基于±1000kV古泉換流站交流濾波場坪工程以資源配給為導向的施工進度優化分析

劉寶宏 楊洪瑞 孫莉芬

(1.國家電網公司直流建設分公司，江蘇 常州 213003；2.湖北國策匯文項目管理咨詢有限公司，湖北 武漢 430073)

0 引言

±1000kV古泉換流站交流濾波場坪工程施工(以下簡稱交流濾波場坪施工)是換流站建設工程中交叉作業最復雜的工程之一。交流濾波場坪施工屬于動態變化的現場型作業。在施工勞動力安排上、物資設備供應上、場地空間的占用上、技術要求工藝操作上都相互交錯。從施工工藝上，要求嚴格按照一定的施工順序和必要的技術間隔時間開展工作；從施工組織上，要考慮適當的流水作業，深入地組織交叉施工；從施工界面管理上，與之相關的各承包單位，在作業場地上存在大量共同占用同一場地的“結合部”。

“結合部”管理界面上存在著復雜的關系，不僅存在電氣施工與土建施工工序交叉、作業場地占用交叉、地塊之間流水作業交叉，而且每個地塊土建施工流水作業之間也存在交叉。從工程銜接的角度，在交流濾波場坪施工前，需要完成地面下層接地網、電纜溝、線管預埋等隱蔽工程，地面層的設備基礎工程，地面上的電氣設備安裝工程；在交流濾波場坪施工后，緊接著電氣設備要帶電調試。可謂前后夾擊，向前不能突破前置工作的最后完成時間，向后不能越過后置工作最早開始時間，而且在進度滯后的情況下，要采取有效措施保障該工程進度滿足整體工程進度要求，確保2018年5月20日換流站的交流場帶電調試，這是該工程進度優化和調整的關鍵所在。

1 進度滯后，因素盤根錯節

1.1 地坪分布

交流濾波場坪分為1000kV交流場坪和500kV交流場坪，共有26個地塊，其中1000kV場坪12塊，每個地塊約2000m2，500kV場坪14塊，每個地塊約800～1000m2，總面積約4.3萬m2。地坪分布見圖1。施工材料運輸路線由換流站外，經過換流變廣場，再經去往主控樓旁邊的通道進入，自每個區塊的外圍的區間小道運至每個地塊。1000kV、500kV交流濾波場坪土建工程由一個“土建C包”總承包，并且分別由兩個勞務分包單位施工。電氣工程中1000kV交流濾波場坪由“電氣B包”承包，500kV交流濾波場坪由“電氣C包”承包。

1.2 進度現狀

(1)施工工藝流程。交流濾波場坪施工工藝為從黃土拌灰、鋪墊夯實到澆筑混凝土依次流水作業，地塊間輪次流水作業，每道工序根據施工工法配置相應資源，見圖2。地塊根據電氣工程預埋和設備安裝的情況，陸續交付場坪的地塊。截止到2018年3月10日，1000kV交流濾波場坪中有部分地塊已經完成了灰土、碎石施工，其中2個地塊綁扎鋼筋完成。500kV交流濾波場坪中有3個地塊完成了黃土拌灰工序。

圖1 交流濾波場坪地塊劃分圖

(2)原進度計劃WBS編制思路。土建C包施工單位在估算資源配置的情況下，按照地塊流水和施工工藝流水作業編制施工進度計劃，進度計劃WBS編制思路見圖3。

工程總體進度目標為2018年5月20日交流濾波場設備帶電調整，從3月底開始計算，5月15日前場坪施工完成，只有55d工期。按照工序全流程流水作業方法計算工期，每個地塊上施工需要2周時間，地塊之間依次流水滾動作業，完成4.3萬m2地坪混凝土澆筑任務，若不計此期間的雨季，相當于每天須完成1000m2澆筑任務，才能達到目標。目前，1000kV場坪中只有1塊地坪達到綁扎鋼筋的進度，場坪施工進度不能滿足換流站總進度的要求。

1.3 存在的問題

(1)作業環境。第一，施工面積大，地塊多。每個地塊相連且緊湊。每個地塊上設備基礎間距小，特別是500kV場坪區，設備間距更小。第二，作業場地、道路運輸等，都與電氣工程的設備安裝施工存在同期交叉作業問題，特別是部分地塊電氣工程仍未完成，影響場坪施工開始的時間。第三，地塊上設備基礎之間間距小，挖掘機無法進入作業。第四，電氣設備安裝后成品防護的工作量大。

圖2 交流濾波場坪施工流程

圖3 交流濾波場坪施工進度計劃分解思路

(2)材料供應。第一，施工用土方、石料較多，主要是黃土和碎石用量大，需要從場外用汽車運入場內；第二，現場作業面局限，石料和土方堆放地狹小，只能邊進料、邊施工，運料必須與進度安排密切銜接。

(3)施工工法。土方、拌灰、碎石的施工，主要靠挖掘機、夯土機、小型壓路機完成，在設備基礎之間的地坪，因設備間距狹小而需要人工輔助作業。

(4)資源配置。原施工進度計劃，按每個地塊配置，挖掘機1臺，小型壓路機1臺，增添普工5人，但資源配置與工序進度的要求相匹配的情況不明確。

1.4 溝通協調

(1)召開專題協調會。針對施工進度滯后存在的問題，業主項目部、監理單位組織土建C包、電氣B包、電氣C包召開多次現場協調會議，分析問題，提出目標要求，完善進度計劃，增加資源配置。特別是針對現場施工作業場地交叉使用、道路運輸情況做了多方溝通與協調，制定了道路清理和占用管理規定。

(2)完善進度計劃。截止到2018年3月10日交流濾波場坪的施工進度已經滯后。按照總體進度目標要求，土建C包3月20日重新完善和修改施工進度計劃，并根據進度計劃，增加普工和鋼筋工的配置如下：配置9臺挖掘機，木工18人，鋼筋工12人，計劃3月26日普工再增添7人，共12人。但資源配置仍然未達到能明確完成進度目標的要求。

2 目標不變，方法殊途同歸

眾所周知，施工進度計劃編制在遵循工程目標的情況下，需要經過7個步驟，即WBS分解，工作包時間估算，邏輯關系確定，網絡圖繪制，網絡參數計算，安排進度，進度優化。根據WBS分解，在進行工作包時間估算和邏輯關系確定時，預先對資源的配置進行假設和估算，再進行施工進度安排。該進度安排將成為進度控制的基準計劃。

施工進度控制的關鍵是基于一定的工藝流程和施工工法對資源安排與配置。資源配置的變動不僅會引起費用的變化，而且更是進度保障和控制的基礎。傳統進度控制通常收集工程實施過程中的實際數據，形成跟蹤的進度計劃，與基準計劃進行對比分析，當偏差超出目標所允許的范圍，采取糾偏措施。這種控制的方法核心是在保持基準計劃不變的前提下進行糾偏控制。但在現實工程施工中，往往受到施工現場多因素的影響，保持基準計劃不變，僅僅靠糾偏的方法并不適用。

在保持進度總目標不變的情況下，改變基準計劃，結合現場實際資源供應的情況，以資源供給為導向調整進度計劃的WBS分解思路，是施工現場進度調整與優化更加實用的方法之一，目標不變，殊途同歸。

3 系統觸發，找準關鍵因素

3.1 影響進度的多種因素分析

影響交流濾波場坪進度的因素多種多樣，從“人機料法環”方面總結各因素，見圖4。

3.2 觸發進度關鍵離散事件

在影響施工進度的多種因素中，任何一個因素的變化都會牽動其他因素的變化。在多種因素中能夠找準觸發系統狀態發生變化的關鍵因素，才是調整和優化進度的核心。

交流濾波場坪施工進度是由一組元素(實體)活動的集合，實體活動為黃土拌灰、鋪墊夯實、碎石鋪墊、碾壓夯實、分段綁扎鋼筋、分段澆筑混凝土。為了實現交流濾波場坪施工進度目標，這些實體活動只有受到離散事件觸發，場坪施工的進度狀態才會發生變化。

運用離散事件動態系統(Discrete Event Dynamic System，DEDS)分析思路，將交流濾波場坪施工看作一個離散事件動態系統，在多種影響因素中找出觸發交流濾波場坪施工進度系統狀態變化的最關鍵離散事件，加以控制，并對癥下藥，成為解決問題的關鍵。

交流濾波場坪施工進度系統的狀態發生變化和轉移完全依賴于離散事件在時間域上的發生，也就是說能夠觸發施工系統狀態變化的離散事件有很多，如物料供應、施工設備及機具配置、人員組合、上道工序完成情況、天氣和環境變化，等等。但離散事件動態系統更加關注離散事件發生的邏輯行為關系，如物料供應，包括需求量、種類、原料供應等以及是否及時運至施工現場，再如天氣和道路等因素影響物料的運輸速度等都會影響施工進度。

在場坪施工6個工序中(圖5)，前4個工序屬于使用同一類資源(黃土、碎石物料、挖掘機、碾壓機和普工等)配置下的活動。任何一項資源供應不足，配置不到位都會影響施工進度變化，但觸發進度發生變化的最關鍵因素是黃土和碎石的供應。在石料供應及時的情況下，目前配置的挖掘機、碾壓機和夯實機通過鋪墊和碾壓作業，可為后續工序提供綁扎鋼筋的作業面，從而觸發施工系統狀態變化。后2個工序屬于使用同類資源(鋼筋、鋼筋工、模板工、混凝土等)的活動。在作業場地提供及時的前提下，目前資源配置基本可以滿足進度的要求。所以，觸發系統狀態發生變化的事件是作業場地的提供，即上道工序碎石碾壓夯實完成。

4 調整思路，關鍵改途易轍

4.1 施工計劃WBS調整思路

依據交流濾波場坪施工進度系統狀態變化分析，找出觸發項目狀態變化的關鍵因素。只有上道工序的黃土石料供應及時，才能引發下道工序關鍵因素作業場交付的實現。所以，施工計劃調整思路，由原來以地塊施工工藝流水作業分解WBS，改變為以施工資源(石料)的供應為導向分解WBS，也就是改變了施工進度計劃編制思路。此種調整方法更加明確了資源配置與施工進度的配合，便于現場的組織協調與資源供應的管控。

交流濾波場坪施工WBS第一層分解為基層施工和面層施工，其中基層施工在分解為土方施工(填土拌灰)和配碎石之后，再向下按照地塊劃分分解；面層施工按照上道工序提供場地，按照地塊分解，每個地塊再依據施工工藝工序進行分解(圖6)。

圖4 影響交流濾波場坪施工進度因素魚骨圖

圖5 交流濾波場坪施工離散動態系統觸發因素分析圖

4.2 施工計劃調整優化結果

(1)1000kV交流濾波場坪施工調整優化后的施工計劃，見表1。

1)基層施工資源配置情況：機械配置為大挖掘機3臺，小挖掘機3臺；基層施工材料供應為每個地塊需要約20車碎石，3個地塊需60車，9d完工，每天7～8車料。

2)面層施工人員配置情況：鋼筋工15人，木工8人，混凝土工8人。

(2)500kV交流濾波場坪施工調整優化后的施工計劃，見表2。

1)基層施工資源配置情況：機械配置為小挖掘機2臺，配備普工10人；基層施工材料供應為每個地塊需要約6～7車碎石，2個地塊14車，2d完工，每天7～8車料。

圖6 交流濾波場坪施工進度計劃調整優化后分解思路

場區地塊周期天數地塊數量進度調整結果 1000kV交流場坪基層ACF14/15/164月1日—4月8日83ACF24/25/264月2日—4月14日123ACF11/12/134月14日—4月28日123ACF21/22/235月5日—5月12日123 12d出3個地塊,平均4d一塊,地塊之間流水作業,5月12日完成,滿足進度目標要求 1000kV交流場坪面層ACF11/12/134月3日—4月1日93ACF21/22/234月20日—4月28日93

表2 500kV交流濾波場坪施工調整優化后施工計劃(單元)

2)面層施工人員配置情況：鋼筋工14人，木工10人，混凝土工15人.

(3)環境協調。根據優化調整后的施工進度計劃，土建C包的具體現場組織和協調工作如下：

1)運料：每晚組織運料，下班前檢查碎石堆料場地。

2)場地道路：每天確定運料的路線，電氣安裝單位設備和車輛不能占道，下班前清理，并由監理檢查確定。其他施工單位若要占用道路和場地，需要報備運輸路線和裝卸場地方案，協調同意后方可施工。

3)天氣：密切注意天氣，晴天盡量趕工，給雨天預留時間。

5 優化計劃，實現有效指揮

5.1 計劃成為管控的“抓手”

計劃之所以成為管控的“抓手”，具有兩個條件：第一，計劃是動態的，隨現場實際資源情況變化而調整；第二，現場施工計劃細分到工序，資源分配到工序上，從而有助于掌控工程施工局面，變“被動協調”為“主動指揮”，使計劃成為協調與指揮的工具。

5.2 進度安排的根本準則

工程進度計劃是分層次的，且層級具有相對性。業主編制一級和二級網絡計劃的WBS工作包，是更高一級里程碑計劃的組成要素，同時又是施工單位編制的施工進度計劃的目標。即所謂“向上無限大,系統變要素；向下無限小,要素變系統”。進度計劃中WBS分解越向下，層次越細致。施工進度計劃的執行和貫徹準則是充分結合“人機料法環”。依照資源配置，抓住進度執行的核心與本質，將工作范圍、資源配置、作業環境三要素集成到工序作業層面上，讓施工計劃串聯所有工序上的作業。

5.3 細分是WBS分解的前提

WBS是施工進度計劃基準，其重要性不言而喻，WBS分解思路可用的前提條件是：第一，WBS分解思路不是一成不變的，而是動態的，應隨實際資源配置情況而調整分解思路；第二，施工進度計劃以總體計劃目標為宗旨，細分到工序，細分到施工班組配置資源的層面；第三,資源配置到工序上，與實際管控工作相吻合、相匹配，成為進度執行的保障。本文實例中施工進度計劃的WBS分解由原計劃26項，細化到126項，分解到工序，且工序上每項工作與資源配置相吻合。

6 結語

該工程截止到2018年5月12日已經全面完工，按照調整優化后的進度計劃，工程進度管控到位，且實際進度與優化后的施工進度計劃吻合度較高。

本文以實證案例為基礎，引入離散事件動態系統分析方法，分析了影響交流濾波場坪施工進度的關鍵因素，并以資源為導向調整了施工計劃WBS分解思路，細分到工序，且明確了資源配置。從理論上為施工進度計劃控制指導思想提供了實證案例，從實際應用層面為直流換流站交流濾波場坪提供了便于現場執行與管控的施工進度計劃編制思路范式。