水利水电工程设计中常见问题及对策

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  摘要:水利工程意义重大,但容易出现问题,在实际的建设过程中也比较复杂。不同因素的影响,复杂多样的施工方式,以及施工顺序的不同等,都会对施工质量产生不同程度的影响,稍有不当,就会造成巨大损失。因此,必须做好前期设计工作,针对水利水电工程设计中存在的具体问题,来采取相应的解决措施,从而保证水利水电工程可以更好地提供各种功能服务。所以,本文就从水利水电工程设计中的问题分析这方面进行探讨。
  关键词:水利水电;设计;问题;对策
  中图分类号:TV文献标识码: A
  一、前言
  随着我国的经济突飞猛进,城市化发展越来越快,随之而来的水利水电工程项目施工质量问题也越来越多。高质量、安全性的建筑有利于经济水平提高,反之就会危害国家与社会。有些企业在追求利益和施工速度的同时,往往忽略了水利水电工程施工设计的问题。水利水电工程项目中,最重大的问题就是出现事故,所以要想将水利水电工程施工做好,施设计就需要非常地严格,把握好每一个细节,切切实实地按照施工的流程进行,保证每一个细节都是按照施工设计的细节进行。
  二、水利水电工程的设计
  水利水电工程的设计工作贯穿于工程建设的全过程,包括工程项目的规划、可行性研究、初步设计及施工设计等一系列设计工作。由于工程技术难度大、重视安全性、投资数额巨大等原因,都对工程设计的可行性、合理性及经济性研究提出了较高要求。但是,就目前情况来看,水利水电工程设计仍然存在着诸多丞待解决的问题。
  水利水电工程是我国经济建设过程中迅速发展的事业,在我国国民经济发展中占重要作用,设计工作是水利水电工程建设中必不可少的环节。水利水电设计单位的工作主要包括项目的可行性研究、初步设计、施工图设计等,且设计贯穿了水利水电工程整个建设过程。由于水利水电设计单位资质不一,设计人员水平差别较大,在设计过程中会出现各种各样的问题。本文从水利水电工程建设的实际出发,对水利水电工程设计过程中容易出现的问题做出比较详细的分析,并提出了比较有效的对策,为设计人员设计出合理、全面、科学的设计方案提供参考。
  三、水利水电工程设计中比较常见的问题
  1、水利水电施工设计技术人员的职业素质有待提升
  近年来,作为国家基础行业的水利水电施工工程的不断扩展深入,政府部门为能源开发和水电保护工作投入了大量财政支持,造成了国内市场上对水利水电施工材料和企业的极大需求,进一步连带出水利水电建设施工市场上的激烈竞争。引发各大水利水电基础工程施工企业的扩大规模,招贤纳士。但是市场竞争不仅是材料质量、企业规模之间的竞争,更是水利水电工程设计高素质相关人才之间的竞争。而许多企业只顾人才规模的不断扩大,却没顾及到人才实际真正的工作质量和水平是否符合企业竞争的需要。人才队伍的不断扩大导致水利水电施工设计技术人员的职业素质和专业技能参差不齐,有好有差。水利水电施工设计不仅是一门单纯的测量勘查地质水文情况的工作科目,更是一门以水利设施与自然环境相融合为主的施工项目。因此,要求从业人员不仅具备完善的施工设计勘察调研技术,还要有过人的准确的环保意见和看法。但是当前的水利水电施工设计人员大多只停留在勉强掌握施工技能层面,缺少专业的技术训练和环境效益实现水准,甚至部分人员对图纸的理解不是很到位,导致施工质量不过关,施工技术没保障。
  2、前期准备工作不充分
  (1)规划设计基本资料不详
  设计单位出于时间或资金问题,没有系统搜集当地当时的相关资料,而参考以往或临近地区的资料进行设计,这些基础资料不详细不准确,必然导致坝址的选定、电站的结构形式选择等与实际情况不符,甚至出现明显的偏差,直接影响设计方案的质量,严重时影响工程整体质量,并且可能造成工期拖延甚至施工方索赔等一系列问题。
  (2)实地勘察结果不符合实际
  中小型水电项目中,实地勘察的工作程序过于简化以致勘察结果不符合实际,造成选定坝址、施工方案等环节隐患重重。施工建设中发现不合理的地形和地质资料,只能补充勘察和设计,变更设计。既加大了资金投入,又延误工期,更严重的是影响了电站的正常投入运行和并网发电。
  (3)前期工程分析的深度不够
  有些地方由于财政困难常在前期支付足够的经费,然后很着急的马上动工,没有足够的时间与足够的经费,导致工程设计对当地环境、经济、社会水资源配置等方面的综合分析深度不够。
  3、水利水电施工单位的考核机制
  不够完善市场经济体制建立以来至现在,我国国内基础行业的经济运行不断深入发展,市场上的水利水电设计施工企业数量不断增多,营业规模不断扩大,国内水利水电承包施工设计企业之间的竞争越发激烈,在激烈的市场竞争中,有部分企业不遵守正常的竞争规则,开始不走正常的营业道路。国内对于水利水电施工的承包一般情况下都采取对施工单位进行招标的形式,许多企业为了自身的经济利益,毫不顾忌施工单位的施工技术和经验,常常会把水利水电施工项目承包给竞标价最低的施工单位。更有甚者,出现水利水电施工单位向承包企业进行各种方面的贿赂拉关系的行为。与此同时,国家拨下来的大批水利水电工程经济支援好处使得水利水电施工单位从施工开始后的建筑使用材料中偷工减料,以达到补偿自身因贿赂带来的经济损失。上述种种不良行为不仅让施工质量大打折扣,更会影响到人民真正的生活质量,造成国家基础设施工程建设的不好影响。
  4、设计图纸不注重细节
  部分工程项目为了节省开支和施工时间省去了实地勘测的环节,却每每在以往资料的地形图上设计图纸,当发现实际施工情况与图纸设计不相符的时候,又导致工期延误或投资超预算。有些设计图纸还存在细部图不够详尽,缺少剖面图或尺寸标注,图纸与报告编制的文字说明不相符等现象。
  四、在工程设计中的应对措施
  1、提高设计人员的综合素质
  明确水利水电工程的设计是否科学、合理、优质,关键在于设计人员是否具备较高的综合素质:
  (1)设计工作人员必须端正工作态度,认识到设计质量的重要性,增加事业心和责任感;
  (2)针对设计每个细节做好明确分工,制定各个阶段的质量方针、目标,并把质量责任分解落实到每名设计人员身上。项目的总负责人要负责组织、协调好各专业、各部门的技术沟通,并且对设计的过程和进度进行有效的控制和管理,定期对已完成的设计成果组织评审,发现不足之处要及时完善,保证设计工作的如期高质量的完成;
  (3)加强对工程设计人员的后期培训,不断提高其专业水平。设计人员要不断豐富自身的知识结构,及时更新设计理念,并将其应用到实际工作中去; 设计部门还要适时地引进高、精、尖技术人才,帮助设计部门攻克技术难关,完成技术质量高、结构复杂的项目设计,通过他们的带动,可以提升整个设计团队的设计水平。
  2、注重工程设计前期的实地勘测
  一项优质的水利水电工程设计必须以设计前期的实地勘测为基础。在勘测过程中,设计部门要投入使用技术先进的勘查设备,配备高素质的专业工程技术人员,认真做好有关工程的地质、水文、资源及生态等资料的搜集和获取,搞好上下游水文站的测验资料平衡检验,整理汇总成完整的地质资料。
  3、正确规范工程设计的论证
  正确规范工程设计的论证、分析及经济评价通过充分的比较分析和论证,才能保证设计方案在经济、技术等方面的科学性和合理性。其主要包括: 建筑物的设置和工程采取的措施要经过必要性的论证,建筑物的布置和规模尺寸确定要有足够的科学依据,并且布置必须符合各项标准,结构和尺寸必须经过精确计算和模型实验来反复验证。另外,设计还要满足实用性和可操作性的要求,制定相关处理措施保证其安全性和耐久性。在设计采用的施工技术时,须尽量采用成熟技术或是易操作的技术,把施工技术风险降低到最小化,如需运用先进的创新技术,必须先经过专业部门充分论证其可行性。同时,设计要充分考虑工程建设时对周围生态环境和社会环境的影响,力求影响程度降到最低。设计的经济评价是判定一项工程是否可行的重要依据,这部分内容必须在设计报告中予以体现。对于水利水电工程的经济评价要采取动态的分析方法进行财务评价和社会效益评价,必要时还要进行敏感性分析,综合考虑投资、效益及运行费等因素最后得出公正、客观的评价结果。
  4、不因环境影响评估
  完善的设计报告一定要有环境影响评估及库区下游准备工作的相关内容。因为水利水电工程不管其规模大小,都在一定程度上影响着周围的生态环境系统,包括水、大气、地质环境、植物和生物的生态系统、水生物生态系统及人文社会环境等方面。环境影响评估要覆盖以下四个方面:
  (1)实地考察并深入研究工程项目建设地区的环境状况;
  (2)论述此次工程项目建设将会给环境带来的影响因素;
  (3)预测工程建筑过程中对环境状况的影响程度;
  (4)明确提出自然保护的有效措施和对环境影响的补偿办法。
  5、加强对设计成果的审查工作
  在工作中,各级主管部門、设计审查部门及质量监督管理部门需各尽其职,对设计成果必须严格检查,从各个专业的技术要求、实施的运行管理、工程建设的可行性、建筑物的后期维护和配套设施、工程的使用寿命、紧急情况的预案等各个方面、从多个角度考虑,对设计中存在的问题提出整改性建议,使设计方案得到最大限度的完善。水利水电工程的投资控制,看似简单,但其实是一个系统工程。设计阶段的投资控制,是关键环节,不容轻忽,能实现花小钱办大事的作用。只有在创造了适宜的条件,合理确定了目标值,然后采用科学的方法,就可以做好设计阶段的投资控制工作,实现投资省、进度快、质量好。而且就目前情况来看,水利水电工程设计存在着很多亟待解决的问题,我们应该更加努力做好水利水电工程设计工作。
  6、采用现代化科学技术手段进行水利水电施工设计
  在这里,我们主要介绍一种运用于水利水电工程设计环节的现代化技术手段——虚拟仿真技术。近年来,随着现代化计算机技术的不断成熟发展,虚拟仿真技术已经成为数字生产中的重要手段,是继数学科技和物理科技等人类脑力科技发展后的科技领域的一颗新起之星。在水利水电工程设计中,数字仿真技术系统是虚拟仿真系统的重要组成部分,数字仿真技术一直以来都保持将物理属性设备与实验结果相结合进行工作运行。一般都是通过物理模型的建立完成实验,采用数字仿真技术与物理设备相连接,最后得出的数据资料和实验结果由专家进行进一步研究和鉴定,最后做出合适的设计方案和对策。这种数字仿真技术运作的先进性不可否定,但是这种技术存在着无法避免的不足之处——对人类的感知无法模拟。这种不足造成绝大多数的水利水电工程设计都是之前就设置完毕的,不能完整的体现出人类脑力的运作方式和想法。在数字仿真技术的这种不足的推动下,经过水利水电工程科学技术工作者们长时间不断的探索研究,终于使建造模拟人类感知的模拟系统的梦想成为了现实,采取虚拟模仿技术和计算机仿真技术相结合的方式,可以使新型的模拟系统具备了对周围环境有大致清晰的识别能力,做到了时间概念和空间概念在模拟仿真技术中的体现。这种新型仿真技术有三个运行步骤:首先是仿照真实系统进行模型建立;其次是对建立的模型进行成效测验;最后是对仿真系统的可视效果进行具体分析总结。在这三个仿真技术的主要运行步骤中,仿真模型的建立主要包括物理性质、几何知识和应用方面。从一定程度上来讲,仿真建模就是建模和试验,在对模型进行建立之后,对其进行适当的实验测试,以便日后用于另外一个系统的研究。
  在水利水电工程设计过程中,几何模型和物理性质模型是十分重要的一部分,虚拟仿真技术是运用虚拟模型对真实的物理模型进行代替,虚拟模型环境的建立为技术人员及时进行调整提供了可能性,与真实系统发生问题来不及及时处理的情况相比,有了很大的先进性。虚拟仿真系统在水利水电工程设计中的重要作用还体现在对图形绘制、结构分析有着独特的手段和技术优势,为水利水电设
  计师的个人技术发挥提供了更加广阔的技术平台。例如,近年来在水利水电工程设计环节中普遍运用的3D成像技术发挥了重要的图像分析绘制作用。
  五、结束语
  综上所述,在对于水利水电工程设计中的问题分析这方面的研究,不仅把水利水电工程设计中的问题要分析出来,还得把这些问题都解决掉,在我国社会快速发展的今天,必须通过科学技术人员的努力,才能促使社会的进步。
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