1.2 水利工程质量的主要影响因素及其特性
从工程建设项目形成的全过程来看,自设想、选择、评估、决策、设计、施工到竣工验收、投入使用等各个阶段是一个有序的发展过程,这个有序的过程反映了工程项目建设的一般规律,人们总结为建设程序。它是工程项目建设的法则。这个法则是人们在认识客观规律的基础上制定出来的,是建设项目科学决策和顺利实施的重要保证。它科学地总结了工程项目建设的实践经验,正确地反映了人们对建筑物使用功能要求由简单到复杂、由小到大、由洞穴到摩天大厦不断提高的发展过程。在这个漫长的发展过程中,人们认识到工程建设是一项复杂的浩繁的工作,规模大、内容多、涉及面广、协作性强,必须按计划、按步骤、有顺序、有组织地进行,才可能获得成功。所以建设程序成了建设工作必须遵循的规则,并以国家法规的形式予以确立。
建设程序是指一个建设项目从酝酿提出到该项目建成或投入生产使用的全过程,各阶段建设活动的先后顺序和相互关系的法则。这个法则是人们在认识包括自然规律和经济规律的基础上制定出来的,是建设项目科学决策和顺利进行的重要保证。按照建设项目发展的内在联系和发展过程,建设程序分若干阶段、环节,这些发展阶段和过程都有严格的先后次序,不能任意颠倒。
对于质量监督人员来说,首先是熟悉和掌握建设程序,督促建设各方按建设程序办事,是质量监督的工作内容之一。
水利工程建设程序一般分为:项目建议书、可行性研究报告、初步设计、施工准备(包括招标设计)、建设实施、生产准备、竣工验收、后评价等阶段。由于建设程序的各个阶段都对工程质量发生着影响和作用,要实现建设项目的质量监控,就必须严格按建设程序对每个阶段的质量目标进行监控,这是保证整个工程项目质量的必要条件。
1.2.1 工程质量的影响因素
影响工程质量的原因很多,一般归纳为偶然性原因和异常性原因两类。
偶然性原因是对工程质量经常起作用的原因。如取自同一合格批的混凝土,尽管每组(个)试块的强度值在一定范围内有微小差异,但不易控制和掌握,只能从整体上用方差、离散系数和保证率等综合性指标来判断整体的质量状况。偶然性原因一般是不可避免的,是不易识别和预防的(也可能采取一定技术措施加以预防,但在经济上显然不合理),所以在工程质量控制工作中,一般都不考虑偶然性原因对工程质量波动影响。偶然性原因在质量标准中是通过规定保证率、离散系数、方差、允许偏差的范围来体现的。
异常性原因是那些人为可以避免的,凭借一定的手段或经验完全可以发现与消除的原因。如调查不充分、论证不彻底,导致项目选择失误;参数选择或计算错误,导致方案选择失误;材料、设备不合格,施工方法不合理,违反技术操作规程等都可能造成工程质量事故等,都是影响工程质量的异常性原因。异常性原因对工程质量影响比较大,对工程质量的稳定起着明显的作用,因此,在工程建设中,必须正确认识它,充分分析它,设法消除它,使工程质量各项指标都控制在规定的范围内。异常性原因在工程质量上的表现是其结果导致某些质量指标偏离规定的标准。
影响工程建设质量的异常性原因很多,概括起来有人(Man)、机(Machine)、料(Material)、法(Method)、环(Environment)等五大因素,简称4M1E。
(1)“人”的因素。任何工程建设都离不开人的活动,即使是先进的自动化设备,也需要人的操作和管理。这里的“人”不仅是操作者,也包括组织者和指挥者。由于工作质量是工程质量的一个组成部分,而工作质量则取决于与工程建设有关的所有部门和人员。每个工作岗位和每个工作人员的工作都直接或间接地影响着工程项目的质量。人们的知识结构、工作经验、质量意识以及技术能力、技术水平的发挥程度,思想情绪和心理状态,执行操作规程的认真程度,对技术要求、质量标准的理解、掌握程度,身体状况、疲劳程度与工作积极性等都对工程质量有不同程度的影响。为此,必须采取切实可行的措施提高人的素质,以确保工程建设质量。日本的企业管理很成功,其中很重要的一个方面就是日本企业把人的管理作为企业管理中最重要的战略因素,他们提倡用人的质量来保证工作质量,用工作质量来保证工程质量。
(2)“机”的因素。“机”是投入工程建设的机械设备,在工程施工阶段就是施工机械,它是形成工程实物质量的重要手段。随着科学技术和生产的不断发展,工程建设规模愈来愈大,施工机械已成为工程建设中不可缺少的设备,用来完成大量的土石料开采、运输、填筑和碾压,混凝土拌和、运输和浇筑等工作,代替了繁重的体力劳动,加快了施工进度。同时,施工机械设备的装备水平,在一定程度上也体现了对工程施工质量的控制水平,如土石方工程中的碾压设备、混凝土浇筑工程中的拌和系统计量的现代化程度等,都直接影响着工程质量。所以在施工机械设备型号和性能参数选择时,应根据工程的特点、施工条件,并考虑施工的适用性、技术的先进性、操作的方便性、使用的安全性、保证施工质量的可靠性和经济上的合理性,同时要加强对设备的维护、保养和管理,以保持设备的稳定性、精度和效率,从而保证工程质量。
(3)“料”的因素。“料”是投入工程建设的材料、配件和生产用的设备等,是构成工程的实体。所以,工程建设中的材料、配件和生产用设备的质量直接影响着工程实体的质量。因此,必须从组织上、制度上及试验方法和试验手段上采取必要的措施,对建筑材料(包括筑堤的土料)在选购前一定要进行试验,确保其质量达到有关规定的要求;对采购的原材料不仅要有出厂合格证,还要按规定进行必要的试验或检验;生产用的配件、设备是使工程项目获得生产能力的保证,不仅其质量要符合有关规定,而且其型号、参数等的选择也要满足有关规定的要求,以便为最终形成工程实物质量打下良好的基础。
(4)“法”的因素。“法”就是施工方法、施工方案和施工工艺。施工操作方法正确与否、施工方案选择是否得当、施工工艺是否先进可行都对工程项目质量有直接影响。为此,在严格遵守操作规程,尽可能选择先进可行的施工工艺的同时,还要针对施工的难点、重点,以及工程的关键部位或关键环节,进行认真研究,深入分析,制定出安全可靠、经济合理、技术可行的施工技术方案,并付诸实施,以保证工程的施工质量。
(5)“环”的因素。“环”即是环境。影响工程项目建设质量的环境因素很多。主要有:自然环境,如地形、地质、气候、气象、水文等;劳动环境,如劳动组合,劳动工具,作业面,作业空间等;工程管理环境,如各种规章制度,质量保证体系等;社会环境,如周围群众的支持程度,社会治安等。环境的因素对工程质量的影响复杂而多变,对此要有足够的预见性和超前意识,采取必要的防范与保护措施,以确保工程项目质量目标的实现。
1.2.2 水利工程建设的特点
水利工程项目多建在江河之上,具有建设规模大、建设周期长、影响因素多、参与者多等特点,给质量监督管理增添了一定的难度,并形成了自己的特点。
(1)建设周期长。一般来说,一项水利工程从立项、可行性研究、初步设计、施工准备、施工、生产准备、竣工验收和交付使用,少则需要几个月,多则需要几年甚至几十年才能完成。已经建成的三峡工程,从国民党执政时期就开始勘察,进行可行性研究,1986年6月开始重新论证,确定正常蓄水位为175m方案,1992年获得中国全国人民代表大会批准建设,1993年10月29日三峡枢纽工程获准实施。1994年12月14日正式动工兴建,2003年开始蓄水发电,于2009年全部完工,工程建设总工期长达15年。
(2)实体庞大,固定不动。除江河湖海堤坝延绵数百公里外,水库大坝、大型水闸、巨型水电站仅单个建筑物就大得惊人,更不用说整个水利枢纽工程了,必然带来巨大的工程量,修建时需要大量的资金、材料和人力,需要使用各种类型的机械设备。只要建设项目选址确定后,所有的建设活动都是围绕这个确定的地点进行的,形成了在有限的施工场地集中了大量的人力、建筑材料、施工机械、设备等。
(3)建设地点偏僻,流动性大,施工人员整体素质差。由于水力资源地域分布不均,工程绝大部分地处野外,远离城市,有的还在偏僻山区,地点分散,交通、通信不便,有的还必须修建专门的对外交通道路和辅助及临时设施;施工多为露天作业,受自然条件和环境尤其是季节性变化影响较大,工作环境相当艰苦。施工队伍随着工程建设会在不同的施工场地间流动,同时,施工队伍中人员流动也相当大,总是有新的工人加入到施工队伍中,使施工队伍的管理难度加大。目前,很多工地上的建筑工人大多是外来务工人员,文化水平不高,素质较差,质量管理难度大。
(4)一品性。手工操作多,体力消耗大。由于水利工程都是在特定的自然条件(环境)、特定的使用条件下按照设计要求施工的,每项工程的建设规模、内容、结构各不相同。即使工程内容完全一样,也因外界条件的不同或变化(如水文、地质、气象、交通运输等条件的变化),其施工方法也不尽相同。尽管目前推广应用先进科学技术,出现了大模、滑模、大板等施工工艺,有了推土机、铲运机、挖掘机、运输机等机械设备代替了不少人的劳动,但从整体建设活动来看,手工操作的比重仍然很高,工人的体力消耗很大,劳动强度相当高,建设工程施工还是一个重体力行业。
(5)产品的多样性和施工工艺复杂多变性。水利工程一般都是挡水或过水建筑物,有防冲、防渗、防气蚀、稳定、安全等要求,有的还遇到复杂的地质条件,如渗漏、软弱地基、断层、破碎带及滑坡等需要进行技术复杂的地基处理,客观上决定了水利工程施工每道工序、施工方法是不同的,尽管在有的过程中有一定的规律性,但建设产品的多样性和施工生产工艺的复杂多变性,受施工要求、施工时间、施工场地等多种因素的影响,施工过程变化多,管理难度大。
1.2.3 水利工程项目的质量特性
由于水利工程建设存在上述特点,其工程质量也存在如下特性。
(1)影响性。由于水利工程建设项目实体质量,是经过立项、可行性研究、初步设计、施工准备、施工、生产准备、竣工验收和投产使用等各阶段有序过程的有机集合而形成的,每个阶段都可能受到人、机、料、法、环等诸多因素的影响。
(2)波动性。由于水利工程建设项目具有复杂性、多样性和一品性的特点,决定了它不能像一般工业产品那样有固定的生产工艺、生产流程、配套的生产设备、稳定的生产环境和完善的检测技术,所有这些都使得工程项目的质量较一般工业产品的质量波动性更大。
(3)变异性。水利工程建设涉及面广、环节多、参与方多、影响因素多,工程建设中,不论哪个因素哪个环节出了问题都可能造成严重的质量事故,这就是质量的变异性。
(4)虚假性。由于水利工程建设施工过程中工序交接多、中间产品多、隐蔽工程多,若未及时发现其存在的质量隐患,事后从表面看来会造成质量很好的假象,产生判断错误,形成虚假质量。
(5)终结性。水利工程项目建成后,不可能像工业产品那样,采用拆卸或解体的方式来检查其内在的质量。所以在工程竣工验收时,一般不容易发现其内在的、隐蔽的质量缺陷。即使发现问题,也不可能像工业产品那样采取“包换”或“退货”的方式了结质量纠纷。
(6)必用性。水利工程多建在江河之上,一般都是挡水、过水或提水建筑物,受自然环境的制约。有时遭遇突发性洪水等严重自然灾害,不论工程建成与否,都得部分或全部投入使用,这是水利工程区别于其他土木建筑工程的一个显著特点。
1.2.4 水利工程质量监督管理的特点
由于水利工程建设具有自己的特点,工程质量又存在上述特性,因而水利工程质量监督管理也形成了以下自己的特点。
(1)任务艰巨。因工程量大、投资多、工期长、工序繁多,参加施工的工种、人员多,又受地形、地质、水文、气象等自然条件尤其是受季节性变化影响较大,有时为了使工程安全度汛,除拼命赶工期外,还不得不采取临时应急措施。而水利工程建设质量又特别重要,一旦失事不仅工程本身蒙受损失,还会带来严重的次生灾害,给国家和人民带来巨大的灾难。这不仅是经济问题,而且是严重的政治问题。为此,水利工程质量监督工作者要有高度的责任感和使命感,本着对国家对人民高度负责的精神,努力做好自己的本职工作。
(2)条件艰苦。因工程建设地点远离城镇,还有的在偏远山区,且地点分散,质量监督管理工作量大面广。由于交通不便,生活条件艰苦,基层质量监督管理人员难以相对稳定,质量信息传递及反馈都比较慢。
(3)专业性强。水利工程种类繁多,如大坝、水闸、溢洪道、水电站、倒虹吸、渡槽等,同一类建筑物按其使用材料和结构形式又可分成好多种,如大坝又可分成土坝、土石坝、混凝土坝、面板坝、面板堆石坝、浆砌块石坝等,混凝土坝又可分为拱坝、支墩坝、重力坝,拱坝又可分为单拱坝、多拱坝、双曲拱坝等。同一类建筑物按其作用和规模的大小分成不同的等级。即使是同一类同一等级的建筑物由于其分布的地理位置、水文、地质条件及其所遭遇的气候条件等的不同,施工方法也有很大差异。由于水利工程项目种类繁多、技术复杂,规程、规范和技术标准难以做到面面俱到,这就要求从事水利工程质量监督管理工作的人员,必须具有一定的专业知识,较丰富的工作阅历和能够应对各种复杂情况的工作能力,既要严格履行有关的质量监督程序,又要针对各个工程的特点,采取多种多样的质量监督工作方式。