三峽工程大江截流施工的系統(tǒng)分析研究

1、三峽工程大江截流施工的系統(tǒng)分析研究 本文在分析三峽工程大江截流施工特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，給出了在該工程項(xiàng)目施工組織規(guī)劃中針對(duì)料場(chǎng)平衡優(yōu)化、施工總進(jìn)度和施工方案評(píng)審等所進(jìn)行的系統(tǒng)分析研究成果， 具有較強(qiáng)的科學(xué)性、實(shí)用性和施工指導(dǎo)性。 1、概述 三峽工程大江截流采用單戧立堵進(jìn)占方式， 戧堤位于上游圍堰的下游側(cè)， 戧堤長(zhǎng)907.46， 頂寬25 30m。進(jìn)占高程依據(jù)進(jìn)占時(shí)的長(zhǎng)江水位而定， 最終合龍高程為69m。 大江截流施工有以下主要特點(diǎn)：（ 1） 右左兩岸料源分布不均， 右岸導(dǎo)流明渠過(guò)水后，截流基地成為孤島；（ 2） 截流時(shí)河床最大水深約60m， 堤頭坍塌嚴(yán)重；（ 3） 截流工程量大， 工期緊， 持續(xù)高強(qiáng)

2、度拋填， 龍口段130m 寬的20.83 萬(wàn)m3 要在5 天內(nèi)合龍， 日平均拋投4.17 萬(wàn)m3， 最大日拋投7.58 萬(wàn)m3；（ 4） 截流進(jìn)占必需嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)度要求分段實(shí)施， 不得拖延也不得冒進(jìn)。由此可見(jiàn)， 三峽大江截流工程是一個(gè)典型的系統(tǒng)工程， 無(wú)論是從它的資源配置優(yōu)化、總進(jìn)度支配， 還是從關(guān)鍵措施的采取和風(fēng)險(xiǎn)管理等各方面，都突出了大系統(tǒng)的特色。在此， 本文擬就三峽工程大江截流在施工組織規(guī)劃中所進(jìn)行的系統(tǒng)分析研究加以介紹。 2、料場(chǎng)平衡優(yōu)化 線性規(guī)劃 三峽工程大江截流及二期上游圍堰共需備料總量700 多萬(wàn)m3， 共設(shè)計(jì)5 個(gè)料場(chǎng)或備料場(chǎng)， 分布不集中。由于各備料場(chǎng)的運(yùn)距、存料質(zhì)量、采挖

3、條件等均不相同， 因此， 如何合理地規(guī)劃、開(kāi)采和選取備料， 是關(guān)系到確保大江成功截流的關(guān)鍵。 大江截流和二期上游圍堰所規(guī)劃的5 個(gè)備料場(chǎng)分別位于永久船閘、上游引航道、劉家河下段、左岸上游截流基地和右岸截流基地。順序編號(hào)為1 5號(hào)備料場(chǎng)， 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量分別為150、30、301、84 和108 萬(wàn)m3， 共計(jì)731.9 萬(wàn)m3。而依據(jù)需要從5個(gè)備料場(chǎng)中的取料量?jī)H需438.06 萬(wàn)m3。因此， 5 個(gè)料場(chǎng)的備料量能滿意要求。但是， 在5 個(gè)已有的備料場(chǎng)中畢竟要分別選取多少量才是最優(yōu)呢？ 這就是一個(gè)典型的線性規(guī)劃問(wèn)題。對(duì)此， 需首先確定在保證質(zhì)量、進(jìn)度的前提下造價(jià)最低作為料場(chǎng)規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)（ min ）

4、， 然后對(duì)各料場(chǎng)采、翻、挖、運(yùn)的實(shí)際條件逐一進(jìn)行綜合單價(jià)分析， 計(jì)算出5 個(gè)料場(chǎng)的綜合單價(jià)分別為a1 a5。最終， 建立料場(chǎng)規(guī)劃的線性方程組為： min a1x1 a2x2 a3x3 a4x4 a5x5 （ 1） ? = 5 1 n i X =438.06 以及 X1 150 X2 30 X3 301 （ 2） X4 84 X5 108 式中， xi為在第I 料場(chǎng)的取料數(shù)量（ 萬(wàn)m3）。 將各料場(chǎng)的綜合單價(jià)代入上式， 進(jìn)行線性規(guī)劃求解， 并在規(guī)劃求的基礎(chǔ)上再進(jìn)行綜合平衡， 最終得出在1 5 號(hào)料場(chǎng)的取料數(shù)量分別為114.66、23、211.98、36.88 和51.54萬(wàn)m3。根據(jù)上述求解結(jié)果

5、取料進(jìn)行大江截流和二期上游圍堰填筑， 其成本最低。 由于在料場(chǎng)的平衡優(yōu)化中采用了線性規(guī)劃的系統(tǒng)分析方法， 使該項(xiàng)施工方案比原設(shè)計(jì)方案的成本降低1000 余萬(wàn)元， 對(duì)于該項(xiàng)目投示合理投價(jià)、取得項(xiàng)目中標(biāo)起到了非常重要的作用。 3、施工總進(jìn)度 CPM 網(wǎng)絡(luò) 三峽工程大江截流施工牽涉面寬、水陸并舉、工序復(fù)雜、施工難度高。施工進(jìn)度支配的恰當(dāng)與否將直接關(guān)系到截流成敗。其主要掌握性進(jìn)度為： 1997 年汛前， 左右岸預(yù)進(jìn)占達(dá)到口門寬度460m； 1997 年10 月， 平拋墊底至40m 高程； 進(jìn)占形成40m寬龍口； 1997年11 月8 日龍口合龍， 完成大江截流。 為了嚴(yán)格按上述掌握性工期要求進(jìn)行截流施

6、工， 提前做好各項(xiàng)相關(guān)工程的預(yù)備， 全面兼顧各部位各時(shí)段流 水作業(yè)程序， 在施工總進(jìn)度的編制中， 采用了關(guān)鍵線路法（ CPM）網(wǎng)絡(luò)模型。同時(shí)選用了目前世界上最先進(jìn)的美國(guó)P3 軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的編排、優(yōu)化和計(jì)算。 網(wǎng)絡(luò)圖的輸出版式選取了帶有時(shí)間坐標(biāo)的橫道規(guī)律圖， 圖中的關(guān)鍵項(xiàng)目、次關(guān)鍵項(xiàng)目、一般項(xiàng)目及虛擬項(xiàng)目等均用不同線段和顏色進(jìn)行描繪。網(wǎng)絡(luò)的掌握性進(jìn)度采取預(yù)先輸入形成定格。網(wǎng)絡(luò)的其它各項(xiàng)目聽(tīng)從掌握性進(jìn)度要求。網(wǎng)絡(luò)圖的左部分別以縱列形式標(biāo)印了經(jīng)過(guò)時(shí)間參數(shù)計(jì)算所得出的項(xiàng)目最早開(kāi)工、最早完工、最遲開(kāi)工、最遲完工等時(shí)間參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)圖的下部是分時(shí)段的資源強(qiáng)度值表和柱狀圖。整個(gè)CPM 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃的編制均在電子

7、計(jì)算機(jī)上直接進(jìn)行。 經(jīng)過(guò)對(duì)三峽工程大江截流和二期上游圍堰填筑施工總進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的編制和計(jì)算，所得出的滿意前述掌握性工期的各項(xiàng)目施工強(qiáng)度為： 截流龍口雙向日平均拋填強(qiáng)度4.38萬(wàn)m3， 雙向日最大拋填強(qiáng)度7.58 萬(wàn)m3， 單向最大小時(shí)拋填強(qiáng)度2110m3。堰體填筑施工高峰出現(xiàn)在1997 年10 月至12 月， 平均月強(qiáng)度75.77 萬(wàn)m3； 最大月填筑強(qiáng)度128.15 萬(wàn)m3，出現(xiàn)在1997 年12 月。三峽工程大江截流及圍堰填筑施工總進(jìn)度CPM 網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用， 為施工設(shè)備、勞力、物資以及資金等各項(xiàng)資源的優(yōu)化配置供應(yīng)了科學(xué)的依據(jù)。特殊是施工強(qiáng)度的分析， 為現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作和組織規(guī)劃供應(yīng)了珍貴的基礎(chǔ)

8、數(shù)據(jù)資料。依據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃支配， 大江截流共選用各種大型機(jī)械設(shè)備500 多臺(tái)（ 套）， 高峰時(shí)配備勞力2340 人。 4、截流施工方案評(píng)審 風(fēng)險(xiǎn)分析 三峽工程大江截流所采取的是上戧雙向進(jìn)占立堵的施工方案。進(jìn)占前， 為減小拋投水深， 采取了在河床深槽部位平拋砂卵石和塊石料墊底的措施。由于三峽大江截流具有高水深低流速的特點(diǎn)， 沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)可資借鑒， 因此， 在施工實(shí)施中將仍有風(fēng)險(xiǎn)存在。 這些風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)主要有： 平拋墊底料拋投中的漂移、流失與粗化， 戧堤進(jìn)占中的堤頭坍塌，平拋墊底料成為漏失層的處理， 進(jìn)占及平拋過(guò)程中的礙航， 進(jìn)占堤頭的安全渡汛等等。 在實(shí)施過(guò)程中， 假如不慎重對(duì)待這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)，

9、輕者將造成戧堤失事， 加大工期和資金投入， 重者將造成人員、設(shè)備傷亡， 甚至嚴(yán)重推遲截流工期。因此， 我們建立了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)審技術(shù)（ VERT） 網(wǎng)絡(luò)模型（ 如圖1）， 并加以求解和分析。 求解這一網(wǎng)絡(luò)模型， 采用數(shù)字模擬法。模擬開(kāi)頭， 先產(chǎn)生一個(gè)網(wǎng)絡(luò)流， 從始節(jié)點(diǎn)運(yùn)行到終節(jié)點(diǎn)， 即可得出該問(wèn)題的一個(gè)初始解。如此重復(fù)直至達(dá)到一個(gè)足夠大數(shù)量的樣本。 然后輸出模擬求解成果， 這些成果內(nèi)容主要包括頻率分布、均值、標(biāo)準(zhǔn)差、離差系數(shù)等。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)求解的成果分析中， 我們將樣本中成功次數(shù)NS與總次數(shù)N 之比， 得出的RS稱之為成功率。同理， 失敗次數(shù)Nf與N之比稱為失敗率Rf。因此， 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)審的重要判數(shù) 風(fēng)險(xiǎn)因素Fv即為： Fv= s f s f N N R R = （ 3）， 式中Fv的值域?yàn)?， + 。Fv 值越大， 風(fēng)險(xiǎn)度就越高。在Fv=1 處， 即為成敗之交界點(diǎn)。 經(jīng)過(guò)對(duì)圖1中的三峽工程大江截流VERT 模型進(jìn)行評(píng)審賦值后求解，可以得出Fv的值為0.04。依據(jù)整個(gè)項(xiàng)目的投資總額M， 即可求出由風(fēng)險(xiǎn)因素所引起的風(fēng)險(xiǎn)金額為： Cv=Fv× M=0.2（ 億元） 這一成果為該項(xiàng)目進(jìn)行報(bào)價(jià)供應(yīng)了重要參考， 在實(shí)際報(bào)價(jià)中， 對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了考慮， 但未對(duì)其進(jìn)行計(jì)價(jià)。 5、結(jié)語(yǔ) 本文主要從資源優(yōu)化、進(jìn)