水利海堤工程施工组织设计与优化

【摘 要】近年来,随着我国沿海社会经济加速增长,台风暴潮让沿海经济遭受了巨大损失,因此,我国的水利工程的当务之急是要加强沿海海堤工程的建设.本文针对水利海堤工程的施工组织设计进行分析,针对影响海堤设计的因素,提出了相应的设计优化措施,具有一定的理论参考价值.

【关 键 词】水利工程；海堤；施工；设计；优化；措施

一、前言

海堤工程作为沿海地区重要的水利工程,对防御风暴潮侵袭有着重要作用.本文结合新颁布的海堤设计标准,对在海堤设计、施工和管理方面进行探讨.对更好的规范我国海堤工程建设,提高海堤设计质量有着重要的意义.

二、水利工程中海堤设计的标准

海堤的设计标准直接关系到海堤的安全和投资,是海堤设计的关键.海堤的设计标准包括设计潮（水）位、设计波浪和设计风速的标准.提高设计标准,要海堤进行彻底的除险加固,就必须按有关规范确定海堤设计标准,包括海堤堤高程和结构设计标准.水利部《海堤工程设计规范》（SL435—2008）规定：设计波浪和设计风速的重现期宜采用与设计（水）位相同的重现期,如采用其他设计标准,须经分析论证

在具体设计时,对海堤的设计标准还应灵活把握.当出现以下情况,可适当考虑降低海堤的防洪标准：

1、位于淤积型海岸带的海堤工程,海堤的建设是逐步向外推进的,其工程等级可适当降低；

2、堤内是水产养殖区的,由于风暴潮持续时间不长,越浪水量有限,可采用较低的设计重现期；

3、设有二、三线海堤的（如一些围垦工程）,如二、三线海堤基本完好,防潮（洪）标准可适当降低；

4、建在软基上的海堤工程,由于软基的影响,海堤不可能建得太高,在工程等别一定的情况下,可采用较低的设计重现期.

三、水利工程中海堤施工设计分析

水利工程中海堤施工设计主要包括堤身断面设计、渗流稳定计算和抗滑稳定计算.现简要介绍如下：

1.堤身断面型式设计

海堤内部沿线地面高程范围为1～4m,而大部分地面低于3m的高程,而当海水涨潮时,海水就极有可能漫过海堤堤顶,致使漫过海堤的海水无法外排,从而形成内涝灾害.正因如此,实例中海堤设计紧密联系建堤目的、地域地形与地质条件,对于旧有堤段予以修护,对于新建堤段采用混凝土台阶式护坡消浪平台堤型.

2.渗流稳定计算设计

海堤设计中关于渗流稳定的计算主要涉及到两个方面,即浸润线计算和局部渗流稳定计算.首先是渗流稳定计算,选取海堤中最高堤身断面为典型断面,选用北京理正渗流计算软件和有限元法来计算堤身渗流水头与渗漏流量.其次是局部渗透稳定计算,实例中允许的渗透临界坡降为0.5；而渗透出口坡降计算分为两种情况,潮位工况与潮位骤降工况的最大渗透坡降分别为0.36和0.33,是小于渗透临界坡降0.5的,可见堤身是安全的.

3.抗滑稳定计算设计

选取海堤中最高堤身断面为典型断面,对其内坡与外坡做抗滑稳定计算.堤身内外坡的最小抗滑稳定安全系数分别为1.235和1.120,均大于规范中要求数值1.10,是满足相关规范与设计要求的.

四、影响水利工程施工组织设计与优化的因素

1.设计方案

方案设计应满足工程运用和安全运行这两个要求.保障完成工程的任务并适应工程的规模要求,从而达到工程运用的目标,同时在技术上满足工程的安全进行.设计的依据要充分,方案的设计要经过充分的论证分析.水工设计有一定的标准和规范,在对建筑物进行布置、采取工程措施或确定结构尺寸时,首先要采取必要性的论证,然后根据规范标准,进行工程类比,最终确定.设计应因地制宜,场址不同时,建筑物的形式、布置根据地形地质条件的不同而进行相应变化.

比如海堤比选中,经常会因为选择的场址的区别,同时也由于一些参考方案的堤型等表现的不一样,从而就可能使工程量和工程的投资出现不同.因此,在进行海堤比选的时候,应该尽可能的考虑更多方案,从工程量和投资等方面去考虑海堤设计方案的可行性,选择出最优质的方案,这对于海堤工程的后续施工具有重要的意义.

2.工程投资

工程投资在工程建设的任何阶段中都是十分重要的因素,水工设计是对水利工程的构思和描绘,正是控制建设规模、约束造价、提高效益的关键所在.我们应遵循水利工程低风险高效益的原则和要求,对其经济进行合理性分析.工程投资的比选与优化主要在决策阶段,这个阶段要对水利工程建设的可行性和必要性在技术、经济上进行评价和论证,然后针对不同开发方案的比较分析,选出最佳开发方案.

比如在海上工程建设中,要对海上的各种恶劣的自然条件（如大风、高浪、急潮等）充分考虑,因为这会严重影响到海堤工程的投资估算.对投资估算有这么高的精度要求,是因为对初设概算的控制就是以投资估算作为依据,根据行业标准,初设总概算超过审批投资的10%时,就需重新报批.所以要保证项目的成功实施,需要精确的投资估算报告作为基础.水利工程的水工设计还应对工程施工进行考虑,在一个方案设计后对设计方案进行详细、全面的会审.对项目的一次性建设投资,项目的运行成本、维修费用都要进行统筹投资预算,以保证项目的总预算费化因素进行科学地投资估算.投资估算是一份非常细致的工作,做的越细致,越准确,使工程造价能最有利且最经济.对同一类项目,还可以到其他使用单位进行实地考察和调研,用他们的经验帮助我们进一步的优化设计,同时还要保证工程项目运行操作的方便性和安全性.

五、水利工程的施工组织设计优化措施

一是在整个施工图和方案设计过程中,作为设计人员,必须严格按照项目设计的统一措施进行,若出现问题则应及时提出,再由专业总工程师和专业负责人针对性的确定最终的标准,实现全面质量管理,以提高设计的质量.二是设计施工图时,应结合工程实际情况,作为专业负责人,应切实做好设计环节中的沟通工作,以及时消除设计时出现的各种问题和矛盾,进而预防因设计校对和图纸的审查导致设计变动过大.

三是在整个设计过程中,必须始终结合设计进度表进行严格执行,当难以在计划进度内完成时,必须把实际情况汇报给项目负责人,并加强各专业设计人员的沟通和协作,以确保各项设计任务及时完成,当设计完成之后,必须严格按照设计标准进行校对和审查,并及时做好检查记录表的填写.若在校核时发生这样或那样的问题,则应进行针对性的改进,例如违反了强条,就必须要求设计人员无条件的修改,而对于非强条,作为设计人员则应向检查人和审查人说明情况,且得到总工程师的允许后方能不修改.

2.对施工组织设计进行技术经济分析.

在水利工程的施工组织设计中,施工组织的技术经济分析是一项十分重要的内容,同时也为施工组织设计怎么写作.在水利工程中,这一环节是为了对工程的施工组织设计是否具有经济上和技术上的合理性和可行性进行有效的论证,并通过科学的计算分析方法来选择最具有经济效益的设计方案,通过寻找最佳节约方案来提高水利工程的经济效益.在对水利工程的施工组织设计进行技术经济分析时,在保证工程质量优秀的基础上,能够在成本耗费最低的前提下,保证工程能够按期完成,保证施工组织设计的科学性和合理性对提高水利工程的经济效益也具有重大意义.

3.广泛吸收新技术和新工艺,提高新技术的利用率.

随着科学技术的发展,出现了很多应用于工程的新技术、工艺和材料,对于水利工程的施工组织设计来说也同样如此,摆脱了传统的按照书本、公式和经验的设计方式,用新技术和新工艺来完善和提高自己,进而提高了施工组织设计的时效性、经济性和科学性.与此同时,计算机和互联网作为目前最为快速和经济的传播手段,不仅能够实现信息共享,还能够为工程的设计人员提供最为前沿、系统、全面的信息,是经济社会中最为常用的传播媒介,因此,施工单位也可以利用该资源广泛吸收先进的新技术和新工艺,并将这些技术引进到水利工程的施工中,提高水利工程的技术含量.

六、结束语

综上所述,海堤工程设计直接关系到整个海堤施工的质量和安全.因此,对于海堤工程施工设计我们应该不断优化,采用新技术,新工艺提高施工组织设计的经济性和科学性.