西江引水工程管理与技术创新

西江引水工程管理与技术创新
广州市自来水公司王建平
摘要：本文介绍了广州市西江引水工程的管理和技术工作的创新。

从工程组织架构及流程、征地拆迁、质量、安全、进度、资金控制等方面论述了西江引水工程在管理方面的经验与创新。

同时，针对大口径长距离输水管道施工、运行、安全监控等方面的关键技术进行了论述,并提出了完善和提高的方向，可为同类工程借鉴。

1 工程概况及意义
广州市西江引水工程既是列入国家《珠江三角洲地区改革发展规划纲要（2008—2020）》“建立合理高效的水资源配置和供水安全保障体系”的重点建设工程，也是广州亚运会配套的民生供水工程，被列为了2010年广州市政府十大改善民生实事之一。

广州市西江引水工程取水规模为350万m3/d，取水点位于西江思贤滘下陈村，用于置换西村、石门和江村水厂水源。

工程投资概算89.53亿元，主管线采用DN3600的钢管和PCCP管。

西江引水工程主线路以佛山市三水区下陈村为起点，沿途跨越佛山市三水区西南街，南海区丹灶镇、狮山镇、里水镇以及广州市白云区石井街的25个（行政）村113个自然村，穿越北江东平水道、西南涌、白泥河等通航河道及51条大小河涌，与京
广、广珠、武广、广茂、贵广、南广等6条铁路和1条国道、6条高速公路、22条市政路交叉，由设于广州鸦岗的分配泵站将原水分配至广州西北部水厂，总线路长约71.6km，主干管47.6km(其中佛山段46km),支线约24km。

全线设二个泵站，即下陈村取水泵站和鸦岗配水泵站。

在确保工程质量的前提下，从2008年12月正式开工到2009年9月29日通水，仅用1年半多一点的时间完成了常规建设需要3～4年才能建成的特大型引水工程。

1.1形成“三用一备”的优质供水水源格局
在供水格局上，广州市中心城区的供水从此形成国内大城市罕有的取水水源三足鼎立之势，即东有东江，南有北江，北有西江的三大优质水源并举、相互补充的科学保障水源格局，广州市西北部水厂原有的水源经过治理后作为应急备用水源，“三用一备”的供水水源格局使广州中心城区供水应急保障能力与城市供水安全保障性得以全面提升。

1.2全面提升供水水质，率先达到新国标
广州市西江引水工程全面提升了广州城市供水安全性，实现了城市供水水质的大飞跃。

西江水水质常年处于Ⅱ类标准，丰水期大部分指标达到Ⅰ类。

优质的西江水入穗后，广州中心城区饮用水水源100%达标，
水质更稳定，口感更好，让市民实现了从喝“放心水”到喝“优质水”的飞跃。

西江引水工程完工后，西北部水厂水源已全部切换为西江水，东部水厂增加生物预处理工艺也已在2010年内完成，加上采用北江水源和深度处理工艺的南洲水厂，到2010年底，广州已提前两年在全国大城市中率先全面达到国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），在城市供水水质方面成为全国的排头兵。

2 工程管理与创新
广州市自来水公司成立专门的“广州市西江引水项目办公室”具体负责工程建设管理工作，公司总经理兼任项目法人。

西江引水工程投资额之巨大，工程实施之复杂，建设工期之紧张，牵涉范围之广泛，刷新了南方地区引水工程建设的记录。

而且在不到两年（主干管的施工期不到一年）的时间里建设如此大型引水工程，也创造了我国水务工程建设史上的奇迹，而创造这一奇迹靠的是“科学的决策，完善的制度，严格的控制，高效的运作，强大的执行力和严密的监督机制”。

工程在质量、安全、进度、资金控制等科学管理方面有许多闪光点和创新点。

2.1组织架构
西江引水工程筹谋于上世纪末，最终于2007年正式进入规划、选址等立项前期工作。

工程筹建初期，必须统筹兼顾，科学
策划，高效决策，才能确保各项工作按照既定目标，多管齐下，齐头并进，顺利实施。

“广州市西江引水项目办公室”（项目办）是项目的具体实施组织，合理的划分组织内部与外部职能，建设高效的组织架构是保障工程快速、顺利实施的先决条件。

项目办将全长71.6公里管线按照地理位置、施工工法等不同因素划分为24个标段，通过公开招标方式产生8个设计单位联合体、8个施工监理单位和24个施工单位，确保每个标段都有现场业主代表和设计、施工、监理项目负责人，共同协作完成建设任务。

项目办的组织架构和职能并不是一成不变的，随着工程建设实施的需要，按照“以分段包干为主，总体控制为辅”的管理模式，创造性的实施了项目管理前移策略,设立三水、南海及白云三个分部，将阵线前移，全权履行业主职责，负责现场实施工作。

同时，还根据工程实施需要，设立了计划统计、审计监察、安全管理、质量管理、材料供应、设备供应、档案资料管理以及结算管理等八个专责小组，通过让这些工作小组独立于部室工作，人员深入一线，靠前指挥，从而有利于及时发现问题，进一步加强了工程实施过程中的问题协调，提高问题的处理效率，为项目的顺利完成提供了组织保障。

2.2征地拆迁
工程征借地工作从2009年3月份启动后的半年时间里，仅
完成了约30%的征地工作量，严重制约工程的正常实施。

通过省政府建立联席会议进行协调及督办后，各市各区均马上建立起了协调、督办架构和高效快速的问题处理机制。

机制理顺后，征借地的各种审批、补偿流程得到全面加快，工程实施过程中遇到的各类问题也及时得到协调解决。

最终仅用3个月时间就100%完成余下的征借地任务，使工程建设走上了快车道，也创下了同类工程征借地速度的奇迹。

2.3质量与安全控制
2.3.1 建立完善的技术规范体系，创新质量管理模式
根据工程特点及要求，先后编制印发一系列技术规范，规范了管道的安装操作流程。

采取过程监督，要求施工单位必须按相关规范以及施工图进行施工，监理必须按照规范进行验收。

进一步强化质量保障技术手段，引入社会力量强化质量管理，包括加强与当地质量安全监督部门联动；聘请有国内大型工程经验专家每天巡查管道安装质量情况；启动处罚机制，确保质量万无一失。

2.3.2建立全过程监控体系，严守施工质量关口
在工程管道质量管理方面，建立了全过程质量控制体系。

一是从管材设备到现场安装进行严格质量控制；二是实施严格质量检测标准。

要求钢管的每条焊缝必须通过超声波和X光无损合格检测；三是对每一道接口检测过程进行声像记录，为施工质量的追溯保存依据；四是强化质量保障手段，加强与质量安监部门的
合作，加大施工过程的质量监督；五是严把验收质量关，认真抓好每一道工序分项，整体水压试验和功能性验收工作，确保工程整体验收合格。

2.3.3建立终身追溯责任制，跟踪管理施工质量
主要是从资料管理入手建立工程质量追溯资料，形成终身责任制。

要求监理单位、施工单位对每条管道的安装人员、监理检查人员、业主旁站都有确认记录，对每道接口都采取拍照、录像等形式记录安装质量、安装地点和安装人员等重要信息。

同时严把施工验收关：抓好了每道接口，特别是PCCP管的验收工作；抓好每道工序、分项、分部的验收；抓好水压试验和功能性验收；抓好整体工程验收，成立各部门参加的验收小组，严格按照规范进行验收。

2.3.4安全控制
在工程安全管理方面，建立了多级安全监控管理体系。

业主、专家、现场监理、施工多方联动，对在建工地实施全过程、多层面的安全监督检查，及时发现并严抓落实安全隐患整改。

通过严密的施工质量保障与安全监督保障，确保安全措施落实到实处。

工程从设计方案、施工组织方案及制度三个层面进行安全管理控制，确保设计合理，施组完善，管理到位。

同时还成立安全巡检小组并与市安监协会联动，针对雨天、暑天等特殊天气重点抓。

形成了施工监理单位、项目办分部以及公司安全小组三级巡
检机制，对在建工地实行全过程安全监督检查，对发现的安全问题马上要求监理单位负责监督施工单位落实整改，有力地保证了工程建设的安全。

实现了工程“零事故”目标。

2.4 进度控制
建立精确的倒排计划和实时的督办反馈体系。

项目实施时间短，系统性强，任何环节不扣紧，都必定影响下一环节的实施，为此，项目办根据各时期的工作重点，按每周、每天甚至每小时进行倒排期，并强化督办制度，形成实施、反馈、决策、修正的倒排期实施控制体系。

确保工程能够管得住，进度可控。

2.4.1明确目标，强化节点控制
一是要求参建各方统一思想，严格按照倒排计划，加大人力物力的投入，采取连续施工，确保每天的工作任务得到落实，当天不能完成的任务要求三天内追回。

二是针对工程各个重要节点环节制定科学合同的倒排期施工计划，要求监理单位、施工单位严格按照计划加强进度的控制。

三是建立高效的信息反馈机制，从施工单位、监理单位、现场业主代表到各分部、部室直至项目办领导，时刻保持高效的、畅通的、对称的信息沟通。

每天都要总结分析进度，及时解决存在的问题，确保西江引水工程实施系统处于高度可控状态。

2.4.2加强对施工敏感段的控制
工程在沿线受外界村民的较多，对工程进度造成较大的影
响，为此，项目办一方面成立应急专责小组，继续加紧协调和理顺相关补偿工作，并加强与当地政府的沟通，专人跟进当地村民动态，把问题处理在萌芽状态。

另一方面加强安全技术措施，督促施工单位严格按图施工，落实好各项雨季施工、止水、防震、支护、应急措施，以及道路围蔽，余泥排放，路面维护恢复等各项文明措施，减少施工扰民。

2.4.3强化业主管理责任考核，落实目标管理
将工程建设目标管理责任层层分解、层层签约，建立起标段、分部到项目办领导、项目法人代表的层级责任考核机制，每周不少于一次对各层签约目标责任完成情况进行评估、分析、修正、反馈、确保每项工作落实到位。

2.5资金与结算控制
在工程资金管理方面，建立起全过程投资控制体系。

首先通过组织专家对初步概算进行内审，委托造价机构进行预审核，将概算投资控制在合理水平，在工程实施过程中，将工程概算分解至各个单位工程，并对招投标、施工、结算等各个阶段设置投资控制指标，以前一阶段的控制成果作为后一阶段的控制目标进行过程控制，最终达到项目总投资不突破概算的目标。

工程总投资概算89.53亿元，实际使用约为85亿元，节省了投资4.5亿元，资金控制极为成功。

3工程关键技术与创新
广州市西江引水工程使用的PCCP管总重估约44万吨，单管总长50714米,占工程总管长的比例约为41.8%；使用钢管70577米，占工程总管长的58.2%，总耗钢量约达14.4万吨，超过三个“鸟巢”。

工程在实施过程中沿途需穿越大型立交、重要铁路、高速公路、市政路等，在施工工艺上采用了“明挖、盾构、沉管、顶管”四种工法，并创造了多项国内外同类施工记录，个别工法甚至填补了世界空白，工程技术方面涌现了许多创新亮点。

3.1盾构内衬钢管工艺
西江引水工程在穿越两座大型立交-小塘立交和官窑立交时采用了盾构法施工，盾构长度分别为2470m和1620m。

盾构隧道内二次衬砌采用的钢管内衬方式属于世界性创新技术，在盾构内径5.4m的隧洞内装设直径4.8m的钢管，形成同心圆钢套筒结构，再在两者之间填充自密实混凝土，起稳定、止推和防腐等作用。

该工法技术难度极大，在国内外可查阅资料中尚无先例可循。

钢管承受内部水压，盾构管片承受外压，加强了管道的安全可靠性。

同时成功攻克了大口径薄壁钢管在隧道内的运输、对接、焊接、支撑、防腐、自密实混凝土的浇筑等诸多技术难题，为日后其他同类工程累积了宝贵经验。

3.2大管径钢管沉管工艺
西江引水工程在过南沙涌、北江东平水道、白坭河等三处确定采用沉管法进行过河管段的施工，三段的长度分别为223m，510m和331米。

沉管法作为管道穿越河流的一种常用方法, 具有适用面广、基本不影响通航等优点，同时，在水较深的河道施工，施工周期短，在工程造价等方面也更具优越性。

直径3.6米钢管沉放安装施工，书写了国内最大管径钢管沉管施工纪录。

主要的施工工艺与控制要点包括:测量放线、沟槽开挖、钢管制备、沉管段的焊接质量检查、吊装设备的准备、吊管下水、水面对接、管道就位和下沉、气密性和水压试验、基槽回填等。

3.3大口径钢管顶管技术
顶管施工是一门涉及知识面广、施工管理要求高、施工作业要求严的综合性施工技术，最突出的特点是适应性。

顶管施工采用何种施工方法是根据工程的特点、环境、地质、施工条件等因素决定，所以各种顶管方法都有其局限性，施工前必须要充分了解地质情况，选用与之适应的顶管施工方法。

工程和顺立交段直径3.6米钢管顶管双线顶进顺利实施，创造了华南地区顶管最大管径顶管施工记录。

3.4不同地质条件下PCCP管基础处理技术
由于工程全线施工点多线长，加之地质条件复杂，属典型的
南方地区砂土层或者溶洞层，地下水丰富，使管道安装在基础加固处理方面难度非常大。

地质勘测表明，全线约有80％的管道地基底层以冲积层中的淤泥质土和粉细砂层为主，该地质的特点在于地下水量丰富，水位浅，承载力低、变形大，极易产生沉陷变形，这给基坑支护、降水止水、基础处理带来极大的难度。

PCCP管基础处理是本工程管道施工的难点，全线PCCP管总长约27km，根据地质勘测，仅有约30％(8.6km)的天然基础地段不需要进行基础处理，其余均需要采取换填或搅拌桩、预制管桩等基础处理方式。

由于PCCP管为柔性接口，自重相对较大，为保证管道的稳定性，在软弱地基范围内除了做水泥搅拌桩或预制管桩的基础处理外，上铺砂垫层，再在桩顶现浇25cm素混凝土底板；部分管桩上没铺砂垫层的则现浇50cm素混凝土底板加强抗剪能力。

装管完成后再捣制管基座。

同时，在基础处理过程中不能过多排出基坑内的地下水，避免周边地面基础下陷，并设置止水帷幕。

3.5大口径PCCP管与钢管混合试压技术
西江引水工程47.6公里主干管采用PCCP管和钢管混合安装施工。

在管材的混合试压之前，需先对每隔5米一个的PCCP 管接口进行4次压力合格检测，对每道钢管焊缝进行超声波及X 光检测。

鉴于大口径PCCP管道在南方土质、气候条件下施工、使用还未有先例经验，通过灌水、浸泡、打压的水压试验过程可
以检验已完管段的管道接口和基础是否符合安全运行的要求，同时，一旦发生泄漏还有时间进行修复，并为运行后的管道维护、抢修提供借鉴。

混合管材的试压经验，包括试压方式、试压要求、分段长度、压力参数、实施过程以及注意事项等，为日后同类施工具有重要指导意义。

3.6取水泵站优化运行系统
针对大型的取水泵站，采用全面的流量计单泵计量、变频无级调速等先进技术，实现水泵的综合特性曲线在保持在高效区内运行，节省了能耗，实现了实时优化控制与泵站节能优化运行。

3.7管线爆漏监控及自动化综合管理系统
西江引水管线长，压力高，中间有发生爆管的可能。

一旦发生，影响巨大，不但给沿线人民的生命财产造成巨大损失，还会影响广州市西北部地区的供水安全。

因此，对爆漏的预防和监控也是工程的难点和重点。

为防止爆漏，在管线施工中考虑了防水锤技术的应用，选择空气阀作为输水管线水锤防护的措施，同时在水泵出口设置液压缓闭止回蝶阀、泵站出水总管设置压力释放阀等其他保护措施，防止可能出现水柱分离、关阀水锤等对管道系统产生的巨大破坏作用。

同时，结合输水管线放气阀安装位置，合理布置测压点，建
立起反映输水管线爆漏位置和爆漏水量的压降监测报警方法，对微量漏点进行分析和预判，及时将分析判断结果反应到监控中心，通知管线巡查人员实施现场处理，有效地防止小的漏点变成大的爆漏事故。

针对远距离引水安全保障运行要求，开发建立各种计算机仿真模拟技术，提高安全保障技术管理水平。

4 工程运行管理的完善与提高
进一步完善信息传递及自动控制系统。

在工程系统范围内建立起高效的信息传递通道和信息决策体系，合理实现系统的优化调度，建立起高效的自动控制系统，优化工程的自动控制系统，提高反应速度。

完善原水的水质监控及突发污染预警。

以多级屏障概念为基础，在原水输送上建设多级监测点，构建原水水质检测预警系统。

同步建立水质异常横向调查联动机制，多部门、多渠道、多角度对原水水质加强监控，最终实现西江流域的原水水质监控网络体系，实现对原水的水质监控与预警，保障城市供水水质安全。

进一步提高原水输送的安全性。

通过西江引水工程信息与监控系统的完善，实现三个层面的原水输送安全：一是水质的安全，通过建立水质监控与预警体系来实现；二是水量层面的安全，通过信息及自控体系，对管线及系统运行的安全进行保障；三是机制的安全，通过信息化技术对工程的巡检管理机制进行优化，提
高管理质量和效率。

打造精品工程、品牌工程、创新工程。

向国家、省市有关部门申请相应的工程和科技管理项目支持，引进国外先进的管道运行监控及管道安全检测以及管道爆漏探测和预警技术，进一步完善、提高西江引水工程的管理和技术水平，形成长距离引水工程的示范工程品牌。

5 结语
西江引水是一个系统工程，从论证到决策，从征地到拆迁，从设计到施工，从材料供用到设备选型，从工程实施管理到运营管理，遇到了许多新的问题，也产生了许多新的思路和方法，在工程管理和技术方面有了一些创新，期望能给行业管理和技术的发展提供一点借鉴，不足之处敬请批评指正。