大型水电工程施工总进度设计分析

1施工进度设计的内容和要素

1．1主要内容

施工进度设计主要研究合理的施工工期和在既定条件下确定施工分期和施工程序、工艺和方法，在时间安排上使各施工环节协调一致，其重要任务包括分析工程所在地的自然条件、社会经济资源、工程施工特性和可能的施工进度方案，根据总进度确定关键性工程的施工分期和施工程序，协调平衡其他单项工程的施工进度，按时或以较短工期建成投产;同时经充分论证后，提出诸如工程开工、截流、度汛、下闸蓄水、首台机组发电、具备供水条件、工程完工等关键性里程碑计划节点。

1．2三要素

施工总进度设计作为一项系统工程，主要包括三要素:作业延续时间、作业间逻辑关系和施工资源消耗指标(工、料、机需要量)，在设计过程中，三者既相互独立又密不可分。做好施工进度的必要条件是将三要素尽可能平衡协调，解决其内部和相互之间的矛盾冲突，最终达到进度计划与施工导流、布置、施工方法相互匹配。

2各设计阶段的深度

2．1规划阶段

根据已掌握流域内各梯级自然社会条件和规划规模，可能的施工方案，参照已建类似工程施工指标，拟定轮廓性施工进度，初步估算工程首台机发电工期和总工期。

2．2预可研阶段

根据工程条件和施工特点，对不同水工方案分别进行研究，提出施工进度资料，参与方案选择和评价水工布置方案。在既定方案基础上，配合拟定和选择导流方案，研究确定工程分期和施工程序，提出控制性施工进度表及主要工程施工强度、初算劳动力高峰人数和总工日数。

2．3可研阶段

根据预可研阶段审查意见、设计任务书及实际情况的变化，在参与选择和评价水工方案和配合选择导流方案过程中，提出和修改控制性进度;对既定水工方案和导流方案的控制性进度，进行方案比选，以利于施工组织设计有关各专业工作开展。在各专业详细分析研究论证的基础上，进一步调整、完善确定施工控制性进度，编制施工总进度，提出主要工程施工强度，施工强度曲线、劳动力需要曲线、主要建筑材料及施工机械设备数量汇总等资料。

2．4招标设计阶段

在上阶段基础之上，根据工程分标方案，说明各标段工程项目的控制性进度，以及项目施工进度安排和施工强度，说明各标段项目之间的相互关系，根据关键控制节点确定各标段交界面时间，提出劳动力平均人数、分年劳动力需要量、最高人数、平均高峰人数和总工日数。列出分年度主要工程量和主体主要工程量、材料量及机械数量和主体工程各标段分年度主要工程量、材料量及机械数量。

3设计成果表述方式

3．1横道图

横道图［2］是传统的表述形式，图上标有各单项工程主要项目的工程量、施工时段、施工工期、施工强度，并有经平衡后的施工强度曲线和劳动力需要量曲线，必要时尚可表示各期施工导流方式和坝前水位过程线。其优点是图面简单明确，直观易懂。缺点是不能清楚地表示各分项工程之间的逻辑关系，不便于进度计划的分析、计算与优化。

3．2网络图

网络图又称箭头图，是系统工程在编制进度中的应用，分为单代号和双代号网络图。优点是能明确表示分项工程间逻辑关系，能够进行时间参数计算，并作为工期、资源、费用优化的基础;缺点是不明了直观，尤其是当工程项目复杂繁冗、关系较多时不易看懂。

3．3横道图与网络图结合

这种表述方式吸取了横道图和网络图的优点，在横道图基础上，对关键性工程项目之间加上逻辑关系是目前被广泛采用的表达形式。除此之外，斜线进度图也是一种很好的表达方式，尤其用在编制长隧洞施工进度时可以体现出作用。

4常用编制软件

随着计算机辅助设计在工程设计领域中的推广与普及，工程设计工作的效率和质量得到了充分提高，同时设计手段也进一步丰富。为了提高进度设计效率，目前国内外普遍采用P6项目管理软件［3］和微软公司推出的Project进行进度编制，取得了不错的效果。尤其是在技施阶段，这两种软件将其强大的计算分析、跟踪控制和数据整合汇总功能发挥的淋漓尽致，而且可以通过网络多方共同调整更新实时进度，从而有效地指导和确保了工程建设的顺利实施，也节省了设计人员宝贵时间和精力。相比Project而言，P6更倾向于大型复杂工程项目管理，因此在国内外水电工程设计领域得到推广，使得水电工程施工进度设计更加规范化和标准化。

5发展前景

5．1PEＲT、MC技术的应用

目前水电工程施工进度常采用关键线路法结合设计人员的经验进行编制，成果常用横道图表达，而计划评审技术(PEＲT)用箭杆和切点构成网络图来表带施工计划的安排，把整个工程的各个施工项目，施工环节联系起来成为一个整体，通过计算可以得到各种有用的管理信息，明确施工的关键，在空间上得到配合，找出挖潜的方向，找到拥塞点从而平衡各种资源的需用，使得施工全过程的各项活动，在时间上得到协调，在空间上得到配合，达到均衡、连续，有节奏地进行工程施工。和PEＲT法一样，蒙特卡罗(MC)模拟仿真法［4］假设每项活动是随机独立的，通过构造各种随机变量的概率模型，借助于计算机对其进行抽样，即得到每一活动的随机持续时间，相当于施工一次，或仿真一次，其计算结果有较高的精度。在未来的水电工程建设中，PEＲT和MC技术会越来越明显的发挥作用，为水电建设施工管理现代化开拓新的前景。

5．2进度风险度分析

传统的关键线路法(CPM)都是确定性的网络分析技术，由于水电工程施工过程中具有诸多不确定性因素，项目完工风险分析要考虑各资源分配和工序间的制约与搭接，运用风险分析方法对影响工程施工进度的各种因素风险进行全面评价，将网络计划PＲET及MC计算机仿真技术和工程多因素风险结合起来，建立PEＲT风险网络仿真模型［5］，编制网络计划软件，并应用于实际工程中，对其风险做定量分析，以便有足够的思想准备，进而严密监控和采取必要的加快施工进度的措施。这将会使得施工进度设计的合理性更加有科学依据。

6工程实例

东庄水利枢纽拱坝坝址处两岸山体陡峻，河谷成“V”形。大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高230m，坝顶长度372．48m，坝体混凝土浇筑量225万m3，是控制本工程发电工期的关键项目。大坝施工控制性进度主要受坝体浇筑强度及浇筑上升速度制约，同时须满足施工期导流度汛、下闸蓄水、首台机组发电等关键性里程碑节点。

1)根据大坝施工条件和布置特点，坝址处于窄深河谷，拱坝高但体型窄瘦，施工工作面较小，上坝运输道路和浇筑机械布置相对困难，经分析坝体浇筑强度是影响大坝浇筑工期的主要因素。通过类比国内工程平均先进施工水平的进度指标，根据规范要求并考虑适当留有余地，初步确定大坝混凝土平均浇筑强度约5万m3/月，月不均衡系数1．5，高峰浇筑强度约8万m3/月。

2)由于本工程规模巨大、技术复杂，因此进行了大坝浇筑施工过程仿真［6］，从而全面系统地分析了混凝土施工过程中的影响因素以及各个方面相互联系和制约关系，论证浇筑方案能否满足高峰浇筑强度的要求，并进一步研究提高浇筑强度、加快坝体浇筑速度的可能性［7］。通过对门塔机、塔台机、缆机等不同浇筑方案的仿真分析可知，本工程选用4台20t平移式缆机分高低两层布置可满足高峰月浇筑强度的要求，大坝混凝土浇筑工期45个月，大坝上升关键节点控制高程(挡水、度汛、下闸蓄水、供水发电等)均能满足设计要求，混凝土浇筑强度、上升速度和设备利用率等参数指标合理。

3)拱坝工程处于本工程施工的关键线路上，因此关键路线上的项目都必须按计划规定的时间完工，否则将影响甚至延误整个工期。其他工程如坝后消力塘、左岸发电引水系统、供水取水洞及防渗工程利用P6软件的资源平衡功能结合施工总进度的安排，在自由时差允许范围内进行调整，用以削峰或填谷，使得工程资源需求均衡。

7结语

大型水电工程的施工总进度是一项复杂繁琐、不断优化调整的系统工程，这就要求设计人员不仅要结合工程特点全面掌握编制要点和设计深度，而且要尽可能地利用先进的技术手段提高设计工作效率，提升产品技术含量，丰富成果表达方式，对工程建设起到真正的指导作用。