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2000年海峡两岸三峡工程技术研讨会总结

2001-01-13张超然

中国三峡建设 2001年1期
关键词:三峡工程边坡混凝土

摘要:2000年海峡两岸三峡工程技术研讨会于10月10~12日在三峡坝区召开,会上对“水利水电及土木工程项目管理、大坝及厂房混凝土施工和质量控制、永久船闸及高边坡稳定性研究与实践、地震对临近地区水电站的影响及评估”等四个专题进行了研讨,来自海峡两岸的121位专家、学者提交了46篇论文,20位专家在大会上和小组会上作了技术发言,水平高,实用性强,对提高三峡工程的技术水平和管理水平有着积极的作用。

关键词:三峡工程;技术研讨会;海峡两岸;项目管理;混凝土施工;质量控制;地震研究

2000年海峡两岸三峡工程技术研讨会是继97、98两次海峡两岸三峡工程技术研讨会之后,又一次工程界、学术界、企业界人士的学术研讨和技术交流盛会。

在世纪之交的重要时刻,在三峡工程现场召开学术研讨和技术交流大会,无疑将载入三峡工程建设的史册。三峡工程建设已进入关键时刻,我们战胜了重重困难,创造了年浇筑混凝土458万m3和月最高浇筑强度55.35万m3的两次世界记录,我们将满怀信心,向新的混凝土年浇筑世界记录攀登 为确保2003年水库初期蓄水、实现首批机组发电和永久船闸通航,摆在我们面前的又是一场攻坚阶段的更加严峻的挑战。此时此刻,海峡两岸水利水电和土建工程专家、学者在一起共商三峡工程和中华民族水电工程的建设和发展,将具有非常重要的现实意义和深远的历史意义。

这次研讨会针对三峡工程建设已经取得的经验和教训,以及面临的新情况、新问题,结合去年台湾9.21大地震的灾情和取得的经验教训,紧密结合实践和工程需求,提出了水利水电及土木工程项目管理、大坝及厂房混凝土施工及质量控制、永久船闸及高边坡稳定性研究与实践、地震对临近地区水电站的影响及评估四个专题:来自海峡两岸的121位专家、学者向研讨会提交了46篇论文。有20位专家在大会和小组会上作了技术发言。这些论文无论从内容的广度和深度,或从文章的学术水平和造诣,都超过前两届研讨会。尤其是台湾学者介绍9.21大地震的宝贵资料、治理震害的经验和香港新机场核心汁划的项目管理经验,很值得我们学习和借鉴。

在大会和专题小组交流会亡不少专家作了扣人心弦的发言,提出了不少有份量的研究成果和宝贵意见。充分体现了理论与实践、科研与施工紧密结合,技术与管理、技术与经济相互融合的特点。下面就四个专题进行技术总结。

1 水利水电及土木工程项目管理

水利水电与土木工程项目管理是现代管理科学的重要组成部分,有关大型工程项目管理理论、方法和策略的研究,一直受到世界各国的高度重视。在工程项目管理领域,香港和台湾地区起步早,积累了不少成功经验,大陆在改革开放方针的指导下,近10年来也取得长足进步。这次海峡两岸工程技术研讨会,就是为了加强两岸在这一管理领域的交流,相互吸取在工程项目管理中的经验教训,进一步提高我们的管理水平,实现大型工程最佳的经济效益和社会效益。

会议共收到项目管理论文13篇,其中关于三峡工程的11篇,香港新机场1篇,台湾明潭抽蓄电厂1篇。文章涉及领域宽、覆盖面大,引起海峡两岸专家和学者的特别关注。

1.1 三峡工程的项目管理

贺恭副总经理关于《三峡工程建设总体情况》的报告和《三峡工程建设运用市场经济体制的初步实践和认识》一文,不仅对三峡工程最新进展和工程施工中解决的技术问题作了全面扼要概述,而且从三峡工程建设管理深层次的高度阐述了在中国当前市场经济运行中,项目法人负责制与国家宏观调控的十大关系。并全面论述了三峡工程建设管理所具有的市场经济运作和政府宏观调控相结合;项目法人负责制和招标承包制、工程监理制以及合同管理制相结合;处理好工程进度和质量的关系,始终把质量放在第一位,确保工程质量向一流水平迈进;以国内力量为主与引进海外技术管理相结合的四大特点和管理模式,以及取得的初步成果。

彭启友先生的《三峡工程建设管理的实践》一文,论述了三峡工程管理运行机制和四制的有机结合。提出项目法人在内部管理运行机制上采取“分层次、分阶段、分项目”的管理方法和取得的初步成效。

张宝声先生在会上交流的《三峡工程建设项目管理中风险管理》和提交的《论三峡工程的投资控制与造价管理》一文,指出投资控制要贯彻市场经济的效益原则,总结出三峡枢纽工程投资控制的原则是:“静态总额控制,全程动态管理”。由于实施了有效的投资控制和风险管理,使得三峡工程的投资控制在初步设计审定的概算范围之内。

《三峡工程质量管理与控制》一文,强调三峡工程所推行的“以质量为前提,以质量、进度和投资”三控制为目标,以合同管理为基础的项目管理模式。健全质量保证体系,全方位、全过程的质量控制使得工程建设按计划有序进行,工程质量按标准控制,已建工程质量良好,满足设计要求,工程建设取得重大进展。

《长江三峡工程大坝混凝土施工及质量控制》、《水电工程施工过程中的质量控制》和《发挥专业优势把好监理工程质量关》三篇论文,从不同角度和各自承担的项目阐明了施工进度与工程质量之间的辩证关系,提出工程质量永远处于矛盾的主导地位,施工质量保证是施工质量控制的首要条件这两个重要观点。文章结合三峡茅坪溪防护坝沥青混凝土心墙的工程施工实践,归纳出“三项控制、两项管理、一项协调”的经验。

《三峡工程项目管理特色研究》一文,从管理科学角度,对三峡工程项目管理进行了系统总结和专题研究,对进一步完善和提高三峡工程项目管理有着理论指导作用。

《三峡工程施工导流智能决策支持系统的结构研究》一文,全面介绍了建立在科学模型方法基础上,以计算机科学技术为主,综合系统科学、管理科学以及水利水电工程施工组织的理论和方法而完成的动态仿真和决策咨询计算机系统。其初步研究成果已成功用于大江截流工程,进一步深化后将用于三期导截流智能决策支持系统。

1.2 香港新机场核心计划的项目管理

香港拓展署陈维新副署长撰写的《香港新机场核心计划的项目管理》一文,系统地介绍了成本总额高达1553亿港元、本世纪全球最庞大的土木工程之一——香港机场核心计划项目的管理和实施。论文从机场核心计划的管理架构、工程管理、和约形式以及索赔、安全和输入劳工管理诸方面进行全面论述。文章指出机场核心计划规模宏大而工程复杂,在项目管理中一方面须将各子项目作独立管理,另一方面又须集体运筹。在工程实施中建立了整体监管制度,严格按制度监管运作,在工程管理上采用自上而下/从下至上管理法,制定基线工程计划目标,实行成本及工程进度的监管。强调在机场核心计划的工程合约条款内,明确有关品质保证的条文,建立品质保证制度,监管所有设计和建造工作,以确保工程按照合约内证明的原则和规格完成。由于运用上述管理法和实施有关基本监理措施,如期按预算完成机场核心计划。香港机场核心计划的工程投资和三峡工程属同一个量级,它的成功管理经验很值得三峡工程借鉴和学习。

1.3 明潭抽蓄电厂高压钢管之发包及设计安装与监工

谢季寿和陈正宗先生撰写的《明潭抽蓄电厂高压钢管之发包及设计安装与监工》一文,对高压钢管之发包策略和品质控制作了详细介绍。钢管设计、制造及安装由承包厂—家负责,业主委托中兴工程顾问公司制定设计条件及要求。为促使各投标厂商发挥其专业能力进行设计及报价,开标过程采用技术标及价格标两阶段投标方式。投标厂家需先通过技术标之审核,才有资格参加价格标之比价,取得了相当好的效果。工程发包后,厂家据以制造、安装之设计图,皆需经监理认可才可进行制造;钢板皆要通过严格的测试合格;制定严格的焊接程序,实施过程测试和检验,从而保证了高品质,并使进度和投资得到有效控制。这些经验很值得三峡工程借鉴。

2 大坝及厂房混凝土施工及质量控制

三峡二期大坝及厂房工程混凝土施工是三峡工程建设中最重要的施工项目之一,也是施工质量控制的关键性项目。混凝土总量为1238万m3,混凝土施工直线工期仅46个月,其中泄洪坝段深槽部位坝高181m,泄洪坝段布置三层泄洪孔口,厂房坝段布置有特大型压力管道和排沙设施,工程结构复杂、施工强度高、工期紧,质量要求高,是最艰巨最富挑战性的施工项目。前两次海峡两岸技术研讨会都曾对大坝混凝土施工计划和浇筑技术进行过交流,专家们的建议和意见,对高质量按计划完成三峡厂坝混凝土施工起着积极作用。但由于其重要性,该专题仍然是本次研讨会的热点,共收到论文15篇,居各专题之首。

汪先绪、曹广晶先生在会上交流的《三峡二期工程大坝混凝土施工》一文,详细分析了工程的结构和混凝土总量大、强度高、持续时间长、施工干扰大、温控要求严的施工特点;对大坝混凝土施工方案、主要施工企业的布置,以及混凝土温控措施进行了论述,并对1999年的工程施工进行了分析与总结;指出三峡大坝采用以塔(顶)带机为主,辅以缆机和高架门、塔机的施工方案是正确的。

本专题的重点是混凝土温度控制与实践,共收到5篇论文,分别从温控设计、施工和现场质量控制等方面进行了交流。《1999年三峡大坝混凝土温控防裂研究与实践》一文,主要从温控设计、混凝土裂缝防治和控制进行了论述。《三峡二期工程大坝混凝土施工温度控制的综合技术》一文,从施工角度介绍了配合比设计优化,拌和制冷、遮阳、覆盖与仓面喷雾、通水冷却及施工管理等混凝土温控综合技术,并给出了相应的实施效果。另外几篇论文从施工监理的角度、系统地介绍了泄洪坝段混凝土浇筑过程中的温度质量控制措施,论述参建各方认真落实各项技术措施、采用先进温控技术建立的一整套混凝土施工过程的质量保证体系。由设计、施工、监理和业主共同参加的温控领导小组,对混凝土温控进行了统一监督和指导,加强现场温控信息管理,坚持全过程综合温控措施,使混凝土最高温度得到有效的控制,从而使混凝土的裂缝,尤其是危害性裂缝得到遏制。《三峡工程混凝土原材料优选及配合比优化》等四篇论文,比较全面系统地介绍了三峡工程混凝土设计、科研和应用的成果。三峡二期混凝土采用花岗岩人工骨料,其混凝土用水量较长江天然骨料高30%以上,因此,配合比的设计应在满足混凝土设计技术要求的前提下,尽可能降低单位用水量,提高耐久性。对原材料进行优选,采取小水胶比和增加粉煤灰掺量的技术路线,掺用Ⅰ级粉煤灰,选用优质高效减水剂,合理选择水胶比,采用具有微膨胀性能的水泥和限制碱含量防止混凝土碱骨料反应等综合技术措施,为确保混凝土质量提供了重要的技术支撑和保障。

郑守仁、刘宁先生撰写的《三峡工程大坝建基面岩面开挖轮廓设计及实践》一文,就三峡工程大坝建基面开挖轮廓的设计及实践进行了详细论述。由于设计中充分根据实际地址条件和坝体结构特点,采取了合理的工程措施,满足了大坝建基要求,效益显著。通过近期实施坝体接缝灌浆前检查,尚未发现大坝因开挖基面高差而引起的基础约束区混凝土贯穿性裂缝,说明设计用的原则和结构处理措施是合理的。

《三峡二期厂坝工程1999年混凝土施工进度控制》一文全面介绍了1999年混凝土施工的第一个高峰年中遇到的诸多困难,以及根据不同项目在不同施工阶段表现出的工程特点,抓住主要矛盾,使工程建设有序地向前推进,超额完成混凝土浇筑任务的情况,同时在工程形象方面,也基本与年计划持平。

《三峡左岸大坝和电站厂房混凝土施工技术及质量控制》一文,从监理的角度对监理工作规划,细则和制度作了介绍。采用以单元工程为基础、实行旁站监控、平行检验的工作方法。实现了由承建单位三检和监理单位复检、验证的质量双控保证模式,使施工过程处于受控状态,保证了工程质量。

《三峡工程左岸电站厂房混凝土施工及质量控制》的两篇论文,以承建单位的身份,对电站厂房工程的主要特性,施工难点和混凝土施工全过程中采取的主要技术措施和质量控制成果作了介绍:指出厂房建筑物的特点是:体积大、分块多互错缝、层次多;太空腔、变截面、设置封闭块;蜗壳尺寸大,外围混凝土保压浇筑;特殊的建筑外观要求等。其相应的难点为工程量大、强度高;厂序多、干扰大;季节性强、温控工作繁重;异形模板制作精度高、量大;金结和机组预埋要求精度高等。针对上述特点和难点施工单位增加资源投入,强化人员培训,从混凝土原材料选用和优化混凝土配合抓起,对混凝土运输、模板制作、混凝土辅料和振捣以及混凝土温控各个环节和各道工序层层把关,较出色地完成了任务。

3 永久船闸及高边坡稳定研究和实践

工程边坡岩体稳定性评价是工程领域极为重要的研究课题。三峡工程高边坡问题涉及的工程部位多、范围广,其中最突出的是永久船闸高边坡的稳定问题。由于其结构特性和通航设施运行安全的要求,对高边坡变形提出了苛刻的要求,因而一直受到国内外专家学者的关注,也是几次海峡两岸技术研讨会的重点论题。

围绕永久船闸高边坡稳定研究课题,会议共收到6篇论文,虽然数量不多,但水下很高,论据充分,内容翔实,具有很强的针对性和实用性。

樊启祥、吴海斌先生在会上交流的《永久船闸及高边坡稳定性研究与实践》一文,对三峡永久船闸工程及高边坡稳定性研究作了综合论述,提出在高边坡的整个实施过程中,贯彻“认识岩体、保护岩体、支护岩体、监测岩体”的技术思路,对边坡体形和施工技术不断优化。经过建设各方的共同努力,于去年9月完成了高边坡开挖,直立坡成型良好,各项监测数据和反馈成果表明高边坡变形在设计预计的范围内。《永久船闸高边坡稳定性分析》和《永久船闸边坡稳定性声发射监测》两篇论文,通过埋设在永久船闸部位的1500余支监测仪器所进行的变形、渗流利岩体松弛范围等监测,认为在1999年6月船闸大规模开挖结束后,经6个月左右的时间,边坡岩体弹性变形与塑性变形接近完成,进入时效变形阶段。至2000年7月,边坡岩体的变形一般在±2.0mm以内,边坡整体上已趋稳定;时效变形较小,但应加强长期监测和反馈分析,并及时采取相应措施,以满足闸门的正常运用要求。为了实时监测边坡岩体的变形,预防边坡突然失稳事件的发生,在三峡永久船闸一些重要部位埋设了声发射检测仪器,对边坡岩体实行全天候连续监测与数据处理。

《永久船闸开挖爆破工程地质因素分析》一文,从认识地质内在因素出发,本着控制保护岩体的思路,精心设计爆破参数,严格施工,使开挖爆破取得成功。作者从爆区布置、构槽梯段爆破区划分,光面和预裂爆破参数设计、钻孔机具和下艺措施,爆药品种及单位耗药量选择,以及爆破对周围建筑物和锚固设施的影响等诸方面,较详尽地介绍了永久船闸开挖施工的情况和取得的成效。对今后高边坡的丌挖爆破施工具有参考价值。

4 地震对临近地区水电站的影响及评估

我国是一个多地震国家。根据历史记载.20世纪以来全球发生的7级以上强震中,我国占35%,8.5级以上的巨大地震就有3次。

我国水利资源丰富,70%都集中在西南和西北地区,而这些地区也正是高烈度地震频发地区。宝岛台湾也是我国地震最为频繁的地区。因而抗震的设计和科学研究,以及地震对临近地区建筑物、尤其是水库大坝和水电站的影响和评估,一直是水利水电工作者十分关注的技术问题。本次研讨会结合台湾9·21大地震和三峡水库诱发地震问题进行技术交流,将为丰富抗震设计理论和减灾研究提供重要参考和指导。

会议共收到12篇高水平论文,尤其是台湾9·21大地震的第一手资料十分宝贵,是抗震研究领域的精品。

罗俊雄教授在大会上宣读的《台湾9·21地震震灾调查及强地动特性》一文,对9·21大地震作了全面论述,9·21地震烈度为里氏7.3级,设置的自由场地动观测站共收集到392笔地震记录:震央附近正是台湾水利水电工程最为集中的地区,也收集到大量强震记录,将对国际上建筑物抗震设计提供十分宝贵的资料。论文对9·21地震成因,地震动态特性,尤其是对地震灾情及结构物破坏进行了详尽的调查,包括断层及地址震灾、大地工程破坏、水利设施破坏、社会经济损失等9个方面。地震造成了重大损失,但是位于震央的水利水电工程,没有受到严重破坏。该论文强调指出,要重视工程地震的研究,要重视建筑物施工的品质,建立防震观念,加速规划地震预报的研究、重新划分震区及修订未来的耐震设汁规范,提高抗震设计水平。

台湾学者谢季寿等提交的《台湾9·21地震对邻近水利发电设施之影响》、《9·21大地震大甲溪石冈坝灾害及复建》、《明潭抽蓄工程过水拱桥9·21大地震洗礼后之检讨》和《9·21大地震草岭崩塌处理》四篇论文,就9·21地震对大甲溪流域和浊水溪流域的水利发电设施的影响进行凋查和分析,资料十分详实。大地震震央距日月潭仅12.5km,其中日月潭电站压力管道过河段拱桥距震中仅7.5km,在遇到0.58g加速度大荷载的洗礼下,依然屹立如故。坝高180m的德基双曲拱坝在拱顶附近实测最大水平径向地震加速度达0.859g,该数值较原设计时采用的PGA值大得多,可是该拱坝没有发生异常变位和开裂,安然无恙。石冈坝坝址跨越车笼埔断层的次级断层,在十分严重的基础水平措动和抬升的情况下,局部坝体严重损坏,论文针对坝体受损情况及其紧急抢修方案加以评估探讨,并依据特别检查及评估结果提出紧急抢修补强之方法,以增加石冈坝坝体的安全性,并维持大台中地区之供水稳定性。大地震诱发草岭大规模崩山事件,崩塌土石阻断清水溪河道,并在崩塌区上游形成堰塞湖。为确保下游居民生命财产安全,进行了相关评估及未来发展之可能趋势研究,以制定工程处理措施。9·21大地震实践表明台湾同行由于周详规划设计及良好的施工品质避免和减缓了水利水电工程遭受毁灭性破坏和损伤,大地震后紧急修复、恢复运用的经验很值得我们学习和借鉴。

陈利明先生提交的《9·2l大地震后对台湾大坝设计地震推估之检讨》一文,根据实时地震记录,复核大坝抗震设计,回顾翡翠大坝原设计地震推估方法存在的不足,提出十分有价值的分析结论,强调应根据不同发震构造和类型,采用不同类型地震荷载,认为在大坝抗震设计中不应单从PGA(地表尖峰加速度)值的大小判定地震的破坏力,而应同时考虑设计地震历线中历时较长部分,尤其是频率又接近建筑物自振频率部分的加速度振幅及频率特性。尤其是实时记录的强地震历程曲线,对于修订标准反应谱曲线是十分宝贵的资料。作者强调构造物耐震尽量不要采用仿(拟)静力法,如果要采用,则其地震系数的决定须慎重考虑,不能直接由推估或实测之PGA值折减而得,须评估后取用。论文对完善抗震设计方法和理论有着重要的参考价值,有很高的学术水平。

金绍兴等先生撰写的《台湾地区蓄水库安全评估规范及其应用》一文,对台湾地区蓄水库安全评估的工作项目、工作方法及工作要求和品质作了详尽的介绍。文章强调蓄水库之安全除需借良好的规划、设计与施工外,完工后营运期的持续监测及定期安全检查与评估尤属重要,并指出蓄水库安全检查与评估的主要目的是解决水库运转期间在内外因素的影响下,各项结构、基础与边坡之变化情况,及早发现异常现象与潜在问题,提出改善方案,以维持蓄水库的安全并延长其寿命—论文对三峡水库运行调度规范的拟订有参考价值。

水库蓄水也可能诱发地震,全球已经有29个国家的125个震例被认为是水库诱发的地震,在中国的有22例。因而我国每个重大工程都要对水库诱发的地震进行详尽论证。

陈德基、汪雍熙等专家撰写的《三峡工程水库诱发地震问题研究与预测》、《三峡水库诱发地震监测台网》、《三峡工程地震临测工作简介》等论文,就三峡水库诱发地震的研究工作和地震监测台网的设计和实施作了较全面的阐述。论文指出三峡工程的兴建,将对三峡库区及其周边环境产生巨大的影响,水库诱发地震就是可能产生的众多影响之一。三峡总公司为了三峡水库周边及其下游防震减灾的需要投资建设了“长江三峡工程诱发地震监测系统”。该系统由数字遥测地震台网、地壳形变监测网络、地下水动态观测井网和地震监测总站四部分组成。计划于2001年6月验收后投入正式运行,以保证在2003年6月水库下闸蓄水前进行完整的监测。三峡水库诱发地震监测台网的建设,不仅能为三峡工程提供全面的有关水库诱发地震的资料,为水库调度运行提供技术支持,同时也将推动和提高我国水库诱发地震的科研水平。

《新疆克孜尔水库地震危险性预测研究》一文,应用库区多项形变观测资料,对克孜尔水库蓄水后出现的形变异常及诱发地震的危险性进行了研究。克孜尔水库地处天山南缘中强震多发区,又有活动断层穿过大坝,随着库容逐年增加至满库运行,是否可能诱发水库地震成为人们关注的焦点。作者对几年来库区各项变形观测数据进行了系统分析,作出了在库区15km范围内,不会因满库蓄水诱发5.0级以上地震的结论,为水库运用提供了依据。

崔政权先生提交的《长江三峡工程库区地质问题的启示暨思维方式》一文,除对库区地震背景、库岸崩塌、泥石流地质灾害研究进行全面介绍外,还从地质环境大背景出发,深层次地对三峡工程库区的地质问题提出了双层涵义:一是三峡地区是全球难得的地质宝库,开发这一宝库并建设以地质博物馆为主体,以科学研究与观光为一体的旅游业,必将成为促进三峡库区经济文化发展的又一新兴支柱产业;二是调整并协调好人类活动同自然界之间的相互关系,是保持甚至改善库区生态环境的根本保证。论文思维新颖,对三峡库区生态环境治理、改善和开发,具有指导意义。

在这次研讨会上提交的论文数量多,水平高,实用性强,都是作者多年研究成果和工程经验的积累和辛勤劳动的结晶。这些成果和专家学者们提出的宝贵建议和意见,对促进水利水电工程技术水平和管理水平的提高,对实现三峡工程2003年首批机组发电和永久船闸通航的第二阶段目标将起到积极的作用。我们正处在世纪之交,瞻望前景,中国水利水电发展将迎来新的春天,在西部大开发战略的宏图下,为水利水电发展提供了千载难逢的机遇。我们完全相信21世纪中国的水利水电建设将有一个新的飞跃。

[作者简介]

张超然,三峡总公司总工程师,教授级高级工程师。

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