基于±1000kV古泉换流站交流滤波场坪工程以资源配给为导向的施工进度优化分析

刘宝宏 杨洪瑞 孙莉芬

(1.国家电网公司直流建设分公司，江苏 常州 213003；2.湖北国策汇文项目管理咨询有限公司，湖北 武汉 430073)

0 引言

±1000kV古泉换流站交流滤波场坪工程施工(以下简称交流滤波场坪施工)是换流站建设工程中交叉作业最复杂的工程之一。交流滤波场坪施工属于动态变化的现场型作业。在施工劳动力安排上、物资设备供应上、场地空间的占用上、技术要求工艺操作上都相互交错。从施工工艺上，要求严格按照一定的施工顺序和必要的技术间隔时间开展工作；从施工组织上，要考虑适当的流水作业，深入地组织交叉施工；从施工界面管理上，与之相关的各承包单位，在作业场地上存在大量共同占用同一场地的“结合部”。

“结合部”管理界面上存在着复杂的关系，不仅存在电气施工与土建施工工序交叉、作业场地占用交叉、地块之间流水作业交叉，而且每个地块土建施工流水作业之间也存在交叉。从工程衔接的角度，在交流滤波场坪施工前，需要完成地面下层接地网、电缆沟、线管预埋等隐蔽工程，地面层的设备基础工程，地面上的电气设备安装工程；在交流滤波场坪施工后，紧接着电气设备要带电调试。可谓前后夹击，向前不能突破前置工作的最后完成时间，向后不能越过后置工作最早开始时间，而且在进度滞后的情况下，要采取有效措施保障该工程进度满足整体工程进度要求，确保2018年5月20日换流站的交流场带电调试，这是该工程进度优化和调整的关键所在。

1 进度滞后，因素盘根错节

1.1 地坪分布

交流滤波场坪分为1000kV交流场坪和500kV交流场坪，共有26个地块，其中1000kV场坪12块，每个地块约2000m2，500kV场坪14块，每个地块约800～1000m2，总面积约4.3万m2。地坪分布见图1。施工材料运输路线由换流站外，经过换流变广场，再经去往主控楼旁边的通道进入，自每个区块的外围的区间小道运至每个地块。1000kV、500kV交流滤波场坪土建工程由一个“土建C包”总承包，并且分别由两个劳务分包单位施工。电气工程中1000kV交流滤波场坪由“电气B包”承包，500kV交流滤波场坪由“电气C包”承包。

1.2 进度现状

(1)施工工艺流程。交流滤波场坪施工工艺为从黄土拌灰、铺垫夯实到浇筑混凝土依次流水作业，地块间轮次流水作业，每道工序根据施工工法配置相应资源，见图2。地块根据电气工程预埋和设备安装的情况，陆续交付场坪的地块。截止到2018年3月10日，1000kV交流滤波场坪中有部分地块已经完成了灰土、碎石施工，其中2个地块绑扎钢筋完成。500kV交流滤波场坪中有3个地块完成了黄土拌灰工序。

图1 交流滤波场坪地块划分图

(2)原进度计划WBS编制思路。土建C包施工单位在估算资源配置的情况下，按照地块流水和施工工艺流水作业编制施工进度计划，进度计划WBS编制思路见图3。

工程总体进度目标为2018年5月20日交流滤波场设备带电调整，从3月底开始计算，5月15日前场坪施工完成，只有55d工期。按照工序全流程流水作业方法计算工期，每个地块上施工需要2周时间，地块之间依次流水滚动作业，完成4.3万m2地坪混凝土浇筑任务，若不计此期间的雨季，相当于每天须完成1000m2浇筑任务，才能达到目标。目前，1000kV场坪中只有1块地坪达到绑扎钢筋的进度，场坪施工进度不能满足换流站总进度的要求。

1.3 存在的问题

(1)作业环境。第一，施工面积大，地块多。每个地块相连且紧凑。每个地块上设备基础间距小，特别是500kV场坪区，设备间距更小。第二，作业场地、道路运输等，都与电气工程的设备安装施工存在同期交叉作业问题，特别是部分地块电气工程仍未完成，影响场坪施工开始的时间。第三，地块上设备基础之间间距小，挖掘机无法进入作业。第四，电气设备安装后成品防护的工作量大。

图2 交流滤波场坪施工流程

图3 交流滤波场坪施工进度计划分解思路

(2)材料供应。第一，施工用土方、石料较多，主要是黄土和碎石用量大，需要从场外用汽车运入场内；第二，现场作业面局限，石料和土方堆放地狭小，只能边进料、边施工，运料必须与进度安排密切衔接。

(3)施工工法。土方、拌灰、碎石的施工，主要靠挖掘机、夯土机、小型压路机完成，在设备基础之间的地坪，因设备间距狭小而需要人工辅助作业。

(4)资源配置。原施工进度计划，按每个地块配置，挖掘机1台，小型压路机1台，增添普工5人，但资源配置与工序进度的要求相匹配的情况不明确。

1.4 沟通协调

(1)召开专题协调会。针对施工进度滞后存在的问题，业主项目部、监理单位组织土建C包、电气B包、电气C包召开多次现场协调会议，分析问题，提出目标要求，完善进度计划，增加资源配置。特别是针对现场施工作业场地交叉使用、道路运输情况做了多方沟通与协调，制定了道路清理和占用管理规定。

(2)完善进度计划。截止到2018年3月10日交流滤波场坪的施工进度已经滞后。按照总体进度目标要求，土建C包3月20日重新完善和修改施工进度计划，并根据进度计划，增加普工和钢筋工的配置如下：配置9台挖掘机，木工18人，钢筋工12人，计划3月26日普工再增添7人，共12人。但资源配置仍然未达到能明确完成进度目标的要求。

2 目标不变，方法殊途同归

众所周知，施工进度计划编制在遵循工程目标的情况下，需要经过7个步骤，即WBS分解，工作包时间估算，逻辑关系确定，网络图绘制，网络参数计算，安排进度，进度优化。根据WBS分解，在进行工作包时间估算和逻辑关系确定时，预先对资源的配置进行假设和估算，再进行施工进度安排。该进度安排将成为进度控制的基准计划。

施工进度控制的关键是基于一定的工艺流程和施工工法对资源安排与配置。资源配置的变动不仅会引起费用的变化，而且更是进度保障和控制的基础。传统进度控制通常收集工程实施过程中的实际数据，形成跟踪的进度计划，与基准计划进行对比分析，当偏差超出目标所允许的范围，采取纠偏措施。这种控制的方法核心是在保持基准计划不变的前提下进行纠偏控制。但在现实工程施工中，往往受到施工现场多因素的影响，保持基准计划不变，仅仅靠纠偏的方法并不适用。

在保持进度总目标不变的情况下，改变基准计划，结合现场实际资源供应的情况，以资源供给为导向调整进度计划的WBS分解思路，是施工现场进度调整与优化更加实用的方法之一，目标不变，殊途同归。

3 系统触发，找准关键因素

3.1 影响进度的多种因素分析

影响交流滤波场坪进度的因素多种多样，从“人机料法环”方面总结各因素，见图4。

3.2 触发进度关键离散事件

在影响施工进度的多种因素中，任何一个因素的变化都会牵动其他因素的变化。在多种因素中能够找准触发系统状态发生变化的关键因素，才是调整和优化进度的核心。

交流滤波场坪施工进度是由一组元素(实体)活动的集合，实体活动为黄土拌灰、铺垫夯实、碎石铺垫、碾压夯实、分段绑扎钢筋、分段浇筑混凝土。为了实现交流滤波场坪施工进度目标，这些实体活动只有受到离散事件触发，场坪施工的进度状态才会发生变化。

运用离散事件动态系统(Discrete Event Dynamic System，DEDS)分析思路，将交流滤波场坪施工看作一个离散事件动态系统，在多种影响因素中找出触发交流滤波场坪施工进度系统状态变化的最关键离散事件，加以控制，并对症下药，成为解决问题的关键。

交流滤波场坪施工进度系统的状态发生变化和转移完全依赖于离散事件在时间域上的发生，也就是说能够触发施工系统状态变化的离散事件有很多，如物料供应、施工设备及机具配置、人员组合、上道工序完成情况、天气和环境变化，等等。但离散事件动态系统更加关注离散事件发生的逻辑行为关系，如物料供应，包括需求量、种类、原料供应等以及是否及时运至施工现场，再如天气和道路等因素影响物料的运输速度等都会影响施工进度。

在场坪施工6个工序中(图5)，前4个工序属于使用同一类资源(黄土、碎石物料、挖掘机、碾压机和普工等)配置下的活动。任何一项资源供应不足，配置不到位都会影响施工进度变化，但触发进度发生变化的最关键因素是黄土和碎石的供应。在石料供应及时的情况下，目前配置的挖掘机、碾压机和夯实机通过铺垫和碾压作业，可为后续工序提供绑扎钢筋的作业面，从而触发施工系统状态变化。后2个工序属于使用同类资源(钢筋、钢筋工、模板工、混凝土等)的活动。在作业场地提供及时的前提下，目前资源配置基本可以满足进度的要求。所以，触发系统状态发生变化的事件是作业场地的提供，即上道工序碎石碾压夯实完成。

4 调整思路，关键改途易辙

4.1 施工计划WBS调整思路

依据交流滤波场坪施工进度系统状态变化分析，找出触发项目状态变化的关键因素。只有上道工序的黄土石料供应及时，才能引发下道工序关键因素作业场交付的实现。所以，施工计划调整思路，由原来以地块施工工艺流水作业分解WBS，改变为以施工资源(石料)的供应为导向分解WBS，也就是改变了施工进度计划编制思路。此种调整方法更加明确了资源配置与施工进度的配合，便于现场的组织协调与资源供应的管控。

交流滤波场坪施工WBS第一层分解为基层施工和面层施工，其中基层施工在分解为土方施工(填土拌灰)和配碎石之后，再向下按照地块划分分解；面层施工按照上道工序提供场地，按照地块分解，每个地块再依据施工工艺工序进行分解(图6)。

图4 影响交流滤波场坪施工进度因素鱼骨图

图5 交流滤波场坪施工离散动态系统触发因素分析图

4.2 施工计划调整优化结果

(1)1000kV交流滤波场坪施工调整优化后的施工计划，见表1。

1)基层施工资源配置情况：机械配置为大挖掘机3台，小挖掘机3台；基层施工材料供应为每个地块需要约20车碎石，3个地块需60车，9d完工，每天7～8车料。

2)面层施工人员配置情况：钢筋工15人，木工8人，混凝土工8人。

(2)500kV交流滤波场坪施工调整优化后的施工计划，见表2。

1)基层施工资源配置情况：机械配置为小挖掘机2台，配备普工10人；基层施工材料供应为每个地块需要约6～7车碎石，2个地块14车，2d完工，每天7～8车料。

图6 交流滤波场坪施工进度计划调整优化后分解思路

场区地块周期天数地块数量进度调整结果 1000kV交流场坪基层ACF14/15/164月1日—4月8日83ACF24/25/264月2日—4月14日123ACF11/12/134月14日—4月28日123ACF21/22/235月5日—5月12日123 12d出3个地块,平均4d一块,地块之间流水作业,5月12日完成,满足进度目标要求 1000kV交流场坪面层ACF11/12/134月3日—4月1日93ACF21/22/234月20日—4月28日93

表2 500kV交流滤波场坪施工调整优化后施工计划(单元)

2)面层施工人员配置情况：钢筋工14人，木工10人，混凝土工15人.

(3)环境协调。根据优化调整后的施工进度计划，土建C包的具体现场组织和协调工作如下：

1)运料：每晚组织运料，下班前检查碎石堆料场地。

2)场地道路：每天确定运料的路线，电气安装单位设备和车辆不能占道，下班前清理，并由监理检查确定。其他施工单位若要占用道路和场地，需要报备运输路线和装卸场地方案，协调同意后方可施工。

3)天气：密切注意天气，晴天尽量赶工，给雨天预留时间。

5 优化计划，实现有效指挥

5.1 计划成为管控的“抓手”

计划之所以成为管控的“抓手”，具有两个条件：第一，计划是动态的，随现场实际资源情况变化而调整；第二，现场施工计划细分到工序，资源分配到工序上，从而有助于掌控工程施工局面，变“被动协调”为“主动指挥”，使计划成为协调与指挥的工具。

5.2 进度安排的根本准则

工程进度计划是分层次的，且层级具有相对性。业主编制一级和二级网络计划的WBS工作包，是更高一级里程碑计划的组成要素，同时又是施工单位编制的施工进度计划的目标。即所谓“向上无限大,系统变要素；向下无限小,要素变系统”。进度计划中WBS分解越向下，层次越细致。施工进度计划的执行和贯彻准则是充分结合“人机料法环”。依照资源配置，抓住进度执行的核心与本质，将工作范围、资源配置、作业环境三要素集成到工序作业层面上，让施工计划串联所有工序上的作业。

5.3 细分是WBS分解的前提

WBS是施工进度计划基准，其重要性不言而喻，WBS分解思路可用的前提条件是：第一，WBS分解思路不是一成不变的，而是动态的，应随实际资源配置情况而调整分解思路；第二，施工进度计划以总体计划目标为宗旨，细分到工序，细分到施工班组配置资源的层面；第三,资源配置到工序上，与实际管控工作相吻合、相匹配，成为进度执行的保障。本文实例中施工进度计划的WBS分解由原计划26项，细化到126项，分解到工序，且工序上每项工作与资源配置相吻合。

6 结语

该工程截止到2018年5月12日已经全面完工，按照调整优化后的进度计划，工程进度管控到位，且实际进度与优化后的施工进度计划吻合度较高。

本文以实证案例为基础，引入离散事件动态系统分析方法，分析了影响交流滤波场坪施工进度的关键因素，并以资源为导向调整了施工计划WBS分解思路，细分到工序，且明确了资源配置。从理论上为施工进度计划控制指导思想提供了实证案例，从实际应用层面为直流换流站交流滤波场坪提供了便于现场执行与管控的施工进度计划编制思路范式。