠施工點與電站樞紐區相聚幾十公里。例如長河壩S211復建公路長約35km，而施工供電電壓等級為10kV，已遠遠超出供電范圍半徑，導致末端電能質量極差。5功率因素普遍偏低。水利水電施工用電設備中動力設備占絕大多數，均為感性負荷，導致施工供電網絡功率因數偏低。施工區中的用電設備多為大功率電動機，工作時段集中，功率因數控制困難，不僅增加供電線路的損失，降低電壓質量，同時也降低了工區供電設備的有效利用率，增加了工程成本。嚴重時還會造成用電設備燒毀，受到地方供電電網的經濟處罰。6“外行”管理，隱患較多。水電工程施工用電單位眾多，隊伍參差不齊，且前期多為土建單位，在用電管理上存在專業薄弱問題，且責任心不強。水電站施工單位流動性大，人員更換頻繁，真正取得《電工進網作業許可證》的“電工”很少，缺乏專業基礎知識，不僅對自身所轄范圍不熟悉，對電網調度系統也是異常陌生，規章制度的執行落實不到位，甚至抗拒執行工區供電系統調度命令，在線路或設備發生故障后，巡查不到位或誤報、瞞報，拖延了事故處理時間，有時甚至擴大了事故范圍，給人身安全帶來極大的威脅。同時施工單位的主要精力放在主體工程施工任務上，對供用電等輔助生產系統的重要性認識不夠，投入的資金、人員不足，安全意識淡薄，管理松懈，施工單位往往只在業主供電管理的部門辦好報裝手續，將供電電源終端建好，其他的事就依靠施工單位的“電工”完成。沒有認真嚴肅地進行用電技術措施、安全措施、管理措施等施工組織設計工作，至于安全工器具，則是因陋就簡。很多施工單位根本沒有執行建設部JGG46—88《施工現場臨時用電安全技術規范》，試驗設備基本沒有，甚至弄虛作假，嚴重影響了電網的安全運行。常見的不合格用電例如:施工方架設線路不規范，變壓器、避雷器、斷路器、線路等未進行驗收試驗和年度試驗。設備安裝也不規范，現場電纜泡水泡油、設備護欄高度不夠、安全距離不夠、標識警示牌沒有、設備接地不可靠等，存在極大的安全隱患。7施工供電系統通訊不暢，應急反應慢。一般水電站的建設都是在經濟不發達地區，基礎設施較差，特別是通訊系統很不可靠。因地處山區，信號覆蓋面不全，各種電網信息不能及時、準確匯集到調度員處，調度指令也不能順利傳達；另一方面施工單位的用電負責人無固定值班點，人員頻繁更換又不及時通報，并且通訊手段配置單一，施工供電系統調度員指令下達時往往找不到接令人。這些都對負荷調整、電網操作、事故處理造成嚴重影響，延誤最佳的處理時間，造成供電質量下降，甚至擴大停電范圍。

篇3

2水利水電工程設計階段的造價控制

目前，在我國的水利水電工程建設中由于設計階段存在初步設計方案不合理與實際施工情況不一致導致工程造價計算不準確，形成工程建設中資金投入超出目標成本。在我國對于水利水電工程設計的合理性與可行性是有相關要求與規定的，但是現在有些設計單位在進行工程設計時對于工程的經濟效益考慮因素加大，而對于工程的設計質量不太重視。在工程項目的設計之初，在進行建設項目的施工方案時考慮不夠詳細，在實際施工過程中能遇見的問題事先沒有進行考慮和具體的解決方案，出現漏項問題。在建設項目的施工圖設計階段也存在一定的問題，對于工程設計人員來說，工程的設計方案和難度關系到設計人員的自身利益和聲譽，因此設計人員為了自身的利益考慮加大設計難度例如在造型上設計人員考慮到安全問題加大設計參數的取值，這樣就加大了工程的投資。因此，在水利水電工程的設計階段應該加大工程造價的管控。具體的措施如下:

1)在工程設計階段推行設計招標制度形成設計競爭的局面，這樣設計方案比較多，可以選擇設計合理的，成本比較低的設計方案。

2)對中標的設計單位要求采用正常的設計參數，控制花樣設計不能設計的造型施工起來難度比較大且對工程的使用價值沒有任何提高。這樣對工程的造價來說就很有益處，可以降低工程造價。

3)在工程設計階段采用限額設計的方法來控制工程的投資造價，限額設計能夠很好地控制工程造價，能夠從工程項目實際考慮，科學合理地選擇設計方案。確保工程造價的總投資額的有效控制。

4)加強設計的質量管理力度，提高設計人員的專業素質，也應該加強造價人員的業務能力，加強造價人員與設計人員的溝通與合作，通過造價人員與設計人員的友好互動，這樣在工程造價的過程中能夠交換意見，使得工程項目的造價更加準確。

3工程招投標階段的造價控制

目前，我國在水利水電工程建設招投標過程中存在著投標程序不規范和投標方法公開的力度不夠等問題，例如:有的工程項目在開標階段的標底不明確、評標的方法和標準不公開，這些問題的存在導致評標的結果可能存在人為的因素影響。現在我國水利水電工程招投標管理體制也不是很健全，沒有水利水電工程招標的管理機構。水利水電工程的招標是很重要的環節，招標工作的好與壞直接影響工程的投資。目前，我國改變招標體制實行招標承包，采用競爭體制，建設單位、設計單位和施工單位形成合同契約，這樣有利于管理節省工程投資，是控制工程造價和投資的有效途徑。我國各級行政主管部門也充分發揮部門職能作用，完善招投標管理制度，降低招投標工作的漏洞，使工程造價控制更加有利。

4施工階段的造價控制

在水利水電工程施工中主要的費用就是材料費，因此控制施工過程中的材料用量就能很好的控制造價。在施工的過程中應該嚴格按照合同和施工圖中材料用量進行施工，與此同時，也應該做好材料的供應，以免影響工期，加大投資。在施工中造價人員也應該隨時了解建筑材料的市場單價，知道價格的變化，及時掌握施工情況和材料的市場價格，為將來的竣工決算提供可靠的依據。在施工過程中做好造價資料的管理也很重要，在施工階段應該實行規范化、標準化管理制度，這樣在工程竣工結算時資料就比較齊全，有利于工程造價目標的管理。在施工中的現場變更和簽證以及索賠等應該盡量的減少這類事情的發生，在變更的過程中必須經建設單位、設計單位、監理單位共同簽字方有效，索賠事件比較少也有利于縮短工期，工期縮短費用降低，有效地控制子工程造價的目標。

5竣工結算階段的造價控制

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二、水利水電工程基礎建筑灌漿施工控制的有效措施

（1）工程費用控制措施。

基礎灌漿施工費用控制的最終目標是做到凈效益最大化，盡可能的降低是灌漿施工和其他工序的費用，同時盡可能的降低負效益。因此，應該根據施工現場的具體狀況以及自然規律，綜合考慮施工控制工藝以及方法，對整個灌漿系統進行合理的設計，同時結合最優化原則，盡可能的減少負效益，尋找最理想的運用方法，有效的控制工程費用。

（2）環境效益控制措施。

水利水電工程的環境效益控制措施應該重點考慮以下幾種因素：控制生產和生活污染物、有害氣體、施工飄塵、污染帶等的排放，防止對地下水、環境等造成影響；控制施工機械、爆破、運輸等機械的噪聲，避免對周邊居民造成影響；在施工的過程中應該盡可能少的破壞周邊植被景觀，同時還應該考慮水利水電工程建成后長期對鄰近建筑以及人類健康造成的影響。

（3）質量控制措施。

灌漿質量要素包括灌入能力、強度以及可塑性，質量控制目標應該根據水利水電工程的性質以及設計施工要求而定，控制措施主要表現為：首先，根據吸滲反應定理、劈裂判別定理、劈裂定向定理等制定相應的質量控制目標；其次，根據制定的質量控制目標選擇合適的灌漿材料，然后預測與協調材料性質、地質條件以及施工技術三者的關系；再者，當灌漿施工結束之后的28天內，重視后期的養護工作，全面的重視施工過程的質量控制，認真的做好壓水試驗，試驗結果表明施工質量合格之后才算過關。

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2樞紐布置方案

2.1樞紐平面布置方案

此工程樞紐布置，主要包括船閘（2000t級）、泄洪閘、水電站、魚道等，為Ⅰ級工程，水工建筑物設計洪水標準為100a一遇、校核洪水標準為500a一遇。工程樞紐正常蓄水位與死水位為29.70m，對于船閘設計，按照20a一遇洪水位，來設計高水位，流量為21900m3/s，低水位按照P=98%水位來設計。船閘設置在蔡家洲左汊左側岸邊，電站設置在左汊右側洲邊，按照從左到右的順序，來布設建筑物工程，包括雙線船閘、排污槽、主泄水閘等，具體如圖1所示。

2.2樞紐平面布置特點

2.2.1樞紐泄流能力強

水利水電工程樞紐泄流能力和工程壩址有直接關系，尤其是壩址河勢與地形地貌等。此布置方案中，船閘上游引航道與導流堤設置位置為原左汊河道區域內的回流區，設置導流堤，能夠有效的調順水流，確保樞紐工程的泄流能力。按照100a一遇洪水標準，進行水工模擬試驗，獲得的壅高值為0.1m，泄洪能力較好[1]。

2.2.2通航條件較好

此樞紐工程壩址下游2km區域左岸存在支流溈水河，與湘江相匯，河寬為180m，2a一遇洪水流量為1580m3/s，10a一遇洪水流量為2750m3/s，20a一遇洪水流量為3350m3/s，出流和船閘連接段的航道交角為30°。此布置方案船閘通航條件試驗結果表明，因為船閘上游引航道口門區和連接段緩流區，通航水流條件可以達到設計要求，干流流量Q干為19700m3/s時，縱向最大流速值為1.76m/s，橫向最大流速值為0.28m/s，回流最大流速值為0.2m/s。干流流量為21900m3/s時，縱向最大流速值為1.79m/s，橫向最大流速值為0.3m/s，回流最大流速值為0.25m/s。就下游引航道口門區和連接段航道來說，當湘江干流和支流溈水為正常遭遇時，若Q干＜13500m3/s，可以滿足船舶航行要求。若13500m3/s≤Q干≤21900m3/s，受到導流堤的影響，口門區域右側航道內部橫流較大，可以在左側航線單線行駛。原方案存在導流堤堤頭挑流明顯與斜流大等問題，進行布置方案優化，改變船閘挑流堤平面型式，設置立式導流堤等，使得航道通航能力得以全面提升[2]。

2.3樞紐布置設計要點

結合長沙綜合樞紐設置的位置，結合自然條件，在左汊主河道區域內來布置電站與船閘，從樞紐泄流能力與船閘通航條件等方面綜合分析，將船閘設置在此側，能夠起到不錯的效果。此梯級綜合樞紐工程建設后，主要功能為發電、航運等，因此在設計時，要堅持確保船閘通航條件的原則，以及泄水閘泄洪能力的原則。當樞紐壩址所處的位置左右兩汊道分流比相差較大，而且河底高程相差較大，為了能夠確保樞紐工程的通航效果與發電效益，將船閘與電站等建筑物，給布置在主汊河道。為了保證樞紐工程下游河床的穩定性，在布置泄水閘孔時，最好能保證工程建設前后的分流比變化不大。若河流的含沙量較小，在主河道內順河，來設置船閘引航道時，盡量把船閘設置在流速相對較小的河岸側，以便發揮樞紐工程的泄流作用，確保船閘通航效果[3]。

3水利水電工程樞紐總體布置三維設計

3.1三維地形建模

基于布爾運算，進行后期三維模型設計，需要構建三維模型。借助三維設計技術，能夠為水利水電工程樞紐總體布置，提供極大的便利。三維地形模型構建是基礎，需要確保精度的準確性。通常水利水電樞紐工程布置區域較大，覆蓋面較廣，數據存儲量大，會影響到三維地形模型構建的效果。基于此，在構建時，需要確保等高線精度，以確保建模的效果。

3.2樞紐布置模型設計

在進行水利水電工程樞紐布置設計時，對于大壩與電站廠房等，可以按照相關標準規范，來設計三維模型，采取參數化或者模板化方法來建模。利用CATIA軟件，融合骨架設計思想，構建樞紐工程建筑物模型，進行數據轉化，將數據信息導入到3D軟件中，進行樞紐布置，也可以和施工總布置相互聯合。利用3D設計技術，能夠為水利水電工程樞紐布置設計，提供新的設計方法，能夠極大程度上提升工作效率，降低設計誤差。利用大數據信息與信息技術，來進行仿真模擬試驗，可以及時優化設計缺陷，確保水利水電工程樞紐布置的合理性與科學性。

4結束語

水利水電工程樞紐布置設計，要從樞紐使用的功能分析，嚴格按照設計要求，把握布置設計原則，結合工程實際，做好充分的調查工作，制定不同的布置方案，做好對比分析，選擇最為合適的布置方案，以確保工程建設的質量。

作者:喻尚偉 單位:長沙市水利水電勘測設計院

參考文獻

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法國工程師Darcy經過滲透實踐驗證，滲流量q不只同截面面積a成正比例，還與水頭耗損(h1－h2)正比，與滲徑尺寸l成反比，帶入土粒構造與流體特性的定性常數k。

1．2滲流連續方程

滲流連續方程通常以質量守恒定律為基礎，考慮可壓縮土體的滲流加以引證，即滲流場中水在某一單元體內的增減速率等于進出該單元體流量速率之差。對于每一個流動的過程而言，皆是在特定的空間流場之中發生的，沿著其邊界發揮支配功能的條件，成為邊界條件。在開始進行研究的時候，在流場之內，流動的狀態與其支配條件，成為初始條件。邊界條件與初始條件合稱定解條件。定解條件普遍是由室外測量數據或實驗得出的，其對流動過程有著決定性功用。找尋某個函數(假如水頭)，讓其在微分方程的條件下，又可以適應定解條件的便可認為是定解問題。

2滲流計算

2．1計算目的

壩體(堤身)浸潤線的位置。滲透壓力、水力坡降和流速。通過壩體(堤身)或壩(堤)基的滲流量。壩體(堤身)整體和局部滲流穩定性分析。

2．2滲流計算的主要方法

滲流計算求解方法一般可分為以下四種類型。流體力學的解決方案:是一個嚴謹的解決方案，在邊界條件符合定解時，能夠算出滲流場中隨便一點的值。然而，解答的過程十分繁雜，并且適用范圍窄，在現實運用上受到很多的制約。水力學的解決方案:這種解法跟流體力學的解法有點相似。就是根據某種假設，針對某種特殊的邊界條件的進行的流體力學計算。同樣在實際工程應用上受到較多的制約。模擬測試:根據以上那二種方式的劣勢，對于現實中的項目，原本常常經過水力學模擬測試來解答滲流問題。數值模擬計算分析:通過計算機，在確定物理模型的情況下，第一步要求建立一個數學模型，然后利用相關模型對于具體問題進行求解，這有時也稱為數值法，包括有限差分法和有限元法。現在，以上這些滲流的計算手段里面水力學求解與有限元法在水利工程里面經常使用。

3水力學解法在水利水電工程上的運用

對于上述問題利用水力學的方法進行求解，也就是利用流體力學的計算方法，進行一些邊界條件的假設基礎上進行，根據相關流體力學的要求，對于實際工況進行簡化處理，還包括底層的滲透系數的簡化處理等。考慮滲透系數差距在5倍以內的鄰接薄質土壤層可以算作一層，將加權均衡的滲透系數當作計算的根據。兩層土質構成的地基，當下面土壤層的滲透系數小于表層土壤層的滲透系數100倍或更高時，可以把第二層土壤層看作是不滲透水層;上層土壤層看作為弱透水層的情況下，就可按照兩層地基來進行計算。當直接與堤壩地基相連的地基土壤的滲透系數比堤壩的本身的滲透系數大于等于100倍時，可以確認為堤壩本身不滲水，只對堤壩地基根據有壓力水流進行滲透計算，堤壩本身浸潤線的地方可以依據地基里面的壓力水頭來認定。

4有限元解法在水利水電工程上的運用

4．1數學模型的選取

從現在的應用探究狀況看來，大概分為這幾種計算形式:布辛內斯克方程式，拉普拉斯方程式，固結方程式，擴散方程式。上述不同的計算數學模型均含有它一定的適合環境，通過四種模型的計算對比可以總結為:大多數泥土和石子結構壩體與地基的不穩固滲流問題，都可以運用固結方程加流量補給條件的自由邊界和相對應的初始條件和邊界條件算出流場的分布，比較符合實際;對于固結完好再不進行壓縮處理的土石筑壩的不穩定滲流問題，可以運用拉氏方程加流量補給條件的自由邊界計算。實際上拉氏方程只是固結方程的一個特定解。

4．2有限元計算程序

當前，計算滲流有限元的方法有很多，即使它們都有自己的缺陷，但是在輸入時都要注意邊界條件。計算有限元滲流的方法除了有二維之外還有三維，當然還有專門針對巖體裂隙的計算方法。

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2、預裂、光面爆破技術的具體應用

預裂爆破技術是指水利水電工程開挖施工中沿著設計開挖的輪廓線密集的打孔，并將少量主要裝入到打好的孔洞中來將其炸出裂縫，該種爆破技術在具體應用中最大的作用在于避免爆破區的爆破對周圍巖體或建筑物產生破壞，所以對于水利水電工程來說預裂爆破技術是一項十分重要的施工技術。光面爆破技術是指沿著開挖輪廓線布置間距相對較小的平行炮孔，并且在打好的爆孔中裝入少量的不耦合炸藥后進行引爆，而該種爆破技術主要適用于水利水電工程隧道的爆破施工，這樣既可以確保施工設計方案中需要炸除的巖石可以通過該種爆破技術完成施工，同時也可以避免在其輪廓線以外的圍巖結構受到明顯破壞，并且可以在圍巖面留下半個較為清晰的孔痕。20世紀70年代，預裂爆破技術與光面爆破技術在我國葛洲壩水利樞紐工程中的應用取得成功，自此后這兩種較為先進的爆破技術開始被廣泛應用于水利水電工程領域，尤其是當代水電站主體工程邊坡與隧道的爆破施工中均采用上述兩種爆破技術，這也使我國水利水電工程領域的爆破技術處于世界領先地位。預裂爆破技術與光面爆破技術在具體應用中可以對開挖面的超挖和欠挖等現象進行有效控制，并且可以確保其爆破施工中不會對邊坡和圍巖的穩定性產生影響，正是因為上述兩種爆破技術的諸多優點使其被應用于三峽永久船閘的開挖爆破施工中，并且使三峽大壩永久船閘中形成了良好的保留壁面。

3、面板堆石壩級配料開采爆破技術的具體應用

水利水電工程中的面板堆石壩在施工中需要利用爆破技術來開采級配料，尤其是20世紀80年代以來面板堆石壩在水利水電工程領域的不斷推廣，很多中小型水電站在建設過程中都采用了面板堆石壩，所以施工單位需要通過開采爆破技術的應用，來獲取面板堆石壩在施工中其壩體填筑過程中所需要的級配料。南盤江天生橋一級水電站便是典型的面板堆石壩，南盤江天生橋水電站的面板堆石壩在壩高和壩體方量等方面都處于世界前列，而我國第一高度的面板堆石壩———水布埡水電站也開始投入使用，所有面板堆石壩為主要壩型的水利水電工程在施工中，均要采用爆破法開采主堆石級配料來直接進行上壩填筑的施工技術，所以當前我國水利水電工程領域關于面板堆石壩級配料開采爆破技術的研究較為成熟，其基本可以滿足我國各地區水利水電工程中面板堆石壩的施工要求，同時可以有效降低整個水利水電工程具體實施階段的成本投入。

4、爆破技術在圍堰拆除中的具體應用

現階段大型水利水電工程具體實施階段需要面臨大量臨時構筑物的拆除工作，對于圍堰構筑物來說其利用機械拆除的方式需要浪費大量的時間與財力，所以施工單位一般都是采用爆破拆除的方式來完成圍堰的拆除，這也使爆破技術成為圍堰拆除施工中最為關鍵的技術之一。鑒于圍堰爆破拆除在本質上屬于典型的鄰水爆破作業，所以爆破人員一般需要充分利用其頂面、非鄰水面以及圍堰內部廊道等無水區域進行鉆爆作業，水利水電工程對于圍堰爆破拆除施工中的要求是一次爆通成型，并要確保整個爆破作業中所產生的缺口要滿足圍堰泄水、進水的要求。再者，由于水利水電工程圍堰區域附近有著多種已建成的水工建筑物，所以爆破人員在爆破拆除作業過程中要避免爆破作業對其產生破壞，只有這樣才能確保爆破技術的應用可以滿足水利水電工程的建設要求，我國已建成的葛洲壩大江圍堰、三峽三期圍堰等近30余座大型圍堰構筑物，都是通過爆破技術的應用來完成其拆除作業，所以對于我國水利水電工程領域來說圍堰爆破拆除技術已積累了大量經驗。圍堰爆破拆除技術具體應用中的重點是避免爆破作業對堰體周圍的閘墩、閘門槽、閘門以及其他水工構筑物的完整性產生破壞，從而確保圍堰爆破拆除作業結束后發電設備可以正常運行，所以施工單位一般會采用“高單耗、低單響”的設計思想來完成整個圍堰的接力起爆系統設計，并且我國水利水電工程領域關于圍堰爆破拆除作業，已形成了適用于各種建筑物的爆破振動安全控制標準體系，并且同時也具備了較為完善的防護飛石和水擊波危害的技術體系。

5、巖塞爆破技術的具體應用

巖塞爆破技術是水利水電工程具體實施階段的一種水下爆破形式，我國于20世紀70年代開始了巖塞爆破技術在水利水電工程領域的實踐應用，其最開始被應用于引水、放空水庫、灌溉、發電等通向水庫或湖泊底部引水洞、放空洞的施工，巖塞爆破技術在具體應用中一般需要涉及到水庫底部、隧洞末端的爆破作業，當洞內工程全部完成后施工單位可以采用巖塞爆破技術來炸除洞與水庫的巖層。巖塞爆破技術在具體應用中具有不受庫水位消長及季節因素的影響與限制，并且可以使水利水電工程在具體實施階段不需要通過設置圍堰構筑物來進行施工，再加上巖塞爆破技術在具體應用中的操作簡單、成本低以及工作效率高等特點，所以使巖塞爆破技術在我國水利水電工程領域有著十分廣泛的應用范圍。豐滿水庫巖塞爆破是當前國內爆破規模最大的工程，巖塞爆破技術在具體應用中可以根據其裝藥方式，劃分為峒室爆破和炮孔爆破等兩個類型，按照爆碴處理方式可以劃分為留碴爆破和泄碴爆破等兩個類型，我國水利水電工程領域對于巖塞爆破技術在具體應用中的的起爆方式、爆破影響控制等方面積累了大量經驗。

6、隧道掘進爆破技術的具體應用

對于水利水電工程施工來說其地下工程的開挖是最為重要的有機組成，所以在工程具體實施階段其需要依次完成導流洞、引水洞、交通洞、試驗平洞、灌漿洞、斜豎井以及地下廠房洞群的開挖施工，所以施工單位主要是采用鉆爆法來完成隧道掘進施工，尤其是鉆爆法在具體應用中具有開挖成本低、地質條件適應性強等特點。隧道掘進爆破作業過程中容易受到照明、通風、噪聲以及滴水等多方面因素影響，所以對于隧道掘進爆破作業來說其作業難度相對較高，再加上水利水電工程隧道掘進施工中對爆破作業質量有著極高要求，所以施工單位在針對隧道掘進爆破作業中會充分利用圍巖的自承力，并且要通過對整個隧道掘進爆破作業方式的優化調整，來確保其地下爆破作業不會對隧道圍巖結構的完整性產生破壞。在達坂城高崖子干渠的隧洞施工中就采取了這一技術。

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建立了一套完善的環境保護管理制度體系，包括環境保護管理辦法、技術細則、獎懲細則、驗收細則、考評細則等；工程監理、承包商根據工作內容建立內部環境保護管理制度。這些管理文件形成一套完整詳盡的具有較強可操作性的管理文件體系，成為環境保護管理工作的有效運行載體，保證了環境保護管理工作的“有法可依”。

1.2管理工作制度

（1）會議制度。召開環境保護工作月例會，會上各參建單位匯報本月開展的環保工作、存在問題、下月工作計劃等，環保中心通過影像資料直觀通報本月環保工作存在的主要問題，提出限期整改要求。（2）巡視檢查制度。采取定期巡查和不定期突擊巡查相結合等形式，經常性開展工地現場巡查。巡查人員記錄現場情況并采集影像資料。對于發現的問題，提出書面要求發至工程監理，由工程工程監理負責組織落實。（3）工作報告制度。通過工作報告全面、系統匯報環境保護工作。各參建單位向建設單位及時總結環境保護工作，形成報告并定期上報；建設單位根據有關要求向環境保護行政主管部門定期（每季度）上報環境保護工作報告。（4）定期檢查與考核制度。環保中心定期組織環保聯合大檢查，并結合檢查結果對工程監理、承包商進行考核，考核結果上建設單位，建設單位根據環保管理有關規定及考核結果做出獎勵或處罰決定。（5）環保信息統計制度。環保中心組織開展環境保護信息（工程量和投資）統計工作。環保中心制定具體的信息統計要求，承包商按規定格式、規定時間向工程監理提交統計報表，經工程監理審核后報環保中心，環保中心負責統計信息的分析、匯總及存檔。

1.3環保問題處理流程

依據環評報告書及其批復文件的有關規定，發現并及時處理施工過程中發現的環保違規、違約行為。環保問題按照圖2所示流程來處理。

1.4環保宣傳與培訓

通過宣傳教育培訓，增強參建單位與廣大工程建設者的環境保護意識和專業知識，有力促進環境保護工作的開展。教育培訓內容包括法律法規、典型案例、環境問題和保護措施等。宣傳教育形式主要包括標語標牌、環境日紀念活動、專家講座、宣傳片等。

2環境保護管理效果

以環境影響報告書及其批復文件為指導文件，設置各級環境保護管理機構，編制環境保護管理體系文件，制定環境保護管理工作制度，形成了一套完善的環境保護管理體系，環境保護管理在這套體系上順暢運行，適時組織環境保護宣傳教育和培訓，提高了各參建單位的環保素質，環保措施按照“三同時”的要求逐條得到落實，有效的降低或消除了施工期環境的不利影響。

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本文作者：劉敦煌 單位：長江科學院水力學研究所

在力學研究中，需要對建筑物在不同條件不同狀態下進行系統的觀察和測定，從原型數據中分析得到力學規律，這是最為可靠的方法。但是實際問題中，多數課題必須逆向研究，即根據力學相似原理預先在實驗室，以適當的比例尺縮小建造模型以及配套的設備，完整準確地表現與原型成一定比例的力學現象，間接呈現原型建筑物狀態和各種參數。因此，物理模型的設計制作是準確呈現原型數據的重要基礎。通常物理模型的主要要素是幾何形態、材料屬性和運動規律等。基于傳統的二維設計，采用二維設計軟件以及機械制圖與畫法幾何知識完成平面形狀，然后再根據相關原理作分析計算才可完成。但在In-ventor軟件設計里，首先定義模型材料的屬性，然后在二維狀態繪制平面形狀，再轉化為具有三維形式的立體形狀零件，在作尺寸與公差標注的同時，也可即時修改零件外形。完成了全部零件后，接著進行裝配設計，在裝配設計過程中還可以對零件形狀作逆向修改。最后根據選定的材料屬性，得到物理參數，進行必要的強度剛度校核。在實際設計使用中，Inventor軟件可以較快地繪制形狀，設計者可以留有較多的時間考慮零部件功能、作用、關聯等實質內容。而且在物理模型尚未建造之前，就可通過裝配完成的虛擬模型，作預先的觀察與評估。

葛洲壩水利水電樞紐大江排砂孔進水口底板高程為28m，其淹沒水深約為38m。為了觀察研究排砂孔進水口門底板的流態及砂礫運動規律，設計鋼結構的支架帶著水下攝像儀器安裝到進水口門底板上，實時觀察記錄水下砂礫流動過程。設計的支架結構如圖1所示，根據排砂孔進水口門以及水下觀察部位結構，確定支架輪廓尺寸為8000mm×3000mm×1200mm(寬×高×長(水流方向))。用Inventor軟件進行設計，選用圓形鋼管并確定了其材料屬性。由支架的作用要求與邊界條件擬定各個構件的結構，進行構件幾何設計和工藝造型，然后裝配各構件成型，節點電弧焊連接，組成完整支架。進一步可以將焊縫的物理特性輸出到電子表格，在實際制作中查詢各個焊道的名稱、類型、長度、面積等參數。最后還可根據構件受力狀態，作應力與變形分析［2］，在此基礎上，修改構件與整體幾何尺寸。在軟件中將其模擬安裝到進水口底板，在實際應用的部位觀察邊界及相關條件，確定幾何尺寸與功能作用效果，最后完成設計，出圖制造。在設計過程中，各個構件的質量以及支架整體質量等非幾何數據同步在設計全過程中傳遞與共用。設計特點:①采用相同管徑的鋼管材料(管壁厚8mm)焊接成形;②支架上安裝5臺攝像儀器與照明設備，分別有多個自由度，根據流態作調整，覆蓋需要觀察的范圍;③對支架設有位置限制構件和頂緊固定機構，水下安裝與拆卸過程迅速可靠;④支架整體具有足夠的自重，在動水條件下，工作穩定牢固;⑤結構形狀影響水流流態最小。在葛洲壩水利水電樞紐現場使用表明，支架結構簡潔實用，設計尺寸準確，儀器安裝方便牢固可靠;攝像范圍大，捕捉到全部信息。高效可靠的設計，是順利進行水力學觀測，取得數據，完成合同的重要技術支撐。

在工業與工程建設等行業，已廣泛應用三維軟件設計產品。Inventor三維軟件設計功能強大，界面清晰，應用十分廣泛，上述例子僅僅是三維軟件工具最基本的應用。軟件中的管路設計、線路設計等功能，同樣也能在水利水電工程中有重要應用，如樞紐的監測儀器信號電纜以及壓力管道埋設路徑設計等。我們可以看到，設計的過程，就是策劃、構想所設計對象的形狀、裝配、制造、使用等細節，將這樣的設想變成可以實施的結果方案。可見創成式的設計，最重要的是設計者必須清楚地知道產品的作用與功能，并據此設計出它的結構、材質、運動等參數和最終形狀。設計中的相關要素，在設計的全過程中要反復調整和配湊，是任何設計全過程中始終存在的動作，只有智能化的設計軟件才會提供如此重要的功能。通過應用我們可以得到，設計就是模擬加工、模擬裝配、模擬使用，這就是當今計算機輔助設計軟件最具特色的功能和作用。用Inventor軟件設計的過程中，一開始就以三維方式思考，完全進入三維模型中，從零件受力、運動和動力結果以及全部零件的關聯，表達出優化設計后的全部物理參數，從而建立了充分而完整的設計數據庫。以此為基礎，進一步進行零件的應力分析、運動分析、裝配干涉分析，最后給出正確率高的二維加工圖和三維示意圖，完成設計。因此對于創成式設計，三維設計功能較二維設計效率高，而且由此生成的外觀色彩、動作仿真和動畫演示，對完成設計任務以及爭取市場合同都會產生更好的效果。在工程建設以及科學研究全過程中，用圖形來表達成果是非常重要的形式。往往技術人員比較專注其自身專業的前沿科學技術，因此采用十分強大的具有通用性能的設計軟件為必備的圖形工具，就顯得非常重要。通過借鑒機械專業的優秀設計軟件的應用，提高科學技術研究綜合能力，更好地為水利水電工程和科學研究服務。

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0引言。

加強成本管理和成本控制是項目管理提高盈利水平的重要途徑，也是項目管理的永恒主題之一。本文力圖從施工企業項目管理的角度闡述成本控制的幾點看法。

1開源節流。

作為施工企業的項目管理部工程項目的成本控制，一是要認真履行已簽訂的施工承包合同，完成各項工作內容，在此基礎上爭取最大收益；二是要強化物資設備管理和勞務分包管理，提高施工質量，降低物資消耗，節約開支，是為節流。

1.1開源、增收。

開源、增收措施的業務對象是業主，要以三個方面為重點：承包合同、優勢單價、技術與造價有效結合。

（1）合理利用承包合同中有利條款。承包合同是項目實施的最重要依據，是規范業主和施工企業行為的準則，但在通常情況下更多體現了業主的利益。但這并不是說成本控制人員在合同條款有效利用方面無所作為，合同的基本原則是平等和公正，漢語語義有多重性和復雜性的特點也造成了部分合同條款可多重理解或者表述不嚴密，個別條款甚至有利于施工企業。這就為成本控制人員有效利用合同條款創造了條件。在合同條款基礎上進行的變更索賠，依據充分，索賠成功的可能性也比較大。

建筑招投標制度的實行，施工企業中標項目的利潤已經很小，個別情況下甚至沒有利潤。項目實施過程中能否依據合同條款進行有效的變更和索賠，成為項目能否贏利的關鍵。

（2）合理利用優勢單價。優勢單價是指中標項目中利潤空間比較大的合同單價。眾所周知，我們在投標的過程中，為中標后謀取更大的利潤，會采取不平衡報價的投標方法，盡量提高變更可能性較大（主要指增加工程量）的項目的利潤空間。這些利潤比較大的合同單價就是我們的優勢單價。

合理的利用優勢單價，就要求施工企業在實際施工的過程中，盡量利用設計變更等條件，增加優勢單價的工程數量，從而謀取更大的利潤。

我們知道，工程施工中實現設計意圖可以有多種的方式，它們各有優缺點，常常是多選一的問題。例如基礎工程，我們可以采用漿砌塊石、漿砌片石、干砌塊石、片石混凝土澆筑等多種方式施工，均可以達到設計的要求。當然上述方案有的造價高，有的造價低，有的施工速度快，有的施工速度慢。施工企業從成本管理的角度出發，應盡量選擇利潤空間大的方案進行施工，充分利用優勢單價，增加企業的經濟效益。

（3）技術、經營緊密結合。技術與經濟的緊密結合一直是成本控制領域重點強調的問題，但在實踐過程中，往往沒有達到制度化的程度，甚至存在嚴重的脫節。

技術與經濟緊密配合應體現在項目實施的各個階段，特別是對于如何確定項目施工方案顯得尤為重要。

設計單位在施工經驗方面與施工單位往往存在一定的差距，在確定合理的設計變更方案時，往往要充分征求施工單位技術人員的意見，甚至會要求施工單位技術人員首先提出設計思路，這就為施工企業謀取合理利益創造了條件。而技術人員因自身工作特點的限制，所編寫的施工方案偏重于考慮方案的安全性和可操作性，雖然能夠完成設計要求，但從成本角度考慮，卻不是最優化的，甚至在完全沒有必要的情況下，大大地縮小了施工企業的利潤空間，忽視了方案是否能夠實現企業的利益要求。在這種情況下，成本控制人員參與施工方案的制訂顯得尤為重要。

具體而言，技術人員應首先提出能夠達到設計意圖的幾套方案，在此基礎上進行經濟比較論證，并將論證的結果作為確定施工方案的量化依據。施工單位提出的施工方案，應在便于施工的情況下實現利益最大化，避免自己搬起石頭砸自己腳的情況出現。技術與經濟的有效結合對于提高企業效益是最為顯著的。上述第（2）條中，建議業主采用片石混凝土澆筑基礎的例證就是一個成功的例子。

1.2節流、節支。

對于施工企業來說，要做到節流、節支，首先必須推廣項目成本核算制度，利于降低消耗、節支增效，主要有以下幾點：①從人、財、物的配置入手，據工程施工實際考察結果反饋，結合行業統一定額，制定出合理的、可操作性強的內部成本核算定額，逐級進行部分成本核算和全成本核算。②實行多種分配方法，對主要工程的材料費、人工費、機械費和管理費進行核算與分析，人工費管理實行基本工資、產值工資和效益工資相結合；材料費管理實行以內部核算定額消耗為基準，嚴格控制采購庫存量。③機械費的管理實行以設備運行費為基準，充分發揮設備的效率。④把主輔材料消耗水平和費用支出與完成工程量掛鉤，嚴格進行考核獎罰，從而增強作業隊的成本核算意識，做到減少超挖、節省材料、提高工效，同時，在各作業隊建立利益激勵機制，設立目標激勵獎和安全質量專項獎。⑤在實施核算制度過程中，逐步建立成本分析的核算反饋制度。由財務部門對工程的各分部分項工程進行成本核算，分析各分部分項工程的經濟效益和利潤狀況，反饋信息用以指導施工生產，完善成本核算操作程序。同時，應根據施工的實際情況（如施工工期、進度安排等）,適當調整定額，實施成本核算、定額分配等。

這樣運作的益處有三個方面：一是明顯降低材料消耗，直接成本減少，過程控制嚴格；二是實施阻力小，能夠循序漸進，邊摸索經驗邊進行，為全成本核算和采用其他成本控制方式打下基礎；三是使人力、機械配合等各項潛能得到最大發揮，同時增加了分配的透明度，從而大大地提高了職工的積極性、自覺性和主動性，有利于企業理念的培養。

節流節支的重點工作是加強項目材料費用和勞務分包費用的控制：

（1）材料費用控制。材料費用在項目成本中往往占有很高的比例，通常情況下不低于50%。材料費用控制是指對施工項目消耗的物資材料進行數量和價格控制，將物資材料費用控制在合理的范圍內。材料消耗數量的控制是成本控制人員的工作內容之一，本文進行重點闡述。

一般說來，施工企業現在對材料消耗數量控制的主要措施是“限額領料”。根據此額度分階段控制材料消耗數量，確定材料消耗的額度。限額領料中的“額”，通常都理解為定額，即根據定額數量確定消耗數量。筆者認為，這種理解比較片面。材料消耗數量當然要參考定額消耗量，但不能完全機械套用。首先，施工項目的差異性決定了定額無法全面反映不同的工程特點，其次，定額是社會勞動力綜合平均水平的表現，管理水平不同的施工企業，相應的材料消耗水平也是有區別的。定額的材料消耗數量甚至材料種類不是適用所有具體的施工企業和施工項目，不同的企業、不同的項目還可能差別很大。所以，作為一個成本控制人員，應根據企業自身的管理水平和施工現場的實際情況，參考定額數量，合理確定材料消耗額度。

計算材料消耗額度的工作量很大，對成本控制人員的要求很高，成本控制人員除了熟悉定額和現場情況外，還需要了解施工工藝，常常出現商務人員人手不足的情況。目前通常采用的解決措施有兩個：一、將材料消耗量的計算工作轉移到工長，這樣一來解決了商務人員人手不足的問題，二來也促使工長將部分注意力轉移到施工成本方面，增強了材料節約意識。但也存在工長為避免施工材料緊張，影響施工進度，將材料消耗額度放的比較大不利于材料消耗控制的問題；二、分主要部位進行材料消耗數量控制。分主要部位進行材料消耗數量計算是將工程分成幾個主要部分，以這種方式對限額領料進行簡化，減少了成本控制人員工作量，但控制工作不夠細致，易造成材料消耗超耗，所以必須配套現場檢查措施，杜絕浪費現象。

建議采用的材料消耗數量控制方式：根據項目特點分塊，以塊進行消耗量控制，塊的范圍不能過大；要求工長在提出材料計劃的時候進行材料計劃數量的計算，并附上計算書，供技術人員審核。成本控制人員審核的主要內容是工程數量是否正確，以及材料損耗的額度是否合理。其中，損耗額度的審核比較簡單，根據現場實際情況和工長加強協商就可以了。但審核工程數量是否正確的工作就比較煩瑣。筆者建議項目成本控制人員提前抽時間集中突擊計算各個部位的工程數量，并按照部位編制成表格形式。這樣，審核材料計劃確定材料消耗額度的工作就可以在較短的時間內完成了。

當然，材料消耗數量的控制必須配套一定的獎懲措施，節約了要進行獎勵，非必須原因超耗浪費要承擔責任，提高節約意識及積極性。建議項目部根據實際情況可制訂具體的獎懲措施，并嚴格控制采購庫存量，提高資金使用效能，修舊利廢，降低庫存。

（2）勞務分包費用的控制。純粹的勞務分包費用在項目成本中的比例比較低，通常情況不超過15%。但實際操作過程中，勞務分包費用通常會包含一部分施工企業不易進行控制的小型機具和易耗材料費用，增加了一定的費用控制難度。施工企業進行勞務分包的時候，除了勞務談判確定分包隊伍外，經常采用招標方式確定勞務隊伍，這樣對項目部以合理低價選擇優秀的勞務隊伍是有利的。

在這里要強調合理低價，勞務市場現在競爭十分激烈，甚至某些方面競爭比建筑市場更激烈，并且勞務市場發育不成熟，勞務隊伍水平能力也參差不齊，許多勞務隊伍根本就不具備承擔虧損的能力。為生存下去，許多競爭能力不足的勞務隊伍被迫進行低價投標，并且是低于成本價投標以維持運轉。勞務分包本身利潤空間就較小，勞務隊伍在其中的回旋余地不大，低價中標后，為完成合同，或者盡力壓低勞務人員工資，造成勞務人員勞動積極性低下，或者與施工單位盡力糾纏，利用一切機會提高要價。在這些措施不能奏效、出現無法承受的虧損的情況下，勞務隊伍只能消極怠工，拖延進度，甚至停止施工，逼迫施工企業滿足自己的要求。

出現這種情況，對施工企業和勞務隊伍兩敗俱傷。施工項目進度滯后，無法保證工程進度，對企業自身形象造成惡劣影響。同時，勞務隊伍出現虧損，生存空間被進一步縮小，可能成為社會不安定因素。

為避免出現這種情況，建議：一、施工企業盡可能采納比較有競爭力、有信譽的勞務隊伍參與施工；二、不要無原則壓低勞務分包單價，要對勞務分包的成本做到心里有數，避免吸納低于成本價的勞務隊伍進場施工；三、可能的情況下，拿出部分資金用于獎勵協作隊伍，規定在施工質量、進度、安全達到較高要求的情況下，協作隊伍可獲得獎勵，以提高勞務隊伍施工積極性，使企業、協作隊伍達到雙贏。

2嚴格過程控制，加強成本管理。

“過程是輸入轉化為輸出的一組彼此相關的資源（人員、資金、設施、設備、技術和方法）和活動。過程管理，主要是側重于對動態形勢的活動的認識、控制和優化”。充分地利用資源，最有效地發揮各方面的積極性，及時準確地克服不利因素，求得相對高質的管理效果是過程管理追求的目標。