立体交叉作业法的小型水利工程施工优化探讨

摘要：立体交叉作业法在建筑、交通等领域已得到了广泛地运用，并取得了重要的成果。这种作业法能够根据生产任务的特点，通过合理的组织和安排，在施工时间上和施工空间上交叉重叠进行不同工序的施工，从而充分利用施工场地，充分发挥生产能力，提高工作效率，缩短工期。立体交叉作业法虽然在建筑、交通等领域已得到了广泛地运用，并取得了重要的成果，但是将其应用到小型水利工程施工中仍然存在许多的困难。小型水利工程的规模小，地形、地势复杂多变，施工条件较差，不能照搬其他行业的经验来应用立体交叉作业法，需要针对小型水利工程的实际情况对立体交叉作业法进行研究和优化。因此，探讨立体交叉作业法在小型水利工程施工中的优化策略具有重要的现实意义。
  关键词：立体交叉作业法；小型水利；水利工程；工程施工

前言：

农灌用水、防洪减灾、抗旱用水、水源调配等工作的开展都离不开小型水利工程，小型水利工程对区域经济社会稳定发展起到至关重要的作用。随着我国重视水利基础设施建设水平的不断提高，小型水利工程越来越多，但传统小型水利工程施工方法，施工周期长、资源利用率低、上下左右各施工工序搭接差，造成工程建设成本增加，有的甚至影响工程建设整体质量和工期。在这样的背景下，寻求一种高效、科学的施工方法成为小型水利工程建设领域亟待解决的问题。
一、立体交叉作业法

立体交叉作业是一种快速施工组织方法，它是指在施工过程中，把室内和室外、底层和楼层部分的土建、水电和设备安装等各项工程结合起来，实行上下左右、前后内外、多工种多工序相互穿插、紧密衔接，同时进行施工作业。这种施工方式充分利用了空间和时间，尽量减少以至完全消除施工中的停歇现象，从而加快了施工进度，降低了成本。对于规模大、结构复杂、工序和专业繁多、工期紧的工程，立体交叉作业尤为必要和重要。

工期压缩效率公式如下：

T传统：传统顺序作业的总工期T：第i个交叉作业环节的时间重叠系数（0≤a_i<1，如测量与勘察同步时a_i=0.3）；n：可交叉的独立作业环节数量。

二、立体交叉作业法在小型水利工程中的应用

（一）施工前期规划与准备中的应用

小型水利工程施工的前期，运用立体交叉作业法可以大大提高前期的规划和准备工作的效率。（1）合理确定施工场地的空间位置。水利工程涉及的范围广，空间位置要求严格，比如取水口、蓄水池、输水管道敷设等场地。运用立体交叉作业法可以同时在各个场地进行测量、地形查勘、施工设计等工作。例如，在测量取水口位置的同时，可以对蓄水池场地的地形进行查勘，这样可以避免传统顺序作业法中时间上的等待，大大提高前期规划的进度。（2）合理调配施工材料和设备。在规划阶段，不同施工过程所需要的材料和设备可以同时进行采购和运输。例如，在进行输水管道敷设的规划时，可以同时运输管道，而在进行蓄水池的规划工作的过程中，可以调配混凝土、钢筋等材料。如此一来可以避免施工过程中由于材料和设备短缺而等待调配的时间，避免工期的拖延。

（二）主体施工过程中的应用

小型水利工程的主体工程施工，采取立体交叉作业法可大大提高工作效率和质量。如取水口的施工与输水管道的施工，在取水口进行基础浇筑时，输水管道可同时进行管沟开挖，二者互不干扰，采取立体交叉作业，一个完成一道工序不休息，另一环节就可以开始作业，而不需等待另一个完成一道工序。如此一来能够大大提高工作效率，而一个工序完成等待另一个完成一道工序的时间都属空耗时间。蓄水池的墙体砌筑，附属的排水，防护栏等设施，也是采取立体交叉作业法。墙体砌筑时，排水设施、防护栏等设施可同时进行。采取这种作业方法，可加快整个工程的进度，而且各个部分的施工可互相得到协调，互相配合。排水设施的施工可随着蓄水池的建设进行，使其发挥作用。

（三）施工后期调试与验收中的应用

小型水利工程施工的后期阶段，立体交叉作业法也有重要的运用。试车阶段不同的水利设施可以进行交叉试车。比如，取水口的取水设备可以调试，蓄水池的水池调试也可以同时进行。这样，不同的设施试车可以互相等待，互相配合，相互发现设施间不能衔接的问题，进而及早解决。如同时试车可以验证取水设备出水是否满足蓄水池的蓄水要求，进而及早调整设备参数。(2)验收阶段立体交叉作业法也可以运用。不同的专业验收人员可以对不同专业的设施进行验收。比如，水利工程师可以对水利设施的正常工作进行验收，结构工程师可以对建筑物的结构安全进行验收。这样多专业立体交叉验收，可以全方位、多角度对工程进行验收，进而及早发现设施的不足及安全隐患。

三、立体交叉作业法的小型水利工程施工优化措施

（一）强化施工组织管理

(1)制定施工计划。根据小型水利工程的特点和立体交叉作业的要求，合理安排各项施工环节的起始时间、结束时间和持续时间以及相互衔接关系，如取水口、输水管道和蓄水池的施工，应全面考虑空间时间和顺序关系，使各环节的施工都能有条不紊、紧密衔接地进行。(2)建立良好的沟通协调机制。立体交叉作业涉及的队伍多、施工环节复杂，只有做好沟通和协调工作，才能使工程顺利进行。成立沟通协调机构，定时召开施工协调会议，及时解决施工中出现的问题，如管道施工与其他环节的立体交叉作业，由于空间上的矛盾，经协调会议研究后，及时调整方案，保证了施工进度。(3)加强调度管理。合理调配人员、材料和机械，根据施工进度和完成情况，及时调整调配方案，以保证施工的正常进行，如一个分项工程施工进度不能满足要求时，及时调配人员和机械，调整方案，把影响降低到最小。加强施工安全和质量的检查监督，确保立体交叉作业的顺利进行。

（二）提升施工技术水平

要提高小型水利工程立体交叉作业的施工质量，关键在于提高施工技术水平。（1）推广和应用新工艺、新技术。管道连接采用F形三通管对接，可省去管件焊接、试压、保温等工序，安装速度快，质量有保证。又如采用先进的混凝土灌注技术，可大大提高蓄水池等混凝土结构的施工质量及耐久性。(2)加强施工人员培训。培训内容包括立体交叉作业的新技术、新工艺，让施工人员明确施工中的注意事项和操作要求。对不同工种交叉作业中易出现的问题，组织施工人员研讨，让上道工序的操作人员掌握下道工序的操作方法。目前，信息化技术广泛应用于施工管理中。通过BIM建立小型水利工程三维模型(如图2所示)，直观地表达各施工工艺的空间关系及顺序关系，找出施工中的矛盾并提前进行优化；通过施工信息化管理平台对施工进度、质量、安全进行管控，及时调整施工方案，提高施工效率和管理水平。

图1水利工程BIM三维建模

（三）加强安全风险管理

(1)安全管理制度。制定和完善各施工队伍、人员的安全管理责任制度，安全施工操作制度，安全应急预案等。如立体交叉作业中高处坠落、物体打击等安全生产事故预防方法及相应的应急预案。(2)安全教育。对所有施工人员进行安全教育，提高安全施工意识和自我防范能力。对初次入场的施工人员进行施工现场安全教育，使新入场人员尽快熟悉施工现场的安全生产环境和施工安全管理程序。如通过安全教育使施工人员认识到违章操作的危害，强化安全防范意识，不违章作业。(3)安全施工条件。在立体交叉作业的交叉作业处设置安全警示标志，制定相应的安全防护措施，如戴安全帽、系安全带、安装防护网等。对施工现场的安全设施设备进行定期安全检查，及时排除安全隐患，确保安全设施设备的正常运转。如对高处作业的施工平台的稳定性进行安全检查，排除安全隐患，确保施工人员的生命财产安全及工程建设顺利进行。

四、结束语

在小型水利工程施工中，立体交叉作业法具有较高的应用性，本文针对该作业法的施工优化进行探讨。基于小型水利工程的施工情况发现，立体交叉作业法的应用有利于实现施工效率和质量的提高、工期和成本的降低，在施工中对空间和时间、各施工工序的搭接、安全施工管理等进行合理安排，能发挥出立体交叉作业法的优势，但立体交叉作业法的应用也会带来施工组织难度加大、安全施工管理难度大的问题，对此，我们要正确认识，并积极研究解决。在今后的发展中，研究并应用新的技术、理念，更好地发挥立体交叉作业法的施工优势，提高小型水利工程施工的效率、安全和质量，为水利建设提供更好的服务。

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