淺析自來水廠工程項目的施工管理和進度管理
——以巧家縣第三水廠為例

張靜文，張路平

（1.云南移民產業投融資有限公司 云南 昆明 650000）

（2.云南量建工程項目管理有限公司 云南 昆明 650000）

0 引言

隨著中國城市化步伐的加速，市政基礎設施的規模也隨著城市規模的增長而不斷擴大，特別是城市供水設施提出了更高的要求。在確保工程質量的同時高效完成水廠工程的建設任務，方能有效滿足城市人口對自來水不斷增長的需求，為城市的可持續發展和現代化的建設提供有力的支撐。但結合中國西南地區的實際情況來看，針對中小型自來水廠工程項目施工管理和進度管理的水平仍然較低，對中小型城市的持續發展和居民生活供水造成了較大的影響。為解決上述問題，針對目前參與的巧家縣第三水廠工程進行了相關的研究，希望能為廣大的工程項目管理人員提供研究素材，同時也為后續的施工管理和進度管理研究做進一步的鋪墊。

1 巧家縣第三水廠概況

巧家縣第三水廠位于巧家縣白鶴灘鎮旱谷地組團北側，占地3.5 公頃，水廠用地控制指標0.7，工程投資6 175.90 萬元，設計規模為5.0 萬m3/d，供水水源為項目西北側的新龍洞[1]。項目建成后，除單獨向野鴨、大坪、七里、旱谷地等區域供水外，還將協同巧家縣第一、二水廠共同向巧家縣縣城白鶴灘鎮進行供水。該自來水廠目前通過PPP 模式建設運營，項目建成后可滿足白鶴灘鎮居民及近期搬遷而至的白鶴灘水電站移民的供水需求。

按照巧家縣水務局提供的水質檢測報告顯示，新龍洞水質較好，絕大多數時間段其水質均處于Ⅰ類水平。因此，該項目原水處理工藝較為傳統，以常規的沉淀—消毒工藝為主。凈水工藝流程詳見圖1。

圖1 巧家第三水廠凈水工藝流程圖

2 項目施工及管理中存在的困難及問題

該項目作為白鶴灘水電站移民工程的配套工程，必須在白鶴灘水電站移民搬遷前實現供水；此外，由于本項目各生產工藝較為繁雜，因此施工也存在一定難度；最后，由于巧家縣目前交通狀況不夠發達，致使工程想要按時高質完成顯得比較困難。具體來說，筆者認為該項目存在的問題和困難具體如下：

2.1 項目進場道路不滿足施工需求

由于項目所處旱谷地區域僅有1 條寬度不足7m 的鄉村便道與白鶴灘鎮相通，且項目所在地海拔超過1 460m，與縣城白鶴灘鎮高差達600m 以上，使得該條道路坡度較陡，部分區域坡比超過6%，有的甚至達到了8%。因此可以預測，如不對施工道路進行一定的改造，項目進入施工期后將難以滿足重載車輛雙向單車道通行的需求和物資設備的輸送需求，這將對項目的建設造成重大的影響。

2.2 項目工期計劃無法滿足需求

由于白鶴灘水電站預計于2021 年5 月前后下閘蓄水，需保障水電搬遷移民在2021 年3 月入住回遷安置房，即在此之前就要求之前自來水供應就要到位。而本項目屬于PPP 項目，前期土地征收和設計工作由政府掌控，由于各種原因致使進度較為緩慢，直至2020 年2 月初才初步完成了征地和土地平整的相關工作；且后續又因春節及新冠肺炎疫情的影響，致使目前工期已滯后較為嚴重，再參照原有施工計劃可能難以按時完成項目的建設。

2.3 項目存在一定的施工困難

一方面，該自來水廠主體工程選址位于一處坡地，最大高差超過10m，地質情況也不樂觀。雖然水廠各工藝車間的建筑物均獨立存在，但是各個車間往往以復雜的管線進行連接，且由于地形限制，一些車間內的工藝不得不從橫向設計向豎向設計轉變，使得基礎的荷載進一步增加。而本項目所處區域原本土質就偏軟，地基承載力也不均勻，如果單體建筑內部出現不均勻沉降或不同車間之間出現較大的沉降差異，將對整個自來水廠的生產工藝流線造成較大的影響[2]。此外，對于核心的自來水廠單體車間，往往由于工藝的要求而出現工作荷載分布不均的情況，如果基礎施工滿足不了要求，將會對單體建筑的生產功能甚至安全性造成極大的影響。

另一方面，為了確保水工建筑的整體性，避免出現滲漏等工程缺陷，對本項目中涉及大體積混凝土整體澆筑的網格反應斜管沉淀池、氣水反沖洗濾池、清水池等單體建筑的施工提出了較高的要求。特別是對于諸如氣水反沖洗濾池等這類管線復雜、結構形式及形狀不規則的單體建筑來說，施工時需要預留大量孔洞及預埋件，且由于結構形式多樣、形狀繁復，使得施工過程中需要面對很大強度的鋼筋加工工作，并采用大量的異形模板拼接，在增加施工工作量的同時，也大大增加了混凝土振搗、特別是涉及鋼筋分布密集區域的振搗難度[3]。

最后，由于本項目所處高程較高，絕大多數的車間內及車間之間均采取水體重力流的工藝，因此，按照工藝流程所預留的各孔洞高程成了項目施工的關注點。一旦因為設計失誤或者施工錯誤造成關鍵進出水口的高程錯誤，將會給整個項目帶來致命的傷害。

3 解決方案

對于該項目存在以上對施工可能會造成重大影響的3 個主要問題，筆者擬采取如下方案有針對性的提出解決措施：對于施工進場道路，由于前期該項目并未對此部分工程給予充分的重視，也未考慮該工程的施工時間安排，已為項目的順利實施埋下的隱患。因此，對于該問題一方面考慮從合理安排施工進度方面進行處理，將其作為前置關鍵性工程與后續核心工程的施工進行搭接；另一方面通過采取一定的工程措施，完善進場道路的施工方案，減少因進場道路運輸能力不足對施工造成的影響。而對于項目工期計劃的安排，將在原施工計劃的基礎上采用工作分解、關鍵路線法和關鍵鏈技術對施工計劃進行調整和細化，同時通過對一些核心節點工程進行綜合性管控的方式控制項目整體的施工進度。最后，對于工程施工存在的技術性困難，主要準備通過采取一些技術手段進行施工優化，同時通過一些管理手段實現施工質量的過程控制和結果控制。

3.1 施工時間控制

按照原有施工計劃，工期約在320 天左右，現已無法滿足該水廠的投產要求。且該工期計劃尚未考慮進場道路施工應有的時間，因此如按原有施工計劃實施必然會導致該項目無法按期交付。為了有效的解決這一問題，結合項目具備的資源針對施工進度計劃進行如下調整：

3.1.1 新增進場道路施工所需時間

與水廠連接的約1.5km 道路目前均為非鋪裝道路，且寬度較窄，如不進行硬化處理并設置相應的排水設施，隨著當地雨季的來臨，很有可能使得重載車輛無法出入。此外，由于縣城與水廠連接線道路寬度較窄，通行能力不足，如不進行處理，也難以滿足未來交通運輸的需求。綜合考慮本項目具備的資源和施工對交通運輸的需求，在原網絡進度計劃圖中最前端位置新增進場道路施工工序，耗時預計40 日。該工序的加入可以在項目施工前期徹底解決入場道路通行能力不足的問題，同時確保道路能夠滿足周邊居民出行需求，減少居民對本項目建設的反對情緒。

3.1.2 進度計劃分解

原施工進度計劃僅考慮按建筑單體劃分進行進度計劃的分解，未考慮各單體在生產工藝上的銜接和關系。如此計劃，一方面增大了項目各類施工資源的消耗，另一方面也未結合施工工藝特點分配專業的施工隊伍。此外，忽略工藝關系有可能會造成各單體在連接位置的不匹配，為后期設備安裝及管線連接造成隱患?？紤]到以上因素，筆者在按各建筑單體對施工計劃進行分解的基礎之上，將工藝銜接納入考慮范圍。

考慮到配水井、網格反應斜管沉淀池、回收水池、污泥調節池、污泥濃縮池、污泥提升井及儲泥池有緊密的工藝關系，且施工方案、所用設備機械較為相似，因此將其分解為一組工程由一支綜合性施工隊伍負責整體施工。此外，將氣水反沖洗濾池、濾池反沖洗泵房及鼓風機房、清水池按工藝的銜接順序劃分為一組工程由另一只施工隊伍負責施工。以上工程作為自來水廠的主體工程，工藝要求較高、施工難度偏大，且作為主體建筑，工程量占據整個工程的很大部分，因此將上述工程作為項目重要的節點工程，重點進行安排。

對于施工有一定專業性，工程規模中等的污泥脫水車間、加藥間和配電房，將其劃分為一組工程，由較為專業的施工隊伍進行施工。該部分設施主要起到協助項目主體開展日常生產的作用，因此作為次要關注的施工節點，合理的考慮其相應的施工計劃安排。

對于如廠區道路、廠區綜合樓、值班室及廠區大門等體量偏小、施工難度較低的附屬建筑，將其劃分為一般施工節點，由相應的施工隊伍在滿足項目主體施工進度的前提下利用空閑期進行穿插施工[4]。

結合本項目具備的資源和工期的要求，本項目的施工網絡進度計劃圖詳見圖2：

從圖2 可知，本項目的關鍵路徑為進場道路施工—施工準備—現場清理—現場放線及坐標復核—氣水反沖洗濾池施工—道路面層施工—設備調試—收尾—設備聯動調試及試生產。預估工期約290 天。

圖2 巧家縣第三水廠施工網絡進度計劃圖

3.1.3 關鍵鏈技術的運用

通常來說，人們在編制施工計劃的過程中，為了提升按時完工的幾率，通常會預留較多的安全時間，確保項目的按時完工。而由于人本身惰性的存在，往往這些安全時間都得不到有效的利用，而是在施工過程中白白被浪費掉。

為了進一步提升施工的效率，縮短本項目的工期，有必要減少和控制相關工序的安全時間，將節省的安全時間置于計劃鏈的末端以用于施工過程中突發事件的防范和處置，盡量在保證施工質量的前提下進一步控制工期。

在此使用50%法[5]實現對關鍵鏈技術的運用，即將相關工序的50%時間扣除加總后置于工序整體后端靈活機動機動使用。對于本項目的關鍵路徑，將145 天工作日作為工程50%完工概率的工期固定于網絡進度計劃圖中，剩余的安全時間全部置于計劃最后用于應對突發事件的機動時間，即項目緩沖PB。而對于非關鍵工序，采取同樣的方式進行計算和設置，組成匯入緩沖FB。由于此方法未考慮施工實際的工藝間隔，直接將施工時間減半在一定程度上而言缺乏對施工技術的正確理解，因此不宜作為正式施工計劃指導工程施工。但在積累一定同類型數據的基礎上，未來可以通過方差計算或數學統計等手段獲取一手數據，為未來掌握各項施工工藝真實的50%完工保證率的時間做好準備。而在本項目中，關鍵鏈技術的使用更多在于幫助工程管理從全局角度出發對施工計劃進行管控，進一步消除因單一工序延誤的傳遞而形成不確定性因素最終造成整體工期延誤的可能。

更為重要的是，由于本項目前期工作的延誤和對投產時間要求的緊迫，需要對項目的工期進行嚴密的管控。因此針對關鍵鏈技術中的緩沖區采用三色管理法[6]預計可對工期管控起到較好作用。即按時針對實際施工進度結合關鍵鏈技術下的施工計劃工期和安全時間進行綜合比對，當實際進度在扣除施工計劃時間后占用安全時間少于其總數三分之一時，可認為工程進度正常，無需對其進行調整，當實際進度在扣除施工計劃時間后占用的安全時間占其總數的三分之一至三分之二間時，說明實際進度有可能出現了滯后，需要對之前的施工計劃和進度進行復核，分析滯后的原因所在，而對后期施工工藝、工序、資源等進行調整或完善。當該比例超過三分之二時，則預示著工期存在著很大的超期風險，需要對整個工程進度重新考慮，做進一步的計劃和打算。

通過上述方法，預計可以對該項目的工期計劃管理實現較好的效果。

3.2 項目工程施工管理及計劃

3.2.1 進場道路工程

為確保進場道路車輛通行能力能夠滿足施工期土石方工程及施工車輛的通行，擬新建道路約1.5km，路寬為6.5m，路面類型為水泥混凝土路面，坡度2%。此外，由于縣城通往新建進場道路的縣道部分路段較窄，擬對有條件的區域進行加寬，而沒有條件進行拓寬的，擬在過窄路段設置錯車區域，以保證來往車輛順利通行。

3.2.2 建筑單體基礎施工管理

對于占地面積較大、工作荷載分布不均勻的水工建筑而言，因天然地基不良或基礎回填處理不善造成的影響對整個項目的危害極大。因此對于具體的工藝建筑而言，地基處理應結合該單體的工藝需求和工作荷載需求，有針對性的制定基礎處理方案，在避免關聯工藝建筑出現較大沉降差的同時，控制單體內因工作負荷不均出現的不均勻沉降，確保項目建成后工藝流程順暢，生產可持續。而本項目由于其天然地基情況本不樂觀，因此在施工過程中更因及時針對基礎施工進行較為嚴密的觀測，在必要時應安排設計單位適當在結構上進行加固，以確保項目的施工成果滿足設計和生產的要求。

3.2.3 預埋件管套預留孔洞施工管理

由于自來水廠設備、管道繁多，由此需要在建構筑物中埋設大量的預埋件及套管，并預留相當數量的孔洞。由于水廠生產工藝流程的連續性，預埋件、套管或預留孔洞的施工錯誤將會對后續的設備安裝及生產造成很大影響。為避免這類情況的出現，首先應安排設計單位向施工單位針對上述內容進行詳盡的技術交底，并督促施工單位將所有預埋件、套管及預留孔洞按建筑單體和工藝流程制成清單[7]，做好各施工班組的交底工作。此外，作為項目公司的工程管理部門，還需安排監理單位及時對相應的預埋件、管套和預留孔洞加強巡檢和驗收，確保其位置、尺寸、高程等數據正確無誤，滿足后續設備及管線的安裝。

3.2.4 混凝土澆筑施工管理

由于各類水池混凝土澆筑體量較大，如果出現冷縫，則有可能會在此位置出現滲漏的情況，從而影響未來項目的生產。為了避免上述危害的出現，首先要對混凝土質量進行管控，確保購買的混凝土坍落度、配合比及添加的外加劑符合水工建筑的施工要求；其次，對于各類模板連接處的拼接縫，應采取一定的封堵措施，避免該位置出現麻面引起滲漏。最后，由于預埋件或預留孔洞的存在，其周邊往往有較高的鋼筋密度，如果振搗不到位，也有可能引起滲漏，因此對于這些部位，在加強施工人員教育的同時，宜改用小直徑的振搗器按施工規范進行振搗，也可臨時增設振搗孔完成該工序的施工[8]。同時，混凝土入模量也需進行限制，以保證其振搗的質量。

3.2.5 施工過程全過程管理

考慮到本項目交工時間較緊，工程施工存在一定困難的實際情況，需對項目的施工過程進行全過程管理，在對其工程進度及工程質量進行嚴格監控的同時結合施工過程中出現的突發情況進行靈活的調整，以保證項目按時按質完工[9]。此處施工全過程管理包含施工前、施工中、施工后3個階段。

施工前階段項目公司的工程管理人員需在深入了解水廠工藝、施工圖紙等資料的基礎上，先行與設計單位進行溝通交流，進一步對項目設計進行優化[10]。此外，應針對工程涉及的資源、資金、勞動力等進行核實，在此基礎上協調設計單位向施工單位和和監理單位進行設計交底，明確各施工單位的施工邊界和施工計劃，確保施工活動能夠按時有序開展。

施工中階段主要是對項目的施工進度和工程質量進行綜合管控。對于施工進度而言，應按時對進度計劃與實際施工進度進行比對，如出現偏差，應匯同施工單位和監理單位分析原因，并對施工計劃和資源調配等進行調整。對工程質量而言，應監督施工單位及監理單位做好工程質量的管控及核查，落實質量控制點，明確監理旁站等相關工作，同時協助各單位做好現場施工質量的檢查與落實，確保項目的順利實施。

4 結語

施工后階段一方面是針對竣工驗收進行資料準備，另一方面是總結該工程的管理經驗，對本工程進行評價的同時為后續項目做好準備。對準備竣工驗收資料而言，需要匯同施工單位準備各類完整的工程資料，初步做好分項、分步及單位工程評定的相關工作，確保后續的驗收工作能夠順利進行。對于工程經驗總結而言，本項目主要需對各工序所需工時的數據進行統計，進一步統計分析同類工程50%完工概率的實際工期時間，為關鍵鏈法在后續項目深入運用于施工計劃的編制奠定基礎。

筆者希望通過上述管理手段的合理運用，能夠加強對巧家縣第三水廠的施工管理工作，在有效保障施工質量的前提下縮短施工工期，確保項目按期投入使用；同時也希望通過對本項目的研究為其他工程管理人員提供力所能及的幫助。