城市軌道交通工程建設(shè)工業(yè)化的必要性探析

劉鑫,許亞齋,余鵬

(1.中國安全生產(chǎn)協(xié)會(huì)，北京100010；2. 北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司，北京100068；3. 中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，北京 100055）

1 引言

城市軌道交通工程建設(shè)工業(yè)化是指用現(xiàn)代、集約、高效、定制、綠色、集中的大生產(chǎn)方式和管理手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)、粗放、低效、隨機(jī)、污染、分散的小生產(chǎn)方式來建造地鐵、輕軌等城市軌道交通工程的一種建設(shè)模式，是按照工業(yè)化大生產(chǎn)方式進(jìn)行建設(shè)，使之逐步從分散型小生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為集約化、社會(huì)化大生產(chǎn)的過程。它是逐步采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、加快建設(shè)速度、降低工程成本、提高工程質(zhì)量、降低施工風(fēng)險(xiǎn)的一種新型建設(shè)式。

城軌建設(shè)工業(yè)化是設(shè)計(jì)施工一體化的生產(chǎn)方式，其最大特點(diǎn)是體現(xiàn)全壽命周期的理念，將設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維緊密結(jié)合在一起。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的方案中，全面考慮工廠制作構(gòu)配件、現(xiàn)場機(jī)械化安裝的配套技術(shù)和安全可靠便捷的運(yùn)維措施等。設(shè)計(jì)方案成為構(gòu)配件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及施工裝配機(jī)械化的指導(dǎo)性文件。

近年來，我國城市軌道交通行業(yè)取得了舉世矚目的成就，本文調(diào)研了北京、上海、深圳等地城市軌道交通建設(shè)的特點(diǎn)，研究了城軌建設(shè)工業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)，以期探明現(xiàn)有城軌建設(shè)模式轉(zhuǎn)變的必要性和可行性。

2 傳統(tǒng)城軌建設(shè)模式特點(diǎn)

在過去的十幾年里，我國城市軌道交通行業(yè)蓬勃發(fā)展，建設(shè)技術(shù)快速提高，建設(shè)規(guī)模、速度及運(yùn)營里程均為世界第一，這極大地促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的增長，方便了居民的出行。但是，傳統(tǒng)的城軌建設(shè)存在“六多三大”現(xiàn)象，即作業(yè)人員多、手工作業(yè)多、濕作業(yè)多、占用場地多、材料浪費(fèi)多、安全隱患多、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大、環(huán)境污染大、勞動(dòng)強(qiáng)度大；還存在“低慢長”問題，即生產(chǎn)效率低、施工速度慢、建設(shè)周期長。這種情況已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)高速發(fā)展的需求。特別是近年來，我國城軌建設(shè)的征地拆遷等工程建設(shè)前期費(fèi)急劇增加、人工費(fèi)不斷攀升、“四節(jié)一?！焙途G色建造要求更加嚴(yán)格，使得城軌建設(shè)行業(yè)的內(nèi)部壓力越來越大。

3 工業(yè)化建設(shè)模式優(yōu)點(diǎn)

3.1 降低施工風(fēng)險(xiǎn)

工業(yè)化建設(shè)中，采用工廠生產(chǎn)加工的比例大大提高，施工生產(chǎn)環(huán)境更加友好。隨著工廠作業(yè)機(jī)械化、信息化、智能化程度的提高，各項(xiàng)操作更加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，能夠避免很多誤操作，安全防護(hù)的冗余度更高；施工人員明顯減少，有效遏制由于人的不安全行為引發(fā)的安全事故。工業(yè)化建設(shè)方式使得全過程安全風(fēng)險(xiǎn)更容易得到有效控制，極大地降低了施工風(fēng)險(xiǎn)和安全事故的發(fā)生頻率。

3.2 提高工程質(zhì)量

工業(yè)化建設(shè)中，構(gòu)配件的“制存運(yùn)裝”是施工階段質(zhì)量控制的重點(diǎn)工作。就拿工廠化預(yù)制生產(chǎn)構(gòu)配件來說，由于構(gòu)配件在工廠預(yù)制生產(chǎn)并結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備和流水線上熟練的技術(shù)工人（或機(jī)器人），生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量自然比分散、粗放的現(xiàn)場施工方式優(yōu)良。工廠更能夠做到設(shè)備智能化，工藝精細(xì)化，鋼筋集中加工，混凝土集中澆筑，預(yù)制構(gòu)件集中養(yǎng)護(hù)，技術(shù)工人流水作業(yè)、操作熟練，全過程管理采用信息化技術(shù)監(jiān)控、管理和配送，施工質(zhì)量更易于控制。工廠預(yù)制構(gòu)配件在出廠運(yùn)至施工現(xiàn)場前必須經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，若檢測不合格將禁止出廠，這樣極大地避免了由于偷工減料、粗制濫造引起的質(zhì)量問題，也便于追責(zé)問責(zé)。先進(jìn)的工廠化管理方式能有效地提升工程質(zhì)量，使優(yōu)質(zhì)高效不再是夢。

3.3 踐行綠色建造

工業(yè)化建設(shè)有利于推動(dòng)城軌建設(shè)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。哥本哈根會(huì)議上，我國向世界莊嚴(yán)承諾到2020 年中國經(jīng)濟(jì)單位GDP 比現(xiàn)在碳排放量減少40%～45%。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，城軌建設(shè)在低碳環(huán)保、綠色節(jié)能發(fā)展方面責(zé)無旁貸。數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)化建造比傳統(tǒng)方式減少能耗60%以上，減少垃圾80%以上，對資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)非常顯著。近年來，我國對空氣質(zhì)量的要求越來越高，對大氣污染的管控越來越嚴(yán)。有不少城市軌道交通工程建設(shè)項(xiàng)目，因所在地空氣污染預(yù)警停工的天數(shù)已占到全年天數(shù)的25%～30%，建設(shè)項(xiàng)目的有效施工工期被大大壓縮。工業(yè)化建設(shè)的推進(jìn)，將大大改善施工現(xiàn)場的粉塵、噪聲、閃光和污水等環(huán)境污染問題，促進(jìn)“節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和節(jié)地”，使綠色建造和全壽命周期理論更加科學(xué)化、系統(tǒng)化，更有利于可持續(xù)發(fā)展。

3.4 提升建設(shè)效率

工業(yè)化建設(shè)遵循標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，構(gòu)配件可以實(shí)現(xiàn)工廠化的大批量生產(chǎn)，規(guī)范化的物流配送，現(xiàn)場采用機(jī)械化裝配，工程管理基于BIM、5G、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)優(yōu)化工程調(diào)度。僅以鋼筋混凝土澆筑為例，傳統(tǒng)做法是現(xiàn)場需要立模板、綁鋼筋、澆筑、拆模板和養(yǎng)護(hù)等，工業(yè)化方式實(shí)行社會(huì)化分工，將這些工作分而治之。工廠制造構(gòu)配件，運(yùn)輸公司負(fù)責(zé)運(yùn)輸，現(xiàn)場負(fù)責(zé)統(tǒng)籌管理和構(gòu)件裝配（或由機(jī)械化裝配公司現(xiàn)場裝配），做到“工作分解、工序并聯(lián)、工藝專業(yè)、工期節(jié)省”（變流水作業(yè)為并聯(lián)型的平推作業(yè)）。與傳統(tǒng)的現(xiàn)場混凝土澆筑、隨機(jī)組合且技術(shù)素質(zhì)參差不齊的勞務(wù)工人手工作業(yè)相比，一旦工業(yè)化建設(shè)形成規(guī)模化，就將大幅度提升工程建設(shè)的效率。

3.5 提高經(jīng)濟(jì)效率

工業(yè)化建設(shè)將在勞務(wù)用工、工程材料、臨時(shí)場地、能耗減少等多方面降低建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目全壽命周期成本最小化、質(zhì)量最優(yōu)化、效益最大化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆技術(shù)相比，采用新型工業(yè)化方式，工程造價(jià)可以節(jié)約10%以上，周轉(zhuǎn)材料可節(jié)約80%以上，施工人員減少50%以上，現(xiàn)場占地普遍減少。構(gòu)配件生產(chǎn)的規(guī)?；c機(jī)械化，將極大地節(jié)約傳統(tǒng)現(xiàn)場施工方式的時(shí)間，節(jié)約施工期間的運(yùn)維成本。同時(shí)，工業(yè)化生產(chǎn)方式提升了施工標(biāo)準(zhǔn)，改善了工程質(zhì)量，使得建筑物具備較好的改造性與耐久性，將在一定程度上降低運(yùn)營期間的運(yùn)維成本。

3.6 改善用工窘境

城軌建設(shè)的暗挖項(xiàng)目潮濕、光照少、空氣差；高架項(xiàng)目露天、高空作業(yè)、寒冷或高溫。工人通常是住工地、夜班趕工、節(jié)假日休息少。由于工作條件差、安全風(fēng)險(xiǎn)高、工作時(shí)間長、勞動(dòng)強(qiáng)度大、社會(huì)地位低等現(xiàn)實(shí)問題，使很多年輕人拒絕當(dāng)建筑工。作為鏈條底層的工人，即便收入可觀，但高風(fēng)險(xiǎn)、高強(qiáng)度的作業(yè)環(huán)境卻不容忽視。隨著工人老齡化和年齡斷層問題的加劇，建筑行業(yè)“用工難、用工貴”的問題也會(huì)越來越嚴(yán)重。

4 結(jié)語

研究表明，我國城軌建設(shè)工業(yè)化模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)已十分緊迫。城軌建設(shè)現(xiàn)實(shí)的內(nèi)在壓力十分明顯，目前，外部工業(yè)化實(shí)施的競爭壓力也逐步凸顯。2020 年年初，新型冠狀病毒肺炎疫情暴發(fā)之初，武漢僅用10 天時(shí)間建成火神山醫(yī)院和雷神山醫(yī)院，讓人們看到了房建行業(yè)工業(yè)化建設(shè)的可喜成就。此外，鐵路和公路橋梁建設(shè)工業(yè)化和發(fā)達(dá)國家建筑工業(yè)化的發(fā)展也非常迅猛。