對充氣膜結構實驗室建筑施工工藝的技術改進

陳均響 陳戊榮 李雯琪

深圳華大基因股份有限公司 廣東深圳 518000

面對氣勢洶洶呈多點散發態勢的新冠疫情，根據國務院聯防聯控機制綜合組下發的《全員新冠核酸檢測實施指南》要求，500 萬人口以內的城市應當在2d 內完成全員核酸檢測任務。500 萬人口以上的城市應當在3d 內完成全員核酸檢測任務。政府需要快速響應，因此預留給檢測準備的時間極為寶貴。充氣膜結構實驗室作為核酸檢測的主要場所，在抗擊疫情實現動態清零中具有重要作用。為快速響應緊急公共衛生檢測需求和快速搶占檢測市場，達到建設時間的極限壓縮要求，充氣膜結構核酸檢測實驗室建設時間的壓縮就變得刻不容緩。

1 工程概況及背景

1.1 工程概況

充氣膜結構大規模核酸檢測實驗室是由若干個14.5m×5m 的PVC 充氣膜結構組成，穹頂高度3.3m；內部軟連接，每個充氣膜配備有低壓配電系統、空調系統、新風系統、智能集成系統及消防系統等。其中低壓配電系統包含上游配電箱、一級配電箱、二級配電箱、三級配電箱，以及配電箱之間的動力電纜端接。弱電系統則包含前后智能門、樣本和垃圾傳遞窗、LED 燈帶照明、艙壓集成控制系統（風閥、風機、風口和艙壓控制柜）和智能門禁系統等。其中4 艙每日可以做到3 萬單管人份，6 艙每日可以做到5 萬單管，9 艙每日則可以做到10 萬單管。

充氣膜結構大規模核酸檢測實驗室具體施工工藝過程包含：

（1）施工前準備。

（2）場地確認，實地勘察。

（3）到貨驗收：按到貨清單清點和分類卸車擺放。

（4）防雨膜鋪設，用于對氣膜貼地防護。

（5）氣膜定位充氣：氣膜充氣前測量定位。

（6）地板革鋪設：PVC 地板革按規定尺寸深度預制，并在對應區間進行鋪設；

（7）空調及傳遞窗安裝：空調提前預約后，由專業人士上門安裝，組織驗收后通電前測量供電電壓。

（8）配電箱安裝、電線電纜鋪設：配電箱安裝采用三級配電方式，上游配電柜、二級配電箱和三級配電箱。其中二級配電箱采用兩路供電或在線式UPS 不間斷電源供電。

（9）動力電纜端接：動力電纜敷設可分為三個部分，第一部分是上游配電柜引至二級配電箱；第二部分是二級配電箱至三級配電箱；第三部分是三級配電箱至各艙室的插座。其中，第一部分敷設電纜的長度應根據現場實際需求確定；其余部分氣膜設備的電纜已在工廠完成預制。

（10）前門組裝：參照智能門的技術要求組裝。

（11）LED 燈帶安裝：根據圖紙要求，兩路燈帶交叉敷設，注意燈帶發光面朝向氣膜。通電調試前要檢查接線是否規范，回路是否正確。

（12）風口安裝：裁剪袖口（前門風機上方、主艙內垃圾窗旁）長度約100mm 且向里；百葉朝下安裝；風口與袖套抱箍緊固。

（13）洗手池安裝：嚴格按照施工要求組裝洗手池，排水管兩頭按給排水規范連接洗手池和扁水箱。

（14）純水儀安裝，進出水口安裝。

（15）通電調試：檢查確認所有動力電纜是否已端接，接線是否正確；閉合二、三級配電箱內所有開關，使用500V 絕緣表測試一級配電箱內進線間的相互絕緣電阻。

（16）風機安裝：風機接線應由專業電工操作，接線必須正確可靠，尤其是電控箱處的接線編號與風機接線柱上的編號要一一對應。

（17）空調調試：對空調進行驗收，并做好記錄，簽字確認。

（18）消防器材安裝：按施工平面圖要求室（內）外放置（CO2或者ABC 干粉）滅火器箱。

（19）監控門禁安裝：氣膜前（后）門都設置有光門禁，光門禁隨預制門框配置在一起，安裝門禁前應檢查光門禁外觀是否完整。

(20）壓差表安裝：檢測氣膜內各個艙室的實時壓差數據。

（21）艙壓控制集成柜安裝：設備調試遵循先手動后自動的原則，對電動風閥和新風機逐一進行單體調試；調試完成后，再采用一鍵自動模式。

（22）大型設備家具就位：實驗桌、自動化重型設備和生物安全柜應在安裝后門之前進艙，其他設備可正常進艙。

（23）后門組裝：把組裝好的逃生門抬到氣膜預留好的空間，并調整合適的位置，參照廠家技術要求組裝。

（24）現場清理：材料清理、工機具回收管理和現場警戒管理。

圖1 為搭建完畢的廣州番禺火眼檢測實驗室，圖2 為北京大興火眼檢測實驗室。

圖1 廣州番禺火眼檢測實驗室

圖2 北京大興火眼檢測實驗室

1.2 改進前施工工藝

對華大火眼在北京、青島、河北等多個充氣膜結構核酸檢測實驗室建設案例進行梳理統計后發現，制約施工工期和交付及時率的因素包括以下幾個方面：

（1）理論培訓時間長、實操培訓時間長；

（2）物資進場至氣膜主體充氣完成的串行用時長，充氣完成至具備調試的串行用時長，缺少拓寬工作面寬度的執行標準；

（3）設備開箱時間長、燈帶敷設和調試時間長、地板革裁剪時間長。

2 施工工藝改進方案綜述

2.1 部分工藝工序前置

針對充氣膜結構檢測實驗室建設理論培訓時間長、實操培訓時間長的痛點，調查分析后發現主要問題在于：公司缺乏優秀培訓講師和高質量的培訓教材；對施工人員的選用無嚴格把關；反饋渠道沒有效建立，反饋意見價值不大；對電工選拔有任用標準，但沒有按照標準執行，客戶經常低估深圳華大基因股份有限公司對電工的選拔標準；管理人員和電工分工不清晰和任用標準不明確等。

根據以上問題，公司采取以下措施：

（1）明確人員培訓標準和要求，制作短視頻和PPT（圖3）；

圖3 充氣膜結構實驗室建設每一道工序施工短視頻

（2）制定施工人員任用標準，并提前告知對接單位；

（3）建立培訓效果信息收集渠道；

（4）培訓前要求勞務方通過郵件或微信方式將電工的有效資格證書發至項目部審核；

（5）選報提供施工人員前，要求用人單位提供資格證書，班前會明確組織結構。

2.2 多工序并行施工優化

針對物資進場至氣膜主體充氣完成的串行用時長，充氣完成至具備調試的串行用時長，以及缺少拓寬工作面寬度的執行標準的痛點，仔細梳理后發現現場施工時存在多部門交叉，組織機構混亂；工序優化也缺乏系統的數據支撐。遂采取以下措施：

（1）牽頭制定充氣膜結構企標和團標等標準，不斷優化迭代施工工藝SOP；

（2）建立項目經理部，設立指揮長統一調度；

（3）任務按工序進行人員分工，統計每個工序的用時。

更新后的施工工序流程圖見圖4。

圖4 更新后的施工工序流程圖

2.3 工序標準化

針對開箱時間長、燈帶敷設和調試時間長、地板革裁剪時間長的痛點，梳理后發現主要問題為：老式木箱設計落后；燈帶未按標準提前預制；地板革各艙尺寸未按標準尺寸預制。遂采取以下措施：

（1）改進木箱工藝，標準化制作木箱。木箱改造后，四周均可以打開，且可重復利用，拆箱效率大幅度改善。詳見圖5。

圖5 改進木箱設計和打開方式

（2）燈帶按17.5m 預制5 段，9m 預制2 段。

（3）深度預制地板革。

圖6 為地板革和燈帶標準化預制現場施工圖。

圖6 地板革和燈帶標準化預制現場圖

3 結論

采用“物料前置+ 培訓前置”雙輪驅動，并借助模塊化集成技術，最后通過建設前中后流程標準化的方案，施工組織上邏輯嚴密，技術上科學先進，實踐上具體可行。最終克服了作業面狹窄，人員成本高協調難的阻力。改進后的施工工藝試點成果顯著：2021 年2 月哈爾濱火眼9h完成建設，助力哈爾濱疫情普查；2021 年5 月深圳鹽田火眼8.65h 完成建設，助力鹽田普篩；2021 年5 月深圳龍崗火眼8h 完成建設，助力龍崗普篩；2021 年6 月廣州番禺火眼7.87h 完成建設，助力廣州普篩。詳見表1。與改進前的施工方案相比，工期提前了7～10h，勞動生產率提高1.5～2 倍，累計凈收益成本比達到1237%。

表1 充氣膜結構實驗室施工建設指標統計

4 結語

通過施工工藝的改進后，無論從安全性還是經濟性方面都取得滿意的效果：搭建工期明顯壓縮，施工成本降低；工作量和施工難度雙下降，現場施工緊張有序。通過以上施工工藝的改進，也有效地提高了移動火眼小組執行任務的效率，對突如其來的疫情可快速應對，實驗室可快速篩查出陽性患者，及時隔離，避免引起社會恐慌，間接地幫助當地政府和民眾快速恢復生產生活。

對于突發性重大公共衛生事件，充氣膜結構核酸檢測實驗室能在短時間內搭建完成，迅速提升當地高通量新冠病毒核酸檢測能力。而在疫情平穩后，該實驗室還將會在生育健康、傳染感染疾病、腫瘤等方面的大規模人群檢測上繼續發揮作用，成為各地醫療衛生體系改造升級中的“標配”，也將是改善民生健康、促進生命科學研究，以及發展生命健康產業重要的“新基建”。