水利工程快速施工影响因素分析

2010-12-31宫继仁

中国新技术新产品 2010年3期

宫继仁

（黑龙江省水利第五工程处，黑龙江绥化 152400）

快速施工是指施工系统处在特定时间、特定工程和特定环境层次上的快速施工，这个层次施工系统的特点是：

系统的资源受到一定制约，如往往存在一定的投资制约，一定的空间和时间制约；系统中的对象和构成明确；与硬技术相比，软技术发挥更大的作用。这是因为，对于一个处于特定时期的施工系统，其技术水平在设计后就已经基本确定且已蕴含在施工对象、施工设备、资源当中，大部分硬技术已经在设计中得到体现，例如坝型、主要施工设备的选择等。而软技术主要关系到管理技术、经验、管理模式等，它们对系统的运行有着不可低估的影响，因此，在这一层次上，快速施工主要通过对软技术的管理来实现。

1 水利工程快速施工影响因素分析

快速施工是通过施工系统协调运转而达到的，因此，影响施工系统的主客观因素、约束条件以及工程质量、安全、投资等，都是快速施工的影响因素。快速施工的影响因素主要体现在以下几个方面：

1.1 前提条件

一般的，工程进度、质量、安全、投资等是工程管理的控制目标，它们之间是相互联系、相互作用的，是不可分割的整体，缺一不可，因此快速施工的前提条件是：

保证工程的标准和质量；保证工程安全；保证投资的限额。第一个前提条件是指快速施工必须达到和满足工程质量标准，如工程等级、规范要求、技术要求等。第二个前提条件意谓快速施工要满足工程本体的安全，并保证人身、设备安全。第三个前提条件是指快速施工所增加的投入限制在不能突破工程概算、预算的范围内。

1.2 施工过程中的空间冲突

施工过程中施工主体与施工对象相互作用也需占用一定的空间，如施工人员、设备的工作空间，这个空间称为工艺空间。因为施工主体要完成施工对象全部实物的施工，所以工艺空间包含了实物空间。在工艺空间中，存在两类特殊的空间，一类称为危险空间，如施工电源附近，爆破飞碴范围等。另一类称为保护空间，如浇筑不久的混凝土面，施工设备本身占据的空间等。在危险空间和保护空间这两类空间中是无法进行施工作业的。随着施工的进程，各类空间在不断转换，如建筑物升高而使工艺空间变小，混凝土浇筑面达到一定的强度后，由保护空间转变为工艺空间等。因此施工空间实际上是基于时间的，是四维的空间。在施工过程中，各类空间在时间维上不断地转换，两个建筑物或两道工序之间的工艺空间需求也在不断地变化，在转化过程中它们之间必然发生一些交叉和重叠，这种现象就称为空间冲突。显然，空间冲突的存在制约着施工速度。

实际上，加上时间的因素，有些空间冲突是无法避免的，如在同一个工作面，混凝土浇筑必须在建基面开挖完成后方可施工，而金属结构安装必须在混凝土浇筑完成后才能进行作业等。这一类必然的冲突决定了施工中的串行工序，即决定了必需的施工时间。只有在不发生空间冲突，或空间冲突的影响可以控制的情况下，才能够安排各种工序的并行作业。因此，为加快施工速度，处理空间冲突的原则可归纳如下：

尽可能压缩各道工序工艺空间的尺度和占用时间；尽可能压缩串行工序的施工时间；缩短串行工序的衔接时间；在不发生空间冲突的情况下，尽可能增加并行工序；优先安排发生空间冲突工序的施工，以尽快解除空间冲突；只有在工艺空间有充足裕量的情况下，增加施工资源才是可能的。

在施工系统中，实物空间、工艺空间、危险空间和保护空间都是有形地、可度量地存在着，因此可将这些空间统称为具体空间。施工系统中的硬技术，如确定的建筑物体型、技术标准等，蕴含在具体空间中。与具体空间相对应，施工系统中还存在一种无形的、抽象的空间，这个空间以信息的传递终点为边界，可称为虚拟空间。工程管理决策、设计优化、工艺改进等软技术则存在于虚拟空间。在施工系统中，具体空间和虚拟空间是相互依存、相互联系和相互作用的，我们也可以认为施工进程就是具体空间和虚拟空间相互作用的辩证过程。

1.3 快速施工的时间性

根据快速施工的概念，其核心是“快速”，保证“快速”是施工中的主线。因此，可将快速施工时间性原则归纳如下：

满足施工系统中构成明确的施工资源、对象和环境在系统处于理想的协调状态下所必需的施工时间。这个时间通常可根据图纸给定的建筑物尺寸、工程量、地质条件和施工机械的最大生产能力计算求得，可看作极限最短施工时间；满足施工系统中空间冲突所必需的串行工序施工时间。这类串行工序即为关键线路；消除和减少施工系统软技术中不必要的时间和重复时间。如及时决策、缩短信息传递和处理时间、减少返工等；争取潜在的时间。施工设备的生产能力是既定的，但施工设备是由人工操作的，而且施工中也有很多手工作业的工序，如钢筋绑扎、立模等，所以应通过物质和精神激励发掘人的潜在能力而提高施工速度。在满足空间冲突的条件下，也可以通过增加施工资源争取潜在时间，如并行作业、工艺打包等；适当考虑工程风险和不确定性因素影响的时间，如地质、水文、气象条件变化等。

一个工程的施工时间就是由上述时间叠加而成，当施工系统满足了上述时间性原则，我们就可以认为达到了快速施工。

1.4 施工风险

一旦施工中发生风险事件，对施工速度的影响是不言而喻的。施工风险是因为施工系统中的施工主体、施工对象和施工环境中存在的不确定性和它们之间相互作用而造成的。比较而言，施工环境中存在着较多的不确定性，且大多难以预见、人力不可控制，如地质条件与勘探资料出入较大导致设计变更的情况。施工主体中也存在较多的不确定性，如多目标决策的不确定性，施工人员、设备生产效率的不确定性，资源供应的不确定性等，但这类风险大都有一定的可预见性和可控制性。施工对象中也存在一定的不确定性因素，如设计方案变更，技术标准改变等，这类风险也具有较大的可控制性。

按照施工风险对工程进度的影响逐级分类，第一类的风险是安全风险或事故风险，因为施工中的安全事故如隧洞塌方、边坡失稳、超标洪水等，通常会造成工程进度的完全停顿或施工效率急剧下降，这类风险一般与施工环境因素密切相关。第二类的风险是质量风险，如果工程质量未达到标准，就会因返工处理而影响施工进度。第三类的风险是技术风险，如不恰当的施工方法导致施工中发生前两类风险。第四类风险是管理风险，如决策失误或不及时造成工期延误等。后三类风险一般都与施工主体和施工对象有关。减少施工系统中的不确定性是降低施工风险，保证施工速度的关键。根据以上分析可将快速施工的风险管理要点归纳如下：

重视工程地质勘察、水文气象预测分析工作，以尽可能减少施工环境中的不确定性因素；做好施工过程中的安全管理和质量管理工作，杜绝和防范发生安全事故和质量事故；规范施工组织管理程序，实行制度化、标准化管理，使工程管理有序地进行，以减少施工主体中人的不确定性因素；加强设备管理，以减少物的不确定性因素；尽量减少设计变更，以免打乱正常的施工秩序；特别加强开挖施工阶段的风险预控措施。很多工程实例证明，开挖过程中的地质风险发生概率远远高于其他风险，对施工进度负面影响极大。