高速公路工程项目施工方案优化研究

2015-12-02中交一公局海威工程建设有限公司北京101119

江西建材 2015年4期

■马捷，舒俊 ■中交一公局海威工程建设有限公司，北京 101119

引言

高速公路工程项目的复杂性决定了工程项目需要进行特殊的组织措施和技术措施，其施工是一个多项目、多工种、多工序交叉配合的过程。而工程施工方案作为承包商施工与工程项目管理的指导文件，在项目管理中能够发挥明显的作用。因此，对施工方案整体进行优化，在保证工程质量、进度、安全的前提下，降低施工成本，使得项目盈利最大化，是承包商衡量项目完成的重要指标，也是赢得更广阔的市场的前提条件。

1 施工方案优化内容及优化指标的关系

1.1 施工方案优化的内容

高速公路工程项目具有周期长、风险大、不可预见因素多等特点，使得施工过程中可能产生的各种因素对工程质量、工期以及费用产生影响。施工方案的优化主要从两方面进行，一是方案整体的进度、成本、质量、安全投资优化，二是施工方案具体内容的优化。

基于成本的施工方案优化是在满足法律法规以及合同要求，保证项目的质量、工期、安全前提下，最大化的降低施工成本。

1.2 施工方案成本指标与其它指标的优化关系

1.2.1 工期与成本的关系

对于工程项目而言，项目成本由固定成本和可变成本组成，工期不同，则项目的成本也就不同。缩短工序作业时间，造成作业面的拥挤，机械设备等资源的使用效率降低，而项目的工序时间延长，能够有效避开资源高峰，但会增加管理费等间接成本的支出。因此，通过对施工方案的优化和调整达到工序的最优成本和最佳工期。工期与成本的关系如右图所示:

图1 时间—直接成本曲线

图中，N 为正常施工点，对应的TN，TS为正常的施工工期和费用;S为赶工施工点，对应的TS，TN为赶工工期和费用。

1.2.2 质量与成本的关系

高速公路项目施工技术复杂，工序交叉，施工难度高，因为某项施工质量的原因造成的返工不仅引起施工成本的增加，也会影响整个施工进度。

增加预防和鉴定费用，质量损失成本减少，但会增加项目的总成本，总质量与成本之间存在一个最佳值，如下图所示:

图2 质量—成本曲线

1.2.3 安全与成本的关系

安全保证费用投入的增加通过减少安全损失成本，提高安全管理的效益。安全效益与项目的增值收益和损失有关，见下图所示:

图3 安全—成本曲线

安全功能函数F(S)的数学表达是:

式中:I(S)——增值函数;

L(S)——损失函数。

(1)当安全性趋于零，技术系统毫无安全保障，系统不仅毫无利益可言。

(2)当安全性到达Sl点，是安全性的基本下限。当S 大于Sl后，系统出现正功能，并随S 增大。

(3)当安全性S 达到某一接近100%的值后，如Su点，功能增加速率逐渐降低。说明，安全不能改变系统本身创值水平，但保障和维护了系统创值功能，从而体现了安全自身价值。

2 施工方案的总体优化方法

施工方案优化中，对于主要的施工技术方案和项目资源管理的优化是在满足工程进度、质量和安全指标下，成本最优的方案。

2.1 施工技术方案的优化

施工技术方案时确定施工方法、选择施工机具、合理的安排施工组织和顺序。

2.1.1 确定施工方法与工艺流程

根据项目的特征选择合理的施工程序和进度计划，对每段进度安排内的施工方法与工艺流程确定详细的实施方案。选取技术先进、经济合理的施工方法、施工机械和工具，尽量采用采用在工厂预制或在市场上采购成品或半成品，减少现场制作。采用先进的机械化施工，减少劳动力作业。结合施工方法，进行材料使用的必选，通过改变配合比、使用添加剂等方法降低材料的消耗费用。

对于达到一定规模危险性较大的分部分项工程需要编制专项施工方案，通过技术经济比较，确定其关键部位的施工方法与工艺流程，做到提高生产效率，保证工程质量与施工安全，降低工程造价。

2.1.2 主要施工机械的选择

根据施工现场情况和工程结构情况，合理选择施工机械设备和数量对成本控制具有重要的意义。首先，应根据工程特点和施工条件确定采取何种机械的组合方式。合理安排施工生产，尽可能做到一机多用、连续使用，加强设备租赁计划管理，严格控制进退场时间，以提高现场设备利用率。做好机上人员和辅助机械的协调配合，使主导机械的性能在各个单项工程上能够实现综合流水作业，减少其以充分发挥主导施工机械的工作效率。

2.1.3 施工技术组织措施

组织是目标能否实现的决定性因素，施工技术组织措施是承包商在施工技术方案中针对工程项目建设的四个主要目标所制订的方法和措施。应充分重视健全项目管理的组织体系，落实施工成本管理的组织机构及人员，应具备合理的管理体制，完善的规章制度，稳定的作业秩序，完整准确的信息传递。主要包括保证质量措施、降低成本措施、保证安全措施和文明施工措施。

2.2 项目资源管理的优化

项目资源是指完成项目所需要的劳动力、材料、设备、资金、技术技能等形成生产力的各种要素。高速公路工程项目施工需要大量劳动力、材料、设备、资金，其费用一般占整个工程总费用80%以上。均衡资源在施工过程中的投入、采用合理的资源使用结构，减少资源耗总量，依据工程施工实际需要采购和储存材料，配置劳动力和机械设备，降低成本。

2.2.1 利用工序编组优化调整资源均衡计划

高速公路工程项目中需要的资源种类繁多、数量巨大，资源的供应与需求易出现不平衡。因此，资源计划应当包括对所有资源的采购、保管和使用，确定劳动力、施工机械、材料的供应与使用计划。编制合理的施工工序，确定资源在某一时间段的需求量并作为施工总体网络计划中限制条件的资源，有助于施工方案成本指标的优化。

2.2.2 推进组织管理中的团队建设与伙伴合作

项目组织作为一种组织资源，对承包商在施工中节约项目管理费用有着重要的作用。对内应做好各个部门的协调管理，加强项目管理机构的团队建设，对外与项目参与各方建立起良好的合作伙伴关系。

2.2.3 基于供应链和伙伴合作的材料采购与库存管理优化

高速公路工程项目材料品种、数量多、规格型号复杂，其材料费用占施工成本的比例高。材料易受时间、天气和季节的影响，材料的季节性消耗和阶段性消耗问题突出。承包商应在保证材料及时供应的前提下和供应方建立良好的合作伙伴关系，减少材料的仓储费和工地保管费，同时，并能根据业主对设计的变更或其它原因导致的变更及时调整材料的供应。