基于±1000kV古泉換流站交流濾波場坪工程以資源配給為導(dǎo)向的施工進(jìn)度優(yōu)化分析

劉寶宏 楊洪瑞 孫莉芬

(1.國家電網(wǎng)公司直流建設(shè)分公司，江蘇 常州 213003；2.湖北國策匯文項目管理咨詢有限公司，湖北 武漢 430073)

0 引言

±1000kV古泉換流站交流濾波場坪工程施工(以下簡稱交流濾波場坪施工)是換流站建設(shè)工程中交叉作業(yè)最復(fù)雜的工程之一。交流濾波場坪施工屬于動態(tài)變化的現(xiàn)場型作業(yè)。在施工勞動力安排上、物資設(shè)備供應(yīng)上、場地空間的占用上、技術(shù)要求工藝操作上都相互交錯。從施工工藝上，要求嚴(yán)格按照一定的施工順序和必要的技術(shù)間隔時間開展工作；從施工組織上，要考慮適當(dāng)?shù)牧魉鳂I(yè)，深入地組織交叉施工；從施工界面管理上，與之相關(guān)的各承包單位，在作業(yè)場地上存在大量共同占用同一場地的“結(jié)合部”。

“結(jié)合部”管理界面上存在著復(fù)雜的關(guān)系，不僅存在電氣施工與土建施工工序交叉、作業(yè)場地占用交叉、地塊之間流水作業(yè)交叉，而且每個地塊土建施工流水作業(yè)之間也存在交叉。從工程銜接的角度，在交流濾波場坪施工前，需要完成地面下層接地網(wǎng)、電纜溝、線管預(yù)埋等隱蔽工程，地面層的設(shè)備基礎(chǔ)工程，地面上的電氣設(shè)備安裝工程；在交流濾波場坪施工后，緊接著電氣設(shè)備要帶電調(diào)試。可謂前后夾擊，向前不能突破前置工作的最后完成時間，向后不能越過后置工作最早開始時間，而且在進(jìn)度滯后的情況下，要采取有效措施保障該工程進(jìn)度滿足整體工程進(jìn)度要求，確保2018年5月20日換流站的交流場帶電調(diào)試，這是該工程進(jìn)度優(yōu)化和調(diào)整的關(guān)鍵所在。

1 進(jìn)度滯后，因素盤根錯節(jié)

1.1 地坪分布

交流濾波場坪分為1000kV交流場坪和500kV交流場坪，共有26個地塊，其中1000kV場坪12塊，每個地塊約2000m2，500kV場坪14塊，每個地塊約800～1000m2，總面積約4.3萬m2。地坪分布見圖1。施工材料運輸路線由換流站外，經(jīng)過換流變廣場，再經(jīng)去往主控樓旁邊的通道進(jìn)入，自每個區(qū)塊的外圍的區(qū)間小道運至每個地塊。1000kV、500kV交流濾波場坪土建工程由一個“土建C包”總承包，并且分別由兩個勞務(wù)分包單位施工。電氣工程中1000kV交流濾波場坪由“電氣B包”承包，500kV交流濾波場坪由“電氣C包”承包。

1.2 進(jìn)度現(xiàn)狀

(1)施工工藝流程。交流濾波場坪施工工藝為從黃土拌灰、鋪墊夯實到澆筑混凝土依次流水作業(yè)，地塊間輪次流水作業(yè)，每道工序根據(jù)施工工法配置相應(yīng)資源，見圖2。地塊根據(jù)電氣工程預(yù)埋和設(shè)備安裝的情況，陸續(xù)交付場坪的地塊。截止到2018年3月10日，1000kV交流濾波場坪中有部分地塊已經(jīng)完成了灰土、碎石施工，其中2個地塊綁扎鋼筋完成。500kV交流濾波場坪中有3個地塊完成了黃土拌灰工序。

圖1 交流濾波場坪地塊劃分圖

(2)原進(jìn)度計劃WBS編制思路。土建C包施工單位在估算資源配置的情況下，按照地塊流水和施工工藝流水作業(yè)編制施工進(jìn)度計劃，進(jìn)度計劃WBS編制思路見圖3。

工程總體進(jìn)度目標(biāo)為2018年5月20日交流濾波場設(shè)備帶電調(diào)整，從3月底開始計算，5月15日前場坪施工完成，只有55d工期。按照工序全流程流水作業(yè)方法計算工期，每個地塊上施工需要2周時間，地塊之間依次流水滾動作業(yè)，完成4.3萬m2地坪混凝土澆筑任務(wù)，若不計此期間的雨季，相當(dāng)于每天須完成1000m2澆筑任務(wù)，才能達(dá)到目標(biāo)。目前，1000kV場坪中只有1塊地坪達(dá)到綁扎鋼筋的進(jìn)度，場坪施工進(jìn)度不能滿足換流站總進(jìn)度的要求。

1.3 存在的問題

(1)作業(yè)環(huán)境。第一，施工面積大，地塊多。每個地塊相連且緊湊。每個地塊上設(shè)備基礎(chǔ)間距小，特別是500kV場坪區(qū)，設(shè)備間距更小。第二，作業(yè)場地、道路運輸?shù)龋寂c電氣工程的設(shè)備安裝施工存在同期交叉作業(yè)問題，特別是部分地塊電氣工程仍未完成，影響場坪施工開始的時間。第三，地塊上設(shè)備基礎(chǔ)之間間距小，挖掘機(jī)無法進(jìn)入作業(yè)。第四，電氣設(shè)備安裝后成品防護(hù)的工作量大。

圖2 交流濾波場坪施工流程

圖3 交流濾波場坪施工進(jìn)度計劃分解思路

(2)材料供應(yīng)。第一，施工用土方、石料較多，主要是黃土和碎石用量大，需要從場外用汽車運入場內(nèi)；第二，現(xiàn)場作業(yè)面局限，石料和土方堆放地狹小，只能邊進(jìn)料、邊施工，運料必須與進(jìn)度安排密切銜接。

(3)施工工法。土方、拌灰、碎石的施工，主要靠挖掘機(jī)、夯土機(jī)、小型壓路機(jī)完成，在設(shè)備基礎(chǔ)之間的地坪，因設(shè)備間距狹小而需要人工輔助作業(yè)。

(4)資源配置。原施工進(jìn)度計劃，按每個地塊配置，挖掘機(jī)1臺，小型壓路機(jī)1臺，增添普工5人，但資源配置與工序進(jìn)度的要求相匹配的情況不明確。

1.4 溝通協(xié)調(diào)

(1)召開專題協(xié)調(diào)會。針對施工進(jìn)度滯后存在的問題，業(yè)主項目部、監(jiān)理單位組織土建C包、電氣B包、電氣C包召開多次現(xiàn)場協(xié)調(diào)會議，分析問題，提出目標(biāo)要求，完善進(jìn)度計劃，增加資源配置。特別是針對現(xiàn)場施工作業(yè)場地交叉使用、道路運輸情況做了多方溝通與協(xié)調(diào)，制定了道路清理和占用管理規(guī)定。

(2)完善進(jìn)度計劃。截止到2018年3月10日交流濾波場坪的施工進(jìn)度已經(jīng)滯后。按照總體進(jìn)度目標(biāo)要求，土建C包3月20日重新完善和修改施工進(jìn)度計劃，并根據(jù)進(jìn)度計劃，增加普工和鋼筋工的配置如下：配置9臺挖掘機(jī)，木工18人，鋼筋工12人，計劃3月26日普工再增添7人，共12人。但資源配置仍然未達(dá)到能明確完成進(jìn)度目標(biāo)的要求。

2 目標(biāo)不變，方法殊途同歸

眾所周知，施工進(jìn)度計劃編制在遵循工程目標(biāo)的情況下，需要經(jīng)過7個步驟，即WBS分解，工作包時間估算，邏輯關(guān)系確定，網(wǎng)絡(luò)圖繪制，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算，安排進(jìn)度，進(jìn)度優(yōu)化。根據(jù)WBS分解，在進(jìn)行工作包時間估算和邏輯關(guān)系確定時，預(yù)先對資源的配置進(jìn)行假設(shè)和估算，再進(jìn)行施工進(jìn)度安排。該進(jìn)度安排將成為進(jìn)度控制的基準(zhǔn)計劃。

施工進(jìn)度控制的關(guān)鍵是基于一定的工藝流程和施工工法對資源安排與配置。資源配置的變動不僅會引起費用的變化，而且更是進(jìn)度保障和控制的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)進(jìn)度控制通常收集工程實施過程中的實際數(shù)據(jù)，形成跟蹤的進(jìn)度計劃，與基準(zhǔn)計劃進(jìn)行對比分析，當(dāng)偏差超出目標(biāo)所允許的范圍，采取糾偏措施。這種控制的方法核心是在保持基準(zhǔn)計劃不變的前提下進(jìn)行糾偏控制。但在現(xiàn)實工程施工中，往往受到施工現(xiàn)場多因素的影響，保持基準(zhǔn)計劃不變，僅僅靠糾偏的方法并不適用。

在保持進(jìn)度總目標(biāo)不變的情況下，改變基準(zhǔn)計劃，結(jié)合現(xiàn)場實際資源供應(yīng)的情況，以資源供給為導(dǎo)向調(diào)整進(jìn)度計劃的WBS分解思路，是施工現(xiàn)場進(jìn)度調(diào)整與優(yōu)化更加實用的方法之一，目標(biāo)不變，殊途同歸。

3 系統(tǒng)觸發(fā)，找準(zhǔn)關(guān)鍵因素

3.1 影響進(jìn)度的多種因素分析

影響交流濾波場坪進(jìn)度的因素多種多樣，從“人機(jī)料法環(huán)”方面總結(jié)各因素，見圖4。

3.2 觸發(fā)進(jìn)度關(guān)鍵離散事件

在影響施工進(jìn)度的多種因素中，任何一個因素的變化都會牽動其他因素的變化。在多種因素中能夠找準(zhǔn)觸發(fā)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的關(guān)鍵因素，才是調(diào)整和優(yōu)化進(jìn)度的核心。

交流濾波場坪施工進(jìn)度是由一組元素(實體)活動的集合，實體活動為黃土拌灰、鋪墊夯實、碎石鋪墊、碾壓夯實、分段綁扎鋼筋、分段澆筑混凝土。為了實現(xiàn)交流濾波場坪施工進(jìn)度目標(biāo)，這些實體活動只有受到離散事件觸發(fā)，場坪施工的進(jìn)度狀態(tài)才會發(fā)生變化。

運用離散事件動態(tài)系統(tǒng)(Discrete Event Dynamic System，DEDS)分析思路，將交流濾波場坪施工看作一個離散事件動態(tài)系統(tǒng)，在多種影響因素中找出觸發(fā)交流濾波場坪施工進(jìn)度系統(tǒng)狀態(tài)變化的最關(guān)鍵離散事件，加以控制，并對癥下藥，成為解決問題的關(guān)鍵。

交流濾波場坪施工進(jìn)度系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化和轉(zhuǎn)移完全依賴于離散事件在時間域上的發(fā)生，也就是說能夠觸發(fā)施工系統(tǒng)狀態(tài)變化的離散事件有很多，如物料供應(yīng)、施工設(shè)備及機(jī)具配置、人員組合、上道工序完成情況、天氣和環(huán)境變化，等等。但離散事件動態(tài)系統(tǒng)更加關(guān)注離散事件發(fā)生的邏輯行為關(guān)系，如物料供應(yīng)，包括需求量、種類、原料供應(yīng)等以及是否及時運至施工現(xiàn)場，再如天氣和道路等因素影響物料的運輸速度等都會影響施工進(jìn)度。

在場坪施工6個工序中(圖5)，前4個工序?qū)儆谑褂猛活愘Y源(黃土、碎石物料、挖掘機(jī)、碾壓機(jī)和普工等)配置下的活動。任何一項資源供應(yīng)不足，配置不到位都會影響施工進(jìn)度變化，但觸發(fā)進(jìn)度發(fā)生變化的最關(guān)鍵因素是黃土和碎石的供應(yīng)。在石料供應(yīng)及時的情況下，目前配置的挖掘機(jī)、碾壓機(jī)和夯實機(jī)通過鋪墊和碾壓作業(yè)，可為后續(xù)工序提供綁扎鋼筋的作業(yè)面，從而觸發(fā)施工系統(tǒng)狀態(tài)變化。后2個工序?qū)儆谑褂猛愘Y源(鋼筋、鋼筋工、模板工、混凝土等)的活動。在作業(yè)場地提供及時的前提下，目前資源配置基本可以滿足進(jìn)度的要求。所以，觸發(fā)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的事件是作業(yè)場地的提供，即上道工序碎石碾壓夯實完成。

4 調(diào)整思路，關(guān)鍵改途易轍

4.1 施工計劃WBS調(diào)整思路

依據(jù)交流濾波場坪施工進(jìn)度系統(tǒng)狀態(tài)變化分析，找出觸發(fā)項目狀態(tài)變化的關(guān)鍵因素。只有上道工序的黃土石料供應(yīng)及時，才能引發(fā)下道工序關(guān)鍵因素作業(yè)場交付的實現(xiàn)。所以，施工計劃調(diào)整思路，由原來以地塊施工工藝流水作業(yè)分解WBS，改變?yōu)橐允┕べY源(石料)的供應(yīng)為導(dǎo)向分解WBS，也就是改變了施工進(jìn)度計劃編制思路。此種調(diào)整方法更加明確了資源配置與施工進(jìn)度的配合，便于現(xiàn)場的組織協(xié)調(diào)與資源供應(yīng)的管控。

交流濾波場坪施工WBS第一層分解為基層施工和面層施工，其中基層施工在分解為土方施工(填土拌灰)和配碎石之后，再向下按照地塊劃分分解；面層施工按照上道工序提供場地，按照地塊分解，每個地塊再依據(jù)施工工藝工序進(jìn)行分解(圖6)。

圖4 影響交流濾波場坪施工進(jìn)度因素魚骨圖

圖5 交流濾波場坪施工離散動態(tài)系統(tǒng)觸發(fā)因素分析圖

4.2 施工計劃調(diào)整優(yōu)化結(jié)果

(1)1000kV交流濾波場坪施工調(diào)整優(yōu)化后的施工計劃，見表1。

1)基層施工資源配置情況：機(jī)械配置為大挖掘機(jī)3臺，小挖掘機(jī)3臺；基層施工材料供應(yīng)為每個地塊需要約20車碎石，3個地塊需60車，9d完工，每天7～8車料。

2)面層施工人員配置情況：鋼筋工15人，木工8人，混凝土工8人。

(2)500kV交流濾波場坪施工調(diào)整優(yōu)化后的施工計劃，見表2。

1)基層施工資源配置情況：機(jī)械配置為小挖掘機(jī)2臺，配備普工10人；基層施工材料供應(yīng)為每個地塊需要約6～7車碎石，2個地塊14車，2d完工，每天7～8車料。

圖6 交流濾波場坪施工進(jìn)度計劃調(diào)整優(yōu)化后分解思路

場區(qū)地塊周期天數(shù)地塊數(shù)量進(jìn)度調(diào)整結(jié)果 1000kV交流場坪基層ACF14/15/164月1日—4月8日83ACF24/25/264月2日—4月14日123ACF11/12/134月14日—4月28日123ACF21/22/235月5日—5月12日123 12d出3個地塊,平均4d一塊,地塊之間流水作業(yè),5月12日完成,滿足進(jìn)度目標(biāo)要求 1000kV交流場坪面層ACF11/12/134月3日—4月1日93ACF21/22/234月20日—4月28日93

表2 500kV交流濾波場坪施工調(diào)整優(yōu)化后施工計劃(單元)

2)面層施工人員配置情況：鋼筋工14人，木工10人，混凝土工15人.

(3)環(huán)境協(xié)調(diào)。根據(jù)優(yōu)化調(diào)整后的施工進(jìn)度計劃，土建C包的具體現(xiàn)場組織和協(xié)調(diào)工作如下：

1)運料：每晚組織運料，下班前檢查碎石堆料場地。

2)場地道路：每天確定運料的路線，電氣安裝單位設(shè)備和車輛不能占道，下班前清理，并由監(jiān)理檢查確定。其他施工單位若要占用道路和場地，需要報備運輸路線和裝卸場地方案，協(xié)調(diào)同意后方可施工。

3)天氣：密切注意天氣，晴天盡量趕工，給雨天預(yù)留時間。

5 優(yōu)化計劃，實現(xiàn)有效指揮

5.1 計劃成為管控的“抓手”

計劃之所以成為管控的“抓手”，具有兩個條件：第一，計劃是動態(tài)的，隨現(xiàn)場實際資源情況變化而調(diào)整；第二，現(xiàn)場施工計劃細(xì)分到工序，資源分配到工序上，從而有助于掌控工程施工局面，變“被動協(xié)調(diào)”為“主動指揮”，使計劃成為協(xié)調(diào)與指揮的工具。

5.2 進(jìn)度安排的根本準(zhǔn)則

工程進(jìn)度計劃是分層次的，且層級具有相對性。業(yè)主編制一級和二級網(wǎng)絡(luò)計劃的WBS工作包，是更高一級里程碑計劃的組成要素，同時又是施工單位編制的施工進(jìn)度計劃的目標(biāo)。即所謂“向上無限大,系統(tǒng)變要素；向下無限小,要素變系統(tǒng)”。進(jìn)度計劃中WBS分解越向下，層次越細(xì)致。施工進(jìn)度計劃的執(zhí)行和貫徹準(zhǔn)則是充分結(jié)合“人機(jī)料法環(huán)”。依照資源配置，抓住進(jìn)度執(zhí)行的核心與本質(zhì)，將工作范圍、資源配置、作業(yè)環(huán)境三要素集成到工序作業(yè)層面上，讓施工計劃串聯(lián)所有工序上的作業(yè)。

5.3 細(xì)分是WBS分解的前提

WBS是施工進(jìn)度計劃基準(zhǔn)，其重要性不言而喻，WBS分解思路可用的前提條件是：第一，WBS分解思路不是一成不變的，而是動態(tài)的，應(yīng)隨實際資源配置情況而調(diào)整分解思路；第二，施工進(jìn)度計劃以總體計劃目標(biāo)為宗旨，細(xì)分到工序，細(xì)分到施工班組配置資源的層面；第三,資源配置到工序上，與實際管控工作相吻合、相匹配，成為進(jìn)度執(zhí)行的保障。本文實例中施工進(jìn)度計劃的WBS分解由原計劃26項，細(xì)化到126項，分解到工序，且工序上每項工作與資源配置相吻合。

6 結(jié)語

該工程截止到2018年5月12日已經(jīng)全面完工，按照調(diào)整優(yōu)化后的進(jìn)度計劃，工程進(jìn)度管控到位，且實際進(jìn)度與優(yōu)化后的施工進(jìn)度計劃吻合度較高。

本文以實證案例為基礎(chǔ)，引入離散事件動態(tài)系統(tǒng)分析方法，分析了影響交流濾波場坪施工進(jìn)度的關(guān)鍵因素，并以資源為導(dǎo)向調(diào)整了施工計劃WBS分解思路，細(xì)分到工序，且明確了資源配置。從理論上為施工進(jìn)度計劃控制指導(dǎo)思想提供了實證案例，從實際應(yīng)用層面為直流換流站交流濾波場坪提供了便于現(xiàn)場執(zhí)行與管控的施工進(jìn)度計劃編制思路范式。