同樂河應急水質提升項目施工組織設計進度優(yōu)化研究

鄭潤民

(深圳市水務規(guī)劃設計院股份有限公司，廣東 深圳 518000)

水利工程建設具有工程金額大、多部門協(xié)同參與、工序銜接緊密、施工條件復雜的特點，其中施工組織設計是設計中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，它是論證設計變成現(xiàn)實的可行性和經(jīng)濟合理性的基本依據(jù)。施工組織設計主要包括施工方法、施工進度及施工布置等內容，是工程籌建規(guī)劃的基本依據(jù)，影響工程從圖紙到實際建筑的落地，具有重要的經(jīng)濟價值意義。因此，要加強對施工組織設計的進度優(yōu)化，通過應用工程計算公式、工程類比經(jīng)驗案例、系統(tǒng)工程學以及計算機技術，提高施工組織設計進度優(yōu)化研究水平[1]。

0 引 言

同樂河應急水質提升項目主要用于解決寶龍污水處理廠未建成前處理現(xiàn)狀管網(wǎng)收集的污水，消除旱季干流截末端箱涵污水溢流，，為下游橫嶺污水廠騰出處理空間，同時對同樂河、南約河回補生態(tài)水，提高河流水環(huán)境容量。該工程的建設和運行耗資較大，且受多種因素的制約和影響，其中雨季施工、安裝工程、地下大體積混凝土施工及抗裂防滲是工程施工組織設計的重點。為保證快速施工，按照合同約定時間節(jié)點完成建設任務順利投產，解決施工難點、保證工程質量，需要采用科學技術手段進行施工組織設計優(yōu)化，制定切實可行、經(jīng)濟合理的處理工藝方案，經(jīng)全面技術經(jīng)濟比較優(yōu)選出最佳的工藝方案和實施方式。

1 工程項目概述

1.1 規(guī)模位置

擬建設施設計規(guī)模為 2萬m3/d，主要指標出水標準達到地表水準Ⅳ類。設施選址于寶龍街道，現(xiàn)狀南同大道與規(guī)劃錦龍大道西北角，現(xiàn)狀同樂河起點左岸，用地面積6262m2，該地塊規(guī)劃為市政用地，現(xiàn)狀為固廢臨時堆放場。工程主要建設內容包括污水管、污水提升泵站、變配電設施、污水處理和污泥處理的生產設施、輔助生產配套設施、生產管理設施、排放管渠及附屬設施、排放口和水質自動監(jiān)測設施。

1.2 方案選擇原則

1)應充分考慮本工程的處理對象為生活污水，處理工藝滿足污水處理要求。

2)根據(jù)收集區(qū)域污水水質與水量，收納水體的環(huán)境容量和國家、省市的有關規(guī)定，選擇穩(wěn)定、可靠的處理工藝。

3)經(jīng)技術經(jīng)濟比較，優(yōu)先采用技術先進、經(jīng)濟合理、穩(wěn)妥可靠的工藝技術，既確保污水達標排放，又盡量降低建設投資和運行成本。

4)選擇的處理工藝應確保出水水質滿足國家和地方現(xiàn)行的有關規(guī)定，符合環(huán)境影響評價報告的要求。

5)對工程系統(tǒng)進行深入的分析比較，選用效果好、投資省、能耗低、操作管理方便、技術成熟的處理工藝，為工程建成后的運行管理提供可靠地依據(jù)。

6)作為應急水質提升設施，應盡量減少占地，建設進度快，見效快。

2 施工組織設計進度優(yōu)化選型

2.1 施工組織設計面臨的問題

2.1.1 雨季施工影響工期

土方工程施工期間為7月初，正值深圳雨季。根據(jù)地勘報告資料顯示，場區(qū)土質主要為淤泥。淤泥流動性較大再加上下雨影響，不易大面積裝載運輸，勢必造成土方工程施工效率降低，從而造工期延誤。

2.1.2 工藝管道和設備安裝面臨的重難點

1)池體底板防雷接地及套管預埋，存在波紋管及鋼筋混凝土管安裝時受地面標高影響較大，需要提前根據(jù)施工圖紙制定池體周邊管道安裝計劃。

2)池內滿堂腳手架拆除階段平行穿插施工管道和設備安裝工程，存在曝氣設備安裝面積大、標高要求嚴。

3)主體完工整體交安階段平行穿插施工管道安裝工程，要緊隨土建進度提前制定設備進場計劃，要設置設備保管流程，要加強成品保護措施。

4)機電設備安裝工程管道加工預制和設備堆場臨時用地，存在現(xiàn)場施工區(qū)域無法滿足設備和管道的堆放及加工制作。

2.1.3 底板及池壁的混凝土施工質量面臨的重難點

1)AO池、膜池基礎底板構筑物分區(qū)澆筑時各施工分段長寬尺寸約達25-40m，屬于典型的大尺寸凝土施工，且底板澆筑時間正值7-8月份，天氣炎熱，混凝土硬化速度較快，容易出現(xiàn)冷縫現(xiàn)象；

2)筑物池體高度較高，不能一次性完成澆筑，需分次(2-3次)施工池壁混凝土的澆筑，造成水平施工縫較多，施工縫處為薄弱環(huán)節(jié)，投產使用后，在施工縫處容易出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

2.1.4 混凝土的抗裂、防滲水專項管理重難點

施工地下室底板、頂板等混凝土，由于施工工藝、養(yǎng)護措施、溫控措施不到位，極容易造成混凝土抗裂，滲水。

2.2 施工組織設計進度優(yōu)化

一般可通過定性分析法、功能評價系數(shù)法、施工方案綜合評價法、運籌學優(yōu)選法、模糊層次分析法，選擇一種多種進行組合，對施工組織設計進行優(yōu)化，實現(xiàn)加快進度的目的。其中模糊層次分析法，在工程領域應用較多，該方法在實踐中常以優(yōu)化工期、優(yōu)化系統(tǒng)為抓手，實現(xiàn)施工組織設計進度優(yōu)化落地。優(yōu)化工期主要是采用多種措施實現(xiàn)壓縮關鍵工序時間。壓縮關鍵路徑的施工占用時間要重點考慮對工程成本、安全施工可能造成的影響，同時還要考慮到其他因素對工期造成的影響。在確保安全施工和工程質量的基礎上，調整施工工藝流程，實現(xiàn)有效壓縮施工工期。優(yōu)化系統(tǒng)可從提升時間資源的利用率入手，挖掘時間資源在空間資源上的使用，以空間換時間，降低時間復雜度，提升施工場地空間使用率[2]。

2.2.1 優(yōu)化施工組織工作任務

為了壓縮項目工期，就要調整施工組織方式，施工模式優(yōu)化為分區(qū)域流水作業(yè)，根據(jù)施工工藝，合理調整工序，盡量實現(xiàn)并行施工、交叉作業(yè)、分區(qū)域流水作業(yè)。在單位時間內并行推進多任務同時作業(yè)，充分發(fā)揮施工場地的空間效率，提高施工過程中臺班人均勞動效率。在優(yōu)化過程中，要充分考慮以下3個方面：①施工方案是否有多線程作業(yè)的可能；②資源供給方面是否充足；③施工作業(yè)場地是否支持多線程并行作業(yè)。

2.2.2 優(yōu)化可用機動時間資源

為了保證關鍵工序的按時完工，通常會配置大量機動時間資源，但是由于施工會遇到各種不可預測的因素，導致工期十分緊張。為保證核心工序按時保質完工，就要優(yōu)化普通工序中的機動時間，將資源調整給關鍵工序。

3 施工組織設計進度優(yōu)化實踐

3.1 堅持設計先行，化設計要效益

從施工組織設計入手，優(yōu)化設計方案中的施工方案、工序搭接、場地布置、人員配置，從源頭上把控最優(yōu)施工方案，避免施工中出現(xiàn)窩工、工序銜接不合理、場地中物資二次搬運、人員配置缺失(過度)等不利因素。提升施工組織設計的重視力度，設計方要和施工方、管理方深入溝通，結合施工場地條件、管理方建設需求、業(yè)界技術水平、施工機械設備水平，做統(tǒng)籌規(guī)劃，對于可以通過挖掘空間使用率，縮短工期的方案(措施)，要盡力考慮。對于施工可能出現(xiàn)的風險，要從設計源頭制定安全措施。

3.2 實體性與景觀性并存，突出設計特色

在總體布置上，采用園林化的設計手法，充分利用場地內有大片綠地的條件，布置小品式建筑，同時充分利用污水廠已處理好的“中水” 資源，以“水” 來體現(xiàn)污水廠的建筑特色。并與當?shù)貓@林、環(huán)保部門或當?shù)刂参镅芯繖C構進行合作，在先前開發(fā)地區(qū)種植當?shù)鼗蚱渌线m的植物，以恢復剩余空地地貌或科學綠化，補救施工活動中人為破壞植被和地貌造成的土壤侵蝕。

在整體設計中充分考慮其建筑屬性，在服從生產工藝流程的基礎上著重考慮其生態(tài)氛圍，在滿足建筑空間與用地尺度配置適宜的前提下還緣于自然，使整個污水站圍繞于綠色之中，形成優(yōu)美、寧靜的人工自然空間。

3.3 多措并舉，壓縮工期實現(xiàn)快速施工

溝通當?shù)鼐游瘯⒔值?、轄區(qū)政府主管部門，保障作業(yè)環(huán)境順暢，創(chuàng)造連續(xù)作業(yè)環(huán)境，避免停工；組織監(jiān)理單位、施工總包單位、設備安裝單位、勞務分包單位協(xié)商提供必需的施工條件與操作面，按照總進度計劃組織施工隊伍進行流水作業(yè)，確保按計劃順利完工；推廣小流水段施工工藝、合理安排工序、科學管理、加快工程進度。在保證不增加工程造價或節(jié)約投資的前提下，采用“四新技術”(新技術、新設備、新材料、新工藝)，減小勞動強度和勞動量，從而縮短工程工期。

3.4 迎難而上，制定重點施工保障措施

3.4.1 雨季施工保障措施

1)采用降水井抽水，降低地下水位達到場地硬化的效果。在全場內間隔約50m距離旋挖Φ800cm的降水井，井深總長約低于基坑底部4m，井底用粗砂封底，厚約1m。井內用Φ600mm的鋼護筒護壁，鋼護筒上間隔30cm穿梅花泄水洞(Φ1cm)，井內放置潛水泵抽水，確保井內水面離基坑底≧2m。

2)由于工期正逢雨季無法避開，為避免雨季土方施工造成工期嚴重滯后，錯開雨天，根據(jù)工作量、工作面合理增加作業(yè)人員和機械臺班量。在土方開挖到位后，立即進行底板墊層施工，以減少雨季施工對工程作業(yè)的直接影響。

3.4.2 工藝管道和設備安裝保障措施

1)池體底板防雷接地及套管預埋，底板混凝土澆筑完后先進行周邊土方回填及夯實將池體外架基礎標高盡量提高，將根據(jù)施工圖紙進行低標高管段的安裝工作并預留檢查井。在施工圖紙明確后，將盡快組織進行圖紙會審，并對圖紙進行完善。根據(jù)各管線安裝標高及底板鋼筋標高制定合適的管道安裝計劃。

2)池內滿堂腳手架拆除階段平行穿插施工管道和設備安裝工程，嚴格控制設備安裝區(qū)域施工質量，嚴格安裝施工圖集進行套管防水工作，堅決避免閉水試驗時由于施工不當導致漏水。

3)主體完工整體交安階段平行穿插施工管道安裝工程，確保編制的設備到場進度計劃合理，執(zhí)行設備開箱驗收制度。

4)機電設備安裝工程管道加工預制和設備堆場臨時用地，對內盡量利用場地內規(guī)劃設計綠化帶作為機電設備安裝和設備堆放場地，對外積極協(xié)調、租用合適場地進行設備存放和加工。

3.4.3 底板及池壁的混凝土施工質量保障措施

天氣炎熱必要時設置兩臺混凝土泵同時澆筑，避免留置施工縫；控制泵送工藝，加強潤泵、泵送管理，并制定泵送中斷專項應急措施。

3.4.4 混凝土的抗裂、防滲水保障措施

1)原材料方面，選用水化熱較低的普通硅酸鹽水泥，同時在混凝土中摻入粉煤灰，降低水灰比，減少水泥漿量，延緩水化熱峰值的出現(xiàn)，控制收縮變形。

2)施工方面，底板各施工段一次連續(xù)澆筑，澆筑過程中堅持采用三次抹壓成型工藝。

3)養(yǎng)護測溫當面，預埋Ф50PVC管的方式對混凝土內部進行降溫，混凝土內外溫度要按要求測溫，控制內外溫差。

3.5 施工場地平面布置

為避免場地二次分配調整。在項目南側(錦龍大道與南通大道十字路口北側中鐵二局項目大門旁)開設一個施工大門用于泥頭車出場機工程車、材料車進出場；場外道路利用錦龍大道和南通大道形成外圍交通環(huán)路，可滿足土方車輛及大型機械設備進退場需求；一區(qū)和二區(qū)內分別設立一條環(huán)形出土臨時道路，與基坑出土坡道相連，形成循環(huán)出土通道。三區(qū)設立一條出土坡道；主體結構施工階段，施工臨時道路計劃利用設計廠區(qū)規(guī)劃道路通行。主體結構完工后按設計要求進行永久道路修筑。如圖1所示。

圖1 基坑階段平面布置圖

為加快土方施工。土方工程是影響工期的主線，各分項工程都要圍繞這一主線組織施工。要合理安排施工作業(yè)面，同時采用分區(qū)、分層、分步交叉流水作業(yè)。土方運輸?shù)缆诽钪u渣(每分層一次都需要填筑一次土方運輸?shù)缆返拇u渣)，挖土機逐層開挖基坑土方，并嚴格按照設計的分層開挖深度進行，充分利用空間和時間，保持土方施工進度；土方裝載、轉運，分區(qū)、分步施工。分區(qū)施工一是便于承臺、地梁、墊層等后序工程施工的流水作業(yè)，二是便于發(fā)揮機械性能，創(chuàng)造多機作業(yè)立體工作面。

3.6 資源利用

勞動力安排。在工程施工期間，根據(jù)勞動力部署原則計劃將對進場人員分級、分職責地進行動員教育，實際施工過程中，項目部將根據(jù)工程進度需要或實際情況，靈活調配勞動力安排。土石方施工班組配置計劃，主要包括平整場地土方、基坑及樁間土方；主體施工段施工班組配置計劃，包括管樁、鋼筋制作和模板安裝等班組；機電設備安裝班組配置計劃，包括管道安裝、設備安裝和吊裝等班組[3]。

物資材料安排。根據(jù)初步設計圖紙估算，本工程主要材料和主要周轉材料用量，見表1。

表1 主要材料和主要周轉材料用量

機械設備安排。為避免設備材料二次搬運。計劃投入1臺QTC80(6012)型塔吊，該型塔吊最大工作幅度3-60m，有效工作半徑約60m，最大起重量6T，臂端起重量1.3T。在塔吊無法覆蓋的區(qū)域，采用2輛25T隨車吊輔助材料轉運和吊送。

4 預期效益評價

4.1 經(jīng)濟效益

1)經(jīng)過施工組織設計進度優(yōu)化研究，確保了施工有條不紊地進行，減少工期9d，節(jié)約近200萬元工程投入。

2)實現(xiàn)了施工工期、施工質量、施工成本、施工安全、施工環(huán)境和施工效率等各項技術經(jīng)濟指標統(tǒng)籌管理，經(jīng)過根因分析，抓住了施工組織設計中的關鍵指標、重點問題，較好的發(fā)揮了投資效益。

4.2 社會效益

1)該項目投產后一定程度上緩解了龍崗河干流水質污染負荷，消除旱季干流截末端箱涵污水溢流風險，釋放片區(qū)污水處理壓力，同時提高同樂河、南約河河流水環(huán)境容量，改善了河岸生態(tài)環(huán)境質量。

2)該項目在總體布置上采用了園林化的設計手法，使污水廠成為具有花園式環(huán)境的綠化工程，改變了傳統(tǒng)對污水廠的認知偏見。

3)該水質提升項目，彌補了龍崗區(qū)水環(huán)境污水處理缺口，為明確污染防治攻堅工作提供了有效落地案例，為構建“高環(huán)境質量、提倡綠色發(fā)展、重視生態(tài)環(huán)境治理”的發(fā)展思路打下環(huán)保發(fā)展基礎，成為具有良好社會環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的基礎設施工程，對國家可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略進行了有益探索。

5 結 論

1)采用模糊層次分析法，對同樂河應急水質提升項目的施工組織設計進行了進度優(yōu)化分析，對施工難點、重點經(jīng)過專項分析，在保證施工質量的前提下，得到了工期最短、工程投入最優(yōu)的施工組織設計，為工程落地發(fā)揮了良好的指導作用。

2)研究和分析施工組織設計，能為工程施工提供量身定制的優(yōu)化方案，促進提升人工、機械、材料、施工作業(yè)場地利用率，提高了企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益和社會價值。