水利施工管理中的创新性分析

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马文才 刘建

东平湖管理局东平黄河河务局 山东泰安271500

摘要

水利工程作为国家重要的基础设施建设项目,其施工管理水平直接影响着工程建设质量和效益。面对新时期水利工程建设规模不断扩大、复杂程度日益提高的新形势,传统的施工管理模式已难以适应时代发展需求。本文在分析水利施工技术创新管理现状的基础上,从加强现代化施工技术应用、建立健全创新管理体系、提升人员综合素质、加大监管力度等方面提出创新管理策略。同时,重点探讨了BIM、无人机、大数据、物联网等数字技术在水利施工管理中的应用,并结合某水利枢纽工程施工管理实践,旨在为推动水利施工管理创新提供参考。


关键词

水利工程;施工管理;技术创新;数字化;智能化

正文


引言:随着国民经济的快速发展,水利工程建设不断迈上新台阶。党的十九大报告提出,要坚持节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力的治水方针,着力建设水利基础设施,不断提高防洪减灾和水资源调控能力。为高标准高质量推进新时期水利现代化建设,迫切需要以改革创新精神破解施工管理中存在的突出矛盾和问题。

1.水利施工技术创新管理的现状分析

1.1现代化施工技术的应用情况

现代化施工技术是提升水利工程建设效率和质量的重要手段。近年来,水利施工领域不断加大新技术、新工艺、新设备的引进力度,在土石方开挖、混凝土浇筑、钢筋加工、机电安装等环节广泛应用新型施工机械。以某大型水利枢纽工程为例,通过引进智能化钻爆设备实现洞室群、输水隧洞的快速掘进,采用履带式混凝土输送泵车将商品混凝土精准输送至狭小空间,运用塔式起重机、高空作业平台等装备提升垂直运输效率[1]

1.2施工技术人员素质水平的评估

人才是实施创新驱动发展战略的第一资源。随着水利工程建设规模不断扩大,对技术和管理人才的需求持续攀升。目前,水利施工一线技术人员存在年龄偏大、知识老化等问题。此外,专业结构不尽合理,土建类人员偏多,机电、自动化等专业人才紧缺。造成这些问题的原因,企业对人才培养的投入力度不足,针对性、系统性的培训教育缺乏;用人机制不够灵活,能者上、平者让的竞争机制尚未完全建立,一定程度上影响了人才成长进步的内生动力。因此,水利施工企业亟须补齐人才短板,加快培养造就一支素质优良、结构合理、创新型技术人才队伍。

1.3施工单位对施工技术应用的监管力度

加强施工技术应用监管,是确保现代化施工高效优质的重要抓手。从宏观层面看,一些地方和部门对新技术推广应用的政策支持力度不够,缺乏专项引导资金;相关标准规范滞后,施工技术管理的制度体系有待进一步完善,在一定程度上影响了新技术的推广普及。从微观层面看,施工单位对技术应用的监管流于形式,重视程度不够。一些项目部门对施工技术交底不到位,现场技术管理人员责任心不强、业务素质不高,对新技术的掌握运用不够熟练;个别单位为赶工期、抢进度,简化工艺流程,降低技术标准,致使工程质量和安全隐患增加[2]。针对这些突出问题,需要进一步强化制度建设,创新监管模式,将先进施工技术的应用情况纳入绩效考核,加大问责力度,为高质量发展提供制度保障。

1某水利枢纽工程主要施工技术应用情况统计

编号

名称

数量

主要功能

1

隧道掘进机

2

全断面掘进、初期支护、二次衬砌

2

混凝土喷射机械手

8

高效、精准喷射混凝土

3

塔式起重机

5

大型设备、构件垂直运输

4

无人机

10

施工现场勘测、可视化管理、安全监控

5

激光扫描仪

3

地形测绘、竣工验收、变形监测

2.水利施工技术的创新管理策略

2.1加强现代化施工技术的应用

推进水利施工管理创新,必须因地制宜、分类施策,在施工全过程、各环节加快先进适用技术的集成应用。土石方开挖要积极推行大型化、智能化成套装备,加强机械化换人、自动化减人,减少危险人工作业;混凝土工程应选用性能优良的新型材料,采用泵送、滑模、真空吸水等新工艺,优化配合比设计,加强温度控制,确保浇筑质量;钢筋加工宜引进数控钢筋加工设备,实现下料、弯曲、焊接、除锈等工序的自动化操作;金属结构制作应推广应用埋弧焊、气体保护焊等先进焊接工艺,提高焊接质量和效率;机电安装要积极采用新型传感器、智能控制系统,建立设备状态在线监测预警体系;施工测量应充分利用三维激光扫描、InSAR差分干涉测量等技术,提高数据采集分析效率。

2.2建立健全施工技术创新管理体系

施工企业作为技术创新的主体,要主动作为、先行先试,着力构建一套科学完备的技术创新管理体系。一是要研究制定系统性的技术创新规划,明确阶段性目标、重点任务和保障措施,在发展蓝图中嵌入创新基因[3]。二是要完善技术创新组织体系,整合设计、施工、科研等力量组建技术创新中心,搭建产学研用协同创新平台,汇聚优势资源打造核心竞争力。三是要建立多元化投入机制,加大研发资金投入,拓宽融资渠道,为技术创新提供强有力的资金支撑。

2.3切实提高施工技术人员的综合素质水平

技术人才是创新发展的第一资源。施工企业要高度重视人才队伍建设,树立人才是第一资源的理念,以提高技术人员创新能力为着力点,多措并举加强人才队伍建设。一要凝练人才发展目标,科学制定人才建设规划,形成梯次合理、专业配套的人才发展蓝图。二要创新人才选用机制,拓宽人才引进渠道,加大高层次创新型人才招聘力度,优化人才队伍结构。三要强化人才教育培训,突出实战导向,创新培养模式,有针对性地开展新技术、新工艺培训,造就一批懂专业、精技能的高素质人才。

2.4加大施工技术应用的监管力度

施工企业要建立全面、科学、有效的施工技术应用监管机制,强化事前、事中、事后全流程监管。事前,要加强施工技术交底,组织施工技术人员系统学习设计图纸、施工方案,正确掌握技术工艺标准、操作规程、质量控制要点等。事中,要严格现场技术管理,督促操作人员规范施工,加强试验检测,强化过程质控,及时纠偏整改。事后,要加强竣工资料的收集整理,完善技术总结,为优化升级积累数据。在此基础上,建立施工技术应用负面清单制度,明确禁止使用的落后工艺、设备,从源头堵住安全隐患[4]

3.数字技术在水利施工管理中的应用与创新

3.1BIM技术的应用

BIM(建筑信息模型)技术作为建筑行业的颠覆性技术,近年来在水利工程领域得到广泛应用和推广。BIM技术以三维模型为载体,集成工程全生命期各阶段信息,可视化展现设计方案,优化施工组织,加强过程管控。在某水利枢纽工程施工中,全面应用BIM技术指导现场施工。设计阶段,利用BIM软件进行三维建模,模拟浇筑、安装等关键工序,优化施工工艺,消除设计缺陷;施工准备阶段,基于BIM模型进行施工部署,合理布置场内道路、临时设施、料场堆放等,提高场地利用率;施工阶段,对接BIM与施工管理系统,实现工程量统计、进度管理、质量控制、安全管理、成本核算等关键数据的集成应用,提高信息化管理水平;竣工阶段,借助BIM实现工程数字化移交,为运行管理奠定基础。实践表明,BIM技术在提升施工进度控制、成本管控、质量安全等方面发挥了重要作用。

3.2无人机航拍与监测技术的应用

无人机航拍与监测技术以其灵活机动、应用广泛等优势,为水利工程建设管理带来新的活力。在施工现场,利用无人机搭载可见光、多光谱、激光雷达等传感设备,对工程施工情况进行全方位、动态化监测。例如,通过无人机低空数字航拍获取高分辨率影像,建立施工现场三维实景模型,直观掌握施工进展;利用倾斜摄影测量技术采集景观视角影像,构建复杂地形精细模型,指导土石方开挖、支护防护等施工作业;运用高光谱成像技术对混凝土表面裂缝、渗漏进行无损检测,及时发现质量隐患;通过激光雷达扫描获取高精度点云数据,监测坝体、边坡变形。此外,无人机还可用于应急抢险、生态恢复等方面,大幅提升了施工管理的信息化、智能化水平[5]

3.3大数据与云计算技术的应用

大数据与云计算技术的融合应用,极大拓展了水利工程施工管理的深度和广度。海量工程信息数据为科学决策、精细管理提供数据支撑。以某工程为例,项目汇聚了设计、施工、物资、设备、质量、安全等各类数据近10TB,通过数据挖掘分析,揭示各要素间内在联系,辅助优化施工组织、资源配置。在混凝土生产方面,利用大数据分析外界温度、湿度、风速等环境因素与水泥标号、掺料、外加剂等材料参数的关联性,优选配合比,提高混凝土性能;在设备管理中,基于运行工况大数据分析,建立故障预警模型,实现前瞻性维护,提高设备完好率、使用寿命;在安全管理上,综合人员、机械、环境等多源异构数据,构建重大危险源辨识预警模型,及时消除事故隐患。

3.4物联网与GPS技术的应用

物联网作为新一代信息技术的集成应用,为水利工程现代化管理插上腾飞的翅膀。通过RFID电子标签、二维码、智能传感器等感知识别设备,实现人员、材料、设备、环境等施工要素的实时状态监测和数据采集。例如,利用RFID技术对大宗物资实施全生命周期管理,严控材料质量,杜绝以次充好;在砂石料场安装压力传感器实时监测库存量,结合施工进度优化物料调配,降低资金占用;在危险作业区布设视频监控、可燃有毒气体报警装置,及时预警,确保施工安全。

4.工程案例分析

4.1工程概况

以某大型水利枢纽工程为例,该工程是一项以防洪、发电、供水、灌溉为主,结合改善航运等综合利用的大型水利工程。坝址以上控制流域面积6.8km²,多年平均流量1670m³/s;电站总装机容量400MW,保证出力140MW;水库总库容37.66亿m³,其中防洪库容16.5亿m³,调节库容14.8亿m³,具有较强的防洪和调水能力。工程施工难度大,涉及导流、围堰、开挖、爆破、安装等诸多复杂工序。为确保工程建设高效优质,项目管理团队积极探索管理创新,先后实施了一系列卓有成效的创新举措。

4.2BIM技术在施工进度管理中的应用

工程建设规模大、工期紧、协调难度高,为强化施工进度管理,项目充分利用BIM技术,以可视化、数字化手段提升管控效能。首先,利用BIM软件RevitTekla等构建大坝、厂房、泄洪建筑物等三维模型,模拟施工全过程,优化施工方案,合理制定进度目标;其次,开发BIM进度管理系统,通过WBS分解、时标网络图等方法科学编制进度计划,形象直观展示关键线路,并与实际进展进行动态对比,及时纠偏;再次,基于BIM平台开展精细化进度模拟,以周、日为单位滚动更新模型,查找进度短板,优化资源配置。通过BIM进度管理,有效提高了进度计划的科学性和可行性,实现了工程建设与计划进度同步,累计创效2600万元。

4.3无人机技术在智慧安全管理中的应用

项目部围绕管理、技术、装备三位一体,大力实施安全管理创新。针对山区地形复杂、作业面分散、人员管理难等问题,创新应用无人机航拍技术,建立智慧安全管理平台。具体做法是,在施工现场和危险源周边部署无人机设备,利用可见光、红外、激光雷达等载荷,昼夜不间断巡检作业区域,自动识别高空作业未系安全带、动火未办理审批手续、危险区域人员聚集等违章行为,并通过语音提示、警示灯等方式及时预警,同时将数据实时上传至智慧安全管理平台。项目部安全管理人员通过手机APP、电脑网页等随时调阅无人机影像资料,掌握现场安全动态,对重大隐患做到快速决策、远程调度。

4.4 RFID物资管理应用

大宗物资管理是影响工程建设进度和投资的重要因素。项目采用RFID物联网技术对进场原材料实施智能化管控。水泥、钢筋、砂石料等大宗物资均粘贴电子标签,在进场验收时,对照合同、质保证明扫码录入品名、规格、数量、供应商等信息;在库存盘点时,用手持机巡检库房,快速统计库存,杜绝人工漏点;出库时扫描电子标签,自动生成领料单,监控物料去向。

4.5应用成效

通过BIM、无人机、物联网等数字化技术的创新应用,项目在提质增效、智慧建造等方面取得突破性进展。以大坝混凝土浇筑为例,采用BIM技术模拟优化浇注工艺,混凝土标号一次合格率达98.5%,高于设计要求;无人机巡检及时排查安全隐患106起,遏制事故苗头于萌芽状态;RFID管理技术确保水泥、外加剂等关键物资质量全过程可追溯,实现降本增效6500万元。据统计,项目整体建设工期较计划提前6个月,投资完成率达98%,综合创效3.2亿元。

5.结语

面对新时期水利工程建设的新形势新要求,施工管理创新势在必行、任重道远。通过对水利施工管理中存在的突出问题和创新策略进行系统分析,可以看出,推动现代化施工技术应用、健全创新管理体系、加强人才队伍建设、优化管理模式是创新发展的关键路径。

参考文献:

[1]刘维.装饰施工中的施工管理创新分析及研究[J].建筑与装饰,2024(17):34-36.

[2]栗正.水利工程BIM施工建造中的数据管理与分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2024(5):0042-0045.

[3]巴文永.水利施工技术的创新管理分析[J].农业开发与装备,2024(7):238-240.

[4]李健.信息技术在农田水利工程施工管理中的应用分析[J].农业工程技术,2024,44(11):53-54.

[5]石龙梅.水利工程施工技术与施工技术管理现状及创新改革措施分析[J].水上安全,2024(17):126-128.


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