探讨水利水电施工管理

【摘要】水利水电工程施工的关键之一是施工进度的控制和管理，工程施工过程具有诸多不确定性, 项目完工风险分析要考虑各资源分配和工序约的制约与搭接. 用Visual C++自行开发了网络计划PERT软件系统, 同时为了验证本程序的有效性, 采用该程序对某水电站前期公路工程施工进度进行了仿真计算和分析实现右岸高线交通洞工程计划工期风险最大。

【关键词】施工进度风险分析 、控制和管理 、故障树方法

中图分类号： TU74 文献标识码： A

1引言

水利水电工程施工的关键之一是施工进度的控制和管理. 传统的施工进度依靠网络计划技术来编制, 由于施工中受诸多内在、外在风险因素的影响, 各项活动时间的确定往往精度不高, 势必造成实际进度与计划进度有偏差. 运用故障树风险分析方法对影响水利水电工程施工进度的各种风险进行评价, 并且将工程风险技术与PERT网络技术、计算机仿真技术结合起来,建立PERT风险网络仿真模型, 用于水利水电工程施工进度风险分析. 同时笔者用Visual C++自行开发网络计划PERT软件, 对某水电站前期公路工程施工进度计划进行了实例验证, 并取得了较为满意的结果.

2工程施工进度风险的分析

施工进度受其规模、复杂性、管理的难度和技术含量等风险因素的影响, 且受资金、资源的制约. 这就需要通过科学的方法来定量研究不确定性和随机现象,以降低风险程度, 为决策提供可靠的依据. 因此, 采用故障树分析方法对水利水电工程施工进度风险进行分析较为合适.

211故障树方法原理

故障树分析( Fault TreeAnalysis, 简称FTA)是大型复杂系统可靠性、安全性分析和风险评价的一种方法[ 1], 把所关心的结果事件作为顶事件, 用规定逻辑符号表示, 找出导致这一结果事件所有发生的直接因素和原因, 并处于过渡的中间事件, 由此深入分析, 直至找出事故基本事件为止. 其步骤如下: ( 1)选择合理的顶事件, 这是成功与否的关键; ( 2)收集技术资料,建造故障树; ( 3) 对故障树进行简化; ( 4)对故障树进行定性或定量分析.

212故障树方法在工程施工进度风险分析中的应用施工中资金风险、技术风险、项目行为主体产生的风险为可以预见的, 社会环境风险对于大型水利水电工程, 可以通过仔细研究政策、法律法规避免, 而自然环境风险不可预见因素较多, 是影响施工进度的主要

因素. 本文主要讨论影响施工进度的自然环境、资金、技术、项目行为主体产生的风险因素.

( 1)故障树概念的建立. 施工中资金风险、技术风险、项目行为主体产生的风险、自然环境风险这四部分任何一部分发生, 则施工进度风险就会发生. 其故障树

如图1所示.

图1水电站施工进度风险中的故障树

( 2)故障树的简化. 故障树分析的最终目的是得到由基本事件的发生概率所计算出的顶事件的发生概率, 这就要求对原始故障树进行化简. 针对图1的各个文件可以假定它们的编码如下: {T=施工进度风险};{A=资金风险, B=项目行为主体产生的风险, C=技术风险, D=自然环境风险}; {A1=自有资金风险,A2=筹资风险, B1=项目管理者风险, B2=承包商风险, C1=设计风险, C2=施工技术风险, D1=地质风险, D2=自然条件风险, D3=气候风险, D4=现场条件风险}; {A11=企业资金周转风险, A12=企业效益风险, A21=银行借款风险, A22=租赁筹资风险, A23=股票筹资风险, B11=宏观管理不利, B12=项目决策风险, B21=管理风险, B22=履约不利风险, C11=设计失误风险, C12=设计延误风险, C21=施工风险,C22=技术方案风险}.各门的等效布尔表达如下:

T=A+B+C;

A=A1+A2, B=B1+B2, C=C1+C2, D=D1+

D2+D3+D4;

A1=A11+A12, A2=A21+A22+A23;

B1=B11+B12, B2=B21+B22;

C1=C11+C12, C23=C21+C22.

用下行置换法, 从顶事件布尔表达式进行置换和

展开, 直到得到顶事件最小割集的表达式如下:

T=A+B+C+D=A1+A2+B1+B2+C1+C2=

A11+A12+A21+A22+A23+ B11+ B12+ B21+

B22+C11+C12+C21+C22+D1+D2+D3+D4.

对于图1顶事件的最小割集为: A11, A12, A21,

A22, A23, B11, B12, B21, B22, C11, C12, C21,

C22, D1, D2, D3, D4. 在得到顶事件的最小割集后,即可以进行顶事件施工进度风险概率计算.

3PERT网络蒙特卡洛仿真

3.1计划评审技术(PERT)

PERT是利用概率论统计理论, 对那些不能确定其持续时间的工作先估计出三种互不相同的时间, 求出它们的加权平均持续时间或期望持续时间, 然后按CPM法的方法进行时间参数的计算和分析, 同时根据概率论分布规律确定各种时间参数所出现的概率, 从而对计划实现的可能性做出客观预测.PERT计算机仿真, 是由计算机产生各工序作业时间服从确定分布的随机作业时间, 每产生一次各工序的随机作业时间相当于施工一次, 即仿真一次. 每次工期和关键线路可能不同. 经多次仿真计算, 最后得出工期的概率分布、每条线路成为关键线路的概率(概率最大的即为关键线路)、各工序处于关键线路上的概率(关键度)以及可能引起关键线路转移的主要工序等. PERT计算机仿真, 较好地反映了工序作业时间的统计规律性. 所确定的关键线路可信度高, 从而提高了计划实施的可靠度, 并扩大了PERT的功能.

3.2蒙特卡洛模拟计算分析

蒙特卡洛方法是一种计算机模拟方法, 它的基本思想是构造各个随机变量的概率模型, 然后对概率模型进行抽样试验, 并用试验结果作为问题的解. 其步骤如下: ( 1)确定模拟计算次数N; ( 2)根据研究兑现和目的, 确定每一项活动的持续时间或施工费用; ( 3)确定每一个风险变量的分布特征, 计算分布函数的参数;( 4)根据工作间逻辑关系, 绘制网络图; ( 5)产生随机数, 计算各活动的随机历时或费用, 并计算完工日期或工程费用; ( 6)统计完工日期大于计划完工日期的次数, 并记为M, 计算工程项目的风险度Pr.

4网络计划PERT实现及实例分析

用Visual C++自行开发了网络计划PERT软件系统, . 同时为了验证本程序的有效性, 采用该程序对某水电站前期公路工程施工进度进行了仿真计算和分析实现右岸高线交通洞工程计划工期风险最大, 次之是右岸低线, 最小风险是左岸过坝交通洞. 为了保证计划工期实现, 针对不同工程要采取具体防范措施, 考虑已存在的风险因素, 对于可预见风险, 严格落实防范措施; 对于人为因素的风险, 加强管理, 调动人的主观能动性; 对于影响施工进度的主要因素地质风险, 加强地质观测及预报, 地质数据认真分析, 施工上加大投入, 对技术方案可行性要充分论证.

5结论

水利工程施工过程具有诸多不确定性, 风险受多因素的影响, 在制定工程项目施工进度计划时要考虑各资源分配和工序间的制约与搭接. 运用故障树风险分析方法对影响工程施工进度的各种因素风险进行全面评价, 将网络计划PERT计算机仿真技术和工程多因素风险结合起来, 建立了PERT风险网络仿真模型,编制了PERT网络计划软件, 并采用工程实例进行了验证. 本文在项目完工风险中考虑了资源分配和工序制约, 同时对施工进度计划中的关键性问题也进行了全面考虑.