□海 翔 □溫 帥 □郭志剛(黃河勘測規劃設計有限公司)
安全監測的目的是認真貫徹“預防為主、安全第一”的方針,通過安全監測工作及早發現問題和隱患,及時補強加固,防患于未然,保證水工建筑物持久安全地運行。為達到安全監測的目的,需要對安全監測施工進行合理、有效的組織。
安全監測施工不僅僅指安全監測儀器的安裝埋設,還應包括對監測儀器的觀測、資料整編以及對監測成果的嚴謹分析。安全監測施工質量受土建施工進度影響較大;與選擇監測儀器的種類與類型有關;受環境變化和施工參與人員的經驗影響。通過合理、有效的監測施工組織,可以有效地保證監測儀器的可靠安裝并使安裝的監測儀器能夠達到監測的目的,相應地延長安全監測儀器的使用壽命,有效提高監測儀器成活率、提高監測施工的工程質量,同時做好監測施工組織還可以相應地提高主體施工的可靠性,及時了解水工建筑物在施工期及運行期的安全穩定運行狀況,并為水利工程在驗收階段提供一定的數據支撐,為水利工程的投產及運行起到相應的促進作用。
儀器優化原則并不是要堅持好品牌、高價格,也不是一味追求低成本,而是在考慮項目規模、投資、儀器可靠性、耐久性以及選用儀器的合理性等多方面進行綜合性選擇。
安全監測儀器中,大部分內觀儀器是澆筑在混凝土內部,安裝后無法更換或檢修,故應對安裝質量要求較高;同時,儀器安裝質量又對觀測數據產生直接影響,繼而影響分析結果。所以監測施工組織應始終貫徹質量至上的施工原則,在制定有明確質量目標的同時,還要有完善的質量保證體系。
配置合理原則是指在施工組織時要合理配置施工要素,如建設資金、施工機械、施工人員等。而在監測施工組織過程中,施工人員配置往往最容易被忽略。監測施工項目一般包括儀器安裝、觀測、巡視檢查、資料整編和分析等幾方面工作,如果僅將儀器安裝作為監測施工的重點而忽略其他工作的人員配置,則會造成監測成果報告效率不高,甚至會影響儀器安裝本身的效率。
監測儀器分布在水工建筑物的各個部位,其中諸如大壩、邊坡、隧道、地下洞室等部位在施工環境下是多危險源地區,監測施工組織應制定有詳細的安全防范目標和措施,并將這些安全防范措施落實到位,確保萬無一失。
安全監測施工是全過程跟隨主體施工進行的,與主體施工經常存在交叉作業,甚至存在一個監測施工單位要同時與幾家土建施工單位交叉作業的情況。如何保證安全監測的施工成果,同時又不影響主體施工進度,在安全監測施工組織時需要有專門的溝通機制及人員安排。
效,即效率,不僅指速度,還包括準確性。所謂成果高效,即指在安全監測施工組織過程中的觀測數據整編、分析成果上報都要有較高的效率。
當一個安全監測施工項目取得中標通知書后,其施工組織工作就應相應展開。水利工程中,安全監測施工項目雖然不如主體建筑物建設投資巨大,但同樣需要考慮資金、技術、時間、人員、設備等諸多問題,故施工組織工作主要內容應包括:
3.1.1 項目資料的收集
水利工程的類型很多,主要有防洪工程、灌溉和排水工程、水力發電工程、航道和港口工程、城鎮供水和排水工程、水土保持工程和環境水利工程、漁業水利工程、海涂圍墾工程以及綜合利用水利工程等。每種水利工程所包含的水工建筑物不盡相同,不同的水利工程、不同的工程等級以及不同的水工建筑物,設置的安全監測項目也不相同;同時,一般安全監測施工項目的招標一般會晚于主體工程招標,安全監測施工單位的進場時間也較主體施工單位略晚,因此,提前收集項目相關資料有利于安全監測施工方及時了解項目信息,進行有針對性的儀器安裝方案制定、人員配置等,有利于安全監測施工組織工作的展開。
項目基礎資料至少包括:
項目發包人、監理、設計及主體施工單位的相關信息;項目概況:包括水工建筑物的結構特征、布置型式、尺寸等工程主要技術特征指標;主體工程的施工計劃、控制性工期等;工程所在地的交通及場內交通布置等;項目所在地的汛期、旱期、冰凍期等水文、氣象資料。
在進行項目資料收集的同時,還應與設計單位溝通,及時了解設計思路并盡可能獲得與安全監測施工有關的施工圖紙以及新技術、新儀器等應用情況信息。
3.1.2 施工組織方案的編制
3.1.2.1 施工營地選址及功能
為了能與業主、監理、設計和主體施工單位取得方便快捷的溝通,安全監測施工營地應本著距離業主營地近、距離施工場地適當、與主體施工單位溝通便捷的原則進行選址。同時還應考慮環境保護及經濟合理,營地在建設前應與業主單位進行及時、有效的溝通,做到合理利用、不浪費征地。
安全監測施工營地除了應具備基本的水、電、通信(包括網絡)外,至少還要具備以下功能:①辦公室及資料室(可合并建設);②生活區:包括廚房、餐廳、洗浴區等;③儀器設備倉庫;④工作間及檢定室(可合并建設)。
每個功能區的大小可視工程規模、項目工期長短及監測儀器使用量等進行規劃。
3.1.2.2 項目部人員配置
雖然項目部人員配置對于各安全監測施工單位來說屬于內部管理事務,但人員的配置結果將直接關系施工質量和觀測成果,有必要對其進行規范。目前,安全監測施工項目的主要工作一般包括:監測儀器的采購及安裝、觀測及巡視檢查、監測資料的整理整編和觀測成果分析,在某些水利工程中,安全監測施工還包括監測自動化系統施工,即在安全監測施工時,還有監測自動化集成工作和相應的軟件開發工作,所有這些工作對于技術和經驗的要求各不相同。在編制安全監測施工組織文件時,項目部的組成及人員配置應根據以上工作劃分進行詳細、有針對性的說明及安排。在人員安排上選擇有較好工作經驗的人員作為項目管理者,選擇有較強溝通能力的人員承擔項目協調、溝通工作,選擇具有“一專多能”的人員作為技術帶頭人,將在項目實施過程中事半功倍。
3.1.2.3 儀器采購及儀器的檢驗、率定
目前國內安全監測儀器品牌眾多,質量良莠不齊。在編制儀器采購方案時,應詳細說明儀器選型的原則及采購計劃。采購計劃應與土建施工進度計劃相協調,并充分考慮訂貨周期、物流時間及檢驗率定的時間。
儀器的檢驗、率定包括:電測儀器的出廠檢驗、到貨驗收、安裝前檢驗以及率定。所有儀器的檢驗、率定應按照招標文件及合同要求的方法、流程等進行,率定成果應及時歸檔保存;光學儀器、二次儀表等的檢驗率定應至少說明檢驗周期及送檢單位的資質要求。
3.1.2.4 儀器的埋設安裝方案制定
監測儀器的埋設安裝方案應符合招標文件與合同文件的技術要求,貼合項目實際,易于操作。方案需包括儀器的安裝埋設方法、溝槽開挖方式及儀器電纜保護方案,儀器的安裝埋設方法應針對每個監測項目分別說明,具體的儀器埋設安裝方案應包括:①安裝質量控制目標及保證措施;②儀器安裝的標準及參考圖例、安裝示意圖;③外觀測點安裝所采用的標準、等級及允許誤差;④內觀儀器的詳細安裝方法及步驟;⑤儀器的配件及預埋件的制作方法,需要土建單位配合安裝的需指出安裝時間節點和要求;⑥安裝輔材的選擇;⑦部分需要外接電源的儀器需指明接入的電壓等級及負載要求;⑧儀器電纜的保護方案,包括混凝土內部及混凝土外露部分電纜的保護。
3.1.2.5 監測數據的采集、整編及分析方案
數據的采集、整編及分析應滿足招標技術要求及規范要求。編制方案需明確:①合同約定的觀測時間;②觀測時間內的觀測頻次,包括施工期、首蓄期、初蓄期及運行期的觀測頻次,某些水利工程的施工期超過合同期的,應與業主、監理及時就后續觀測事宜進行溝通解決;③特殊情況下的觀測方案,諸如:汛期、洪水、地震或水位急速上升期等;④觀測方法及精度要求;⑤誤差檢驗及控制方法;⑥各監測項目的基準值選取規則,監測項目的換算公式等;⑦監測成果的分析方法,成果及問題報告流程;⑧監測成果的保存及歸檔方案。
3.1.2.6 與其他承包人的配合方案
其他承包人包括:業主、監理、設計單位、土建施工單位以及工程后期可能投入的監測自動化施工單位。與其他承包人的配合方案應至少包括對以上承包人的配合工作內容、接口劃分及保證措施。
3.1.3 開工資料準備
水利工程因功能不同,其建設管理模式也不盡相同,從安全監測施工角度看,其施工期的工作流程有繁有簡,但基本工作流程可歸納如圖1。
從圖中可看出,開工前需準備的資料除申請開工需要申報的材料外,還有很多在施工過程中需要上報的過程文件,這些材料因業主、監理等的工作方式、管理模式等各不相同,因此,除了要對這些材料的內容進行準備外,還需與業主、監理等就這些材料的組成、格式、上報時間等進行必要的溝通。

圖1 安全監測施工基本工作流程圖
3.1.4 安裝技術培訓
施工準備階段的安裝技術培訓主要是面向安全監測施工參與人員,其主要作用是:①使施工人員了解工程概況、工程布置及可能的土建施工流程;②對項目進行任務分解,將施工責任落實到人;③使工程技術人員了解項目采用儀器的安裝方法、難點,以及對可能要采用的新儀器、新技術有所了解;④統一關于施工期安全、文明施工及環境保護的認識。
3.2.1 人員組織
安全監測施工要在不影響主體工程施工進度的前提下隨主體施工進行,工作時間沒有規律,而水利工程又多地處偏遠地區,條件艱苦,安全監測施工人員施工期的工作尤為辛苦。
人員組織管理是影響工程質量的“第一因素”。安全監測施工期的人員組織工作應充分考慮人員的生產、生活需求,同時盡可能安排技術培訓、技術交流、技術總結等,進而充分調動安全監測施工人員的積極性,同時有效地避免施工中的失誤。
3.2.2 質量管理
安全監測施工質量管理工作的內容包括:制定質量目標,制定安全監測工程儀器設備采購、儲存、檢驗、安裝埋設、調試、維護、記錄、資料分析、文件管理及不合格工程處理等各個環節的質量控制方法、標準和制度;監測質量體系組織機構,規定所有從事監測施工人員的責任、權限和相互關系,并形成文件。同時加強施工人員的質量教育、強化質量意識,保證質量體系有效運行。
3.2.3 設備管理
安全監測施工過程中所需要使用的大型機械設備不多,一般主要是鉆機設備和車輛運輸設備,這些設備的安全穩定運行關系著監測儀器設備的安裝效率,特別在施工高峰期時,主體施工進度的要求非常高,主體施工單位交給安全監測施工單位的作業面使用時間又非常有限。因此,對這些設備應注意正確的使用管理以及定期保養。
3.2.4 材料及環境控制
施工材料的選擇應以招標技術文件、合同文件為準并滿足規程規范要求。
環境控制內容主要包括:生產、生活污水和生活垃圾的處理,防止廢水、廢油直接或間接進入河道,不隨意拋棄廢物,減少施工機械設備的尾氣排放和揚塵。
在環境控制方面還需要注意的是,監測儀器安裝完后應對監測施工面進行清理,以免造成影響主體施工面驗收,進而影響主體施工進度的情況發生。
為了做好驗收、交工及結算工作,安全監測施工還必須積極做好以下工作:尾工處理、儀器電纜引設、后期觀測等。這個階段對于安全監測施工來說,有時施工難度反而會變大,這時的主體施工已全部結束,大型施工機械已撤場,原材料加工車間也已停產拆除,有的工程在此階段業主也會考慮將工程臨時征地退還,監測施工營地可能會受到影響,可以利用的施工條件逐漸減少。在此階段,安全監測施工組織工作應注意以下幾點:①加強現場巡視,注意監測施工成果的保護;②與業主單位積極溝通,以使尾工處理工作目標明確;③電纜引設方式應綜合考慮招標技術文件、合同要求及業主需求;④盡快確認驗收工作流程,為驗收工作做好資料準備工作;⑤與監理及業主技經管理人員確定結算工作流程,以做好結算工作的材料準備;⑥與業主檔案管理人員溝通,以確定監測施工的檔案移交方式及移交內容。
在實際施工過程中,受各種條件制約,安全監測施工單位的施工人員數量與土建施工單位相比較少,且年齡結構以年輕人為主,知識結構較多樣,這些特點容易造成監測施工隊伍的不穩定現象。而安全監測施工過程中的數據采集、整編、分析等工作是需要對水工建筑物的運行狀況進行長期、連續的采集、觀測,對人員隊伍的穩定性要求顯得尤為重要,這是安全監測施工階段人員管理的重點。
根據目前水利工程施工管理的現狀,安全監測施工過程中儀器被破壞、電纜被意外截斷的情況時有發生,必須將協調配合工作作為安全監測施工組織工作中的重點。做好協調配合工作不但可以保護安全監測施工成果、提高安全監測儀器成活率、保證安全監測施工質量,還可以降低監測儀器的安裝難度、避免重復工作、降低建設成本。
儀器及電纜保護工作細致、繁重,并且有時需要投入較多的資金、人力,因此,在實際安全監測施工過程中往往得不到業主的理解和施工單位的重視。但是,從目前筆者接觸到的安全監測施工項目來看,安全監測儀器的存活、監測數據的穩定等,有時并不是受儀器本身質量影響,而是受儀器及電纜保護的重視程度的影響,儀器及電纜保護工作做得好,則儀器存活率高,反之,則存活率低。因此,應在安全監測施工組織管理時加大對儀器及電纜保護工作的重視程度。
某些水利工程的監測項目較多或者施工期較長,相應施工期整理保存下來的監測資料就會很多,在項目結束階段,為提高項目的交工速度,會出現毫無選擇地對監測資料進行歸檔的情況,這不但造成了巨大的浪費,同時也為運行期監測分析時查找前期的監測資料造成了很大的難度。因此,安全監測施工組織管理時,就應著手對各種監測資料進行分類保存、并加以標注,以便在項目結束階段有選擇、有針對性地進行監測資料歸檔。
安全監測施工質量的好壞直接影響監測目的的實現,規范的安全監測施工組織可以有效提高安全監測施工質量。目前安全監測施工存在可以發展和值得規范的地方,本文基于對安全監測施工過程中的實際情況及經驗,試著對安全監測施工組織的內容、方法以及安全監測施工過程值得注意的地方進行了總結,并就規范安全監測施工提出個人的觀點,以供參考。