水利工程勘测设计问题成因初探及改进措施建议

左玉昊

（沧州水利勘测规划设计院有限公司，河北 沧州 061000）

勘测设计作为“龙头”，在水利工程建设中发挥着十分重要的作用，对水利工程的质量和安全影响巨大。作为水利行业勘测设计从业者和水利工程勘测设计质量现场监督检查工作的参与者，借助多年来水利工程勘测设计从业经验和近几年勘测设计质量现场监督检查和重大水利工程稽查经历，浅谈分析目前水利工程勘测设计中存在的问题及成因，提出一些对应的改进措施建议，希望能够有助于进一步提高水利工程参建各方对勘测设计质量的重视程度并持续改进，为水利工程的质量与安全保驾护航。

1 水利水电工程勘测设计中存在的主要问题

1.1 地质勘测的质量问题

我国水利水电地质勘测工作的特征主要为复杂多变、任务繁多、涉及面广等。在进行地质勘测工作时，一些工作人员往往会出现以下质量问题：

（1）实施工程地质勘测和分析时，工作人员并未按照现场实际状况，合理、科学地选择分析方式，运用相应计算公式，会影响勘测工作进度、勘测效果不理想及其他问题。

（2）大部分勘测工作人员无法准确、全面掌握水利水电工程地质勘测的难点和重点，对勘测方式的针对性、有效性考虑不足，未及时跟踪勘测技术，进而造成勘测效率低、勘测质量低的问题。在报告勘测结果时，也存在信息数据不全、报告不规范及其他问题。同时，也需进一步加强我国水利水电工程地质勘测的监督力度，进一步提升地质勘测质量重视度。

1.2 地质勘察的周期问题

进行水利水电工程的地质勘察时，需严格确定工作周期，并合理规划各项勘察工作和勘测工作，确保各项工作有序开展。目前，我国部分地质勘察工作人员在未制订工作周期和工作计划的状况下加快进度，对基础准备工作有一定忽略。此类状况造成部分地质勘察人员未做充分的考察，未明确掌握地质条件的变化和状况，会加大后续工作难度，延误勘察进度和施工进度，影响工程性能和安全性。

1.3 重技术，轻管理，质量管理体系落实不到位

质量管理体系是提高管理水平和设计效率、厘清项目参与者的责任与权限、推进设计工作有序开展、保障设计成果质量的有效工具。全国绝大多数甲级资质设计单位均建立了完善的质量管理体系，并定期开展内审与外审。但从检查发现问题来看，较多设计单位的质量管理体系执行只流于形式，并未将其有效利用好，发挥其应有的作用。存在的主要问题有：项目工作大纲和专业工作大纲的编制大多为应付检查，可操作性较差，不能有效指导项目设计工作的推进；设计接口管理不到位，导致各相关专业之间的设计内容不能合理衔接；设计文件校审记录不具可追溯性，三级校审人员签署不全，校审记录不够写实；各专业间互提资料交接不规范；未按照供图计划按期交付设计成果等。例如四川省某水利工程未按规定形成设计策划、设计输入等文件，未提供现场设代服务工作计划，设计计算书的设计、校核、审查环节责任人均未按规定签署；未保留计算书有关校审记录。再例如安徽省某水利工程，在水工专业提出的部分泵站施工图中，未按质量管理体系要求经机电、金属结构等相关专业会签。再例如重庆市某水利工程，水工专业和金属结构专业未按要求互提设计资料单，如体型、结构受力、二期尺寸等仅通过口头交流和互相提供电子图纸进行配合。再例如山西某水利工程现场设代处的《设代日志》填写人署名为打印签名，不具有可追溯性，同时填写内容过于简单，未对日志表格规定的相关内容进行详细记录。

分析其主要原因为：①对质量管理体系落实投入不足，各设计单位普遍质量管理体系人力资源配置有限，设计人员缺少必要的质量管理体系培训，对质量管理体系认识和理解程度不高，从而制约了质量管理体系的落实。②大多数水利项目建设的特点是不推动则已，推动起来即如“暴风骤雨”，造成项目各阶段设计周期普遍很短，设计工作计划安排十分紧张，对项目管理水平提出了很高的要求，但多数设计单位往往重技术轻管理，没能随之制定出一套与项目特性相适应的管理办法，为设计质量和设计周期提供保障。③由于设计周期短，为加快工作进度，在各专业间资料交接、校审制度执行等方面均没有完全按照质量管理体系流程进行，可能给设计成果质量留下隐患。

1.4 设计变更控制和管理通常不标准化

设计变更是工程建设的重要组成部分。当进入技术施工阶段时，随着设计工作的深化、工程地质条件的变化、外部施工条件的变化或前期工作深度不足，设计变更是不可避免的。然而，从检查中发现，大多数项目的设计变更数量很大，一般达到几十个甚至更多，导致大量项目投资超过预算；从实施过程的角度来看，设计变更通常由设计单位发起并直接实施。一般未经建设单位审批，上报不及时；从控制角度来看，业主未能采取有效的控制措施，如对不当设计变更进行处罚，导致设计变更频繁发生。例如，在重庆某水库项目溢洪道消力池的设计中，设计单位仅通过口头通知更改消力池深度。截至质量监督检查时，设计变更尚未获得批准，正式设计变更文件尚未发布。另一个例子是西藏的一个水利工程，在技术施工阶段发生了198次设计变更。设计变更已实施，但项目法人未完成验证和准备程序。包括144项变更，如将沥青混凝土心墙下游侧死水位以上的填料从取土坑改为弃土料，局部调整隧道进出口高边坡支护形式，部分隧道段围岩支护形式由Ⅲ类改为Ⅳ类，设计单位已编制设计变更文件；对于其余54项变更，设计单位尚未编制设计变更文件。

2 提高勘测设计质量的改进措施建议

2.1 应用先进技术设备

随着科技发展，水利水电工程地质勘测技术和仪器也有了提升和改进，且水利水电工程地质勘测已出现技术革新。相关企业需具备前瞻性，加大有关地质勘测方面的经费投入，提升勘测技术，不仅需要顾及企业短期效益，且需按照时代需求，逐步完善自身技术装备，以便满足建设水电工程需求，反之若跟不上经济发展需求，企业技术和设备落后，则会被淘汰。

2.2 辅助工程查勘及场地分析

水利工程一般线路长、面积大、影响范围广，受沿线地形地貌和地质条件影响较大，必须进行详细的场地分析、设计选址。并且，水利工程多位于地形起伏较大区域，交通条件较差，查勘极为不便。在此背景下，本文利用倾斜摄影技术快速构建三维实景模型，导入SkylineGlobe平台构建三维GIS大场景，在三维GIS环境中分析地形起伏、沿线植被类型、居民地密集程度、水系交通情况等各类自然地貌状态，初步判读岩层特性、布置地质钻孔，有效提高了查勘及场地分析效率。

其中，主要应用SkylineGlobe平台中CityBuilder和TerraExplorerPro软件进行数据的处理、整合及分析，主要操作步骤如下：（1）通过倾斜摄影内外业技术生产OSGB格式倾斜摄影模型；（2）利用CityBuilder软件将OSGB模型转换为*.3dml格式文件；（3）在TerraExplorerPro中创建三维GIS环境并加载*.3dml格式倾斜模型；（4）叠加工程各类矢量设计要素，构建三维GIS大场景；（5）借助TerraExplorerPro软件功能开展相关三维分析应用。

2.3 做好地质勘测人员的教育培训工作

目前，水利水电工程要求和质量日益增高，需高技术、高素质的专业地质勘测人员和团队来确保水利水电工程勘测效率和质量。因水利水电工程的地质勘测难度较大，相关企业和工程管理机构需加强培训地质勘测人员，提升各勘测人员和团队的专业素质，严控工程勘测质量。同时，需具备以人为本的核心观点，加强企业内部和勘测人员之间的互动、交流，提升地质勘测人员技术水平和工作素质。此外，各人员还需具备加强学习的观念，多参与专业培训和技术研讨会，深入掌握有关地质勘测方面的知识，提升自我工作能力，熟练掌握各种仪器设备的保养方式、维护方式、使用方式，持续学习有关水利水电及地质勘测方面的技术和知识。

2.4 结合BIM技术三维展示及校审

三维设计是当前设计领域比较热门的方向，将三维实景模型同BIM模型有效结合，可实现全方位的三维设计。在黄冈某河道治理工程中，将三维实景模型和BIM设计模型相结合，构建三维可视化场景，并借助虚拟现实技术依比例还原设计场景，各方人员佩戴立体眼镜身临其境地查看方案效果，校核设计合理性，评估设计方案同周围自然环境的协调性，有效提高了专业间沟通和校审效率。工程使用的BIM建模软件为Civil3D，该软件主要用于设计地形三维建模，能够进行精确设计开挖和方量计算。由于BIM模型和三维实景模型数据格式、生成方式有所不同，相互之间的融合一直是个难点。工程采用Dp-Modeler平台对三维实景模型进行了修模处理，在设计开挖部位将三维实景模型向下塌陷，而后叠加BIM设计模型，较好地实现了二者的融合。主要步骤如下：（1）通过Civil3D软件在原始地形的基础上创建设计开挖曲面，并提取曲面外轮廓线。（2）将设计曲面导入3dsMax进行贴图处理，形成设计开挖模型。（3）在Dp-Modeler中导入设计开口线，依开口线对三维实景模型进行塌陷处理。（4）在TerraExplorerPro中将BIM模型和三维实景模型融合，创建其他要素形成三维可视化场景。

2.5 信息化发展对策

对于水利水电工程来讲，不论是勘测还是设计，都应将工业化、信息化视为重点发展方向，且还要把握契机、整合力量，不断推进信息化、工业化的科学整合。为此，政府相关部门应重视政策引导作用的充分发挥，对于技术开发、创新应给予大力支持，对于协作共享、标准先行作出充分考虑。且还要不同阶段的实际情况，及时地出台一些相关政策，从而为水利水电工程数字化、信息化发展提供规范指导。但就目前来看，我国水利水电工程勘测还未构建出具有新时代特征，且更加完善的工程标准与规范体系，所以，一直都存在低效率、低效益等问题，导致各项工作在具体开展中会浪费大量的时间、人力，工程成本也会因此大幅度增加。对此，在未来发展中，工程勘测应坚持以技术标准来促进科技应用水平的不断提升，通过对BIM技术的科学、灵活应用，并将其与互联网技术有机整合，为行业信息发展、数字发展提供有力支持。且还要重视起对BIM发展格局、方向的充分把握，使得互联网时代背景下，群体的合作交流作用可以得到显著提升，促进协同合作、信息共享逐渐发展成主流趋势。从整体上来看，个别的工程企业是很难在推动行业长久进步上发挥出决定性的影响，但从个体层面来讲，若脱离了行业的协作交流关系，坚持单打独斗，也会在日益积累的市场竞争中，逐渐被时代抛弃，难以获得理想的发展前景。因此，针对行业信息化合作联盟的建立来讲，通过进一步提升协作、共享水平，既可以促进行业信息技术水平的全面提升，也能够在不同层面，给行业信息化转型、升级带来一定的促进作用。

3 结论

勘测设计质量对于水利工程的整体质量至关重要，但从近2年的勘测设计质量现场监督检查结果来看，有些水利工程的在勘测设计质量还或多或少地存在一些问题。限于勘测设计质量现场监督检查的开展时间不长，所依据的发现问题案例数量有限，加之每个水利工程都具有不同的建设背景和建设条件，文章对存在问题和成因的分析可能略显偏颇，与实际情况不太相符。但希望初步分析出的存在的问题及成因能够得到工程建设各有关方面的关心和重视，有则改之，无则加勉；也希望提出的改进措施能够有助于提高勘测设计质量管理水平，百尺竿头、更进一步，为进一步提升我国水利工程建设质量打下更加坚实的基础，创造出更多的优质精品工程。