水電工程EPC模式下地質(zhì)專業(yè)質(zhì)量管理探討

羅　宇，原先凡

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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水電工程EPC模式下地質(zhì)專業(yè)質(zhì)量管理探討

羅宇，原先凡

(中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都610072)

EPC(工程總承包)是國際通行的工程項目組織實施方式。近些年來，國家根據(jù)試點情況大力倡導(dǎo)推行EPC，以設(shè)計為龍頭的EPC業(yè)務(wù)在工程建設(shè)各行業(yè)、各勘測設(shè)計企業(yè)得到廣泛推廣。EPC中,設(shè)計是工程采購和施工基礎(chǔ)，設(shè)計工作的好壞對工程質(zhì)量和費用以及進度起著決定性作用，設(shè)計管理的成功與否在一定程度上決定了EPC項目的成敗，而地質(zhì)專業(yè)作為設(shè)計中最基礎(chǔ)的部分，其服務(wù)質(zhì)量的好壞將直接影響設(shè)計的成敗。在玉瓦總承包項目建設(shè)中，工程地質(zhì)專業(yè)就自身的管理模式進行了創(chuàng)新優(yōu)化，取得了一定成績，特以此為例就EPC模式下地質(zhì)專業(yè)的質(zhì)量管理進行探討。

EPC；質(zhì)量管理；精細化設(shè)計；動態(tài)設(shè)計

1　項目概況

玉瓦水電站位于四川省九寨溝縣白水江流域一級支流黑河上游，屬黑河～白水江水電規(guī)劃一庫七級方案中的第二梯級引水式電站，裝機容量49 MW。首部樞紐建筑由重力壩、泄洪閘、沖沙閘和取水口組成，庫容量13.24萬m3，最大閘高14.5 m；引水線路全長約14.121 km，占總投資的61%，且為關(guān)鍵線路工期，隧洞主要斷面型式為城門洞形，開挖斷面高5.1～5.8 m，寬4.2～5.1 m；廠房樞紐由調(diào)壓室、壓力管道和地面廠房組成。

總承包項目部對玉瓦水電站的投資和工期提出“雙控目標(biāo)”。引水線路就是工程成敗的關(guān)鍵。地質(zhì)條件的把控、隧洞超前地質(zhì)預(yù)報的準(zhǔn)確性將直接影響工程的投資和工期，以及工程安全。

2　找準(zhǔn)關(guān)鍵問題，抓住工作重點

2.1工程難點

(1)玉瓦水電站項目的工期、投資、質(zhì)量、環(huán)保、安全等都提出了明確的管控目標(biāo)。其中投資和工期控制是玉瓦水電站工程成敗的關(guān)鍵；

(2)設(shè)計工程量控制和設(shè)計優(yōu)化是貫穿整個技施設(shè)計階段，各項設(shè)計產(chǎn)品均要求開展精細化、動態(tài)化設(shè)計與投資控制。地質(zhì)專業(yè)必須及時提交大量可靠準(zhǔn)確的地質(zhì)信息；

(3)引水隧洞長，地質(zhì)條件復(fù)雜，預(yù)測預(yù)報風(fēng)險大，超挖超填超灌及施工期臨時支護工程量的控制難度大，這些對地質(zhì)設(shè)代工作提出要求高；

(4)引水隧洞關(guān)鍵線路問題突出，能否按時順利貫通，將直接影響工程工期。要求地質(zhì)超前預(yù)報準(zhǔn)確性高。

2.2工作重點

2.2.1首部樞紐和廠房樞紐

閘壩與地面廠房均在覆蓋層上修建，工程地質(zhì)條件相對簡單，工作重點需要抓?。?/p>

(1)基礎(chǔ)持力層性狀的復(fù)核；

(2)基坑滲透特征及與原預(yù)測對比；

(3)基坑邊坡的穩(wěn)定情況；

(4)閘壩基坑基覆界線的變化及所揭露出巖體特征。

2.2.2引水隧洞

引水隧洞長，地質(zhì)條件復(fù)雜，不確定因素多，工作重點需抓?。?/p>

(1)找準(zhǔn)影響圍巖分類的關(guān)鍵因素，針對小工程隧洞施工特點，建立合規(guī)、可行、便捷的現(xiàn)場圍巖初步評價標(biāo)準(zhǔn)；

(2)作好地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報工作；

(3)對施工中出現(xiàn)重大不良地質(zhì)條件進行快速、有效的地質(zhì)調(diào)查與預(yù)測和較為可行的地質(zhì)建議；

(4)引水隧洞洞軸線與巖層走向交角小、巖層陡傾，邊墻巖層的松弛、片幫、折斷等不良地質(zhì)洞段需明確劃分，嚴(yán)格控制臨時支護工程量。

3　加強質(zhì)量管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量

3.1建立完善管理制度和標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范工作作業(yè)行為

(1)了解學(xué)習(xí)相關(guān)法律法規(guī)；

(2)熟悉了解規(guī)程規(guī)范；

(3)學(xué)習(xí)院、處設(shè)代工作要求、工作流程；

(4)編制《隧洞編錄卡制度》；

(5)編制《現(xiàn)場校核制度》；

(6)嚴(yán)格執(zhí)行處生產(chǎn)管理流程；

(7)細化圍巖分類標(biāo)準(zhǔn)；

(8)編制《現(xiàn)場交接班制度》。

3.2明確崗位職責(zé)

能否高質(zhì)量圓滿完成該工程的施工地質(zhì)任務(wù)，技術(shù)是關(guān)鍵，管理是基礎(chǔ)，充分調(diào)動每一位工程技術(shù)人員的積極性是項目工作管理的重點。在設(shè)計項目部成立后，我院地質(zhì)專業(yè)在人員管理方面實行集中統(tǒng)一管理，設(shè)立了項目負(fù)責(zé)人、標(biāo)段負(fù)責(zé)人和設(shè)代人員三個崗位，并明確相關(guān)崗位職責(zé)。在技施過程中，各崗位人員嚴(yán)格按照各自崗位職責(zé)完成相應(yīng)工作，履行相關(guān)的義務(wù)和責(zé)任。

3.3生產(chǎn)過程管理

在生產(chǎn)過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況建立完善相應(yīng)的管控制度，制定相應(yīng)表格。過程中嚴(yán)格按要求執(zhí)行，實時改進更新，保證制度的可實施性。

玉瓦電站生產(chǎn)過程文件主要有：現(xiàn)場地質(zhì)編錄、驗收記錄、設(shè)代日志和工作交接單等。地質(zhì)編錄和校核嚴(yán)格按照《隧洞編錄卡制度》和《現(xiàn)場校核制度》要求進行，現(xiàn)場編錄必須攜帶編錄卡，避免記錄本現(xiàn)場記錄不全和謄錄過程中信息的遺失，保證了編錄資料的完整性；編錄現(xiàn)場一人描述，一人記錄，編錄完成后現(xiàn)場校核，保證了原始地質(zhì)資料的可靠性。同時，特殊地質(zhì)洞段除了普通隧洞地質(zhì)編錄外，還增加了“特殊地質(zhì)洞段地質(zhì)追蹤編錄卡”。工作日志必須記錄完整。設(shè)計人員工作交接必須按照《現(xiàn)場交接班制度》進行現(xiàn)場書面交接，避免了資料遺失和現(xiàn)場工作脫節(jié)等情況發(fā)生。

為保證以上制度切實有效落實，由項目負(fù)責(zé)人監(jiān)督，地質(zhì)處專業(yè)總工定期校核檢查。

3.4產(chǎn)品管理

目前，玉瓦水電站出處產(chǎn)品主要有：地質(zhì)預(yù)報、地質(zhì)簡報、特殊工程部位地質(zhì)說明等。在影響工程質(zhì)量、進度、成本方面的關(guān)鍵產(chǎn)品，設(shè)立專門研究小組，制定產(chǎn)品完成方案，保證關(guān)鍵產(chǎn)品的質(zhì)量。除此之外，所有產(chǎn)品均要求地質(zhì)處專業(yè)總工審查，審查合格后，才按照處產(chǎn)品管理辦法完成相應(yīng)流程，提交出處。

3.4.1地質(zhì)超前預(yù)報

玉瓦水電站引水隧洞是施工關(guān)鍵，隧洞地質(zhì)超前預(yù)報和圍巖劃分將直接影響工程。在采用《水利水電圍巖工程地質(zhì)分類方法》進行圍巖分類過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場進行圍巖劃分取值時,巖石強度評分取值和巖體完整性系數(shù)Kv評分取值因規(guī)范區(qū)間廣、個人主觀差異大，影響圍巖劃分的準(zhǔn)確性。

對此地質(zhì)專業(yè)成立了 “玉瓦QC小組”對此問題專門研究。在玉瓦水電站可研成果及優(yōu)化設(shè)計成果的基礎(chǔ)上，對區(qū)內(nèi)巖性、巖組、巖體結(jié)構(gòu)進行細分，并對巖性、巖組、巖體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場調(diào)查錘擊法、洞內(nèi)成型情況、鉆進情況進行關(guān)聯(lián)分析。最終制定了統(tǒng)一、符合規(guī)范、操作性強的針對玉瓦水電站地質(zhì)特征的取值初判標(biāo)準(zhǔn)。有效的保證了超前預(yù)報和圍巖劃分的準(zhǔn)確性。巖石強度取值及巖體完整性Kv取值見表1、2。

3.4.2圍巖復(fù)核簡報

圍巖復(fù)核由地質(zhì)專業(yè)項目負(fù)責(zé)人主持工作，已初步劃分圍巖類別的洞段開挖完成后分段進行圍巖復(fù)核。復(fù)核過程中除對初步圍巖劃分重新校核外，還結(jié)合洞段開挖后圍巖穩(wěn)定情況和不良地質(zhì)洞段情況的統(tǒng)計結(jié)果綜合分析，得到圍巖類別劃分，地質(zhì)處分管副專總負(fù)責(zé)校核。合格后，再由處專總再次現(xiàn)場復(fù)核，得到最終的圍巖類別劃分，以此確保圍巖類別劃分的準(zhǔn)確性和合理性。

3.4.3特殊工程部位地質(zhì)說明

在現(xiàn)場設(shè)代工作中，地質(zhì)專業(yè)積極關(guān)注工程重點部位地質(zhì)條件的變化情況，對影響工程施工及安全的特殊部位給予地質(zhì)說明，為施工進度和施工安全提供保障。

4　提高工程服務(wù)質(zhì)量，體現(xiàn)設(shè)計在EPC中的龍頭作用

當(dāng)下，EPC的設(shè)計理念已從指導(dǎo)施工逐步向服務(wù)施工轉(zhuǎn)變，設(shè)計過程中應(yīng)充分考慮造價效益、施工條件、施工工藝、設(shè)備采購等多種問題精細化設(shè)計；在技施階段也應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工實際情況及時適當(dāng)?shù)恼{(diào)整設(shè)計方案，從而形成一種精細化設(shè)計和動態(tài)設(shè)計的新常態(tài)，充分體現(xiàn)設(shè)計在EPC中的龍頭作用。玉瓦水電站在精細化設(shè)計、動態(tài)設(shè)計方面的典型實例有：

4.1引水隧洞洞線調(diào)整

引水隧洞4號支洞下游掌子面開挖至(引)9+216 m處后受地下水、破碎帶影響，巖體破碎、穩(wěn)定性差，圍巖類別為Ⅳ、Ⅴ類，每日平均進尺不足1 m，嚴(yán)重制約施工進度。地質(zhì)設(shè)代采用“特殊地質(zhì)洞段地質(zhì)追蹤編錄卡”詳細記錄該段地質(zhì)情況。隨著詳盡的編錄資料收集，發(fā)現(xiàn)該洞段出露的破碎帶多為順層出露，且未發(fā)現(xiàn)尖滅跡象。從已有地質(zhì)資料來看，無法明確的推測出該段不良地質(zhì)洞段的影響范圍，地質(zhì)風(fēng)險問題突出。為保證工程順利開展，地質(zhì)設(shè)代決定開展專項地質(zhì)復(fù)核工作。為保證專項地質(zhì)復(fù)核工作的順利開展和復(fù)核結(jié)果的準(zhǔn)確性，除本身參與工程建設(shè)的地質(zhì)人員外，還邀請的多位專家現(xiàn)場指導(dǎo)。

表1　巖石強度取值

表2　巖體完整性系數(shù)Kv取值

專項地質(zhì)復(fù)核分別開展了對已開挖揭示的地質(zhì)條件進行分析整理；開展地表調(diào)查排除推測的斷層和軟弱巖帶；使用TRT技術(shù)做地質(zhì)超前預(yù)報。經(jīng)過上述工作收集資料，綜合分析得出結(jié)論：4號下游主洞圍巖條件變差，主要是巖體單層厚度薄，導(dǎo)致巖石強度降低，抵御構(gòu)造、地下水影響的能力差，且影響段長大于100 m。對此地質(zhì)專業(yè)向總承包項目部提出了洞軸線調(diào)整方案，以最短距離穿過該段薄層區(qū)域，進入中厚層區(qū)域。

總承包綜合分析施工進度、施工難度、工程投資后，同意調(diào)整洞軸線開挖。洞軸線調(diào)整開挖后，圍巖類別由Ⅳ、Ⅴ類圍巖，迅速地變?yōu)榱刷箢悋鷰r，日平均進尺提高到了每天5 m。洞軸線回調(diào)仍采取動態(tài)設(shè)計方式，根據(jù)現(xiàn)場實際情況決定回調(diào)位置。

該項措施避開了不良地質(zhì)段，使開挖進度和項目投資得到明顯優(yōu)化。經(jīng)統(tǒng)計，本次洞軸線調(diào)整使工程工期縮短5.1個月，工程投資節(jié)約186萬元。

4.2壓力管道下平段覆蓋層進洞

壓力管道下平段洞口位置處于覆蓋層位置，原設(shè)計是開挖邊坡，出露基巖后再進行洞挖。該設(shè)計方案開挖邊坡高約50～60 m，壓力管道安裝完成后出口段還需回填高13 m的砂卵石。由于該邊坡風(fēng)化卸荷強烈，巖體破碎，若人為切腳形成高陡邊坡，邊坡穩(wěn)定和施工安全都將存在較大風(fēng)險，如進行邊坡穩(wěn)定治理，投資和工期將大大超出預(yù)期。

圖1　壓力管道下平段覆蓋層進洞

隨著基坑開挖，壓力管道洞口覆蓋層出露，地質(zhì)設(shè)代發(fā)現(xiàn)：壓力管道出口高程覆蓋層為沖積含漂砂卵礫石層，結(jié)構(gòu)較密實，且根據(jù)資料推測該位置覆蓋層深度約15～20 m。參考其他工程有在砂卵石層直接進洞的成功事例。建議總承包項目部采用覆蓋層直接進洞的方式，盡量避免大開挖形成高陡邊坡(見圖1)。

實際施工過程中，未開挖擾動廠房后坡，壓力管道出口覆蓋層順利進洞。該措施不僅有效的減小了開挖方量、節(jié)約了開挖工期和成本，同時也保證了施工期的安全、降低了后期高邊坡高昂的支護費用。

5　結(jié)　　語

在EPC模式備受推崇的今天，作為傳統(tǒng)勘測設(shè)計的設(shè)計院具有先天的優(yōu)勢，因為懂設(shè)計、會設(shè)計，設(shè)計院可以根據(jù)現(xiàn)場的情況及時對設(shè)計方案進行優(yōu)化調(diào)整，以期達到縮短工期、節(jié)省開支等目的，這就要求地質(zhì)專業(yè)改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式，提供更加準(zhǔn)確、詳細的地質(zhì)資料。在玉瓦水電站建設(shè)過程中，地質(zhì)專業(yè)根據(jù)工程總目標(biāo)，結(jié)合工程實際深入剖析項目重點和難點，在傳統(tǒng)管理模式基礎(chǔ)上，牢固樹立服務(wù)意識，加強動態(tài)設(shè)計，更加注重生產(chǎn)過程中的細節(jié)管理，逐步從單一、被動的收集整理資料，轉(zhuǎn)向積極主動的收集基礎(chǔ)地質(zhì)信息、及時關(guān)注地質(zhì)條件的變化情況、加強超前預(yù)報和地質(zhì)風(fēng)險分析，并從地質(zhì)專業(yè)的角度給出相應(yīng)的建議和意見，最大限度地為設(shè)計和施工提供幫助。

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2016-03-07

羅宇(1985- )，男，重慶武隆人，助理工程師，從事水利水電工程地質(zhì)勘察工作。

F284,TV221.1

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1003-9805(2016)03-0101-04