裝配化建筑
——提升水利工程質量的有效途徑

肖志遠， 馬志華， 周金山， 王朝俊

(江蘇省水利工程質量監(jiān)督中心站， 江蘇 南京 210029)

長期以來，包括水利建筑工程在內的土木工程設計、施工，均采用現場立模、鋼筋綁扎、混凝土澆筑及養(yǎng)護等傳統(tǒng)施工工藝，經廣大設計、施工等建設者的辛勤勞動，建成了滿足人民生產、生活和社會發(fā)展需要的最廣泛的基礎設施。但隨著社會的發(fā)展，新材料、新技術、新設備、新工藝的出現和應用，鋼結構、混凝土結構的裝配化施工已在工業(yè)與民用建筑、市政橋梁、交通橋梁等工程中得到大力推廣和應用。

裝配化施工通常是指對建筑物的各個組成主要結構構件不在現場制作，而是預先在預制場或加工廠里制作好，運送至現場，進行起吊、安裝、連接等工作。裝配化施工的優(yōu)點就是構件質量容易保證，有效克服了現場立模、鋼筋綁扎、現場混凝土澆筑及養(yǎng)護等工序質量不到位而導致的質量通病；建筑物具有耐久性；施工進度快、現場需要勞動力少、勞動強度相對小，解放了部分生產力；沒有現場大量松散材料占地，適應了綠色施工、生態(tài)保護的社會需要，便于實現安全、文明施工的目標，提高了建設工效。

2017年9月5日，《中共中央國務院關于開展質量提升行動的指導意見》(中辦〔2017〕24號)(以下簡稱《意見》)正式印發(fā)施行，這是為了全面提高質量，推動中國經濟發(fā)展進入高質量發(fā)展時代，為實現“兩個一百年”奮斗目標奠定質量基礎而制定的法規(guī)。《意見》明確提升建設工程質量水平，確保重大工程建設質量和運行管理質量，建設百年工程，大力發(fā)展裝配式建筑[1]。

為貫徹《意見》，江蘇省委省政府于2018年6月制定了《江蘇省質量提升行動實施方案》(蘇發(fā)〔2018〕12號)(以下簡稱《實施方案》)?！秾嵤┓桨浮穱@經濟社會發(fā)展大局和群眾關心的問題，明確實施十大工程，其中之一是建設工程質量提升工程，主要是提升 “江蘇建造” 品牌含金量和影響力，建立全過程工程質量控制和評價制度，規(guī)范重大項目基本建設程序，加快推進工程質量管理標準化，因地制宜提高建筑節(jié)能標準，大力發(fā)展裝配式建筑，推廣工程建設工廠化生產。

江蘇省政府出臺《關于促進建筑業(yè)改革發(fā)展的意見》，明確“推廣裝配式建筑。加快完善裝配式建筑技術標準體系、市場推廣體系、質量監(jiān)管體系和監(jiān)測評價體系。在大力發(fā)展裝配式混凝土建筑的同時，積極推廣裝配式鋼結構建筑和裝配式木結構建筑。著力培育裝配式建筑市場需求，政府投資項目率先實現裝配式建造，明確通過土地出讓的建設項目裝配式建筑比例要求。積極推動裝配式建筑產業(yè)園區(qū)、示范基地和項目建設，形成規(guī)?；难b配式建筑產業(yè)鏈。將裝配式建筑預制部品部件生產企業(yè)納入工程建設監(jiān)管范圍。至2020年，全省裝配式建筑占新建建筑面積比例達30%?！盵2]明確實施“綠色建筑+”工程，推動綠色建筑品質提升和高星級綠色建筑規(guī)?；l(fā)展，探索構建具有江蘇特點的綠色建筑評價標識制度，促進裝配式建筑、被動式建筑、BIM、智能智慧等技術與綠色建筑深度融合。

經過多年的探索、實踐，江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳分別于2017年9月、2018年12月，分2批確認了江蘇省生產裝配式建筑部品構件企業(yè)191家(蘇建建管〔2017〕473號、蘇建建管〔2018〕970號)，分別于2017年9月、2020年3月、2021年2月，分 3批確認了江蘇省161家施工、234家監(jiān)理單位獲得了裝配式建筑施工、監(jiān)理資格(蘇建建管〔2017〕473號、蘇建建管〔2020〕32號、蘇建建管〔2021〕32號)。

一系列的舉措和實踐，推動了江蘇省裝配化建筑在城鄉(xiāng)房屋建設、市政公共建筑等領域內的有序發(fā)展，助推了南京市建筑業(yè)的高質量發(fā)展，如南京市一中(江北校區(qū))全裝配式結構的教學樓、教師公寓樓，南京和燕路過江通道工程等。

國家鼓勵并大力發(fā)展裝配式建筑，通過標準化、綠色化途徑，推動建設工程質量全面提升。水利建設工程是重要的基礎設施，有必要探索實施裝配化技術，克服傳統(tǒng)施工方法質量短板，提升質量水平，建設精品工程，打造質量品牌。

1 江蘇推行水利工程裝配式建筑的探索

為貫徹落實《實施方案》，江蘇省水利廳制定了《建設質量提升行動計劃(2018—2020年度)》，并積極采取加強智慧水利建設、夯實長效機制建設、推進質量技術創(chuàng)新、推動品牌創(chuàng)優(yōu)建設、提升業(yè)務技能水平、創(chuàng)新監(jiān)督管理方式等措施，有效提高了水利建設質量管理水平，每年120億元左右重點水利工程建設目標任務全面完成，所建工程充分發(fā)揮了防洪保安、水資源保障、水環(huán)境提升等綜合社會效益，多個項目獲得中國水利工程優(yōu)質(大禹)獎。

但是，對標《實施方案》的要求，橫向比較交通、城鄉(xiāng)建設系統(tǒng)的質量管理成績，結合近年來江蘇省水利具體情況，梳理發(fā)現還有以下主要短板：一是受建筑材料來源不夠穩(wěn)定等因素影響，預拌混凝土質量較難符合水利工程耐久性質量要求，客觀上影響了水利工程建設質量的提升；二是水利工程建設地點分散，施工環(huán)境偏遠艱苦，水利行業(yè)的施工企業(yè)技術人員、生產工人技術水平參差不齊，企業(yè)總體施工能力水平參差不齊，存在老齡化趨勢，創(chuàng)優(yōu)意識和動力不足，影響了工程施工立模、扎筋、混凝土澆筑、養(yǎng)護等各個工序質量水平全面提升；三是還未真正了解《實施方案》和《意見》中對裝配化建筑的要求，還未開始系統(tǒng)認識裝配化施工的意義，對裝配式建筑的技術標準、設計、施工、檢測、監(jiān)督管理等還遠沒有準備好，更談不上推廣應用裝配式結構及其相關的“綠式+”、BIM技術等。朱海生[1]認為江蘇水利建設裝配化施工未得到推廣是質量管理的薄弱環(huán)節(jié)。

2014年，宿遷市水利局已在馬陵河整治工程中探索應用裝配式雙面疊合板擋土墻，并取得一定經驗和成果(圖1)?；咀龇ㄊ?，設計單位先進行設計，確定擋墻位置、高度、結構尺寸、配筋等。扶壁式擋墻底板采用傳統(tǒng)現澆工藝；擋墻的面板和扶壁面板均系雙面疊合墻板(廠內成型的中空板)，由專業(yè)有資質的生產廠家進行二次設計和工廠化預制生產，最后由原設計單位對三板進行搭接加筋設計。施工時，先按施工圖在底板上分段安裝擋墻的面板和扶壁面板，固定牢靠后，澆筑板間混凝土(預制好三板既是主體結構構成部分，又起到模板的作用)成型。由于該應用沒有配套規(guī)范支撐，為確保安全和合法合規(guī)，項目法人另委托河海大學進行了設計、生產、安裝、完工后監(jiān)測的全流程技術咨詢服務，出具咨詢意見并存檔。

圖1 馬陵河現場安裝面板

裝配化施工在馬陵河整治工程中的實踐表明，混凝土外觀質量較好，很少出現傳統(tǒng)工藝施工出現的混凝土裂縫、麻面、錯臺等質量缺陷；由于工廠化生產，混凝土強度、鋼筋保護層厚度等內在質量穩(wěn)定，很少有出現露筋、混凝土過早碳化等現象，耐久性能較好。

2000年初，江蘇省水利廳對農田水利工程建設提出了標準化設計、工廠化生產、專業(yè)化安裝的建設思路，在農田水利的微小型分水閘、渠道建筑物進行裝配化施工?；窗彩兴睖y設計研究院有限公司也進行過微小型農田水利工程標準化設計。但這些僅限于在農田水利工程中，規(guī)模太小，還未能進一步在水利基本建設工程中進行相關研究應用。

2 水利工程裝配化建筑之路的短板及對策

從現有資料分析，除了宿遷馬陵河整治工程探索了部分裝配化施工的實踐外，全省還很少有其他水利建筑物工程整體或部分再進行相關的實踐和研究，在建的面廣量大的各類大、中、小型水利工程還是采用傳統(tǒng)的、技術含量相對不高的現澆混凝土工藝，也有一些企業(yè)探索了使用新型大模板施工等工藝，達到了一定的質量效果，但未能從根本上解決“綠色”能力不足、混凝土質量通病多、工效相對不高等短板問題，說明水利工程建設與交通、市政、房屋建筑等行業(yè)的理念、方法等諸多方面的差距還是較大的。

2.1 對裝配化建筑的認識不夠

水利系統(tǒng)還習慣于傳統(tǒng)水利工程思維，對裝配化建筑的認識還不夠，還沒有完全理解和認識到這是貫徹《意見》和《實施方案》的重要舉措，沒認識到探索和研究水利建設工程裝配化建設所帶來的潛在效益，還沒有充分認識到裝配化建筑也是推進綠色環(huán)保、實現水利高質量發(fā)展的重要途徑之一。因此，有必要進行科學的頂層設計，從政策、資金、人才等方面入手，組織有關設計、科研、施工、建設管理方面的專家，成立相對專業(yè)的班子，調研住建、交通系統(tǒng)設計、施工、安裝工作，充分學習吸收其他系統(tǒng)的先進經驗和理念，系統(tǒng)研究水利工程裝配化實施的可行性和技術路線。

2.2 缺少裝配化建筑技術實踐經驗的積累

馬陵河整治工程探索了部分裝配化施工的實踐，提供了一些寶貴經驗。但總體上講，該工程是部分采用了裝配化建筑，所形成技術成果還較有限、粗淺?，F狀條件下，相對大體積混凝土的構件已能實現工廠化生產。對水利建筑工程，可以先選擇一批中型、小型建筑物工程進行裝配化建筑試點，或選擇某項大型工程的某個區(qū)段或一部分進行裝配化建筑試點，并從政策上、科研項目安排和資金上給予支持，通過以點帶面、以少帶多、由簡至深的方式，逐步培育合格的水利工程裝配化建筑的設計、施工、監(jiān)理企業(yè)和檢測、咨詢服務企業(yè)，培育水利工程裝配化建筑的設計、施工、監(jiān)理、檢測、質量監(jiān)督人才。

至于水利工程裝配式建筑所需要部品部件，現階段江蘇省住建廳公布的191家生產裝配式建筑部品構件企業(yè)應該是可以滿足市場需要的，可以“借雞生蛋”，引導這些企業(yè)為水利工程建設服務(圖2)。

圖2 橋墩(柱)部件的工廠化生產

2.3 裝配化建筑標準和制度空白

水利行業(yè)還缺少必要的裝配化建筑的技術標準和有關管理制度。目前裝配式建筑相關標準、規(guī)范、規(guī)程、圖集名錄主要有：《裝配式建筑評價標準》(GB/T 51129)、《裝配式混凝土建筑技術標準》(GB/T 51231)、《裝配式鋼結構建筑技術標準》(GB/T 51232)、《裝配式木結構建筑技術標準》(GB/T 51233)、《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010)、《鋼結構設計標準》(GB 50017)、《混凝土結構工程施工規(guī)范》(GB 50666》、《木骨架組合墻體技術標準》(GB/T 50361)、《裝配式混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ 1)、《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ 3)、《裝配式住宅建筑設計標準》(JGJ/T 398)、 《工業(yè)化住宅尺寸協(xié)調標準》(JGJ/T 445)、《預制預應力混凝土裝配整體式框架結構技術規(guī)程》(JGJ 224)、《鋼筋套筒灌漿連接應用技術規(guī)程》(JGJ 355)、《鋼筋機械連接技術規(guī)程》(JGJ 107)、《清水混凝土應用技術規(guī)程》(JGJ 169)等。

2019年9月，為深入推進建筑產業(yè)現代化(建筑工業(yè)化)，進一步強化裝配式建筑工程質量安全管理，江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳印發(fā)了《關于加強江蘇省裝配式建筑工程質量安全管理的意見(試行)》(蘇建質安〔2019〕380號)。其他省住建部門也出臺了相應的裝配化建筑質量管理辦法。

以上這些技術標準和制度，很值得水利人借鑒、研究、探索，結合水利工程裝配化建筑的實施，研究制定適應水利工程建設特點的制度和技術標準。

2.4 好的制度和技術要推動其落地開花

《中華人民共和國建筑法》第 4條規(guī)定，國家扶持建筑業(yè)的發(fā)展，支持建筑科學技術研究，提高房屋建筑設計水平，鼓勵節(jié)約能源和保護環(huán)境，提倡采用先進技術、先進設備、先進工藝、新型建筑材料和現代管理方式[2]?！督ㄔO工程質量管理條例》第6條規(guī)定，國家鼓勵采用先進的科學技術和管理方法，提高建設工程質量[3]?！端こ藤|量管理規(guī)定》第8條規(guī)定，水利工程建設各單位要積極推行全面質量管理，采用先進的質量管理模式和管理手段，推廣先進的科學技術和施工工藝，依靠科技進步和加強管理，努力創(chuàng)建優(yōu)質工程，不斷提高工程質量。客觀地講，江蘇水利人較好地貫徹了國家和省質量管理的有關要求，建成的水利工程實現了較好的社會效益和經濟效益，但在研究和推動綠色建筑方面存在短板，國家現有的裝配化建筑的制度尚未能在水利建設工程中落地、開花、結果。

2.5 工程造價暫時的增加可以得到克服

按一般規(guī)律，新技術的應用初期，投資必然相對要多一點，條件成熟后的建設成本則必然降低，綜合效益必然增加。劉軼杰[4]對裝配式和傳統(tǒng)護岸工程成本進行比較分析，認為由于模塊化生產，部品部件優(yōu)良品率提升，有效避免了資源浪費和環(huán)境污染，裝配式建筑的降成本增效益可彌補前期較為昂貴的模具設計費和構件吊裝費，而且還帶來了環(huán)境效益和社會效益。

3 結 語

水利工程裝配式建筑的建造是一個需要多單位、多工種、多專業(yè)之間緊密配合、協(xié)作的過程，起步必然艱辛，前景必然美好。當下需要努力的是，結合實際情況，全面深入理解《意見》和《實施方案》中“提升建設工程質量水平，確保重大工程建設質量和運行管理質量，建設百年工程……大力發(fā)展裝配式建筑”的要求，努力在全國水利系統(tǒng)率先創(chuàng)新思路、敢為人先，支持企業(yè)瞄準先進標桿實施技術改造，鼓勵設計、施工、監(jiān)理、檢測從業(yè)人員學習吸收裝配化建筑的知識，推動質量評價從追求 “合格率” 向追求 “滿意度” 提升，推動江蘇省水利工程提質增效和高質量發(fā)展，從而適應江蘇“兩爭一前列”發(fā)展戰(zhàn)略需求。