贵州省丫他水库工程施工建设管理研究

王富堂

(册亨县水务局,贵州 册亨 552200)

0 引 言

水库工程是一项涉及安全、能源、环保和社会经济发展等各方面的重要基础设施,其质量、安全和使用寿命直接关系到国家和人民的利益[1]。因此,对于水库工程的施工建设管理必须严格要求[2]。目前,传统水库工程施工建设管理模式已经很难适应现代工程建设的复杂性和高标准要求。而工程总承包(EPC)管理模式以其明确的责任、高效的决策和强大的集成能力,成为当前水库工程施工建设管理的研究热点和新的应用趋势。

EPC管理模式是一种全过程、全方位的工程承包管理模式,通常包括工程设计、采购(或材料提供)、施工和调试等环节。在水库工程施工建设中,采用EPC管理模式可以实现资源的统一优化配置、风险的主动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,沟通协调难度较大。各参与方之间的沟通和协调工作非常重要,尤其是设计单位、采购单位和施工单位之间的协作。如果沟通不畅或合作不紧密,可能会导致信息传递不及时、问题得不到及时解决,进而影响到工程进展和质量[5-6]。

因此,本文将结合丫他水库的实际需求和EPC管理模式的优劣势,提出一套基于EPC管理模式的丫他水库工程施工建设管理方案,以期为同类型工程的施工建设管理提供新的研究思路。

1 贵州省丫他水库工程施工建设管理

1.1 贵州省丫他水库工程施工概况及施工建设管理分析

丫他水库工程位于册亨县丫他镇丫他村境内,处于者楼河上游一级支流老蛮沟上,地处册亨县城上游,坝址距册亨县城约21km,距镇政府约2km。坝址以上控制集雨面积14.15km2,多年平均流量0.22m3/s。水库总库容261×104m3,兴利库容201.7×104m3;正常蓄水位843.00m,相应库容229×104m3。根据册亨县气象站多年观测资料统计,多年平均气温19.2℃,1月份最冷,平均气温10.1℃;7月份最热,平均气温26.1℃。日最低气温≤0℃的天数为1.1天,平均无霜期350.6天。

丫他水库工程主要由水库枢纽建筑物和输水建筑物两部分组成,水库枢纽主要建筑物为挡水建筑物、泄水建筑物、取水建筑物;输水工程主要建筑物包括输水管道及附属设施,水库坝体上游设工程管理区。该工程主要计划目标为供水人口1.8万人,水利灌溉面积457.8hm2,可供水量327×104m3,总干管设计流量为0.44m3/s。

由此可见,该项目涉及的工程量大,施工周期长,施工人员结构复杂。如果施工建设管理方式不能满足工程的具体要求,将影响工程施工质量,导致责任推诿,增大解决问题的难度。针对这种情况,需要创新施工管理模式,将施工管理机制应用到建筑工程项目中。根据工程项目的实际情况,合理划分员工的工作职责,并明确员工责任。当问题发生时,可迅速确定问题源头,提出有效的解决方案,并在问题解决后追究责任。这种方式能够强化员工的责任感,监督员工端正工作态度,从而提高工作效率。并且,丫他水库工程属于现代化水利建设项目,施工中会涉及多样化的施工材料和设备,若仍采用传统管理手段,而不优化施工管理方式,会导致项目管理不及时、不到位,从而影响施工的效率与质量。管理人员应根据现场实际情况选择合适的管理方法,掌握施工现场的实际数据,如设备使用状况和材料价格等,为控制施工成本提供依据。此外,工程建设中部分员工对项目认识不足,影响施工效率。为了提高效率,需改变传统的建设管理方式,使员工提前了解现场状况,制定完善的计划,确保充分掌握项目信息。结合实际情况,应用创新管理模式于各个环节,优化水库建设的施工方案,提高工程施工建设效率。

为了提高丫他水库工程的施工效率,优化建设方法和降低建设成本等,研究采用EPC项目施工管理模式,对该工程进行施工建设管理[7-8]。EPC项目管理方案流程见图1。

图1 EPC项目管理流程

1.2 基于EPC管理模式的丫他水库工程施工建设管理

1.2.1 丫他水库工程质量管理

丫他水库工程施工流程复杂,因此需对施工质量管理予以高度重视。首先是设计阶段的质量管理,需要让各施工环节的工程人员和设计人员熟悉水库会议纪要、施工图纸等。对设计方案逐一核实,确保设计方案符合国家标准和相关规范要求,并进行设计评审和技术交流会议,及时解决设计中的问题。其次是采购阶段质量管理,丫他水库工程的材料多来自册亨县,采购时需制定明确的技术规范和采购要求,确保采购的材料和设备符合质量标准。根据《水利工程施工监理规范》(SL 288-2014)第6.2.14款第3条规定,平行检测数量混凝土不少于承包人的3%(重要部位各标号混凝土至少1组)、土方5%(重要部位至少3组)进行取样检测。平行检测由现场监理人员对原材料、中间产品进行取样编号,送由建设单位委托的水利部珠江水利委员会基本建设工程质量检测中心进行试验检测。由于采购和检验的设备和原料数量相对较大,因此需要提高工程对现代数字化的应用,对于每一个设备和每一份材料做好数字化档案记录,并及时整理和保存[9]。此外,还需进行施工阶段的质量管理,安排质检人员在施工过程进行质量检测和监督,及时发现和纠水库工程中的质量问题。对于工程中的关键节点需安插监测仪器进行检测,确保工程达到预定要求。定期对所有人员进行水库工程的质量培训,增强工作人员的质量意识和相关技能[10]。

1.2.2 丫他水库工程进度管理

传统工程进度管理模式中,现场施工建设与施工设计图是处于相互独立的状态,并且各项目施工单位在沟通上存在一定的阻碍,导致管理人员决策效率低、工程施工缓慢、施工编排不合理等情况。并且该工程的管理属于流动状态,对于人员、设备、材料的合理安排复杂性高,容易出现施工节奏混乱、资源大量浪费等情况。因此,研究通过将建筑信息模型(BIM)虚拟数字模型与项目进度计划相结合,工程团队能够实现4D模拟,使整个施工过程可视化[11-12]。

4D模拟不仅包括三维模型中的空间信息,还将时间纳入考虑范围,因此更利于各参建方之间的沟通与协作。这种方法提高了施工流程的透明度和监控能力,建设单位、设计单位、施工企业、供应商等参建方都可以清晰地了解项目的进度,从而提前调整资源安排和任务协同。这种做法有助于减少不必要的延误,降低返工的风险,提高项目整体效率。BIM虚拟数字模型能为项目参建方提供详细且准确的设计和施工信息,包括构件尺寸、材料规格、定位等。同时,4D模拟中的时间维度可以使各方了解何时进行特定工序,并预测可能的冲突或延误,从而制定相应解决方案。此外,4D施工模拟还利于安全管理,通过对施工场地、设备布局和人员安排的预估,管理人员可以提前规划安全措施,降低事故风险。同时,这种方案也可帮助各参建方就设计、施工、维护等方面达成共识,提高整个项目的质量[13]。具体的操作流程见图2。

图2 BIM-4D模拟运行流程

1.2.3 丫他水库工程成本管理

为了恰当地控制材料成本,同时又满足最佳资源分配的要求,需要在施工开始之前为各环节制定相应的物资需求计划,物资部门再根据需求计划进行预先的采购[14-15]。同时,根据现场的实际情况,制定并完善限额领料制度,以保证每次领取的材料量是适当的,提升材料的利用率并减少浪费。

为此,根据丫他水库工程的实际需求,对于施工供风需求,在施工现场设置固定及移动式空气压缩机,以满足各施工工程的需要,移动式压缩机可以流动使用,减少资源投入。对于施工供水需求,直接抽取河水经沉淀即可,生活用水可采用抽取河水经消毒处理后使用,并且经过检测,处理后的水可满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)标准。对于施工用电需求,枢纽部分施工用电输入点在丫他镇,从丫他镇架设长2km的10kV输电线路至施工现场。灌区部分施工用电可采用小型变压器沿线接入或自备柴油发电机解决。为了进一步缩减成本,在施工工地设有机械保养站,负责施工设备的维护和保养。施工所需原材料均是就近购买,大大节约了运输成本和运输时间。此外,研究借助水利工程信息模型BIM5D协同平台,优化虚拟模型,将施工建设成本控制在可接受的范围内。BIM5D协同平台具体架构见图3。

图3 BIM5D协同平台运行流程

2 基于EPC管理模式的丫他水库工程建设管理效果分析

为了对研究设计的水库工程建设管理策略在实际施工建设中的有效性进行分析,将研究方法运用于丫头水库的工程建设管理之中。首先对整个施工过程的投资费用进行分析,具体见图4。

图4 工程费用开支情况

由图4(a)可知,除移民征地方面的实际费用与计划费用一致以外,其他两部分的费用均有所减少。在主体工程方面,计划费用15 165.83万元,实际费用为11 023.41万元。在环境保护和水土保持方面,计划费用为1 244.40万元,实际费用为963.54万元。综合以上情况来看,工程部分的实际费用相比预算下降27.4%;环境保护和水土保持的费用相比预算下降22.6%。费用下降的原因是采用了研究所设计的工程建设管理方案,通过多种途径,采用一系列的成本控制手段,将成本降低至最低水平,实现了用最少的投资来完成项目目标的效果。由图4(b)可知,整个丫他水库工程的预算工期为1 095天,预算总费用为18 936万元。而采用研究的工程建设管理方案后,实际工期缩短到932天,实际总费用减少到14 521万元,表明研究方案能有效减少整个项目的开支并缩短工期。

然后对整个工程的人员资源和物料设备的利用率进行分析,具体结果见图5。

图5 项目工程资源利用率

由图5可知,整个项目的人员和物料设备资源的预算利用率为80%。在实际施工过程中,人员资源的利用率大部分时间都在85%以上,只有在极端天气等外界因素的影响下,人员资源利用率才会降低至70%左右。而整个工程周期中,人员资源利用率在70%～80%之间的时间不超过5%。另外,物资设备的利用率几乎都在90%以上,表明项目管理团队对机械设备采取了科学的调配和保养措施,能够在大部分时间里保证工程机械的稳定运转。考虑到机器设备可能会出现故障和需进行维修和保养的问题,物资设备利用率偶尔会降低至低于80%的程度。但在整个工程周期中,物资设备的利用率低于80%的时间不超过2%,表明项目管理团队对机器设备进行了维护和保养,并在因机械故障而导致的工作停滞时,能够尽快恢复机器设备的运作。这种有效的机器设备管理策略,避免了因机器故障所造成的浪费时间和资源。研究数据表明,项目管理团队对人员和物料设备的资源进行了有效的规划和管理,在大部分时间内充分利用了人员资源,确保了项目进度和质量的稳定。并且,采取的措施确保了物料设备的高效利用,尽量避免由于故障和维修所引起的时间浪费。

最后对整个丫他水库坝体项目建设的质量进行分析,结果见表1。

表1 丫他水库坝体质量检测结果

以上检测结果均严格按照《土石坝安全监测技术规范》(SL 551-2012)的要求,并结合大坝现场实际情况进行检测。通过使用精密观测仪器,如全站仪、精密水准仪等,对各重要观测项目进行定期检测和监测,可保障水库项目工程的质量。由检测结果可知,研究采用的建设管理方案在降低成本、缩短工期的同时,还能保障施工项目的质量,表明研究采用的管理方案可有效控制和保障整个水库的施工过程及结果质量。

3 结 论

本文提出了一种基于EPC管理模式的丫他水库工程施工建设管理方案,该方案主要涵盖了工程建设中质量管理、进度管理和成本管理3个核心部分。实际应用结果显示,研究采用的管理方案相比于预算方案,实际花费减少约30.4%,工期缩短163天,而且人员资源利用率约85%以上,物料设备利用率约90%以上。此外,坝体项目工程的检测指标均达标。以上数据表明,研究采用的建设管理方案在降低成本、缩短工期的同时,还能保障施工项目的质量。