前坪水库工程建设期技术管理实践

2020-01-18历从实

中国水利 2020年18期

历从实，李航，韩艳

（1.河南省前坪水库建设管理局，450000，郑州；2.河南省水利第一工程局，450003，郑州）

一、成立技术专管机构

为做好工程建设管理工作，河南省人民政府同意委托省水利厅组建“河南省前坪水库建设管理局”（以下简称“建管局”），作为前坪水库的项目法人，全面负责工程建设管理工作。建管局主要职责：按照基本建设程序和批准的建设内容、规模、标准组织工程建设；负责工程招标工作；负责工程质量、投资、工期控制；负责办理工程开工报告及质量监督手续；负责工程安全生产；负责工程防汛工作；负责文明工地创建工作；配合工程征地拆迁和施工环境协调；负责工程价款结算复核；负责工程建设档案资料管理及统计报表编报；负责竣工决算编制；配合上级部门审计和稽查工作。建管局内设的工程技术科，主要职责是做好前坪水库工程技术管理工作，为工程建设提供技术支撑。

二、科研创新引领建管、设计、施工工作高标准

1.邀请业内知名专家采用头脑风暴法，确定前坪水库科研创新项目

2015 年，建管局邀请省水利厅、清华大学、中国水利水电科学研究院等高校和科研院所知名专家，集中集体智慧整理出了前坪水库建设期科研方向和题目，主要包括：前坪水库土石坝施工智能化系统；高效运行与安全管理系统；前坪水库坝体协调变形与渗流稳定关键技术；高抗冲磨橡胶混凝土配制及应用的关键技术；前坪水库混凝土开裂风险管控系统建设；陡峻岸坡作用下土质心墙砂砾石坝长期防渗安全关键技术研究；前坪水库坝址区三维渗流分析及防渗设计方案优化；前坪水库坝址区高边坡稳定性及加固设计优化研究；前坪水库基于神经网络与灰色理论在工程岩体分级研究中应用的相关性分析；前坪水库基于非线性方法的岩体力学参数研究。

2.组织编制前坪水库科研实施方案，报主管部门批复

工程开工建设以来，建管局多次组织召开前坪水库工程科研项目座谈会，向国内多家知名科研单位发出了前坪水库工程科研项目邀请函，2015 年 7 月 24 日，建管局组织由钮新强院士任组长的专家组对前坪水库工程科研项目进行评审。 2015 年8月，建管局组织编制完成了《前坪水库工程科研实施方案》并报河南省水利厅，于9 月8 日得以批复。

3.通过公开招标，择优选择科研合作单位

通过公开招标，建管局分别与清华大学、北京航空航天大学、郑州大学、华北水利水电大学、中国水利水电科学研究院、南京水利科学研究院、河南省水利科学研究院等多家高校和科研单位建立合作关系。

4.科研成果及时精准为设计、建管、施工等服务应用

工程科研项目计划期限为5 年，分近期、中远期研究。近期科研为设计、施工服务，中远期科研为水库运行管理服务。第一期为设计服务及部分施工方面的科研内容；第二期以施工阶段相关的科研内容为主，结合施工过程，保证与提高施工质量和进度；第三期以水库运行管理科研任务为主，开展水库高效运行系统建设方面的科研工作，开展集成大数据信息平台的研究。

建管局与清华大学合作研发应用智慧筑坝技术。在国内首次研发使用智能辗压筑坝技术，其中无人驾驶智能碾压筑坝机器人获得了国家发明专利，该技术及其应用荣获水力发电科学技术奖一等奖。

创新应用BIM 技术。依托前坪工程可研，BIM 技术开始于设计阶段的三维协同，为BIM 在行业内领先和荣获部级科技进步二等奖奠定了基础。在可研、初设中实现了BIM 技术与无人机、物联网、大数据、水利专业模型等跨平台融合应用，解决了技术难点和数据交互问题，实现了基于BIM 的三维可视化成果交付、工程算量、施工方案模拟与优化、三维可视化洪水分析等。基于BIM 模型，按照一张图的建设思路，开发了前坪水库工程建设期综合管理系统，实现了从规划设计到施工建设及运行管理BIM模型与信息技术的集成，实现了工程建设全过程三维可视化管理。

三、以行业顶级专家团队咨询为技术支撑，及时解决建设过程中遇到的技术难题

2015 年 11 月 12 日，建管局与水利部水利水电规划设计总院（以下简称“水规总院”）签订技术咨询合同。咨询内容主要包括：施工过程中设计变更咨询，分析变更原因，针对设计变更的必要性、技术方案以及投资变化的合理性等提出技术咨询意见；施工过程中关键技术和重大问题咨询，对施工过程中涉及地质、设计、施工、运行管理、投资、环保、水保、移民等方面的关键技术和重大问题进行咨询，提出相关的咨询意见；项目法人管理预算编制、工程投资控制专题咨询；水库蓄水安全鉴定、竣工验收技术鉴定，以及为满足阶段验收要求开展的其他安全鉴定工作；水土保持验收评估。

水规总院组织成立专家组，在前坪水库工程建设过程中，专家组多次到工程现场查勘并召开工程建设过程技术咨询会，会后提出专家咨询意见，及时解决建设过程中遇到的技术难题，从而保证了工程建设的进度、投资、质量、安全等各项管理目标的实现。主要解决问题包括：一是导流洞进口位置调整及边坡防护。二是坝基防渗取消坝基灌浆廊道，优化坝基帷幕灌浆布置，节约投资约480 万元。三是确定尽快进行砂砾石扰动料（砾石料）及黏土心墙料碾压试验，确定各项碾压参数及填筑标准，作为坝体填筑质量控制的依据。四是溢洪道结构设计，确定了根据开挖揭露的实际地质条件，优化开挖坡比、锚杆设计及边坡上部排水孔布置；底板混凝土强度等级均采用C40 抗冲磨混凝土；泄槽分缝结构“T”和“十”形连接体宜采用成型产品；优化泄槽底部排水系统布置；适当增加纵向排水断面尺寸，施工时应采取措施，确保排水系统的通畅性。泄槽挡墙后宜设置排水，排除坡面来水，墙后回填体内设盲沟，排除渗水；调整溢洪道闸室段挡墙后侧水泥土回填料；调整和复核溢洪道左岸平台开挖范围。

其他方面：对大坝基础处理提出合理化建议；对主坝基坑降排水方案提出合理化建议；对主坝下游坝壳地基岩石出露问题提出合理化建议；确定副坝灌浆廊道取消变更方案；确定溢洪道进水渠左边墙头部采用扭曲面处理方案是合适的；确定利用大坝左岸阶地开挖土料作为心墙填筑料基本合适；确定溢洪道左岸边坡开挖后及时对边坡进行支护、实施生态护坡是合理的；确定输水洞进口位置调整方案；对溢洪道控制段上部优化设计提出合理化建议；对大坝砂砾石料料场使用提出合理化建议；对溢洪道等建筑物混凝土骨料使用提出合理化建议；对副坝坝基垫层混凝土裂缝及处理设计提出合理化建议；对基础护岸工程提出合理化建议；对输水洞进口边坡防护工程提出合理化建议；对副坝基础及坝后边坡加固工程提出合理化建议；对主坝左、右岸连接工程提出合理化建议；对泄洪洞上部结构造价变更提出了合理化建议。

四、规范管理工程变更，保障工程顺利实施

1.制定工程变更管理制度

建管局严格按照《水利部关于前坪水库工程初步设计报告的批复》（水规计〔2015〕367 号）和《水利工程设计变更管理暂行办法》（水规计〔2012〕93 号）等有关规定，制定了工程变更管理制度，规范了工程变更管理工作，保障了工程建设的顺利实施。

在工程变更管理方面，建管局制定了有关工程变更管理制度，主要内容有：设计变更执行水利部和省水利厅相关规定和标准。施工单位提出设计变更、设计修改和设计优化建议，由建管局组织监理人、承包人、设计单位等进行共同研究同意，设计单位进行复核后，监理单位签发，交由施工单位组织实施。一般设计变更建议可由建管局、监理人、承包人提出，也可由设计单位自行提出，经上述单位集体协商，并经设计复核、监理人同意，出具相应手续并报建管局批准后方能实施。涉及变更初步设计原则或重大设计变更按程序报原审批部门批准才能实施。一般设计变更根据相关规定进行，或根据情况由主管局长或技术负责人组织召开专家咨询会，对变更内容进行技术、经济等论证比较。设计变更文件按相关规定由工程技术科报送上级主管部门备案。

2.变更审查关口前移

一般变更可由施工单位、设计单位、建设单位或者监理单位提出，经上述单位研究商议并统一意见，由设计单位复核，监理单位签发，出具相应手续并报建管局批准后交由施工单位组织实施。建管局在审查变更文件时，由建管局工程技术科分管项目人员、科室负责人、建管局总工程师和局领导层层把关、联合审核并在工程变更审核表上签署审核意见，不但加强了对变更文件审核的严谨性，且缩短了审核期限，提高了工作效率，从而使工程进度、质量、投资等方面管理得到有效控制。

3.及时向主管部门备案和实施

根据《水利部关于前坪水库工程初步设计报告的批复》（水规计〔2015〕367 号）和《水利工程设计变更管理暂行办法》（水规计〔2012〕93号）等有关规定，建管局组织设计、监理、施工等参建单位及建管局相关科室对相关变更进行了技术、经济论证，随工程进展分批次向河南省水利厅计划处、建设处等相关处室及时上报备案变更项目情况，并组织相关单位落实和实施。