貴州省丫他水庫工程施工建設管理研究

王富堂

(冊亨縣水務局,貴州 冊亨 552200)

0 引 言

水庫工程是一項涉及安全、能源、環保和社會經濟發展等各方面的重要基礎設施,其質量、安全和使用壽命直接關系到國家和人民的利益[1]。因此,對于水庫工程的施工建設管理必須嚴格要求[2]。目前,傳統水庫工程施工建設管理模式已經很難適應現代工程建設的復雜性和高標準要求。而工程總承包(EPC)管理模式以其明確的責任、高效的決策和強大的集成能力,成為當前水庫工程施工建設管理的研究熱點和新的應用趨勢。

EPC管理模式是一種全過程、全方位的工程承包管理模式,通常包括工程設計、采購(或材料提供)、施工和調試等環節。在水庫工程施工建設中,采用EPC管理模式可以實現資源的統一優化配置、風險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,溝通協調難度較大。各參與方之間的溝通和協調工作非常重要,尤其是設計單位、采購單位和施工單位之間的協作。如果溝通不暢或合作不緊密,可能會導致信息傳遞不及時、問題得不到及時解決,進而影響到工程進展和質量[5-6]。

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

1 貴州省丫他水庫工程施工建設管理

1.1 貴州省丫他水庫工程施工概況及施工建設管理分析

丫他水庫工程位于冊亨縣丫他鎮丫他村境內,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,相應庫容229×104m3。根據冊亨縣氣象站多年觀測資料統計,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施,水庫壩體上游設工程管理區。該工程主要計劃目標為供水人口1.8萬人,水利灌溉面積457.8hm2,可供水量327×104m3,總干管設計流量為0.44m3/s。

由此可見,該項目涉及的工程量大,施工周期長,施工人員結構復雜。如果施工建設管理方式不能滿足工程的具體要求,將影響工程施工質量,導致責任推諉,增大解決問題的難度。針對這種情況,需要創新施工管理模式,將施工管理機制應用到建筑工程項目中。根據工程項目的實際情況,合理劃分員工的工作職責,并明確員工責任。當問題發生時,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任。這種方式能夠強化員工的責任感,監督員工端正工作態度,從而提高工作效率。并且,丫他水庫工程屬于現代化水利建設項目,施工中會涉及多樣化的施工材料和設備,若仍采用傳統管理手段,而不優化施工管理方式,會導致項目管理不及時、不到位,從而影響施工的效率與質量。管理人員應根據現場實際情況選擇合適的管理方法,掌握施工現場的實際數據,如設備使用狀況和材料價格等,為控制施工成本提供依據。此外,工程建設中部分員工對項目認識不足,影響施工效率。為了提高效率,需改變傳統的建設管理方式,使員工提前了解現場狀況,制定完善的計劃,確保充分掌握項目信息。結合實際情況,應用創新管理模式于各個環節,優化水庫建設的施工方案,提高工程施工建設效率。

為了提高丫他水庫工程的施工效率,優化建設方法和降低建設成本等,研究采用EPC項目施工管理模式,對該工程進行施工建設管理[7-8]。EPC項目管理方案流程見圖1。

圖1 EPC項目管理流程

1.2 基于EPC管理模式的丫他水庫工程施工建設管理

1.2.1 丫他水庫工程質量管理

丫他水庫工程施工流程復雜,因此需對施工質量管理予以高度重視。首先是設計階段的質量管理,需要讓各施工環節的工程人員和設計人員熟悉水庫會議紀要、施工圖紙等。對設計方案逐一核實,確保設計方案符合國家標準和相關規范要求,并進行設計評審和技術交流會議,及時解決設計中的問題。其次是采購階段質量管理,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規范和采購要求,確保采購的材料和設備符合質量標準。根據《水利工程施工監理規范》(SL 288-2014)第6.2.14款第3條規定,平行檢測數量混凝土不少于承包人的3%(重要部位各標號混凝土至少1組)、土方5%(重要部位至少3組)進行取樣檢測。平行檢測由現場監理人員對原材料、中間產品進行取樣編號,送由建設單位委托的水利部珠江水利委員會基本建設工程質量檢測中心進行試驗檢測。由于采購和檢驗的設備和原料數量相對較大,因此需要提高工程對現代數字化的應用,對于每一個設備和每一份材料做好數字化檔案記錄,并及時整理和保存[9]。此外,還需進行施工階段的質量管理,安排質檢人員在施工過程進行質量檢測和監督,及時發現和糾水庫工程中的質量問題。對于工程中的關鍵節點需安插監測儀器進行檢測,確保工程達到預定要求。定期對所有人員進行水庫工程的質量培訓,增強工作人員的質量意識和相關技能[10]。

1.2.2 丫他水庫工程進度管理

傳統工程進度管理模式中,現場施工建設與施工設計圖是處于相互獨立的狀態,并且各項目施工單位在溝通上存在一定的阻礙,導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,對于人員、設備、材料的合理安排復雜性高,容易出現施工節奏混亂、資源大量浪費等情況。因此,研究通過將建筑信息模型(BIM)虛擬數字模型與項目進度計劃相結合,工程團隊能夠實現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作。這種方法提高了施工流程的透明度和監控能力,建設單位、設計單位、施工企業、供應商等參建方都可以清晰地了解項目的進度,從而提前調整資源安排和任務協同。這種做法有助于減少不必要的延誤,降低返工的風險,提高項目整體效率。BIM虛擬數字模型能為項目參建方提供詳細且準確的設計和施工信息,包括構件尺寸、材料規格、定位等。同時,4D模擬中的時間維度可以使各方了解何時進行特定工序,并預測可能的沖突或延誤,從而制定相應解決方案。此外,4D施工模擬還利于安全管理,通過對施工場地、設備布局和人員安排的預估,管理人員可以提前規劃安全措施,降低事故風險。同時,這種方案也可幫助各參建方就設計、施工、維護等方面達成共識,提高整個項目的質量[13]。具體的操作流程見圖2。

圖2 BIM-4D模擬運行流程

1.2.3 丫他水庫工程成本管理

為了恰當地控制材料成本,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節制定相應的物資需求計劃,物資部門再根據需求計劃進行預先的采購[14-15]。同時,根據現場的實際情況,制定并完善限額領料制度,以保證每次領取的材料量是適當的,提升材料的利用率并減少浪費。

為此,根據丫他水庫工程的實際需求,對于施工供風需求,在施工現場設置固定及移動式空氣壓縮機,以滿足各施工工程的需要,移動式壓縮機可以流動使用,減少資源投入。對于施工供水需求,直接抽取河水經沉淀即可,生活用水可采用抽取河水經消毒處理后使用,并且經過檢測,處理后的水可滿足《生活飲用水衛生標準》(GB 5749-2022)標準。對于施工用電需求,樞紐部分施工用電輸入點在丫他鎮,從丫他鎮架設長2km的10kV輸電線路至施工現場。灌區部分施工用電可采用小型變壓器沿線接入或自備柴油發電機解決。為了進一步縮減成本,在施工工地設有機械保養站,負責施工設備的維護和保養。施工所需原材料均是就近購買,大大節約了運輸成本和運輸時間。此外,研究借助水利工程信息模型BIM5D協同平臺,優化虛擬模型,將施工建設成本控制在可接受的范圍內。BIM5D協同平臺具體架構見圖3。

圖3 BIM5D協同平臺運行流程

2 基于EPC管理模式的丫他水庫工程建設管理效果分析

為了對研究設計的水庫工程建設管理策略在實際施工建設中的有效性進行分析,將研究方法運用于丫頭水庫的工程建設管理之中。首先對整個施工過程的投資費用進行分析,具體見圖4。

圖4 工程費用開支情況

由圖4(a)可知,除移民征地方面的實際費用與計劃費用一致以外,其他兩部分的費用均有所減少。在主體工程方面,計劃費用15 165.83萬元,實際費用為11 023.41萬元。在環境保護和水土保持方面,計劃費用為1 244.40萬元,實際費用為963.54萬元。綜合以上情況來看,工程部分的實際費用相比預算下降27.4%;環境保護和水土保持的費用相比預算下降22.6%。費用下降的原因是采用了研究所設計的工程建設管理方案,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,實現了用最少的投資來完成項目目標的效果。由圖4(b)可知,整個丫他水庫工程的預算工期為1 095天,預算總費用為18 936萬元。而采用研究的工程建設管理方案后,實際工期縮短到932天,實際總費用減少到14 521萬元,表明研究方案能有效減少整個項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備的利用率進行分析,具體結果見圖5。

圖5 項目工程資源利用率

由圖5可知,整個項目的人員和物料設備資源的預算利用率為80%。在實際施工過程中,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,物資設備的利用率幾乎都在90%以上,表明項目管理團隊對機械設備采取了科學的調配和保養措施,能夠在大部分時間里保證工程機械的穩定運轉。考慮到機器設備可能會出現故障和需進行維修和保養的問題,物資設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,物資設備的利用率低于80%的時間不超過2%,表明項目管理團隊對機器設備進行了維護和保養,并在因機械故障而導致的工作停滯時,能夠盡快恢復機器設備的運作。這種有效的機器設備管理策略,避免了因機器故障所造成的浪費時間和資源。研究數據表明,項目管理團隊對人員和物料設備的資源進行了有效的規劃和管理,在大部分時間內充分利用了人員資源,確保了項目進度和質量的穩定。并且,采取的措施確保了物料設備的高效利用,盡量避免由于故障和維修所引起的時間浪費。

最后對整個丫他水庫壩體項目建設的質量進行分析,結果見表1。

表1 丫他水庫壩體質量檢測結果

以上檢測結果均嚴格按照《土石壩安全監測技術規范》(SL 551-2012)的要求,并結合大壩現場實際情況進行檢測。通過使用精密觀測儀器,如全站儀、精密水準儀等,對各重要觀測項目進行定期檢測和監測,可保障水庫項目工程的質量。由檢測結果可知,研究采用的建設管理方案在降低成本、縮短工期的同時,還能保障施工項目的質量,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果質量。

3 結 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管理方案,該方案主要涵蓋了工程建設中質量管理、進度管理和成本管理3個核心部分。實際應用結果顯示,研究采用的管理方案相比于預算方案,實際花費減少約30.4%,工期縮短163天,而且人員資源利用率約85%以上,物料設備利用率約90%以上。此外,壩體項目工程的檢測指標均達標。以上數據表明,研究采用的建設管理方案在降低成本、縮短工期的同時,還能保障施工項目的質量。