超短工期下电子洁净厂房土建施工组织关键技术
1 工程概况
惠科第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件项目主厂房位于安徽省滁州市经济开发区苏滁大道,项目总建筑面积约63万m2,建筑高度46.2m,平面尺寸427.45m×361.8m,单层面积约15.46万m2,共4层,其中包含2层650~750mm厚多孔楼板,无地下室,工程平面及剖面分别如图1,2所示。项目主体为钢筋混凝土框架结构,屋面为重型钢屋架。
2 难点分析
针对工期紧、体量大的工业厂房建造,项目按时履约存在以下难点。
1)主体结构跨春节施工,快速启动难度大。项目实际开工日期为2018年1月29日,距春节仅16d,能否实现快速启动,关键在于春节期间能否连续、高效作业,能否为节后资源供应做好准备工作。
2)工程施工所需资源量较大,项目所在地在国内属三、四线城市,施工资源匮乏,施工资源能否及时供给是保证项目是否顺利的关键。
3)工程体量较大,需投入较多管理力量,设计高效的项目组织结构对顺利履约意义重大(见图3)。
4)工程平面尺寸超大、单层面积超大,合理设计施工分区、流水,解决内部区域材料运输问题,移交阶段实现材料快速清退等施工部署,直接关系工程整体的成败。
3“总包管总、工区主干、专业主建”项目组织结构模式式创新设计
滁州惠科项目借鉴军改思想,引进大兵团作战管理模式,是组织结构创新的核心思想。
滁州惠科项目建立“公司管总、总承包主建、工区主战”的管理体系,形成“1+M+N”的管理模式———企业领导层管理战略把控方向;在全司范围内遴选优秀职工组建强有力的总承包部,负责资源配给,制定整体战术,沟通外部环境;征集5个分公司的力量,组成战区即各工区,负责质量、安全、环境、进度、成本目标的具体实施。
具体实施点在于策划总部支持、优化总体分工、精准部门设计、组织兵团作战方面。
3.1 策划总部支持
工期超紧,需要总部充分支持,缩短关键工作流程:(1)技术方面争取企业技术部门支持,提高方案编制和审批速度,为进场后快速展开做好技术准备;(2)招标采购方面争取企业招采部门支持,快速完成各劳务分包商、材料供应商、设备租赁商的招标、定标,保证进场后资源及时到位;(3)授权方面争取企业班子层支持,公司为主,项目引导,同时适当扩大项目招采权限,保证招采工作机动灵活。
3.2 优化总体分工
强调层级分工、职能集中。总承包部负责全面协调资源支撑、技术商务支持、外围关系对接等,工区一心抓生产,集中有限的人力资源解决突出问题,充分发挥人员职能优势,减少协调矛盾,提升团队运行效率。
3.3 精准部门设计
除常规职能部门外,针对工程施工特点增设计划部、物流部和劳务协调专员。计划部负责项目进度计划管理、资源计划协调、工作计划监督,提高项目管理的全局性、前瞻性,强调引领。物流部负责项目物流协调和总平面管理,强调疏导。劳务协调专员负责劳务分包间的沟通协调、劳动力资源协调及劳务监管。
3.4 组织兵团作战
管理力量密集投入,组建不同组织的工区管理团队:(1)目标实现方面通过工区间的比较,促进相互学习、相互比较、相互超越,加快工程进度;(2)人才培养方面组织兵团作战更有利于规模化人才培养及施工经验在全司范围内的快速传播。
滁州惠科项目工区管理层由5大区域分公司及1个大专业分公司组成,总承包部进行严格考核和排名,工区间良性竞争,互动频繁,比、学、赶、超促进工期和质量管控。
4 超大体量结构施工快速启动技术
4.1 项目整体工作思路的明确统一
贯彻投标即中标的思想,结合类似工程经验合理优化方案并经多轮专家评审论证,使标书具有足够深度和细度。项目拟派主要班子成员从投标阶段开始参与,提前介入。投标阶段对主材、大型设备、周转架料、劳务等分包和供应商进行摸底与准备。提前展开技术准备,在未中标阶段启动部署策划及编制主要方案。
提前对接与沟通,收到中标通知书2d内大部分管理人员到位。进场初期临电未布置到位时,迅速采用发电机作为补充,确保快速推进现场生产。根据工程启动时间临近春节的特殊情况,进场即策划劳动力保障、主材及周转材料备料等工作。实行项目员工工作计划考核制度和每日问题收集督办制度,提高工作效率,及时发现和解决问题。
主要班子成员参与本工程投标,进场前与项目管理人员及劳务管理人员对施工部署进行反复讨论、交底,尤其是对各工区的反复交底培训,让每个管理人员对工程整体施工部署有更加清晰的认识。
4.2 前期管理人员快速到位
公司配备的管理人员快速到位,包括总承包部所有班子成员、技术人员、计划人员、物资人员、测量人员、机电人员及工区项目经理、生产经理、技术负责人、施工员、工长。
4.3 技术先行彻底落实
中标前组织公司技术人员集中编制前期急需的施工方案:施工组织设计(尤其是施工部署及施工流水)、土方开挖方案、塔式起重机基础方案、底板施工方案、防水施工方案、满堂架施工方案等。
4.4 主要资源提前锁定
投标期间且中标前对土方队伍、主体劳务队伍、主材、周转架料、大型设备等单位进行洽谈、锁定资源。
4.5 提前对接外围关系
进场后立即与各参建方、政府部门进行合理沟通,得到各方支持。
5 超大平面厂房施工部署综合技术
5.1 施工区段合理划分
大型电子洁净厂房单层面积大,需要合理地化整为零,便于管理。一般情况下,劳务班组规模大致固定,熟练度存在一定差异。过大的区段划分增加区段内劳务班组间的协调工作,同时熟练度的差异易造成进度实施不一致,存在窝工的可能。过小的区段划分增大整体管理难度,不利于整体管控。根据工程单层面积、施工难度、后浇带分布、施工流水的不同,一般工业厂房最小施工段在1 000~3 000m2间较合理。
滁州惠科项目单层面积约16万m2,从工区划分角度分5个大区;从劳务分区角度分10个二级分区;从班组规模、后浇带分布、施工流水综合角度划分96个施工段,每个施工段1 500~2 100m2,这些施工段是施工流水组织的最小单位。
5.2 施工流水综合周转
施工流水设计需紧密结合区段划分、工序划分、交通物流、材料周转。
大型电子洁净厂房单层面积大,内部区域的交通物流需特别重视,施工流水时应强调先内后外;从成本控制角度需提高材料周转率,因工序原因必须先外后内。
滁州惠科项目根据特点制定如下流水:核心区及支持区(A,B,C,D区)从中间向东西两侧流水,错层区(E区)以中间预留通道为界,南北2个二级分区分别从两侧向中间流水;同时需结合材料周转,整体从外向内施工(见图4)。
5.3 设备配置充足高效
大型电子洁净厂房对洁净度要求较高的生产车间,需通过气流循环保证洁净度满足生产需求。气流循环功能影响结构构造,催生多孔楼板。多孔楼板厚度超大,需使用大量钢筒模,结构体量和施工荷载的增大增加主材、周转材料等需求量。因此内部区域(主要为多孔楼板)的材料组织压力大于外围区域(主要为普通楼板),需对其进行垂直运输吊次分析,必要时增加汽车式起重机补充塔式起重机垂直运力。
滁州惠科项目单层奇氏楼板约10万m2,约19万个奇氏筒,支撑架间距布置为600mm×600mm~600mm×900mm。经过分析内部奇氏楼板区域塔式起重机的吊次,共需配备20台塔式起重机,每个劳务分区(即二级分区)独立配备2台塔式起重机,辅以2台汽车式起重机,同时组织夜间加班吊运,可满足垂直运输需求。
5.4 预留通道分而治之
单层面积大,工期紧,内部区域不能通过塔式起重机二次转运进行材料水平运输,必须预留施工通道。预留通道的设置需考虑以下几点:(1)结构自身布置特点,选择后期封闭难度较小的区域,减小对洁净包移交节点的影响;(2)塔式起重机覆盖范围及性能;(3)汽车式起重机站位点、材料车押车点、临时卸料等因素。塔式起重机布置及预留通道如图5所示。
滁州惠科项目基于以上因素,设置一横两纵的预留通道:横向选择构造较简单的东西向中央消防通道;纵向结合内部塔式起重机覆盖范围及性能留置,结合临时押车和卸料需要设计通道宽度,并预留汽车式起重机站位点。
5.5 物流策划细致分析
5.5.1 物流策划主要考虑因素
物流策划考虑的主要因素包括:周边环路双向行驶;贯通的预留通道单向行驶;减小对业主独立分包或周边居民的影响;根据材料运输量确定进出大门及验收点;主要材料就近进出;人车尽量分流;材料运输路线尽量固定。
5.5.2 物流分析的要点
物流分析的主要数学思路是根据每月各种材料的进出场量,计算各种材料该月进出场车次及每天的平均进出场车次,按每月材料进出场曲线折算高峰期日进出场车次及场内车辆高峰保有量。
不同阶段物流材料类型及变化趋势分析:大型电子洁净厂房一般在土方开挖阶段,由于土方车辆进出场集中,同时大底板结构插入施工,地上结构备料需要等待,日进出场车次将达到全过程高峰,其中以土方和混凝土车次最多。建设高峰期的交通压力主要来自周转架料、模板、木方、钢筋、奇氏筒、防水卷材、钢构件等材料的集中进场。混凝土结构收尾阶段的周转架料、模板、木方等需集中退场。总体车次按月呈逐渐减少趋势。
混凝土车次应针对各劳务分区同时组织浇筑混凝土时,每个劳务分区配备泵送线路的最大数量及场地长度能否满足卸料、押车等要求进行分析。
内区塔式起重机周边不能设置加工区,所有半成品需二次转运,同时内区主要为构造更复杂的多孔楼板,材料车次远高于外围各区,应重点分析。分析内区时应结合道路宽度、长度,同时组织材料吊运时,每个区评估最多停留车辆的数量、时间,并测算需补充垂直运力的汽车式起重机数量。
整体策划时应测算工地进出场大门数量、设计进出场车辆临时候车区位置、押车点位置、交通协调点位置及各种材料车次场内固定行进路线等。
各劳务分区同时组织浇筑混凝土时,每个劳务分区最多可同时投入2条混凝土泵送线路,此时场地车辆总长约720m,小于项目道路周长,满足平面空间要求;在内部劳务分区同时组织材料吊运时,每个劳务分区最多可同时停留8辆材料车,每辆车停留时间≤40min,同时需配备2台汽车式起重机补充塔式起重机垂直运力;现场需设置7个大门才能满足车辆进出场要求;在场外设置车辆等候区,内部设置临时押车点,同时根据材料使用区域及堆场位置不同,固化每种材料车运输路线,保证现场物流顺畅。
6 超短工期大体量建筑资源保障综合技术
6.1 资源总体策划思路
1)调研位置靠前投标阶段深入了解情况,保证各项资源稳妥,防止错误信息误导。
2)调研对象全面资源调研对象实现全覆盖,深入调研人、机、料、法、环各方面施工要素,减少进场后出现不可控因素。
6.2 主要施工资源的调研策划
按照类别,成立针对土方队伍、主体劳务队伍、主材、周转材料、大型设备等施工资源的专项工作组,深入调研周边一线,提前洽谈,锁定资源。以主体劳务、主材及周转材料、大型设备、技术方案为例,进行以下调研。
1)劳务资源抓住调研对象经验、实力、价格3方面:(1)重点针对企业资源库中,有类似厂房施工经验的劳务单位,或没有类似经验,但长期合作,资源动员能力强;(2)积极引进外部资源,主动调研有类似工程施工经验的劳务单位;(3)细化投标测算,保证价格合理、成本可控、劳务单位能接受;(4)在投标阶段与意向劳务分包签订协议,锁定资源。滁州惠科项目基于以上考虑,确定7家劳务分包参与施工建设。
2)材料资源抓住不同类型材料的供应特点,提前锁定风险较大的资源。
成立地材组、集采组、架料组3小组调研材料资源。地材组负责摸排当地具有规模的混凝土供应商,调查各供应商的砂石来源、水泥产地产能、运输路线、供货周期等;统计各供应商的日供应量,保证满足现场高峰期混凝土需求量。集采组依托企业集采平台深入咨询钢筋、模板、木方等资源,必要时签订意向协议书,锁定资源。架料组负责结合技术标施工方案及资源需求统计,实地考察需求大、市场保有量相对较少的周转架料,落实供应商资源总量、可供应量、主要库存位置及与项目的距离等关键信息,同时签订意向协议,锁定资源。
滁州惠科项目投标阶段根据材料类型成立不同材料工作组,分赴滁州、合肥、上海、苏州等一线地区深入调研。特别针对盘扣、碗扣等快拆式架体进行实地考察,并与租赁商签订意向协议;细致摸排项目周边混凝土资源,为进场后准确把控施工材料资源起重要作用。
3)设备资源根据技术标施工方案对设备型号和数量的需求,调研设备租赁商的设备保有量、存货地点、可进场时间等关键信息,签订意向协议,锁定资源。中标前,主动了解设备动态,避免单方违约对进场部署产生较大影响。
4)技术方案充分学习其他单位类似施工经验,邀请不同管理层级的专家进行技术指导,细化技术标编制,提高技术标精度和准确度,保证可实施性强。
滁州惠科项目投标阶段,邀请有类似工程经验的技术人员和奇氏筒生产厂家技术人员参与技术标评审,公司领导亲自把关,使部署和方案的可行性基本满足实施要求。
7 实施效果
通过创新应用总承包管总、工区主干、专业主建项目组织结构设计技术、超大体量结构施工快速启动技术、超大平面尺寸厂房施工部署综合技术、超短工期大体量建筑资源保障综合技术,为112d完成56万m2主体结构施工创造条件。
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