摘要:南水北調工程是水利工程中重要的一環。南水北調工程關乎民生,對南水北調工程的研究有利于推動社會可持續發展,為后續工程的建設提供參考。然而,水利工程本身存在渠道沿線長、工期較長、施工難度較大、參與方眾多、明渠暗渠建設等特點,本文通過采用資料分析的方法以南水北調中線河北段田莊暗渠工程為例進行研究,從工程風險管理的角度分析該工程存在的問題,研究其風險的應對策略。本文對南水北調中線暗渠工程進行風險識別,進而進行風險評價,旨在以系統性的風險管理方法應對該工程中存在的諸多問題。在此基礎上,研究工程風險管理理論、工程施工風險因子、工程施工控制方法、創新研究方法,為提出應對策略提供參考。
關鍵詞:南水北調;暗渠工程;風險管理;資料分析法
中圖分類號:TB文獻標識碼:Adoi:10.19311/j.cnki.16723198.2024.20.086
1相關概念及理論基礎
風險是指事物在發展過程中可能會對目標管理和控制的預期結果產生某種偏差,從而使目標管理人員遭受損失,也可能使目標管理人員的收益超出預期的不確定性因素。在本工程項目中風險是指暗渠工程可能給南水北調中線工程帶來的不確定性。在工程施工過程中勢必存在風險,風險是客觀存在的,研究風險,可以幫助工程施工者降低出現問題的可能性。
“風險”一詞,在漢語中的解釋都是指可能出現的風險。關于風險的概念最早是哈佛大學學者鮑爾20世紀60年代提出的。烏爾里希·貝克發表了德文版的《風險社會》一書,它第一次運用了“風險社會”的觀點來說明了當今具有危機的后工業革命時代,并明確提出了社會風險的概念。管理學理論發展至今,風險主要是與不確定性有關。而風險管理指的是對風險進行識別、分析與評估、處理并對其進行監控的過程。
工程領域的風險管理是指通過風險識別的方法識別出工程項目的風險因子,通過系統的方法對識別出的風險因子進行評級,找出主要風險因素,最終對評價出的重要風險因子提出相對應的風險應對措施,將主要風險因子轉移或是降低影響,對于不重要的風險因子采取自留或是回避策略,通過風險監控實時監控風險因子的控制進程,以最小的成本保證項目目標的實現。
2工程簡介
南水北調工程旨在改善北方地區,特別是黃淮海流域的水資源狀況,以滿足4.38億人民的需求,這一重大的戰略工程為國家帶來巨大的經濟和社會效益。工程包括了東線、中線和西線3個調水線路,并利用3個調水線路與長江、黃河、淮河和海河等四條江河的連接,形成以“四橫三縱”為基礎的總體布局,形成我國水資源南北調節、東西互濟的新配置局面。其中,中線工程起始于漢江中上游丹江口水庫,輸水干線全長1432公里,受水區域主要為河南、河北、北京和天津。
本文以南水北調中線工程河北段田莊暗渠工程為主要分析對象,運用資料分析的方法主要從風險管理的角度對該工程項目進行分析。該工程是南水北調配套石津干渠工程的渠首工程,它將南水北調中線總干渠與現有石津干渠工程相連,是下游所有供水目標的關鍵通道。本項目工程由進口連接渠段、進口漸變段、進口閘室段、洞身段等四部分組成。主要建設內容為:進口段明渠、閘室;管身段土方開挖及回填,鋼筋混凝土箱涵,淺埋暗挖,西北水廠分水口、配套房建建筑,電氣,金結及臨時設施等。本文旨在對該工程的風險管理進行文獻綜述研究,為接下來的應對策略研究提供方向。
3南水北調中線工程(暗渠工程)風險識別與分析
南水北調中線工程是一個復雜的系統性工程,沿途距離較長、地質情況復雜、涉及明渠暗渠工程,施工標段劃分眾多、工期長,施工單位協調處理各標段事務的工作量大,距離遠給工程監管帶來了很大難度,因此,其工程建設風險也具有獨特性。本文站在施工管理者的角度,通過文獻研究對暗渠工程的風險因子進行初步識別。本文將對暗渠工程影響較大的風險因素歸納為地質風險因素、施工進度風險因素和環境風險因素三大類。
3.1地質風險因素
田莊暗渠工程存在的主要工程地質問題有:渠道邊坡穩定性、膨脹土、凍土、淺埋暗挖渠道涌水和涌沙、渠道滲漏、渠道襯砌抗浮穩定等問題,故需加強對這些風險源的監控。
(1)暗渠涌水和涌沙。本項目工程地貌類型屬于太行山山前傾斜平原,地面高程一般84~80m(國家85高程,下同),地勢西高東低。該暗渠工程沿線多為廠房及農田,地表植被較多。該暗渠工程勘察深度25m范圍內,鉆孔揭露的均為第四系全新統沖積、洪積成因地層。根據地質報告,本標段淺埋暗挖開挖范圍內均為土質或砂質地層,土壤黏度及密度較低,易導致暗渠滲漏或坍塌。該暗渠工程基本平行其北側的太平河,與右側防洪堤的距離一般50~70m,太平河河道主槽底高程為80~76m,流向大致為西北—東南方向,有滲水的風險。
(2)膨脹土問題。膨脹土,是指自然界地質活動中形成的一種具有強烈脹縮力且裂隙發育完善的獨特構造,對自然界波動特別是大氣濕熱波動十分敏感。其黏粒成分,大多是高親水性的黏土礦物蒙脫石和伊利石等。因為膨脹土吸濕膨脹、失水收縮的特點,極易引起邊坡和暗溝之間的不平衡,因此按照多米諾骨牌原理:從一個問題出現到一系列問題出現,最后造成一系列問題的出現。而膨脹土現象也會導致膨脹土區的建設產生各種困難,最后造成工程問題。膨脹土會直接影響渠坡的穩定,致使混凝土襯砌隆起和開裂。當渠坡以及渠底周圍的分布層間軟弱構造面及層面變化時,很容易產生由相互層構造面控制的深層滑坡現象;當混凝土體積含水率變化后,由于土壤膨脹縮變形引起對渠道模筑襯砌的約束而形成土壤膨脹力,可能導致渠道模筑襯砌破裂,造成渠道滲漏。
(3)凍土問題。本項目工程區域內最大凍土深度約58cm,而凍土的工程地質問題是凍結膨脹和融化沉陷。當地基土發生凍脹時,如建筑物荷載小于凍脹上舉力,則基土將被抬起。由于凍脹上舉力常不均勻,致使建筑物發生傾斜、開裂;夏暖季節,凍土解凍融化變成稀軟狀態,強度極低,將使建筑物產生沉陷或傾斜。
3.2施工進度風險因素
工程進度是一項重要的風險影響因子,其對于工程按期完工以及施工方的聲譽十分重要。因此,它是建設單位與承包單位都關心的問題。確保工程項目按時保質地完工是施工單位的首要目標。
在南水北調中線暗渠工程中影響施工進度的因素有以下2個方面:其一,工程所在河北地區在10月份左右有進行霧霾氣候治理的政策,要求所有施工工地不定期停工,會影響正在施工的土方開挖,由于基坑無法盡早成型,致使整體進度較計劃滯后。同時,霧霾氣候質量政策也會影響混凝土等材料的供應,大大影響工程進度。10月正是趕工期的關鍵時期,但在諸多問題的干擾下嚴重打擊了工人施工的積極性,拖慢了工程進度。其二,12月左右,河北地區開始上凍,導致工程無法施工。該階段工程全面停工,對于工程按時完成存在不利影響。
3.3環境風險因素
該工程涉及的環境風險因素分為社會環境因素和自然環境因素。社會環境風險指的是施工單位遇到的來自其施工環境社會、政治、法律和經濟等各方面的風險。在社會環境因素中,由于暗渠工程穿越市區,該工程包含占地問題,在與周邊村民或是住戶協商占用土地等問題時容易發生沖突。噪聲問題,施工期間主要的噪聲來源是施工機械,會影響到周邊居民的日常生活。
自然環境風險是指由于施工單位在施工過程中產生的污染物會排放到空氣、水道或是土地中,造成環境破壞,受到環保部門行政處罰的風險。自然環境風險因素還包括施工過程中造成的水土流失,混凝土拌和系統的粉塵、噪聲、廢水等風險因子存在污染水質的風險。
4南水北調中線工程(暗渠工程)施工風險管理應對策略
在識別出暗渠工程的主要風險因子的基礎上,分門別類地提出各項改進措施與管理方案。
4.1膨脹土渠段內排水設施旨在緩解膨脹土問題
建設膨脹土渠段的排水設施可以有效地解決膨脹土帶來的渠坡安全問題。膨脹土渠段還可以利用換填法黏性土、水泥改性有機硅土等保護措施,但因為換填處理土的滲流量遠低于膨脹土滲流率,為了避免在換填法時處理土浮托,就引入了在換填法處理土層下部的排水措施。渠坡在換填法時處理層下包括縱、橫向的排水盲槽,排水盲溝主要由滲漏水制動軟管和沙礫料組成,滲漏水制動軟管裝在排水盲槽中,縱、橫透水制動軟管連接,按計算間距在下層縱向透水軟管上設置三通,連接排水管,排水管與逆止閥連通,渠坡逆止閥垂直坡面安裝。渠底換填層底部設置0.3m厚的沙礫料排水墊層,墊層內設縱、橫向透水軟管,與渠坡透水軟管相連。
4.2建立完善的風險管理體系和風險管理機制
水利工程風險管理面臨較多制約因素,應通過建立完善的風險管理體系,加強施工單位各部門間的協調協作。完善的風險管理體系和健全的風險管理制度是保證施工進度的前提條件;重視施工原材料和中間產品的質量是保證工程質量的關鍵;可通過購買保險、期貨等方法以達到風險轉移的目的;過程控制是風險管理的主要工作;風險評估與風險應對措施是施工工序持續改進的重要工作。建立完善的風險管理體系和風險管理機制實現降低風險。
施工管理團隊應具有專業化知識背景、先進的管理理念、科學的管理方法和手段,熟知調水工程建設、管理、運行全過程。由于缺少風險管理的獎勵機制和風險分配的不合理是施工項目工程風險管理的重要制約因素。應對關鍵工序進行全程監控,做到誰施工誰具體負責,誰負責誰簽字,并追究相關責任人責任,使風險管理真正落實到實處,在對風險因子出現的原因進行分析后制定相應的整改和預防措施。應建立績效評價反饋和分享機制,促進參與施工各方的風險信息共享,不斷提升項目人員風險管理能力。
4.3建立環境保護機制
為保護工程周圍的優美環境,保障職工和附近居民身體健康,達到人與自然和諧共生的目的,施工單位應結合項目具體情況建立適合的環境保護機制。水土流失防治措施主要包括開挖邊坡的沖洗和水土流失的防止,施工中建立完善的排水體系,并嚴格管理,保持工地的良好排水狀態,保障邊坡不積水。對于環境中的噪聲污染,施工期間主要的噪聲來源施工機械等,采取的控制措施。通過安裝消聲管、消聲器或隔絕發動機振動部件的方法降低噪聲,合理安排時間,將機械施工時間與居民的休息時間錯峰,將噪聲污染的危害降到最低。
5總結
本文以南水北調中線河北段田莊暗渠工程為模型,對其工程風險因子進行了總結與分析,對于施工方面的風險管理體系進行了研究,提出一系列應對策略,為接下來的研究提供參考。
參考文獻
[1]孫子晨.南水北調中線渠首段渠坡膨脹土裂隙發育規律及影響因素研究[D].中國礦業大學,2022.
[2]聶相田,郭春輝,張湛,等.南水北調中線工程風險管理研究[J].中國水利,2011.
[3]婁長圣,唐文哲,王騰飛,等.水利工程風險管理:以寧夏水利工程為例[J/OL].
[4]王建紅.引嫩調水工程風險管理研究[D].哈爾濱理工大學,2020.
[5]趙勇,何凡,何國華,等.對南水北調工程效益拓展至灤河流域的若干思考[J].南水北調與水利科技(中英文),2022,20(01).
[6]耿雷華,劉恒,姜蓓蕾,等.南水北調東線工程運行風險分析[J].水利水運工程學報,2010,(01).
[7]檀書琨,黃建平.南水北調中線工程總干渠邯邢段渠基排水設計[J].河北水利,2018,(06):16+19.
[8]王曄,文明,石羽,等.南水北調中線工程[J].行政科學論壇,2022,9(09):2.
[9]蔣迪,信永達,楊帆,等.水利工程安全生產風險管理體系建設[J].東北水利水電,2022.
[10]何國偉,蔡云波,艾明明,等.南水北調中線工程挖方段渠坡變形分析及處理措施[J].東北水利水電,2023.
[11]尤亞攀.基于流固耦合的南水北調工程閘門結構性能及動力特性研究[D].華北水利水電大學,2022.
[12]SHIJJ,ZENGS,MENGX.Intelligentdataanalyticsisheretochangeengineeringmanagement[J].FrontiersofEngineeringManagement,2017,4(01):4148.