軌道交通工程施工階段工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）準(zhǔn)則研究

【摘要】城市軌道交通工程建設(shè)施工內(nèi)容多、風(fēng)險因素復(fù)雜，在工程建設(shè)領(lǐng)域利用工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）及風(fēng)險分解結(jié)構(gòu)（RBS）進(jìn)行風(fēng)險識別分析的WBS-RBS方法使用廣泛。風(fēng)險因素識別是建立在分解出的工作包內(nèi)容基礎(chǔ)上，不同的內(nèi)容可能存在的風(fēng)險千變?nèi)f化，因此該方法存在一個很大的難題即如何有深度地進(jìn)行工作分解，以便更好地識別風(fēng)險因素。文章根據(jù)工程實(shí)踐和文獻(xiàn)研究，分析了目前工程風(fēng)險識別領(lǐng)域工作分解結(jié)構(gòu)的不足，提出了軌道交通工程施工階段以風(fēng)險識別為目標(biāo)的工作分解結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則，并對北京地鐵22號線某站主體導(dǎo)洞開挖階段進(jìn)行工作分解，驗(yàn)證了準(zhǔn)則的可行性。

【關(guān)鍵詞】工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）；軌道交通工程；施工工序

【中圖分類號】TU455.1 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）11-0166-03

0 引言

工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structure）以可交付成果為對象，是由項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)并創(chuàng)造必要的可交付成果而執(zhí)行的工作分解之后得到的一種層次結(jié)構(gòu)[1]。于海順等[2]提出了WBS顆粒度的概念，即分解出的工作包所包括的工作內(nèi)容范圍，單元分解出的工作包顆粒度應(yīng)基本一致，WBS工作包分解出的技術(shù)活動顆粒度應(yīng)基本一致。工作分解結(jié)構(gòu)的內(nèi)容既包括工作成果（實(shí)體工程）、工作過程（實(shí)施過程），工作分解結(jié)構(gòu)適用于各專業(yè)領(lǐng)域、各種層次。軌道交通工程具有風(fēng)險高、全生命周期長、系統(tǒng)性強(qiáng)、專業(yè)涉及多、分工多的特點(diǎn)。工作分解結(jié)構(gòu)對于實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的安全、質(zhì)量、投資造價、進(jìn)度等方面高效管理提供了方法。城市軌道交通地下工程建設(shè)風(fēng)險管理規(guī)范發(fā)布以來，工作分解結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)領(lǐng)域的風(fēng)險識別也應(yīng)用較多，包括基于WBS-RBS的風(fēng)險識別及評價等[3]。

1 利用工作分解結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)險識別的研究情況

1.1 研究進(jìn)展介紹

馬旭平等[4]通過國際電力投資項(xiàng)目從投資咨詢、投資決策一直到生產(chǎn)運(yùn)營等不同階段進(jìn)行工作分解，并與投資風(fēng)險因素建立耦合矩陣，識別投資風(fēng)險。江萍等[5]針對施工項(xiàng)目規(guī)律、工程特點(diǎn)和我國施工管理特點(diǎn)提出施工項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)分解方法及分解準(zhǔn)則。王燁晟等[6]認(rèn)為施工過程中所發(fā)生的風(fēng)險事件全部可歸類為三類情況，即存在于有實(shí)體產(chǎn)生的施工過程中、無實(shí)體產(chǎn)生的施工過程中和存在于周邊環(huán)境實(shí)體受工程影響所發(fā)生的風(fēng)險中。根據(jù)風(fēng)險事件的特征，進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解，同時提出了“風(fēng)險源”的概念，即風(fēng)險事件的承載體。宋戰(zhàn)平等[7]按照施工工序?qū)BM施工進(jìn)行兩級工作分解。李宗坤等[8]按照施工過程對港珠澳大橋東西人工島進(jìn)行兩級工作分解。黃文成等[9]按照鐵路危險品運(yùn)輸過程進(jìn)行WBS分解。程鴻群等[10]應(yīng)用WBS-RBS對深基坑工程按照實(shí)施過程進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解。

1.2 存在問題

通過對相關(guān)文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，如何將所有風(fēng)險事件涉及的工作全部識別、分解，對于項(xiàng)目風(fēng)險識別至關(guān)重要。之前的研究主要從3個方面來進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解，包括分部分項(xiàng)工程工作結(jié)構(gòu)分解、根據(jù)施工工序進(jìn)行分解、根據(jù)風(fēng)險事件特征進(jìn)行工作結(jié)構(gòu)分解，主要存在如下問題。

1）工作結(jié)構(gòu)分解是一個復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，大部分研究只是對一個項(xiàng)目進(jìn)行兩級或三級概括性分解，分解顆粒度不足，實(shí)際指導(dǎo)性差。

2）分部分項(xiàng)工程綜合了項(xiàng)目的實(shí)施過程、空間位置關(guān)系、使用功能、構(gòu)成要素等方面，甚至部分實(shí)施過程形成了實(shí)體工程，直接構(gòu)成分部分項(xiàng)工程，例如混凝土澆筑施工工序可直接形成混凝土結(jié)構(gòu)分項(xiàng)工程。建筑施工工序指從接受施工任務(wù)直到交工驗(yàn)收所包括的主要階段的先后次序。施工工序、分部分項(xiàng)工程、實(shí)施過程、工程實(shí)體的關(guān)系見圖1。

3）從圖1中可以看出，施工工序與實(shí)施過程有一部分重合的內(nèi)容，但互不包絡(luò)。而分部分項(xiàng)工程則包絡(luò)了施工過程和工程實(shí)體，分部分項(xiàng)工程能夠更加全面地體現(xiàn)全部工作。但是以往工作分解結(jié)構(gòu)尚未體現(xiàn)實(shí)施過程和工程實(shí)體這一層次，工作分解結(jié)構(gòu)的顆粒度粗糙，涵蓋的內(nèi)容過于模糊，不利于進(jìn)行風(fēng)險識別。

4）施工工序工作分解結(jié)構(gòu)相對于分部分項(xiàng)工程工作分解結(jié)構(gòu)涵蓋的內(nèi)容有限，同時缺少工程實(shí)體的內(nèi)容，在顆粒度和內(nèi)容方面均有較大欠缺，導(dǎo)致在進(jìn)行風(fēng)險識別過程中很容易出現(xiàn)遺漏。

5）風(fēng)險事件類型分析存在遺漏，大部分工作結(jié)構(gòu)分解忽略了周邊環(huán)境、實(shí)體與在施工程相互作用的關(guān)系，風(fēng)險應(yīng)包括施工過程中產(chǎn)生的風(fēng)險、工程實(shí)體破壞產(chǎn)生的風(fēng)險、周邊環(huán)境實(shí)體與工程相互作用所發(fā)生的風(fēng)險。周邊環(huán)境實(shí)體與工程相互作用是指在建工程可能影響周邊環(huán)境實(shí)體，周邊環(huán)境實(shí)體的存在也可能導(dǎo)致在建工程產(chǎn)生風(fēng)險。例如，土方開挖穿越地質(zhì)變化部位、土方開挖穿越地下水文變化部位，這些內(nèi)容均可以分解到工作分解結(jié)構(gòu)實(shí)施過程中。

綜上，在工程分解結(jié)構(gòu)依據(jù)分部分項(xiàng)工程分解是全面的，但是需要將分解的顆粒度變小，既需要包括工程實(shí)體，也要包括工程實(shí)施過程。為了更好地體現(xiàn)工作分解結(jié)構(gòu)的層次，要按照分部分項(xiàng)工程分解到分項(xiàng)工程層次，在分項(xiàng)工程下加入一個中間層級，該中間層級主要將分項(xiàng)工程分為工程實(shí)體和實(shí)施過程兩類，再向下細(xì)分為具體的工作包。實(shí)施過程要盡可能包括該分項(xiàng)的所有工作的實(shí)施過程。例如，超前小導(dǎo)管分項(xiàng)，實(shí)施過程應(yīng)包括小導(dǎo)管的加工制作、小導(dǎo)管的垂直運(yùn)輸、小導(dǎo)管的水平運(yùn)輸、小導(dǎo)管的存放、地層鉆孔、小導(dǎo)管打設(shè)、漿液的制備、漿液的運(yùn)輸、漿液的注入等內(nèi)容。同時，要注意第三方周邊環(huán)境、實(shí)體與在建工程的相互作用關(guān)系，與第三方周邊環(huán)境、實(shí)體存在相互作用關(guān)系的實(shí)施過程，必須進(jìn)入到工作結(jié)構(gòu)分解樹形圖中，防止遺漏風(fēng)險事件。

2 工程背景

北京地鐵某車站為24 m寬島式站臺，有效站臺寬度14 m為雙層雙柱三跨框架結(jié)構(gòu)。采用暗挖單層導(dǎo)洞洞樁法施工，覆土約14.8 m，底板埋深約31.7 m，車站長252 m。車站設(shè)置2組風(fēng)亭、4個出入口、1個安全出口。車站主體導(dǎo)洞初期支護(hù)采用臺階法施工，利用深孔注漿和超前小導(dǎo)管技術(shù)對地層進(jìn)行預(yù)加固。主體導(dǎo)洞初期支護(hù)施工共設(shè)3座施工豎井橫通道，格柵鋼架委托外部加工廠進(jìn)行加工，其他材料現(xiàn)場加工?，F(xiàn)場物料的垂直運(yùn)輸采用橋式起重機(jī)經(jīng)豎井運(yùn)輸，水平運(yùn)輸主要采用電動三輪車。

3 地鐵車站工作分解結(jié)構(gòu)

本文將項(xiàng)目分解到子分部工程層面，其中選取支護(hù)中的主體導(dǎo)洞進(jìn)行工作分解。車站工程為W，子單位工程包括暗挖車站土建工程W1、附屬土建工程W2。

暗挖土建工程W1向下分解包括暗挖主體結(jié)構(gòu)W12（支護(hù)W131，混凝土結(jié)構(gòu)W132，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)W133，砌體結(jié)構(gòu)W134，二次襯砌W135，主體結(jié)構(gòu)防水W136，地下水控制W137）。

附屬土建工程W2向下分解包括暗挖出入口及通道W21（支護(hù)W211，混凝土結(jié)構(gòu)W212，砌體結(jié)構(gòu)W213，二次襯砌W214，主體結(jié)構(gòu)防水W215），明挖出入口W22（基坑圍護(hù)W221，主體結(jié)構(gòu)W222，防水工程W223，建筑屋面W224），暗挖風(fēng)井風(fēng)道W23（支護(hù)W231，混凝土結(jié)構(gòu)W232，砌體結(jié)構(gòu)W233，二次襯砌W234），風(fēng)亭W24（主體結(jié)構(gòu)W241、屋面工程W242），豎井及橫通道W25（支護(hù)W251、地下水控制W252），附屬建筑W26（自行車棚W261）。

首先，主體導(dǎo)洞初期支護(hù)W屬于暗挖主體結(jié)構(gòu)的子分部工程，可以分解為地層注漿加固W1、超前小導(dǎo)管W2、鎖腳錨管W3、土方開挖W4、格柵鋼架W5、鋼筋網(wǎng)W6、噴射混凝土W7、初支回填注漿W8。地層注漿加固W1包括工程實(shí)體W11和實(shí)施過程W12，工程實(shí)體W11包括注入的漿液W111。實(shí)施過程W12包括漿液制作W121、漿液運(yùn)輸W122、注漿鉆孔W123、漿液注入W124。

超前小導(dǎo)管W2包括工程實(shí)體W21和實(shí)施過程W22，工程實(shí)體W21包括打入地層的小導(dǎo)管W211和注入的漿液W212，實(shí)施過程W22包括小導(dǎo)管加工W221、鉆孔W222、小導(dǎo)管打設(shè)W223、漿液制作W224、漿液運(yùn)輸W225、小導(dǎo)管注漿W226等。

鎖腳錨管W3包括工程實(shí)體W31和實(shí)施過程W32，工程實(shí)體W31包括打入地層的小導(dǎo)管W311和漿液W312，實(shí)施過程W32包括小導(dǎo)管加工W321、鉆孔W322、小導(dǎo)管打設(shè)W323、漿液制作W324、漿液運(yùn)輸W325、小導(dǎo)管注漿W325等。

土方開挖W4僅包括實(shí)施過程W41，實(shí)施過程W41包括破除馬頭門W411、上臺階開挖W412、下臺階開挖W413、留置核心土W414、留置減壓槽W415、錯距開挖W416、相向開挖W417、開挖穿越構(gòu)筑物W418、開挖穿越地質(zhì)變化部位W419、開挖穿越地下水位變化部位W41—10等。

格柵鋼架W5包括工程實(shí)體W51和實(shí)施過程W52，工程實(shí)體W51包括安裝完成的格柵鋼架W511，實(shí)施過程W52包括格柵加工W521、遠(yuǎn)途運(yùn)輸W522、格柵裝卸W523、格柵吊裝W524、格柵洞內(nèi)運(yùn)輸W525、格柵安裝W526、格柵定位固定W527等。

鋼筋網(wǎng)W6包括工程實(shí)體W61和實(shí)施過程W62，工程實(shí)體W61包括安裝完成的網(wǎng)片W611，實(shí)施過程W62包括鋼筋網(wǎng)加工W621、鋼筋網(wǎng)遠(yuǎn)途運(yùn)輸W622、鋼筋網(wǎng)裝卸W623、鋼筋網(wǎng)吊裝W624、鋼筋網(wǎng)洞內(nèi)運(yùn)輸W625、鋼筋網(wǎng)安裝W626、鋼筋網(wǎng)定位固定W627等。

噴射混凝土W7包括工程實(shí)體W71和實(shí)施過程W72，工程實(shí)體W71包括成型的混凝土結(jié)構(gòu)W711，實(shí)施過程W72包括干拌料的制作W721、干拌料的運(yùn)輸W722、干拌料的倒運(yùn)W723、干拌料的噴射作業(yè)W724、干拌料的硬化W725等。

初支回填注漿W8包括工程實(shí)體W81和實(shí)施過程W82，工程實(shí)體包括填充的漿液W811，實(shí)施過程W82包括回填注漿管的加工W821、回填注漿管預(yù)埋W822、漿液制作W823、漿液運(yùn)輸W824、回填注漿W825。

經(jīng)過研究分解發(fā)現(xiàn)，超前小導(dǎo)管W2、鎖腳錨管W3與初支回填注漿W8，格柵鋼架W5與鋼筋網(wǎng)W6工作分解結(jié)構(gòu)存在一致性。將其合并仍可包括所有的工程實(shí)體和施工過程，不影響風(fēng)險識別，為了簡化工作分解結(jié)構(gòu)，將存在一致性的分項(xiàng)工程進(jìn)行合并，進(jìn)一步得到地層注漿加固W1、超前小導(dǎo)管-鎖腳錨管-初支回填注漿W2、土方開挖W3、格柵鋼架-鋼筋網(wǎng)W4、噴射混凝土W5。最終形成主體導(dǎo)洞初期支護(hù)的工作分解結(jié)構(gòu)見圖2。

4 結(jié)語

本文介紹了工作分解結(jié)構(gòu)的基本情況和針對以風(fēng)險識別為目標(biāo)的工作分解結(jié)構(gòu)存在的問題和不足，提出了以分部分項(xiàng)工程工作分解為基礎(chǔ)，細(xì)化顆粒度至實(shí)施過程和工程實(shí)體層的工作分解結(jié)構(gòu)，并分析了第三方周邊環(huán)境、實(shí)體與工程施工的相互作用關(guān)系，將其融入工作分解結(jié)構(gòu)中，提高了工作分解結(jié)構(gòu)的全面性和深度。同時，為全面識別施工階段風(fēng)險提供了更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此研究成果對于工作分解結(jié)構(gòu)的風(fēng)險識別具有重要借鑒意義。工作分解結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方向非常廣泛，本文主要對施工階段以風(fēng)險識別為目的的工作分解結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則進(jìn)行了研究，對于其他方向，如質(zhì)量、進(jìn)度、投資造價等還需要進(jìn)一步研究。

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