水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案對比研究

廖聲海，楊正猛

(黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院，貴州凱里556000)

水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案對比研究

廖聲海，楊正猛

(黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院，貴州凱里556000)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，水利水電工程數(shù)量不斷增加，質(zhì)量要求也越來越高。作為水利水電工程的重要組成部分，水工設(shè)計(jì)的技術(shù)性要求非常高，除了要充分考慮水工設(shè)計(jì)的合理性外，還需要滿足整個(gè)工程的要求。為了提高整個(gè)工程投入的收益，需要在多種備選的方案中選擇收益比最高的方案。文章介紹了水工設(shè)計(jì)的重要性意義，重點(diǎn)分析了水工設(shè)計(jì)方案對比的原則和水工方案設(shè)計(jì)對比時(shí)應(yīng)該考慮的因素。

水利水電工程;水工設(shè)計(jì);方案對比;原則;研究

1 進(jìn)行方案對比工作的重要性

1.1 水工設(shè)計(jì)方案的步驟

水利水電的水工設(shè)計(jì)方案是一個(gè)綜合性和系統(tǒng)性都非常強(qiáng)的工作，其中包括4個(gè)步驟，分別是水工設(shè)計(jì)方案的計(jì)劃、水工設(shè)計(jì)方案的制定、水工設(shè)計(jì)方案的對比以及水工設(shè)計(jì)方案的確定［1］。任何一個(gè)步驟出現(xiàn)問題都會(huì)影響最終設(shè)計(jì)方案的呈現(xiàn)，進(jìn)而對整個(gè)工程的施工進(jìn)步、質(zhì)量、資金投入造成重要的影響。

1.2 水工設(shè)計(jì)方案的對比研究

在水工設(shè)計(jì)方案的確定過程中，水工設(shè)計(jì)方案的對比向來受到設(shè)計(jì)工作人員的重視。這是因?yàn)椋姽こ痰脑O(shè)計(jì)和施工難度都非常大，安全性要求非常高，因此其成本投入比較大，一旦在方案對比研究的時(shí)候疏忽了一些細(xì)節(jié)信息，那就可能對整個(gè)工程的造價(jià)產(chǎn)生重要的影響。因此，必須要遵循一定的原則，充分考慮施工方案的各種因素，只有這樣才能夠在最短的時(shí)間內(nèi)選出最佳的方案，使水利水電工程能夠高效順利的進(jìn)行［2］。

2 設(shè)計(jì)方案對比的原則

2.1 實(shí)事求是的對比原則

水利水電工程是一個(gè)安全性和技術(shù)性要求都非常高的工作，越來越受到國家相關(guān)部門的重視，此外，巨大的工程規(guī)模使得工程的成本非常高，任何一個(gè)企業(yè)都非常重視。面對實(shí)實(shí)在在的水工設(shè)計(jì)對比研究，遵循實(shí)事求是的原則是必要的。該原則是建立在對既有設(shè)計(jì)方案優(yōu)缺點(diǎn)認(rèn)識的基礎(chǔ)上的，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的對比研究［3］。該原則強(qiáng)調(diào)的是，不能因?yàn)槿魏蝹€(gè)人的意見而放棄合理的設(shè)計(jì)方案，也不能為了特別挑選某個(gè)方案而對其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行無限地?cái)U(kuò)大，對其它方案進(jìn)行無限制的貶低、擴(kuò)大其缺點(diǎn)。

2.2 全面兼顧的原則

為了提高水利水電的整體施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，國家相關(guān)部門近年來非常重視設(shè)計(jì)、施工方案以及工程驗(yàn)收的整體考核與評價(jià)，對于設(shè)計(jì)方案中關(guān)于施工計(jì)劃、工期長短、施工要求、造價(jià)預(yù)算、安全因素等方面進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析和研究，因此，對水工設(shè)計(jì)方案對比研究必須要注重全面統(tǒng)籌兼顧。在具體的操作中，首先要收集整個(gè)施工方案的所有影響因素，分析這些因素在整個(gè)工程中的主次區(qū)分，對這些因素進(jìn)行全面、針對性地分析。在充分分析了各個(gè)方面和相關(guān)的因素之后，根據(jù)工程的整個(gè)實(shí)際情況選擇最終的最有的方案。

2.3 平等性對比原則

在選擇方案之前需要制定一定的選擇標(biāo)準(zhǔn)和特別需要注明的要求，在此基礎(chǔ)上對備選方案進(jìn)行針對性的在所制定的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行充分的分析，而不能夠以不同的標(biāo)準(zhǔn)來衡量不同的方案。為了實(shí)現(xiàn)平等性的設(shè)計(jì)對比要求，需要做到，所有的備選方案必須在同等的指標(biāo)和任務(wù)之下進(jìn)行考核，各個(gè)方案的對比研究前提必須一致;對制定出的方案進(jìn)行初選的時(shí)候，如果發(fā)現(xiàn)其不能夠滿足工程的規(guī)范要求或者安全要求的話，就應(yīng)該及時(shí)將其刪除;注重設(shè)計(jì)方案必須要在同一個(gè)水平位置上，即使不能夠達(dá)到這一要求的話，也要滿足某些方面在一個(gè)水平線上，如此才不會(huì)錯(cuò)過優(yōu)質(zhì)的方案。

3 設(shè)計(jì)方案對比時(shí)需要考慮的因素

3.1 方案的設(shè)計(jì)

方案設(shè)計(jì)階段的方案選擇非常重要，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮其設(shè)計(jì)的目標(biāo)和可以滿足的安全狀況、考慮工程施工的各個(gè)要求、整個(gè)工程的施工量，既要滿足安全的需要也要滿足技術(shù)的可行性。

3.2 工程建設(shè)投資

工程投資是水利水電工程水工設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，對設(shè)計(jì)和施工的整個(gè)環(huán)節(jié)都具有重要的影響。優(yōu)質(zhì)的水工設(shè)計(jì)能夠增加投資收益、控制工程的整個(gè)規(guī)模、充分節(jié)約工程成本。

3.3 工程環(huán)境影響

工程環(huán)境的影響主要包括施工地區(qū)的環(huán)境情況;施工對于地面建筑物的影響;對水體、空氣等的影響;制定合理的保護(hù)施工環(huán)境的方法和措施。

4 水利水電工程水工設(shè)計(jì)實(shí)例

4.1 工程概況

某水庫樞紐工程由大壩及泄水閘等組成。該工程采用明渠導(dǎo)流，立堵法截流進(jìn)行施工。該大壩施工承包商首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求就近選擇一料場，該料場土料黏粒含量較高，含水量適中。在施工過程中，料場土料含水量因天氣等各種原因發(fā)生變化，比施工最優(yōu)含水量偏高，承包商及時(shí)采取了一些措施，使其滿足上壩要求。

4.2 工程設(shè)計(jì)分析

4.2.1 采用的器械

適合于該大壩填筑作業(yè)的壓實(shí)機(jī)械有羊腳碾、氣胎碾和夯板。

4.2.2 壓實(shí)設(shè)計(jì)

該大壩的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)采用干容重控制。土料填筑壓實(shí)參數(shù)主要包括碾壓機(jī)具的重量、含水量、碾壓遍數(shù)及鋪土厚度等。壓實(shí)參數(shù)可以按照這些步驟進(jìn)行:在確定土料壓實(shí)參數(shù)前必須對土料進(jìn)行充分調(diào)查，全面掌握各料場土料的物理力學(xué)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上選擇具有代表性的料場進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，作為施工進(jìn)程的控制參數(shù)。

因試驗(yàn)不能完全與施工條件吻合，在確定壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的合格率時(shí)，應(yīng)略高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);首先選擇具有代表性的料場，通過理論計(jì)算并參照已建類似工程的經(jīng)驗(yàn)，初選幾種碾壓機(jī)械和擬定幾組碾壓參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn);黏性土料壓實(shí)含水量可取w1=wp+2%;w2=wp;w3=wp－2% 這3種進(jìn)行試驗(yàn)，wp為土料塑限;選取試驗(yàn)鋪土厚度和碾壓遍數(shù)，并測定相應(yīng)的含水量和干密度，作出對應(yīng)的關(guān)系曲線。再按鋪土厚度、壓實(shí)遍數(shù)和最優(yōu)含水量、最大干密度進(jìn)行整理并繪制相應(yīng)的曲線，根據(jù)設(shè)計(jì)干容重rd，在曲線上分別查出不同鋪土厚度所對應(yīng)的壓實(shí)遍數(shù)和對應(yīng)的最優(yōu)含水量。

最后再分別計(jì)算單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度進(jìn)行比較，以單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度最大者為最經(jīng)濟(jì)、合理。

4.2.3 含水量偏高問題的解決方法

應(yīng)改善料場的排水條件和采取防雨措施;此外，需將含水量偏高的土料進(jìn)行翻曬處理，或采取輪換掌子面的辦法，使土料含水量降低到規(guī)定范圍再開挖。倘以上方法仍難滿足要求，可以采用機(jī)械烘干。

5 結(jié)語

水利水電工程是一個(gè)綜合性、系統(tǒng)性很強(qiáng)的工程，其水工設(shè)計(jì)對比研究非常重要。只有根據(jù)具體的施工條件，遵循一定的設(shè)計(jì)方案對比原則，充分考慮設(shè)計(jì)方案的各種因素，才能夠最終選出科學(xué)合理的方案，使整個(gè)工程實(shí)現(xiàn)最高的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］徐德輝.水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案對比研究［J］.湖南水利水電，2011(03):27 －28，30.

［2］陳慶紅.水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案對比研究［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009(13):66.

［3］陳剛.水利水電建筑工程施工技術(shù)問題研究——以公莊河道工程為例［J］.中國水運(yùn):下半月刊，2010(09):149－150.

TV222

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1007－7596(2014)06－0159－02

2013－12－07

廖聲海(1979－)，男，貴州黎平人，工程師，從事水利水電建筑設(shè)計(jì)工作;楊正猛(1979－)，男，貴州黎平人，工程師，從事水利水電建筑設(shè)計(jì)工作。