高速公路工程項(xiàng)目施工方案優(yōu)化研究

■馬 捷，舒 俊 ■中交一公局海威工程建設(shè)有限公司，北京 101119

引言

高速公路工程項(xiàng)目的復(fù)雜性決定了工程項(xiàng)目需要進(jìn)行特殊的組織措施和技術(shù)措施，其施工是一個(gè)多項(xiàng)目、多工種、多工序交叉配合的過程。而工程施工方案作為承包商施工與工程項(xiàng)目管理的指導(dǎo)文件，在項(xiàng)目管理中能夠發(fā)揮明顯的作用。因此，對(duì)施工方案整體進(jìn)行優(yōu)化，在保證工程質(zhì)量、進(jìn)度、安全的前提下，降低施工成本，使得項(xiàng)目盈利最大化，是承包商衡量項(xiàng)目完成的重要指標(biāo)，也是贏得更廣闊的市場的前提條件。

1 施工方案優(yōu)化內(nèi)容及優(yōu)化指標(biāo)的關(guān)系

1.1 施工方案優(yōu)化的內(nèi)容

高速公路工程項(xiàng)目具有周期長、風(fēng)險(xiǎn)大、不可預(yù)見因素多等特點(diǎn)，使得施工過程中可能產(chǎn)生的各種因素對(duì)工程質(zhì)量、工期以及費(fèi)用產(chǎn)生影響。施工方案的優(yōu)化主要從兩方面進(jìn)行，一是方案整體的進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全投資優(yōu)化，二是施工方案具體內(nèi)容的優(yōu)化。

基于成本的施工方案優(yōu)化是在滿足法律法規(guī)以及合同要求，保證項(xiàng)目的質(zhì)量、工期、安全前提下，最大化的降低施工成本。

1.2 施工方案成本指標(biāo)與其它指標(biāo)的優(yōu)化關(guān)系

1.2.1 工期與成本的關(guān)系

對(duì)于工程項(xiàng)目而言，項(xiàng)目成本由固定成本和可變成本組成，工期不同，則項(xiàng)目的成本也就不同?？s短工序作業(yè)時(shí)間，造成作業(yè)面的擁擠，機(jī)械設(shè)備等資源的使用效率降低，而項(xiàng)目的工序時(shí)間延長，能夠有效避開資源高峰，但會(huì)增加管理費(fèi)等間接成本的支出。因此，通過對(duì)施工方案的優(yōu)化和調(diào)整達(dá)到工序的最優(yōu)成本和最佳工期。工期與成本的關(guān)系如右圖所示:

圖1 時(shí)間—直接成本曲線

圖中，N 為正常施工點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的TN，TS為正常的施工工期和費(fèi)用;S為趕工施工點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的TS，TN為趕工工期和費(fèi)用。

1.2.2 質(zhì)量與成本的關(guān)系

高速公路項(xiàng)目施工技術(shù)復(fù)雜，工序交叉，施工難度高，因?yàn)槟稠?xiàng)施工質(zhì)量的原因造成的返工不僅引起施工成本的增加，也會(huì)影響整個(gè)施工進(jìn)度。

增加預(yù)防和鑒定費(fèi)用，質(zhì)量損失成本減少，但會(huì)增加項(xiàng)目的總成本，總質(zhì)量與成本之間存在一個(gè)最佳值，如下圖所示:

圖2 質(zhì)量—成本曲線

1.2.3 安全與成本的關(guān)系

安全保證費(fèi)用投入的增加通過減少安全損失成本，提高安全管理的效益。安全效益與項(xiàng)目的增值收益和損失有關(guān)，見下圖所示:

圖3 安全—成本曲線

安全功能函數(shù)F(S)的數(shù)學(xué)表達(dá)是:

式中:I(S)——增值函數(shù);

L(S)——損失函數(shù)。

(1)當(dāng)安全性趨于零，技術(shù)系統(tǒng)毫無安全保障，系統(tǒng)不僅毫無利益可言。

(2)當(dāng)安全性到達(dá)Sl點(diǎn)，是安全性的基本下限。當(dāng)S 大于Sl后，系統(tǒng)出現(xiàn)正功能，并隨S 增大。

(3)當(dāng)安全性S 達(dá)到某一接近100%的值后，如Su點(diǎn)，功能增加速率逐漸降低。說明，安全不能改變系統(tǒng)本身創(chuàng)值水平，但保障和維護(hù)了系統(tǒng)創(chuàng)值功能，從而體現(xiàn)了安全自身價(jià)值。

2 施工方案的總體優(yōu)化方法

施工方案優(yōu)化中，對(duì)于主要的施工技術(shù)方案和項(xiàng)目資源管理的優(yōu)化是在滿足工程進(jìn)度、質(zhì)量和安全指標(biāo)下，成本最優(yōu)的方案。

2.1 施工技術(shù)方案的優(yōu)化

施工技術(shù)方案時(shí)確定施工方法、選擇施工機(jī)具、合理的安排施工組織和順序。

2.1.1 確定施工方法與工藝流程

根據(jù)項(xiàng)目的特征選擇合理的施工程序和進(jìn)度計(jì)劃，對(duì)每段進(jìn)度安排內(nèi)的施工方法與工藝流程確定詳細(xì)的實(shí)施方案。選取技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的施工方法、施工機(jī)械和工具，盡量采用采用在工廠預(yù)制或在市場上采購成品或半成品，減少現(xiàn)場制作。采用先進(jìn)的機(jī)械化施工，減少勞動(dòng)力作業(yè)。結(jié)合施工方法，進(jìn)行材料使用的必選，通過改變配合比、使用添加劑等方法降低材料的消耗費(fèi)用。

對(duì)于達(dá)到一定規(guī)模危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程需要編制專項(xiàng)施工方案，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定其關(guān)鍵部位的施工方法與工藝流程，做到提高生產(chǎn)效率，保證工程質(zhì)量與施工安全，降低工程造價(jià)。

2.1.2 主要施工機(jī)械的選擇

根據(jù)施工現(xiàn)場情況和工程結(jié)構(gòu)情況，合理選擇施工機(jī)械設(shè)備和數(shù)量對(duì)成本控制具有重要的意義。首先，應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)和施工條件確定采取何種機(jī)械的組合方式。合理安排施工生產(chǎn)，盡可能做到一機(jī)多用、連續(xù)使用，加強(qiáng)設(shè)備租賃計(jì)劃管理，嚴(yán)格控制進(jìn)退場時(shí)間，以提高現(xiàn)場設(shè)備利用率。做好機(jī)上人員和輔助機(jī)械的協(xié)調(diào)配合，使主導(dǎo)機(jī)械的性能在各個(gè)單項(xiàng)工程上能夠?qū)崿F(xiàn)綜合流水作業(yè)，減少其以充分發(fā)揮主導(dǎo)施工機(jī)械的工作效率。

2.1.3 施工技術(shù)組織措施

組織是目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的決定性因素，施工技術(shù)組織措施是承包商在施工技術(shù)方案中針對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)的四個(gè)主要目標(biāo)所制訂的方法和措施。應(yīng)充分重視健全項(xiàng)目管理的組織體系，落實(shí)施工成本管理的組織機(jī)構(gòu)及人員，應(yīng)具備合理的管理體制，完善的規(guī)章制度，穩(wěn)定的作業(yè)秩序，完整準(zhǔn)確的信息傳遞。主要包括保證質(zhì)量措施、降低成本措施、保證安全措施和文明施工措施。

2.2 項(xiàng)目資源管理的優(yōu)化

項(xiàng)目資源是指完成項(xiàng)目所需要的勞動(dòng)力、材料、設(shè)備、資金、技術(shù)技能等形成生產(chǎn)力的各種要素。高速公路工程項(xiàng)目施工需要大量勞動(dòng)力、材料、設(shè)備、資金，其費(fèi)用一般占整個(gè)工程總費(fèi)用80%以上。均衡資源在施工過程中的投入、采用合理的資源使用結(jié)構(gòu)，減少資源耗總量，依據(jù)工程施工實(shí)際需要采購和儲(chǔ)存材料，配置勞動(dòng)力和機(jī)械設(shè)備，降低成本。

2.2.1 利用工序編組優(yōu)化調(diào)整資源均衡計(jì)劃

高速公路工程項(xiàng)目中需要的資源種類繁多、數(shù)量巨大，資源的供應(yīng)與需求易出現(xiàn)不平衡。因此，資源計(jì)劃應(yīng)當(dāng)包括對(duì)所有資源的采購、保管和使用，確定勞動(dòng)力、施工機(jī)械、材料的供應(yīng)與使用計(jì)劃。編制合理的施工工序，確定資源在某一時(shí)間段的需求量并作為施工總體網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃中限制條件的資源，有助于施工方案成本指標(biāo)的優(yōu)化。

2.2.2 推進(jìn)組織管理中的團(tuán)隊(duì)建設(shè)與伙伴合作

項(xiàng)目組織作為一種組織資源，對(duì)承包商在施工中節(jié)約項(xiàng)目管理費(fèi)用有著重要的作用。對(duì)內(nèi)應(yīng)做好各個(gè)部門的協(xié)調(diào)管理，加強(qiáng)項(xiàng)目管理機(jī)構(gòu)的團(tuán)隊(duì)建設(shè)，對(duì)外與項(xiàng)目參與各方建立起良好的合作伙伴關(guān)系。

2.2.3 基于供應(yīng)鏈和伙伴合作的材料采購與庫存管理優(yōu)化

高速公路工程項(xiàng)目材料品種、數(shù)量多、規(guī)格型號(hào)復(fù)雜，其材料費(fèi)用占施工成本的比例高。材料易受時(shí)間、天氣和季節(jié)的影響，材料的季節(jié)性消耗和階段性消耗問題突出。承包商應(yīng)在保證材料及時(shí)供應(yīng)的前提下和供應(yīng)方建立良好的合作伙伴關(guān)系，減少材料的倉儲(chǔ)費(fèi)和工地保管費(fèi)，同時(shí)，并能根據(jù)業(yè)主對(duì)設(shè)計(jì)的變更或其它原因?qū)е碌淖兏皶r(shí)調(diào)整材料的供應(yīng)。

3 結(jié)語

(1)基于成本的施工方案優(yōu)化與其它指標(biāo)存在相關(guān)關(guān)系，尋求成本指標(biāo)與其它指標(biāo)之間的最佳平衡點(diǎn)才能保證質(zhì)量、安全、工期的前提下降低施工成本，使項(xiàng)目的效益最大化。

(2)施工方案的優(yōu)化需要在施工技術(shù)方案方面選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的施工方法、工藝流程、機(jī)械設(shè)備并編制合理的組織措施。

(3)充分利用項(xiàng)目中的有效資源，推進(jìn)組織中的團(tuán)隊(duì)建設(shè)和伙伴合作，有助于施工方案成本指標(biāo)的優(yōu)化。

［1］王健男.工程建設(shè)項(xiàng)目施工技術(shù)方案優(yōu)化［J］.機(jī)械管理開發(fā)，2004.10.

［2］褚菁晶.淺析施工方案優(yōu)化對(duì)工程造價(jià)的影響［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2013.12.