貴州省丫他水庫工程施工建設(shè)管理研究

王富堂

(冊亨縣水務(wù)局,貴州 冊亨 552200)

0 引 言

水庫工程是一項(xiàng)涉及安全、能源、環(huán)保和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等各方面的重要基礎(chǔ)設(shè)施,其質(zhì)量、安全和使用壽命直接關(guān)系到國家和人民的利益[1]。因此,對于水庫工程的施工建設(shè)管理必須嚴(yán)格要求[2]。目前,傳統(tǒng)水庫工程施工建設(shè)管理模式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代工程建設(shè)的復(fù)雜性和高標(biāo)準(zhǔn)要求。而工程總承包(EPC)管理模式以其明確的責(zé)任、高效的決策和強(qiáng)大的集成能力,成為當(dāng)前水庫工程施工建設(shè)管理的研究熱點(diǎn)和新的應(yīng)用趨勢。

EPC管理模式是一種全過程、全方位的工程承包管理模式,通常包括工程設(shè)計(jì)、采購(或材料提供)、施工和調(diào)試等環(huán)節(jié)。在水庫工程施工建設(shè)中,采用EPC管理模式可以實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一優(yōu)化配置、風(fēng)險(xiǎn)的主動管控和成本的有效控制[3-4]。但EPC管理模式自身也存在不足,如在EPC管理模式中,溝通協(xié)調(diào)難度較大。各參與方之間的溝通和協(xié)調(diào)工作非常重要,尤其是設(shè)計(jì)單位、采購單位和施工單位之間的協(xié)作。如果溝通不暢或合作不緊密,可能會導(dǎo)致信息傳遞不及時、問題得不到及時解決,進(jìn)而影響到工程進(jìn)展和質(zhì)量[5-6]。

因此,本文將結(jié)合丫他水庫的實(shí)際需求和EPC管理模式的優(yōu)劣勢,提出一套基于EPC管理模式的丫他水庫工程施工建設(shè)管理方案,以期為同類型工程的施工建設(shè)管理提供新的研究思路。

1 貴州省丫他水庫工程施工建設(shè)管理

1.1 貴州省丫他水庫工程施工概況及施工建設(shè)管理分析

丫他水庫工程位于冊亨縣丫他鎮(zhèn)丫他村境內(nèi),處于者樓河上游一級支流老蠻溝上,地處冊亨縣城上游,壩址距冊亨縣城約21km,距鎮(zhèn)政府約2km。壩址以上控制集雨面積14.15km2,多年平均流量0.22m3/s。水庫總庫容261×104m3,興利庫容201.7×104m3;正常蓄水位843.00m,相應(yīng)庫容229×104m3。根據(jù)冊亨縣氣象站多年觀測資料統(tǒng)計(jì),多年平均氣溫19.2℃,1月份最冷,平均氣溫10.1℃;7月份最熱,平均氣溫26.1℃。日最低氣溫≤0℃的天數(shù)為1.1天,平均無霜期350.6天。

丫他水庫工程主要由水庫樞紐建筑物和輸水建筑物兩部分組成,水庫樞紐主要建筑物為擋水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物;輸水工程主要建筑物包括輸水管道及附屬設(shè)施,水庫壩體上游設(shè)工程管理區(qū)。該工程主要計(jì)劃目標(biāo)為供水人口1.8萬人,水利灌溉面積457.8hm2,可供水量327×104m3,總干管設(shè)計(jì)流量為0.44m3/s。

由此可見,該項(xiàng)目涉及的工程量大,施工周期長,施工人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜。如果施工建設(shè)管理方式不能滿足工程的具體要求,將影響工程施工質(zhì)量,導(dǎo)致責(zé)任推諉,增大解決問題的難度。針對這種情況,需要創(chuàng)新施工管理模式,將施工管理機(jī)制應(yīng)用到建筑工程項(xiàng)目中。根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況,合理劃分員工的工作職責(zé),并明確員工責(zé)任。當(dāng)問題發(fā)生時,可迅速確定問題源頭,提出有效的解決方案,并在問題解決后追究責(zé)任。這種方式能夠強(qiáng)化員工的責(zé)任感,監(jiān)督員工端正工作態(tài)度,從而提高工作效率。并且,丫他水庫工程屬于現(xiàn)代化水利建設(shè)項(xiàng)目,施工中會涉及多樣化的施工材料和設(shè)備,若仍采用傳統(tǒng)管理手段,而不優(yōu)化施工管理方式,會導(dǎo)致項(xiàng)目管理不及時、不到位,從而影響施工的效率與質(zhì)量。管理人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇合適的管理方法,掌握施工現(xiàn)場的實(shí)際數(shù)據(jù),如設(shè)備使用狀況和材料價(jià)格等,為控制施工成本提供依據(jù)。此外,工程建設(shè)中部分員工對項(xiàng)目認(rèn)識不足,影響施工效率。為了提高效率,需改變傳統(tǒng)的建設(shè)管理方式,使員工提前了解現(xiàn)場狀況,制定完善的計(jì)劃,確保充分掌握項(xiàng)目信息。結(jié)合實(shí)際情況,應(yīng)用創(chuàng)新管理模式于各個環(huán)節(jié),優(yōu)化水庫建設(shè)的施工方案,提高工程施工建設(shè)效率。

為了提高丫他水庫工程的施工效率,優(yōu)化建設(shè)方法和降低建設(shè)成本等,研究采用EPC項(xiàng)目施工管理模式,對該工程進(jìn)行施工建設(shè)管理[7-8]。EPC項(xiàng)目管理方案流程見圖1。

圖1 EPC項(xiàng)目管理流程

1.2 基于EPC管理模式的丫他水庫工程施工建設(shè)管理

1.2.1 丫他水庫工程質(zhì)量管理

丫他水庫工程施工流程復(fù)雜,因此需對施工質(zhì)量管理予以高度重視。首先是設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量管理,需要讓各施工環(huán)節(jié)的工程人員和設(shè)計(jì)人員熟悉水庫會議紀(jì)要、施工圖紙等。對設(shè)計(jì)方案逐一核實(shí),確保設(shè)計(jì)方案符合國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范要求,并進(jìn)行設(shè)計(jì)評審和技術(shù)交流會議,及時解決設(shè)計(jì)中的問題。其次是采購階段質(zhì)量管理,丫他水庫工程的材料多來自冊亨縣,采購時需制定明確的技術(shù)規(guī)范和采購要求,確保采購的材料和設(shè)備符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《水利工程施工監(jiān)理規(guī)范》(SL 288-2014)第6.2.14款第3條規(guī)定,平行檢測數(shù)量混凝土不少于承包人的3%(重要部位各標(biāo)號混凝土至少1組)、土方5%(重要部位至少3組)進(jìn)行取樣檢測。平行檢測由現(xiàn)場監(jiān)理人員對原材料、中間產(chǎn)品進(jìn)行取樣編號,送由建設(shè)單位委托的水利部珠江水利委員會基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心進(jìn)行試驗(yàn)檢測。由于采購和檢驗(yàn)的設(shè)備和原料數(shù)量相對較大,因此需要提高工程對現(xiàn)代數(shù)字化的應(yīng)用,對于每一個設(shè)備和每一份材料做好數(shù)字化檔案記錄,并及時整理和保存[9]。此外,還需進(jìn)行施工階段的質(zhì)量管理,安排質(zhì)檢人員在施工過程進(jìn)行質(zhì)量檢測和監(jiān)督,及時發(fā)現(xiàn)和糾水庫工程中的質(zhì)量問題。對于工程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)需安插監(jiān)測儀器進(jìn)行檢測,確保工程達(dá)到預(yù)定要求。定期對所有人員進(jìn)行水庫工程的質(zhì)量培訓(xùn),增強(qiáng)工作人員的質(zhì)量意識和相關(guān)技能[10]。

1.2.2 丫他水庫工程進(jìn)度管理

傳統(tǒng)工程進(jìn)度管理模式中,現(xiàn)場施工建設(shè)與施工設(shè)計(jì)圖是處于相互獨(dú)立的狀態(tài),并且各項(xiàng)目施工單位在溝通上存在一定的阻礙,導(dǎo)致管理人員決策效率低、工程施工緩慢、施工編排不合理等情況。并且該工程的管理屬于流動狀態(tài),對于人員、設(shè)備、材料的合理安排復(fù)雜性高,容易出現(xiàn)施工節(jié)奏混亂、資源大量浪費(fèi)等情況。因此,研究通過將建筑信息模型(BIM)虛擬數(shù)字模型與項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃相結(jié)合,工程團(tuán)隊(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)4D模擬,使整個施工過程可視化[11-12]。

4D模擬不僅包括三維模型中的空間信息,還將時間納入考慮范圍,因此更利于各參建方之間的溝通與協(xié)作。這種方法提高了施工流程的透明度和監(jiān)控能力,建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工企業(yè)、供應(yīng)商等參建方都可以清晰地了解項(xiàng)目的進(jìn)度,從而提前調(diào)整資源安排和任務(wù)協(xié)同。這種做法有助于減少不必要的延誤,降低返工的風(fēng)險(xiǎn),提高項(xiàng)目整體效率。BIM虛擬數(shù)字模型能為項(xiàng)目參建方提供詳細(xì)且準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)和施工信息,包括構(gòu)件尺寸、材料規(guī)格、定位等。同時,4D模擬中的時間維度可以使各方了解何時進(jìn)行特定工序,并預(yù)測可能的沖突或延誤,從而制定相應(yīng)解決方案。此外,4D施工模擬還利于安全管理,通過對施工場地、設(shè)備布局和人員安排的預(yù)估,管理人員可以提前規(guī)劃安全措施,降低事故風(fēng)險(xiǎn)。同時,這種方案也可幫助各參建方就設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等方面達(dá)成共識,提高整個項(xiàng)目的質(zhì)量[13]。具體的操作流程見圖2。

圖2 BIM-4D模擬運(yùn)行流程

1.2.3 丫他水庫工程成本管理

為了恰當(dāng)?shù)乜刂撇牧铣杀?同時又滿足最佳資源分配的要求,需要在施工開始之前為各環(huán)節(jié)制定相應(yīng)的物資需求計(jì)劃,物資部門再根據(jù)需求計(jì)劃進(jìn)行預(yù)先的采購[14-15]。同時,根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,制定并完善限額領(lǐng)料制度,以保證每次領(lǐng)取的材料量是適當(dāng)?shù)?提升材料的利用率并減少浪費(fèi)。

為此,根據(jù)丫他水庫工程的實(shí)際需求,對于施工供風(fēng)需求,在施工現(xiàn)場設(shè)置固定及移動式空氣壓縮機(jī),以滿足各施工工程的需要,移動式壓縮機(jī)可以流動使用,減少資源投入。對于施工供水需求,直接抽取河水經(jīng)沉淀即可,生活用水可采用抽取河水經(jīng)消毒處理后使用,并且經(jīng)過檢測,處理后的水可滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2022)標(biāo)準(zhǔn)。對于施工用電需求,樞紐部分施工用電輸入點(diǎn)在丫他鎮(zhèn),從丫他鎮(zhèn)架設(shè)長2km的10kV輸電線路至施工現(xiàn)場。灌區(qū)部分施工用電可采用小型變壓器沿線接入或自備柴油發(fā)電機(jī)解決。為了進(jìn)一步縮減成本,在施工工地設(shè)有機(jī)械保養(yǎng)站,負(fù)責(zé)施工設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。施工所需原材料均是就近購買,大大節(jié)約了運(yùn)輸成本和運(yùn)輸時間。此外,研究借助水利工程信息模型BIM5D協(xié)同平臺,優(yōu)化虛擬模型,將施工建設(shè)成本控制在可接受的范圍內(nèi)。BIM5D協(xié)同平臺具體架構(gòu)見圖3。

圖3 BIM5D協(xié)同平臺運(yùn)行流程

2 基于EPC管理模式的丫他水庫工程建設(shè)管理效果分析

為了對研究設(shè)計(jì)的水庫工程建設(shè)管理策略在實(shí)際施工建設(shè)中的有效性進(jìn)行分析,將研究方法運(yùn)用于丫頭水庫的工程建設(shè)管理之中。首先對整個施工過程的投資費(fèi)用進(jìn)行分析,具體見圖4。

圖4 工程費(fèi)用開支情況

由圖4(a)可知,除移民征地方面的實(shí)際費(fèi)用與計(jì)劃費(fèi)用一致以外,其他兩部分的費(fèi)用均有所減少。在主體工程方面,計(jì)劃費(fèi)用15 165.83萬元,實(shí)際費(fèi)用為11 023.41萬元。在環(huán)境保護(hù)和水土保持方面,計(jì)劃費(fèi)用為1 244.40萬元,實(shí)際費(fèi)用為963.54萬元。綜合以上情況來看,工程部分的實(shí)際費(fèi)用相比預(yù)算下降27.4%;環(huán)境保護(hù)和水土保持的費(fèi)用相比預(yù)算下降22.6%。費(fèi)用下降的原因是采用了研究所設(shè)計(jì)的工程建設(shè)管理方案,通過多種途徑,采用一系列的成本控制手段,將成本降低至最低水平,實(shí)現(xiàn)了用最少的投資來完成項(xiàng)目目標(biāo)的效果。由圖4(b)可知,整個丫他水庫工程的預(yù)算工期為1 095天,預(yù)算總費(fèi)用為18 936萬元。而采用研究的工程建設(shè)管理方案后,實(shí)際工期縮短到932天,實(shí)際總費(fèi)用減少到14 521萬元,表明研究方案能有效減少整個項(xiàng)目的開支并縮短工期。

然后對整個工程的人員資源和物料設(shè)備的利用率進(jìn)行分析,具體結(jié)果見圖5。

圖5 項(xiàng)目工程資源利用率

由圖5可知,整個項(xiàng)目的人員和物料設(shè)備資源的預(yù)算利用率為80%。在實(shí)際施工過程中,人員資源的利用率大部分時間都在85%以上,只有在極端天氣等外界因素的影響下,人員資源利用率才會降低至70%左右。而整個工程周期中,人員資源利用率在70%～80%之間的時間不超過5%。另外,物資設(shè)備的利用率幾乎都在90%以上,表明項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)對機(jī)械設(shè)備采取了科學(xué)的調(diào)配和保養(yǎng)措施,能夠在大部分時間里保證工程機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。考慮到機(jī)器設(shè)備可能會出現(xiàn)故障和需進(jìn)行維修和保養(yǎng)的問題,物資設(shè)備利用率偶爾會降低至低于80%的程度。但在整個工程周期中,物資設(shè)備的利用率低于80%的時間不超過2%,表明項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)對機(jī)器設(shè)備進(jìn)行了維護(hù)和保養(yǎng),并在因機(jī)械故障而導(dǎo)致的工作停滯時,能夠盡快恢復(fù)機(jī)器設(shè)備的運(yùn)作。這種有效的機(jī)器設(shè)備管理策略,避免了因機(jī)器故障所造成的浪費(fèi)時間和資源。研究數(shù)據(jù)表明,項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)對人員和物料設(shè)備的資源進(jìn)行了有效的規(guī)劃和管理,在大部分時間內(nèi)充分利用了人員資源,確保了項(xiàng)目進(jìn)度和質(zhì)量的穩(wěn)定。并且,采取的措施確保了物料設(shè)備的高效利用,盡量避免由于故障和維修所引起的時間浪費(fèi)。

最后對整個丫他水庫壩體項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量進(jìn)行分析,結(jié)果見表1。

表1 丫他水庫壩體質(zhì)量檢測結(jié)果

以上檢測結(jié)果均嚴(yán)格按照《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(SL 551-2012)的要求,并結(jié)合大壩現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行檢測。通過使用精密觀測儀器,如全站儀、精密水準(zhǔn)儀等,對各重要觀測項(xiàng)目進(jìn)行定期檢測和監(jiān)測,可保障水庫項(xiàng)目工程的質(zhì)量。由檢測結(jié)果可知,研究采用的建設(shè)管理方案在降低成本、縮短工期的同時,還能保障施工項(xiàng)目的質(zhì)量,表明研究采用的管理方案可有效控制和保障整個水庫的施工過程及結(jié)果質(zhì)量。

3 結(jié) 論

本文提出了一種基于EPC管理模式的丫他水庫工程施工建設(shè)管理方案,該方案主要涵蓋了工程建設(shè)中質(zhì)量管理、進(jìn)度管理和成本管理3個核心部分。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果顯示,研究采用的管理方案相比于預(yù)算方案,實(shí)際花費(fèi)減少約30.4%,工期縮短163天,而且人員資源利用率約85%以上,物料設(shè)備利用率約90%以上。此外,壩體項(xiàng)目工程的檢測指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。以上數(shù)據(jù)表明,研究采用的建設(shè)管理方案在降低成本、縮短工期的同時,還能保障施工項(xiàng)目的質(zhì)量。