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　　1、引言
　　水電工程施工地質工作，是電站建設現場設計代表工作的重要組成部分。由于水電建設前期的地質勘探和試驗工作，都客觀地存在著不同程度的局限性和片面性，特別是勘探試驗投入較少的中小型電站。因此，為了充分估價電站站址可能存在的各種不利地質因素，前期地質人員，無論在宏觀工程地質評價，或微觀巖體分級、參數選取時，一般都要從難考慮，留有相當的安全余度，以減少設計的盲目性和施工的冒險性。所以，到了施工階段，開挖揭示出來的實際地質情況，多半要比前期預測為好。故在我國水電建設資金尚不充裕的當前，施工地質人員能否從工程需要出發，在跟蹤施工工地編錄地質資料的同時，敏銳地做出合理的最終地質鑒定，并及時反饋修正巖體類別與地質參數，為現場修改、優化設計提供可靠的計算依據，乃是在電站建設期，能否節約工程投資的關鍵環節之一。
　　本文闡述的銅鐘電站施工地質鑒定與優化設計成果，即是一個很好的例證。
　　2、工程簡介
　　銅鐘電站位于四川阿壩藏羌自治州茂縣境內，是岷江干流上繼映秀灣、太平驛之后新建的第三座閘壩引水式電站。閘壩高26.7m，引水線路總長1495m,包括上引水隧洞594m（ф= 7.5m）,管橋210m（ф= 6m），下引水隧洞691（ф= 7.5m）（見圖2）。引用流量162m3/s，設計水頭36m,裝機容量51mw。因保留區內原建的南新無壩引水電站,裝機9.6mw；又在閘后增建一座南新二級消能電站,裝機6mw。本梯級總裝機容量66.6mw，年總發電量4.26億kw.h。[page]　　3、銅鐘電站施工地質鑒定與優化設計成效
　　3.1 閘壩基礎防滲墻設計優化
　　銅鐘電站與其下游的太平驛電站同屬軟基建壩，河床覆蓋層結構亦與太平驛電站類似偏優,詳見表1。

　　表1 太平驛電站、銅鐘電站兩閘基軟層結構比較表

電站名稱	地質年代	地層代號	地層結構	厚度	透水性能	允許坡降建議值
太平驛電站	全新統	alq4	含巨漂的漂卵塊碎石層，局部架空	≤ 20m	強透水	0.15
	晚更新統	fglq3	塊碎石土、砂卵石互層，夾粗中細砂薄層	18m-45m	弱透水	0.3-0.35
銅鐘電站	全新統	alq4	含巨塊的漂卵（塊）礫（碎）石層	≤ 22m	中等透水	0.1-0.12
	晚更新統	fglq3	塊（卵）碎（礫）石土層，夾角礫質砂透鏡體	20m-40m	微、弱透水	0.3-0.4

　　表1可見兩閘基地層結構基本一致。alq4層開挖時，有水滲入基坑，深挖在fglq3層內，反而成無水干坑，可見fglq3層的相對隔水性能，故太平驛閘基采用了簡單的水平鋪蓋防滲，效果很好。而銅鐘閘基，由于沒有使用該閘基下部滲流控制層fglq3的允許坡降建議值0.3~0.4，只使用了該閘基上部非滲流控制層alq4層的允許坡降值0.12，設計的是深達46m的垂直混凝土防滲墻，顯然二者造價懸殊。為進一步論證使用參數的合理性，施工期特在基坑滲控層fglq3中采樣做了兩組大型現場滲流變形試驗，試驗成果見表2。
　　表2 銅鐘電站閘基fglq3層原狀土現場管涌試驗成果表

土層名稱	特性	滲透系數（cm/s）	臨界坡降j k	破壞坡降j f	允許坡降j允	破壞形式
塊卵碎礫石土	滲流控制層	1.35╳10-5	0.875	>5	0.583	流土
角礫質砂透鏡體	非滲控層	2.46╳10-2	0.475	1.9	0.32	管涌

　　試驗資料，地質、設計人員研究選用了0.32作為fglq3層的允許坡降值，進行重新計算。遂將正在緊張施工的防滲墻底板高程1412m~1416m，修改為1425m~1430m，整體提高了13~14m。修改后的防滲墻（詳見圖3）既確保封閉了強透水alq4層，且嵌入了相對隔水層fglq3層5m—10m。削減了混凝土防滲墻2533m2。（原設計防滲墻面積8538m2，修改后為5830m2，減去深部已成墻175m2，合同單價1107.39 元／m2）節約工程投資280.50萬元。縮短工期至少一個月，還解決了當年安全渡汛的難題。
　　3.2 引水隧洞支護優化
　　3.2.1 取消臨時性支護
　　原設計引水隧洞3/4斷面需全噴混凝土臨時性支護，其中ⅳ、ⅴ類圍巖還要求錨桿加掛網噴混凝土。經過上引水隧洞百米洞段地質編錄分析認為，構成本隧洞的結晶灰巖、千枚巖雖具薄層狀結構，但層間結合力強，圍巖自穩能力較好。故研究決定：取消全面臨時性支護，只要求對洞口風化卸荷帶ⅳ、ⅴ類圍巖段，進行及時的永久性襯砌。由此減少：巖石洞挖2852m3（合同單價111.92元／m3），噴混凝土2852m3（合同單價477元／m3），錨桿2873根（合同單價71元／根），鋼筋網15t（合同單價3928.49元／t），共節約支護費用194.25萬元。
　　3.2.2 永久性襯護優化　　
　　上下引水隧洞開挖后，因深部圍巖結構面不發育且多閉合，又無地下水活動，故復核鑒定圍巖等級普遍提高，各類圍巖實際長度、比例與前期預測比較如表3。修正后圍巖類別：ⅴ類減少139m（鋼筋1.315t/m ）,

市政三部分知識內容分析：第一部分是技術部分，本部分是通過建造師考試的基礎，歷年真題考題分值占比60%。需要了解具體施工的一些工法，道路工程、橋梁工程、城市軌道交通、城市軌道交通工程、城鎮水處理施工、給排水管道、供熱管道、燃氣管道、管道工程質量檢查與驗收、城市垃圾填埋，10大類施工技術及工法都要摸清楚。第二部分是管理部分，本部分是通過建造師考試的關鍵，歷年真題考題分值占比37%。這部分內容每年在考試案例題目的考查中占到大部分分值，而這部分內容跟公共課中的施工管理科目關聯性比較大，所以施工管理科目+市政實務搭配著學習，也就相當于給市政實務科目打了基礎。第三部分是相關法規及標準，這部分內容大家沒有必要花費太多時間，考題分值占比3%，通讀一遍教材完全掌握。點擊聽課，進入備考>>

洞名	長度	圍巖類別	ⅱ	ⅲ	ⅳ	ⅴ
上洞	594m	前期預測％——m	0——0m	30%——178m	60%——356m	10%——60m
		開挖實況m	0m	459m	110m	25m
下洞	691m	前期預測％——m	0——0m	50%——345m	35%——242m	15%——104m
		開挖實況m	300m	357m	34m	0m

　　表3 引水隧洞圍巖類別修正前后長度、比例比較表

　　ⅳ類減少454m(鋼筋1.171t/m), ⅲ類增加293m(鋼筋0.925t/m), ⅱ類增加300m(鋼筋0.544t/m),優化設計后減少鋼筋280.19t（合同單價3928.49元／t）,節省鋼材及其制安費110.07萬元.

[page]　　3.3 調壓室支護優化
　　3.3.1 取消頂拱臨時性支護
　　調壓室長70m,寬10m，高27m。半圓形頂拱1/2斷面開挖后, 無掉塊現象，圍巖鑒定屬ⅲ類偏好，故建議取消原設計的掛網噴混凝土臨時支護，并削減錨桿深度。設計采納后，減少：洞挖282m3,噴混凝土282m3, 鋼筋網5.65t,錨桿686根長5m改為4m，（價差22元/根）,共節約資金20.34萬元。
　　3.3.2 削減邊墻錨桿及噴混凝土
　　因布置窄長調壓室時，已考慮使其軸線垂直陡立巖層走向，邊墻自穩能力較頂拱更強，加之錨桿平行巖層層面布設作用不大，故地質|考試大|人員建議取消錨桿及噴混凝土。經業主、監理、設計三方會議研究，采取了削減錨桿長度及噴混凝土厚度的方案：改噴混凝土20cm為10cm,減少洞挖381.5m3，噴混凝土381.5m3；將原設計的8m錨桿588根、10m錨桿686根，全修改為4m錨桿（差價：8m錨桿88元/根；10m錨桿,132元/根）共節約資金36.70萬元.
　　3.4 壓力管道臨時性支護優化
　　經地質編錄認為，壓力管道除洞口ⅳ、ⅴ類圍巖段，須噴混凝土、隨機錨桿|考試大|外，其余ⅲ類圍巖自穩能力尚佳，無掉塊現象，臨時性支護可以取消。設計修改后減少：洞挖293m3，噴混凝土293m3，錨桿85根（合同單價71元/根），掛網4.44t，節省費用19.60萬元。
　　3.5 引水系統固結灌漿優化
　　原設計對ⅲ、ⅳ、ⅴ類圍巖均布置了固結灌漿，地質鑒定認為：引水系統ⅲ類圍巖結構緊密，沒有灌漿的可能和必要。優化后減少固結灌漿工程量：引水隧洞4722m；壓力管道798m（單價74元/m），節約投資40.84萬元。
　　3.6 尾水渠防滲（沖）墻的取消
　　尾水渠基礎大部分處在力學性能差的粉土層上，當初考慮施工困難，于臨河側設計了一道混凝土防滲（沖）墻，亦屬合理。施工后期地質人員分析認為：由于廠房基坑連續兩年抽水，改變了原地下水的排泄方向，尾水渠基坑涌水量必將大大減小。另河水也日趨枯期，采取填土、壓石等護坡措施，同樣可以防止滲流破壞，所以生產會上提出了取消尾水渠防滲（沖）墻的建議。會議采納后，省去了原設計的混凝土防滲（沖）墻1708.06m2，鋼筋60.73t，節約工程造價213 萬元，也避免了當時對土建施工工期的干擾。
　　銅鐘電站建設期間|考試大|，僅上述六項優化設計的不完全統計，即為業主節約了工程投資九佰余萬元（915.30萬元）。由于業主、監理、設計、施工各方人員謹慎務實，在最終選用參數指標時，考慮了適當的安全儲備，故在歷經兩年半的施工過程中，從未發生過一起因上述修改設計而引起的安全或質量事故。經過沖水發電試遠行檢驗，閘壩防滲效果良好，地下洞室圍巖穩定。
　　4、結語
　　由此可見，不僅在電站開發前期的規劃設計階段，需要反復進行勘查論證，方案比較和設計優化；進入施工階段以后，同樣有許多現場設計優化工作可做。而且，施工階段的設計優化，可以使設計更加符合客觀實際，對縮短建設工期、節約工程投資，具有更加現實的直接技術經濟價值。
　　隨著21世紀的到來，我國即將加入wto，日趨完善與國際接軌的業主負責、建設監理和合同管理一系列新的水電建設管理體制，必將為優化設計開辟更加有利的環境。作為駐施工現場設計代表的地質、設計人員，更應加強為業主服務的新觀念，克服“多一事不如少一事”，“修改設計就是否定自己”等錯誤認識。努力挖掘地質潛力，積極優化設計，為節約我國水電建設工程投資做出更大的貢獻。

二級建造師市政工程科目單項選擇題20題，每題1分，共計20分；多項選擇題10題，每題2分，共計20分；案例分析題共80分，總計120分。大家根據233網校老師講課中的章節重難點指引，看最新教材進行預習，再來聽精講班老師解讀教材考點，聽課時就不會一頭霧水，思路會比較清晰，也容易掌握各個考點。點擊聽課，進入備考>>