西江引水工程管理與技術創新

廣州市自來水公司 王建平

摘要：本文介紹了廣州市西江引水工程的管理和技術工作的創新。從工程組織架構及流程、征地拆遷、質量、安全、進度、資金控制等方面論述了西江引水工程在管理方面的經驗與創新。同時，針對大口徑長距離輸水管道施工、運行、安全監控等方面的關鍵技術進行了論述,并提出了完善和提高的方向，可為同類工程借鑒。

1 工程概況及意義

    廣州市西江引水工程既是列入國家《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要（2008—2020）》“建立合理高效的水資源配置和供水安全保障體系”的重點建設工程，也是廣州亞運會配套的民生供水工程，被列為了2010年廣州市政府十大改善民生實事之一。

    廣州市西江引水工程取水規模為350萬m3/d，取水點位于西江思賢滘下陳村，用于置換西村、石門和江村水廠水源。工程投資概算89.53億元，主管線采用DN3600的鋼管和PCCP管。

    西江引水工程主線路以佛山市三水區下陳村為起點，沿途跨越佛山市三水區西南街，南海區丹灶鎮、獅山鎮、里水鎮以及廣州市白云區石井街的25個（行政）村113個自然村，穿越北江東平水道、西南涌、白泥河等通航河道及51條大小河涌，與京廣、廣珠、武廣、廣茂、貴廣、南廣等6條鐵路和1條國道、6條高速公路、22條市政路交叉，由設于廣州鴉崗的分配泵站將原水分配至廣州西北部水廠，總線路長約71.6km，主干管47.6km(其中佛山段46km),支線約24km。全線設二個泵站，即下陳村取水泵站和鴉崗配水泵站。

    在確保工程質量的前提下，從2008年12月正式開工到2009年9月29日通水，僅用1年半多一點的時間完成了常規建設需要3～4年才能建成的特大型引水工程。

1.1 形成“三用一備”的優質供水水源格局

    在供水格局上，廣州市中心城區的供水從此形成國內大城市罕有的取水水源三足鼎立之勢，即東有東江，南有北江，北有西江的三大優質水源并舉、相互補充的科學保障水源格局，廣州市西北部水廠原有的水源經過治理后作為應急備用水源，“三用一備”的供水水源格局使廣州中心城區供水應急保障能力與城市供水安全保障性得以全面提升。

1.2 全面提升供水水質，率先達到新國標

    廣州市西江引水工程全面提升了廣州城市供水安全性，實現了城市供水水質的大飛躍。

    西江水水質常年處于Ⅱ類標準，豐水期大部分指標達到Ⅰ類。優質的西江水入穗后，廣州中心城區飲用水水源100%達標，水質更穩定，口感更好，讓市民實現了從喝“放心水”到喝“優質水”的飛躍。西江引水工程完工后，西北部水廠水源已全部切換為西江水，東部水廠增加生物預處理工藝也已在2010年內完成，加上采用北江水源和深度處理工藝的南洲水廠，到2010年底，廣州已提前兩年在全國大城市中率先全面達到國家《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006），在城市供水水質方面成為全國的排頭兵。

2 工程管理與創新

    廣州市自來水公司成立專門的“廣州市西江引水項目辦公室”具體負責工程建設管理工作，公司總經理兼任項目法人。西江引水工程投資額之巨大，工程實施之復雜，建設工期之緊張，牽涉范圍之廣泛，刷新了南方地區引水工程建設的記錄。而且在不到兩年（主干管的施工期不到一年）的時間里建設如此大型引水工程，也創造了我國水務工程建設史上的奇跡，而創造這一奇跡靠的是“科學的決策，完善的制度，嚴格的控制，高效的運作，強大的執行力和嚴密的監督機制”。工程在質量、安全、進度、資金控制等科學管理方面有許多閃光點和創新點。

2.1 組織架構

    西江引水工程籌謀于上世紀末，最終于2007年正式進入規劃、選址等立項前期工作。工程籌建初期，必須統籌兼顧，科學策劃，高效決策，才能確保各項工作按照既定目標，多管齊下，齊頭并進，順利實施。

    “廣州市西江引水項目辦公室”（項目辦）是項目的具體實施組織，合理的劃分組織內部與外部職能，建設高效的組織架構是保障工程快速、順利實施的先決條件。項目辦將全長71.6公里管線按照地理位置、施工工法等不同因素劃分為24個標段，通過公開招標方式產生8個設計單位聯合體、8個施工監理單位和24個施工單位，確保每個標段都有現場業主代表和設計、施工、監理項目負責人，共同協作完成建設任務。

    項目辦的組織架構和職能并不是一成不變的，隨著工程建設實施的需要，按照“以分段包干為主，總體控制為輔”的管理模式，創造性的實施了項目管理前移策略,設立三水、南海及白云三個分部，將陣線前移，全權履行業主職責，負責現場實施工作。同時，還根據工程實施需要，設立了計劃統計、審計監察、安全管理、質量管理、材料供應、設備供應、檔案資料管理以及結算管理等八個專責小組，通過讓這些工作小組獨立于部室工作，人員深入一線，靠前指揮，從而有利于及時發現問題，進一步加強了工程實施過程中的問題協調，提高問題的處理效率，為項目的順利完成提供了組織保障。

2.2    征地拆遷

    工程征借地工作從2009年3月份啟動后的半年時間里，僅完成了約30%的征地工作量，嚴重制約工程的正常實施。通過省政府建立聯席會議進行協調及督辦后，各市各區均馬上建立起了協調、督辦架構和高效快速的問題處理機制。機制理順后，征借地的各種審批、補償流程得到全面加快，工程實施過程中遇到的各類問題也及時得到協調解決。最終僅用3個月時間就100%完成余下的征借地任務，使工程建設走上了快車道，也創下了同類工程征借地速度的奇跡。

2.3 質量與安全控制

2.3.1 建立完善的技術規范體系，創新質量管理模式

    根據工程特點及要求，先后編制印發一系列技術規范，規范了管道的安裝操作流程。采取過程監督，要求施工單位必須按相關規范以及施工圖進行施工，監理必須按照規范進行驗收。進一步強化質量保障技術手段，引入社會力量強化質量管理，包括加強與當地質量安全監督部門聯動；聘請有國內大型工程經驗專家每天巡查管道安裝質量情況；啟動處罰機制，確保質量萬無一失。

2.3.2 建立全過程監控體系，嚴守施工質量關口

    在工程管道質量管理方面，建立了全過程質量控制體系。一是從管材設備到現場安裝進行嚴格質量控制；二是實施嚴格質量檢測標準。要求鋼管的每條焊縫必須通過超聲波和X光無損合格檢測；三是對每一道接口檢測過程進行聲像記錄，為施工質量的追溯保存依據；四是強化質量保障手段，加強與質量安監部門的合作，加大施工過程的質量監督；五是嚴把驗收質量關，認真抓好每一道工序分項，整體水壓試驗和功能性驗收工作，確保工程整體驗收合格。

2.3.3 建立終身追溯責任制，跟蹤管理施工質量

    主要是從資料管理入手建立工程質量追溯資料，形成終身責任制。要求監理單位、施工單位對每條管道的安裝人員、監理檢查人員、業主旁站都有確認記錄，對每道接口都采取拍照、錄像等形式記錄安裝質量、安裝地點和安裝人員等重要信息。同時嚴把施工驗收關：抓好了每道接口，特別是PCCP管的驗收工作；抓好每道工序、分項、分部的驗收；抓好水壓試驗和功能性驗收；抓好整體工程驗收，成立各部門參加的驗收小組，嚴格按照規范進行驗收。

2.3.4 安全控制

    在工程安全管理方面，建立了多級安全監控管理體系。業主、專家、現場監理、施工多方聯動，對在建工地實施全過程、多層面的安全監督檢查，及時發現并嚴抓落實安全隱患整改。通過嚴密的施工質量保障與安全監督保障，確保安全措施落實到實處。

    工程從設計方案、施工組織方案及制度三個層面進行安全管理控制，確保設計合理，施組完善，管理到位。同時還成立安全巡檢小組并與市安監協會聯動，針對雨天、暑天等特殊天氣重點抓。形成了施工監理單位、項目辦分部以及公司安全小組三級巡檢機制，對在建工地實行全過程安全監督檢查，對發現的安全問題馬上要求監理單位負責監督施工單位落實整改，有力地保證了工程建設的安全。實現了工程“零事故”目標。

2.4 進度控制

    建立精確的倒排計劃和實時的督辦反饋體系。項目實施時間短，系統性強，任何環節不扣緊，都必定影響下一環節的實施，為此，項目辦根據各時期的工作重點，按每周、每天甚至每小時進行倒排期，并強化督辦制度，形成實施、反饋、決策、修正的倒排期實施控制體系。確保工程能夠管得住，進度可控。

2.4.1 明確目標，強化節點控制

    一是要求參建各方統一思想，嚴格按照倒排計劃，加大人力物力的投入，采取連續施工，確保每天的工作任務得到落實，當天不能完成的任務要求三天內追回。二是針對工程各個重要節點環節制定科學合同的倒排期施工計劃，要求監理單位、施工單位嚴格按照計劃加強進度的控制。三是建立高效的信息反饋機制，從施工單位、監理單位、現場業主代表到各分部、部室直至項目辦領導，時刻保持高效的、暢通的、對稱的信息溝通。每天都要總結分析進度，及時解決存在的問題，確保西江引水工程實施系統處于高度可控狀態。

2.4.2 加強對施工敏感段的控制

    工程在沿線受外界村民的較多，對工程進度造成較大的影響，為此，項目辦一方面成立應急專責小組，繼續加緊協調和理順相關補償工作，并加強與當地政府的溝通，專人跟進當地村民動態，把問題處理在萌芽狀態。另一方面加強安全技術措施，督促施工單位嚴格按圖施工，落實好各項雨季施工、止水、防震、支護、應急措施，以及道路圍蔽，余泥排放，路面維護恢復等各項文明措施，減少施工擾民。

2.4.3 強化業主管理責任考核，落實目標管理

    將工程建設目標管理責任層層分解、層層簽約，建立起標段、分部到項目辦領導、項目法人代表的層級責任考核機制，每周不少于一次對各層簽約目標責任完成情況進行評估、分析、修正、反饋、確保每項工作落實到位。

2.5    資金與結算控制

    在工程資金管理方面，建立起全過程投資控制體系。首先通過組織專家對初步概算進行內審，委托造價機構進行預審核，將概算投資控制在合理水平，在工程實施過程中，將工程概算分解至各個單位工程，并對招投標、施工、結算等各個階段設置投資控制指標，以前一階段的控制成果作為后一階段的控制目標進行過程控制，最終達到項目總投資不突破概算的目標。

    工程總投資概算89.53億元，實際使用約為85億元，節省了投資4.5億元，資金控制極為成功。

3 工程關鍵技術與創新

    廣州市西江引水工程使用的PCCP管總重估約44萬噸，單管總長50714米,占工程總管長的比例約為41.8%；使用鋼管70577米，占工程總管長的58.2%，總耗鋼量約達14.4萬噸，超過三個“鳥巢”。工程在實施過程中沿途需穿越大型立交、重要鐵路、高速公路、市政路等，在施工工藝上采用了“明挖、盾構、沉管、頂管”四種工法，并創造了多項國內外同類施工記錄，個別工法甚至填補了世界空白，工程技術方面涌現了許多創新亮點。

3.1 盾構內襯鋼管工藝

    西江引水工程在穿越兩座大型立交-小塘立交和官窯立交時采用了盾構法施工，盾構長度分別為2470m和1620m。盾構隧道內二次襯砌采用的鋼管內襯方式屬于世界性創新技術，在盾構內徑5.4m的隧洞內裝設直徑4.8m的鋼管，形成同心圓鋼套筒結構，再在兩者之間填充自密實混凝土，起穩定、止推和防腐等作用。該工法技術難度極大，在國內外可查閱資料中尚無先例可循。鋼管承受內部水壓，盾構管片承受外壓，加強了管道的安全可靠性。同時成功攻克了大口徑薄壁鋼管在隧道內的運輸、對接、焊接、支撐、防腐、自密實混凝土的澆筑等諸多技術難題，為日后其他同類工程累積了寶貴經驗。

3.2 大管徑鋼管沉管工藝

    西江引水工程在過南沙涌、北江東平水道、白坭河等三處確定采用沉管法進行過河管段的施工，三段的長度分別為223m，510m和331米。沉管法作為管道穿越河流的一種常用方法, 具有適用面廣、基本不影響通航等優點，同時，在水較深的河道施工，施工周期短，在工程造價等方面也更具優越性。直徑3.6米鋼管沉放安裝施工，書寫了國內最大管徑鋼管沉管施工紀錄。主要的施工工藝與控制要點包括:測量放線、溝槽開挖、鋼管制備、沉管段的焊接質量檢查、吊裝設備的準備、吊管下水、水面對接、管道就位和下沉、氣密性和水壓試驗、基槽回填等。

3.3 大口徑鋼管頂管技術

    頂管施工是一門涉及知識面廣、施工管理要求高、施工作業要求嚴的綜合性施工技術，最突出的特點是適應性。頂管施工采用何種施工方法是根據工程的特點、環境、地質、施工條件等因素決定，所以各種頂管方法都有其局限性，施工前必須要充分了解地質情況，選用與之適應的頂管施工方法。工程和順立交段直徑3.6米鋼管頂管雙線頂進順利實施，創造了華南地區頂管最大管徑頂管施工記錄。

3.4 不同地質條件下PCCP管基礎處理技術

    由于工程全線施工點多線長，加之地質條件復雜，屬典型的南方地區砂土層或者溶洞層，地下水豐富，使管道安裝在基礎加固處理方面難度非常大。地質勘測表明，全線約有80％的管道地基底層以沖積層中的淤泥質土和粉細砂層為主，該地質的特點在于地下水量豐富，水位淺，承載力低、變形大，極易產生沉陷變形，這給基坑支護、降水止水、基礎處理帶來極大的難度。

    PCCP管基礎處理是本工程管道施工的難點，全線PCCP管總長約27km，根據地質勘測，僅有約30％(8.6km)的天然基礎地段不需要進行基礎處理，其余均需要采取換填或攪拌樁、預制管樁等基礎處理方式。由于PCCP管為柔性接口，自重相對較大，為保證管道的穩定性，在軟弱地基范圍內除了做水泥攪拌樁或預制管樁的基礎處理外，上鋪砂墊層，再在樁頂現澆25cm素混凝土底板；部分管樁上沒鋪砂墊層的則現澆50cm素混凝土底板加強抗剪能力。裝管完成后再搗制管基座。同時，在基礎處理過程中不能過多排出基坑內的地下水，避免周邊地面基礎下陷，并設置止水帷幕。

3.5 大口徑PCCP管與鋼管混合試壓技術

    西江引水工程47.6公里主干管采用PCCP管和鋼管混合安裝施工。在管材的混合試壓之前，需先對每隔5米一個的PCCP管接口進行4次壓力合格檢測，對每道鋼管焊縫進行超聲波及X光檢測。鑒于大口徑PCCP管道在南方土質、氣候條件下施工、使用還未有先例經驗，通過灌水、浸泡、打壓的水壓試驗過程可以檢驗已完管段的管道接口和基礎是否符合安全運行的要求，同時，一旦發生泄漏還有時間進行修復，并為運行后的管道維護、搶修提供借鑒。

    混合管材的試壓經驗，包括試壓方式、試壓要求、分段長度、壓力參數、實施過程以及注意事項等，為日后同類施工具有重要指導意義。

3.6 取水泵站優化運行系統

    針對大型的取水泵站，采用全面的流量計單泵計量、變頻無級調速等先進技術，實現水泵的綜合特性曲線在保持在高效區內運行，節省了能耗，實現了實時優化控制與泵站節能優化運行。

3.7 管線爆漏監控及自動化綜合管理系統

    西江引水管線長，壓力高，中間有發生爆管的可能。一旦發生，影響巨大，不但給沿線人民的生命財產造成巨大損失，還會影響廣州市西北部地區的供水安全。因此，對爆漏的預防和監控也是工程的難點和重點。為防止爆漏，在管線施工中考慮了防水錘技術的應用，選擇空氣閥作為輸水管線水錘防護的措施，同時在水泵出口設置液壓緩閉止回蝶閥、泵站出水總管設置壓力釋放閥等其他保護措施，防止可能出現水柱分離、關閥水錘等對管道系統產生的巨大破壞作用。

    同時，結合輸水管線放氣閥安裝位置，合理布置測壓點，建立起反映輸水管線爆漏位置和爆漏水量的壓降監測報警方法，對微量漏點進行分析和預判，及時將分析判斷結果反應到監控中心，通知管線巡查人員實施現場處理，有效地防止小的漏點變成大的爆漏事故。

    針對遠距離引水安全保障運行要求，開發建立各種計算機仿真模擬技術，提高安全保障技術管理水平。

4 工程運行管理的完善與提高

    進一步完善信息傳遞及自動控制系統。在工程系統范圍內建立起高效的信息傳遞通道和信息決策體系，合理實現系統的優化調度，建立起高效的自動控制系統，優化工程的自動控制系統，提高反應速度。

    完善原水的水質監控及突發污染預警。以多級屏障概念為基礎，在原水輸送上建設多級監測點，構建原水水質檢測預警系統。同步建立水質異常橫向調查聯動機制，多部門、多渠道、多角度對原水水質加強監控，最終實現西江流域的原水水質監控網絡體系，實現對原水的水質監控與預警，保障城市供水水質安全。

    進一步提高原水輸送的安全性。通過西江引水工程信息與監控系統的完善，實現三個層面的原水輸送安全：一是水質的安全，通過建立水質監控與預警體系來實現；二是水量層面的安全，通過信息及自控體系，對管線及系統運行的安全進行保障；三是機制的安全，通過信息化技術對工程的巡檢管理機制進行優化，提高管理質量和效率。

    打造精品工程、品牌工程、創新工程。向國家、省市有關部門申請相應的工程和科技管理項目支持，引進國外先進的管道運行監控及管道安全檢測以及管道爆漏探測和預警技術，進一步完善、提高西江引水工程的管理和技術水平，形成長距離引水工程的示范工程品牌。

5 結語

    西江引水是一個系統工程，從論證到決策，從征地到拆遷，從設計到施工，從材料供用到設備選型，從工程實施管理到運營管理，遇到了許多新的問題，也產生了許多新的思路和方法，在工程管理和技術方面有了一些創新，期望能給行業管理和技術的發展提供一點借鑒，不足之處敬請批評指正。

附件:廣州自來水公司交流材料