水利水電工程施工布置優(yōu)化分析探討
那嗣波，奉銳
摘 要：水利水電工程的施工布置，由于要考慮的內(nèi)容復(fù)雜而且影響因素繁多，造成其成為一項復(fù)雜多樣的工作。但水利水電工程若通過合理的施工布置優(yōu)化，將會使該工程以最少消耗獲取最大效益。因此，水利水電工程進(jìn)行施工布置優(yōu)化有著復(fù)雜性與必要性。鑒于此，本文結(jié)合工程實例以及筆者實踐經(jīng)驗，對某水利水電工程的施工布置進(jìn)行優(yōu)化分析，分析影響水利水電工程施工布置的因素，針對水利水電工程的廠址優(yōu)選、施工設(shè)施等布置問題進(jìn)行優(yōu)化，對相關(guān)技術(shù)問題提出了筆者的建議，實踐證明該布置方案是有效的，可為同類工程參考。
關(guān)鍵詞：施工布置；水利水電工程；施工設(shè)施；廠址優(yōu)選
0. 引言
水利水電工程的施工布置主要就是根據(jù)施工現(xiàn)場特點而進(jìn)行合理的規(guī)劃布置，從而有效地為水利工程建設(shè)提供保障性基礎(chǔ)。水利水電工程施工布置的合理性將會直接工程建設(shè)的工期以及質(zhì)量，因此對水利水電工程進(jìn)行合理的施工布置優(yōu)化，從而使所優(yōu)化的施工布置方案宜于施工而且經(jīng)濟(jì)合理有著重要性和必要性。鑒于此，本文結(jié)合工程實例以及筆者實踐經(jīng)驗，對某水利水電工程的施工布置進(jìn)行優(yōu)化分析，分析影響水利水電工程施工布置的因素，針對水利水電工程的廠址優(yōu)選、施工設(shè)施等布置問題進(jìn)行優(yōu)化，對相關(guān)技術(shù)問題提出了筆者的建議，實踐證明該布置方案能有效地確保工程質(zhì)量與工期，可為同類工程借鑒。
1. 水利水電工程施工布置影響因素
要對水利水電工程進(jìn)行合理的優(yōu)化施工布置，就必須在施工布置時清晰考慮到一系列的影響因素，如施工場地的設(shè)施布置復(fù)雜性、施工現(xiàn)場的空間組織問題等等。筆者認(rèn)為在進(jìn)行水利水電工程施工布置優(yōu)化中應(yīng)充分考慮以下這些因素：
1.1 施工布置的復(fù)雜性
大多數(shù)水利水電工程都建設(shè)于峽谷中，可供使用的施工布置場地是十分有限的。因此，在進(jìn)行施工布置時往往要考慮施工地區(qū)的自然條件、交通運輸以及施工方法等問題，這些問題互相影響著水利水電工程的施工布置，使得工程的施工布置變得更加的復(fù)雜化。
1.2 施工布置的不確定性
在進(jìn)行水利水電工程施工布置時，決策者會根據(jù)設(shè)計要求，采用施工布置優(yōu)化方法，作出幾個可行的施工布置方案。但由于在施工現(xiàn)場布置過程中，一是受到工程勘測設(shè)計深度的限制，二是由于策劃施工布置方案時受到較多不確定因素影響，不確定性使得施工布置方案的選擇比較困難。
1.3 施工布置的經(jīng)濟(jì)合理性
臨時建筑物和輔助企業(yè)的布置在水利水電工程施工布置中必不可小，由于其建設(shè)費用較高，所以要合理布置臨時建筑物和輔助企業(yè)，做到既滿足主體工程對輔助企業(yè)的布置要求，又滿足輔助企業(yè)對當(dāng)?shù)匾?guī)劃的作用，真正使所得到的施工布置優(yōu)化方案把社會效益和經(jīng)濟(jì)效益綜合考慮。
2. 施工設(shè)施布置優(yōu)化分析
施工設(shè)施的布置是施工布置的重點，結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)、地形以及水文條件和施工對臨時設(shè)施的布置要求等，選取合理的施工布置方案，既方便材料的運輸以及材料的選取，同時又方便工程施工，這是施工布置優(yōu)化的關(guān)鍵。對于水利水電工程來說，砂石混凝土系統(tǒng)的施工設(shè)施選址布置是施工布置的關(guān)鍵，同時要兼顧考慮到施工臨時設(shè)施的布置。
2.1 混凝土系統(tǒng)施工設(shè)施廠址優(yōu)選
水利水電工程以混凝土材料為主，因此在進(jìn)行砂石混凝土系統(tǒng)的施工設(shè)施選址布置時必須要考慮到砂石骨料的現(xiàn)場開采、運輸?shù)姆奖阈浴Ｉ笆�混凝土系統(tǒng)設(shè)施包括砂石骨料的開采、加工、運輸至混凝土的配料、拌和、產(chǎn)品出產(chǎn)的全部設(shè)施。
在砂石混凝土系統(tǒng)設(shè)施廠址優(yōu)選時，要首先分析砂石混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)廠址優(yōu)選的內(nèi)容和范圍。在進(jìn)行砂石混凝土系統(tǒng)設(shè)施時，為了施工布置做到既經(jīng)濟(jì)又合理，應(yīng)充分考慮施工布置現(xiàn)場可利用的一切資源，在滿足砂石料以及混凝土原材料需求量和質(zhì)量的基礎(chǔ)上，保證了砂石混凝土生產(chǎn)總體上的經(jīng)濟(jì)合理性。因此，在進(jìn)行砂石混凝土系統(tǒng)設(shè)施廠址優(yōu)選時，通過分析混凝土系統(tǒng)設(shè)施和砂石加工現(xiàn)場所布置廠址的地質(zhì)地形以及水文條件、各種混凝土原材料、砂石的運輸?shù)纫蛩貋砭C合考慮這些設(shè)施廠址施工布置。同時，在廠址選址時還要充分考慮各種建設(shè)費用等，明確整個施工費用由系統(tǒng)布置占地費用、設(shè)施的建設(shè)費用、場內(nèi)道路建設(shè)費用、場內(nèi)清理及土石方開挖平整費用以及材料加工運輸費用等構(gòu)成，因此在選址的優(yōu)化模型中，應(yīng)該要充分考慮到選址后所帶來的各種費用的投資，做到優(yōu)化方案的經(jīng)濟(jì)合理性。
2.2 臨時設(shè)施施工布置優(yōu)選
水利水電工程中除了混凝土系統(tǒng)施工設(shè)施為主以外，還要建設(shè)各種施工臨時設(shè)施，這些都需要進(jìn)行合理的施工布置。目前，針對水利水電工程來說，主要的施工臨時設(shè)施的布置由：（1）各種料堆、倉庫以及棄料場；（2）金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備以及施工設(shè)備安裝場地；（3）)機(jī)械修配系統(tǒng)設(shè)施；（4）風(fēng)、水、電供應(yīng)系統(tǒng)；（5）其他施工工廠，如鋼筋加工廠、木材加工廠、預(yù)制構(gòu)件廠等；（6）另外還設(shè)有消防站、警衛(wèi)室等。應(yīng)根據(jù)各類施工臨時設(shè)施的用途進(jìn)行合理分布，同時要規(guī)劃好各種臨時設(shè)施的占地面積和建筑面積等。根據(jù)施工現(xiàn)場的地形特征來計算場地平整土石方工程量，合理的臨時施工布置，提出有效的開挖利用規(guī)劃，做到填挖綜合平衡。
同時，為了防止施工臨時設(shè)施之間布置沖突，臨時設(shè)施的布置要分析到施工設(shè)施之間的鄰接關(guān)系，主要是考慮施工設(shè)施間的相互制約關(guān)系以及關(guān)系影響程度。在鄰接關(guān)系的基礎(chǔ)上，考慮施工進(jìn)度、施工強(qiáng)度、設(shè)施運行和物流運輸。
3. 工程實例
3.1 工程概況
某水利工程是以某水庫為龍頭的開發(fā)的中下游徑流式電站。該水電站所處的地理位置對外交通不方便，雖然水電站兩岸植被良好，但地質(zhì)地形條件極為復(fù)雜，巖石軟弱、巖體強(qiáng)風(fēng)化深度大。壩址區(qū)兩岸的地形幾乎對稱，地形主要呈“u”字形。另外，壩址區(qū)域有不發(fā)育的河流階地，河漫灘分布較廣，左岸河漫灘長度約350米，寬度平均約為40米；至于右岸上游高漫灘長約460米。為了確保本工程的工程質(zhì)量以及加快工程進(jìn)度，結(jié)合本水利工程所處地區(qū)的地形特點，充分利用現(xiàn)場可利用的一切有利條件，對施工總體布置實行布置優(yōu)化，確保本水利工程保質(zhì)提前完成。
3.2 原料的選擇與優(yōu)化
充分利用本工程所處地區(qū)的原料提供優(yōu)勢，本工程采用混凝土骨料采用烏宋崗砂礫料與臥馬河人工骨料相結(jié)合的供料方式，對于圍堰填筑材料則選用壩址上游土料場的土料。在實際工程施工中，臨時設(shè)施建設(shè)所需要的以采用天然沙礫料為主，除對外交通工程中的大橋建設(shè)采用砂礫料場外，其余工程建設(shè)的骨料以開采臥馬河口砂礫料和利用壩區(qū)河床開挖砂礫料為主；圍堰防滲粘土料以壩肩邊坡開挖料和場地平整開挖料為主。粘土料用量從初始方案的10萬立方米減少到3.6萬立方米，優(yōu)化效果顯著，充分降低了工程造價。
3.3 施工設(shè)施施工布置優(yōu)化
混凝土系統(tǒng)布置在該水電站壩軸線下游1.5公里處，整個系統(tǒng)從上到下形成階梯型布置，主要擔(dān)負(fù)大壩和廠房碾壓混凝土及常態(tài)混凝土的生產(chǎn)任務(wù)。廠區(qū)布置高程為385~420米范圍內(nèi)，總占地面積約4.8萬平方米。另外施工設(shè)施的建設(shè)還包括l座骨料調(diào)節(jié)料倉及其儲運系統(tǒng)、供風(fēng)、供水系統(tǒng)、膠凝材料儲運系統(tǒng)、外加劑系統(tǒng)及混凝土制冷系統(tǒng)以及供電及自動化控制系統(tǒng)等。施工布置實踐表明，該布置優(yōu)化方案充分結(jié)合地質(zhì)地形特征和單項工程施工需要，收到良好的優(yōu)化效果，確保了工程施工順利進(jìn)行。
4. 結(jié)語
本文結(jié)合工程實例以及筆者實踐經(jīng)驗，對某水利水電工程的施工布置進(jìn)行優(yōu)化分析，分析影響水利水電工程施工布置的因素。工程實踐結(jié)果表明，優(yōu)化施工布置的合理優(yōu)化，使得外購料源有效得到減小；而且施工布置優(yōu)化方案由于結(jié)合本工程的地形條件以及單項工程施工需要，使得優(yōu)化效果良好，有效地確保了本工程工期以及工程質(zhì)量，具有指導(dǎo)性的實際意義。
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