大型电子洁净厂房土建施工计划管理探索与实践
1 工程概况
绵阳惠科第8.6代薄膜晶体管液晶显示器件项目主厂房工程位于绵阳市涪城区吴家镇惠科路1号(见图1),项目总投资约240亿元,建设周期17个月,采用a-Si(非晶硅,即A硅)技术,主要生产IPS液晶面板,运行后为液晶面板制造、加工及包装提供全过程服务,可月产12万片玻璃基板,产品适用于手机、智能穿戴、车载、曲面无边框液晶电视机等领域。
工程占地面积约16.7万m2,总建筑面积约59.4万m2,包含核心区、CELL区、研发楼及南北支持区5个部分,建筑平面尺寸为458.1m×365.6m。其中核心区共4层,建筑最大高度为44.34m,单层最大高度为17.74m。
图1 建筑效果
工程结构形式为钢筋混凝土框架结构(见图2),基础形式为桩基础+独立基础。核心区L10,L30层为多孔楼板(奇氏楼板),屋面采用结构找坡,坡度3%。
2 工程重难点分析
2.1 工期紧
根据摩尔定律,平均每18~24个月芯片集成密度会增加1倍,随之电子产品就会升级一代。技术高速更新及对厂房的差异化需求,使厂房的建造工期非常紧张。项目错层区基础阶段工期32d,核心区基础阶段工期48d,主体结构工期170d,同时分别需要在130,154,185和206个日历天内完成L10~L40层工作面移交,工期非常紧张。关键线路节点如图3所示。
图2 工程结构示意
图3 关键线路节点
2.2 建设体量大
流水线作业特点要求电子产品各组件生产设备协调运行、操作区与支持区协调运行。电子厂房的集约化,使得单层面积普遍超大,构件尺寸大,层高较高。项目平面尺寸为458.1m×365.6m,单层面积约16.7万m2,单层最大高度17.74m,最大楼板厚度750mm,最大梁截面尺寸1 000mm×1 800mm,最大柱截面尺寸1 400mm×1 400mm。
2.3 资源组织与协调量大
建造体量大,造成资源需求大,同时建设地点偏僻,资源组织难度增大。项目高峰期劳动力约5 663人,塔式起重机20台。
2.4 品质要求高
生产工艺要求高精度的生产设备布置平稳,对所处厂房地面平整度要求极高;竖向构件面层仅施工环氧绝尘,对结构观感要求较高;洁净厂房气密性要求高,生产设备价值高,屋面防水要求较高。
2.5 交通物流协调难度大
由于施工平面狭小、内部施工工序交叉、资源投入密集,交通物流管理成为制约工期的关键因素。主厂房、辅助设施及配套生活设施用房几乎同时开工,且3个标段共用1条便道进出市政道路,且进出便道宽度仅10m;主厂房环路宽度为12~16m,环路距离结构边10m;主厂房南侧为在建省道,西侧为村庄,北侧为山坡,东侧可供出入但无独立出入大门,需借道辅助设施标段场内道路;交通物流协调难度大。
3 高速启动实施
面对极短工期情况下超大体量建筑施工组织,只有做到从投标阶段的超前策划、精密推演、深入调研,进场后快速布局、迅速打开局面,实现高速启动,才能为工期履约提供切实保障。
3.1 投标阶段超前策划
3.1.1 技术策划反复推敲
投标阶段,组织经验丰富的技术人员编制标书,拟派项目班子提前到岗,全部参与投标及策划工作,同时组织专家组对施工部署、主要施工方案进行评审,邀请拟派劳务分包参与施工部署讨论,保证技术标贴近实际施工。投标阶段技术标的精细策划,是为了进场后的目标统一做准备,进场后仅需局部微调及交底,因此主要拟派班子参与投标,同时进行充分的技术策划准备至关重要。
3.1.2 招采调研前置深入
项目所在地周边大城市较少,本工程短期内所需材料量巨大,切实有效的资源调研是保证进场后所需资源及时进场的关键。
资源调研做到调研位置靠前,即投标阶段深入一线了解情况,保证各项资源稳妥,防止错误信息误导。资源调研要做到调研对象全面,即资源调研对象实现全覆盖,人、机、料、法、环各方面施工要素均需深入调研,减少进场后不可控因素出现。
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,深入周边一线调研。
1)劳务资源调研要抓住调研对象经验、实力、价格3个方面。一方面要重点针对企业资源库中有类似厂房施工经验的劳务单位,或者没有类似经验,但长期合作,资源动员能力强。另外要积极引进外部资源,主动调研有类似工程施工经验的劳务单位。除此之外,要细化投标测算,保证价格合理、成本可控、劳务单位能接受;最后要在投标阶段与劳务分包签订意向协议,锁定资源。
2)材料资源调研要抓住不同类型材料的供应特点,对风险较大的资源提前锁定。成立地材组、集采组、架料组3个小组进行材料资源调研。地材组负责摸排当地具有一定生产规模的混凝土供应商,对各供应商的砂石来源、水泥产地产能、运输路线、供货周期等进行调查;对各供应商的日供应量进行统计,保证满足现场高峰期混凝土需求量。集采组负责依托企业集采平台对钢筋、模板、木方等资源深入咨询,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,对需求大、市场保有量相对较少的周转架料实地考察,落实供应商资源总量、可供应量、主要库存位置及与项目距离等关键信息,同时签订意向协议,锁定资源。
3)设备资源调研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。
3.1.3 项目组织结构创新与高效设计
借鉴军改思想,吸收和借鉴职能式管理结构和矩阵式管理结构的各自优点,充分创新,设计“总包管总、工区主干、专业主建”的项目管理模式。总包部与工区分工明确,总包部负责项目技术、商务、计划、物资、行政、后勤、设备等各方面外部资源的综合统筹及协调,保证施工生产所需各项资源及时到位,同时整体监管项目各方面情况;工区负责各自所辖区域内进度、质量、安全、成本管控。通过层级间明确分工,确保项目组织结构高效运转。
根据项目工期履约指标性强的特点增设“计划部”,专门负责项目计划管控与协调,确保工期履约的大目标实现。针对项目交通物流管理难度大,同时也是制约项目工期关键的特点,增设“物流部”,保证交通物流通畅及文明施工满足要求。针对项目劳务分包多、劳务人员多、进出场密集的特点,在建造部设专职负责劳务协调管理的建造副总监。通过专项设计,确保精准施策。
引进“兵团作战”理念,将项目划分为四大工区,分别由不同的二级单位负责实施,一方面化解了超大规模项目管理人员密集投入、人员组织难的问题,另一方面各工区之间相互交流、学习、竞争,强化考核评比,促进了项目各项管理目标的实现,也更有利于人才培养和管理经验的传播。
3.2 中标前后精心准备
3.2.1 管理人员快速集结
中标前即开始进行深入准备,项目人员提前到位,提前编制进场后亟需施工方案,定案施工部署,提前了解现场实际情况并做好预案,确认各项资源准备情况,提前与拟派劳务共同讨论、调整和确认各项技术、资源准备工作,并与企业层级保持密切沟通,确定拟派人员名单,提前与拟派人员联系,明确进场时间。
收到中标通知后,立即联系企业相关部门,实现拟派管理人员和各项招采工作的落地,立即组织人员和材料、设备进场。
绵阳惠科主厂房项目在宣布中标前30余人的管理团队提前就位,其中拟派项目班子全部到位,协助商务价格谈判、提前编制技术方案、讨论施工部署、联络拟派主体劳务与材料供应商,对接各方关系,进场当天100名公司管理人员集结到位,2周内300名管理人员(含劳务单位管理人员)和4 000名劳务工人到位。
3.2.2 施工部署、主要施工方案反复推演
中标前,项目核心团队已提前就位,就总平面布置、施工分区、施工流水、预留通道设置等在投标策划的基础上再进行多次推演,并组织劳务面试,与拟派劳务分包核心管理人员共同讨论、确认和细化施工部署方案。
中标后,确定的劳务分包管理团队及专业分包管理团队立即进场,项目在中标前充分讨论的基础上,对其进行施工部署及主要施工方案、施工界面进行技术交底。
1)施工区段合理划分
针对项目单层面积超大的特点,进行合理地“化整为零”至关重要。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,增加了区段内劳务班组间的协调工作,同时熟练度的差异容易造成区段内进度实施不一致,存在造成窝工的可能。过小的区段划分,造成整体管理难度增大,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较为合理。
绵阳惠科项目单层面积约16.7万m2,项目团队以中部东西向安全通道为界线,将工程划分为南北2个大区,工程整体划分为4个工区、8大劳务分区及87个施工段,如图4所示。每个施工段1 500~2 700m2。
2)施工流水综合周转
施工流水的设计,要与区段划分、工序划分、交通物流、材料周转紧密结合。一方面要考虑流水段数量结合工序数量最优,流水段大小最优,另一方面要结合通道设置位置和材料周转方向。根据项目特点,制定了如下流水思路:核心区从东西两侧向中间平行流水,同时靠近外围和通道的流水段依次比内部快2天,确保外围先拆,内部后拆。
3)设备配置充足高效
项目因其功能需要,核心区L20,L40层为奇氏楼板。奇氏楼板厚度超大,需要使用大量奇氏筒,结构体量和施工荷载的增大,使主材、周转材料等常规材料的需求量也增多。因此施工过程中内部区域(主要为奇氏楼板)的材料组织压力比外围区域(主要为普通楼板)大很多,需要重点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。
图4 施工部署及界面划分
绵阳惠科项目单层奇氏楼板面积约10万m2,需使用约20万个奇氏筒,结合以往类似厂房施工经验及主材、周转材料数量、塔式起重机端部起重量,L20层总吊次约38 054次。综合考虑塔式起重机全覆盖及吊次分析,每台塔式起重机需覆盖约7 500m2,15min/吊次,共需配备20台塔式起重机,并辅以汽车式起重机,同时需组织夜间加班吊运,可以满足垂直运输需求。
4)预留通道设置
由于单层面积大、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,一要考虑结构自身布置特点,选择后期封闭难度较小的区域,减小对移交节点的影响;二要考虑塔式起重机覆盖范围及性能满足要求;三要考虑汽车式起重机站位点、材料车押车点、临时卸料等因素。
基于以上因素,设置“一横两纵”的预留通道,横向通道选择构造较为简单的东西向中央消防通道,纵向通道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。
3.3 进场后以点带面快速展开
3.3.1 制定“三个第一”目标
进场后制定“三个第一”的目标,即进场第6天,第1块筏板浇筑完成;进场第10天,第1台塔式起重机安装完成;进场第35天,第1次全面出±0.000。
通过“三个第一”目标的实施,尽快查找和暴露施工现场在总平面布置、资源组织、技术准备以及项目后勤保障各方面的不足。
3.3.2 快速组织资源进场
在制定高速启动目标的基础上,快速组织材料进场,保证进度需求。土方开挖阶段投入挖机、钩机25台,30d进场钢筋1.6万t,混凝土19万m3,防水卷材25万m2,钢管5 300t,碗扣6 700t,盘扣1 500t。
3.3.3 迅速启动三级物流管理
土方开挖阶段,需要在12d内完成约30万m3土方开挖及场内转运,交通物流压力巨大;需要尽快协调和形成场内总平面划分及布置,总平面协调管理压力较大。
投标及进场前,通过对整个项目的材料进出场情况分析和讨论,制定了三级物流管控体系,确保进场后总平面布置合理,交通物流通畅;进场后抓落实,存在困难全力协调,为高速启动提供了有力的保障。
1)一级物流限流量
在场内关键路口设置交通管理岗,实时监控流量,主出入口与业主保卫共管,规划车辆等待区。同时为缓解主进出口交通压力,经过与业主沟通,加宽并新修建两条干道。
2)二级物流控流向
针对不同阶段、不同类别的材料车,制定固定的交通流向,避免场内拥堵。场内共设置12个交通指挥岗,合理分布项目四周,设立物流部进行物流统一规划管控,为项目生命线提供保障。
3)三级物流定流程
项目编制全面、可行的物流管理办法,通过“进出场车辆申请”、“占道申请”等制度严格控制场内车辆进出、吊装施工作业占道等行为;对场内问题及优秀做法进行统计通报,通知整改并进行跟踪,定期进行物流及总平考核。
4 计划管理实施
在品质保障和安全可控的前提下,工期履约是项目综合履约的核心。要实现工期履约,除了要做好项目高速启动外,还需要建立目标引领的机制,协调资源保障和工作的高效落实,继而实现以计划管理为抓手,实现项目综合履约的目标。
根据项目特点,项目部贯彻计划引领方针,成立计划部,负责项目进度计划目标的制定、跟踪、考核及纠偏措施。从计划管理的层级划分方面,将计划管理划分为“进度计划-资源计划-工作计划”三级管理体系,计划部除负责进度计划的监控外,还需以资源计划和工作计划为抓手,推进各项工作,从而促进项目工期履约目标的实现,如图5所示。
图5 计划管理组织体系
4.1 进度计划管理
4.1.1 目标设定及推演
项目进场前,组织主体劳务对总平布置、施工部署等讨论,梳理合同里程碑节点,通过对关键节点分析编制详细且切实可行的施工进度计划,制定内控工期节点。
4.1.2 资源保障需求分析
根据内控进度计划,确定各项资源保障需求,如图6所示。
图6 资源进场月度累积量曲线
4.1.3 确定内控工期节点目标
在合理编制、充分讨论的基础上,按“前紧后松”的原则编制内控施工进度计划,用于指导现场施工,并作为施工过程中各工区现场施工进度考核的依据之一。
根据工期节点掌控不同时间点现场形象进度,充分规划利用已完成结构作为材料堆场和运输通道,抢攻底部楼层,为上部结构施工材料周转预留充足时间,化解工期处罚风险,节约管理及办公成本。合同里程碑节点与内控节点对比如图7所示。
图7 合同里程碑节点与内控节点对比
4.1.4 计划跟踪及预警
1)计划部每周收集、汇总、审核工区报送的周施工进度计划,同时对上周进度完成情况结合周计划进行分析,以红绿灯的形式进行预警公示。
2)每半月组织召开施工进度分析讨论会,对存在工期滞后风险的施工区域进行原因分析,制定纠偏措施,必要时对进度计划进行调整,做好交底并形成书面记录,对影响工期的责任单位以函件、排名公示等形式进行督促。
4.1.5 计划服务下沉
对节点任务较重、履约风险较大的工区配备专职计划员对该工区施工进度情况进行督办,精确至天,把控各工区关键线路,集中力量抢关键节点,减少工序衔接时间,提升施工效率,确保各区高效抢工,完美履约。
4.1.6 计划考核
为提高项目综合管理水平,提升项目组织机构运行效率,预防、控制和化解各项管理风险,同时更好地实现项目工期、质量、安全、成本控制目标,最终实现综合成本更优,制定了《项目管理考核实施办法》。
根据项目内控总进度计划,制定专项、关键节点(筏板浇筑、塔式起重机基础等)的督导专报,监督、催促、考核现场专项、关键节点施工进度,对滞后情况进行分析并列出具体原因,督促各部门配合解决。
按照考核实施办法对工区、劳务分包及总包部门的节点考核、评比、排名及奖励。针对不同结果进行相应考核奖罚,提高现场施工整体进度把控,实现从问题提出到问题解决的全过程督导。
4.1.7 计划对比分析
将现场施工进度较为正常的区域施工工期作为标准工期与计划工期进行对比分析,若标准工期快于计划工期,则按照标准工期调整施工进度计划、组织劳动力及资源,优化施工部署;若标准工期慢于计划工期,则分析工期滞后的原因,结合项目自身特点制定纠偏措施,必要时调整施工部署和施工计划。
绵阳惠科项目标准工期快于计划工期,北区标准施工单元(施工段)约1 800m2,层高12.7m,标准工期为22d,劳动力约145人,南区标准施工单元(施工段)约2 700m2,层高12.7m,标准工期30d,劳动力约150人。项目部根据标准工期要求劳务队伍按照标准单元标准工期组织劳动力,积极协调各项资源及时进场,确保关键资源供应。目前,项目各楼层完成时间较合同节点均有不同程度提前,最多提前30d,实现高效履约。
4.2 资源计划管理
4.2.1 进场资源计划管理
1)对模板、木方、碗扣、盘扣、钢管、奇氏筒六项关键资源由计划部计算、提报总材料需求计划,并负责审核和专项控制。
2)针对甲供材料奇氏筒,制定进场计划并及时以函件形式督促业主按计划组织进场。
3)对所有材料进行总量锁定,实行消耗及用量跟踪,并分段控制。督促模板、木方、料具高周转,过程及时盘点校核,材料周转细化至具体数量和天。
4)对各项资源计划进行常态化跟进,对风险较大资源进行实地考察,出具稀缺资源台账,对材料进场情况进行常态化跟踪。
4.2.2 退场资源计划管理
根据现场施工进度计划及现场材料盘点、周转情况,制定材料退场计划,组织专项会议确定材料堆放、打包、清退堆场,制定场地移交计划,做到资源有序退场。
工区每日提报3日后材料清退计划,经建造总监、计划总监,物资总监、工区经理多方共同审核确定后,由物资部和物流部配合组织材料打包、退场,避免堆场拥挤、交通堵塞及材料二次需求。
4.3 工作计划管理
1)对各部门日、周工作计划进行收集、督导考核,对工作计划的实际完成情况进行统计、公示,并作为考核的依据之一,提高各部门对计划的重视度以及对计划完成率的重视度。
2)每周四晚上准时召开生产协调会,为各工区、各队伍提供横向交流平台。
3)制定领导班子带班巡夜制度,计划部根据各部门值班表统筹安排夜间巡视值班表,每日定时在项目群内进行公示。巡夜过程中发现的问题由计划部进行专项跟踪督办,确保问题及时解决。
5 结语
当前国内形势下,传统房建市场增长放缓,且履约环境更加严苛,进军高端电子洁净厂房领域,是企业差异化市场布局的需求,也是紧跟国家战略导向的大势所趋。目前,国内只有少数几家总承包企业有类似大型电子洁净厂房的施工经验,有经验的承包商在一些具体的案例中履约也并不顺畅。绵阳惠科项目坚持计划引领,探索大型电子洁净厂房高速启动与计划管理对项目品质履约的帮助。项目实现了资源密集投入,并快速产出,最终实现综合成本更优,并获得外界一致好评,对体量大、平面受限、内部交叉、工期紧、资源投入密集且品质要求高的类似大型厂房施工履约提供借鉴。
1)做好超前策划创新组织架构,提前落实项目管理、实施团队,主要人员做到全程参与,中标后所有人员快速集结,做到令行禁止,绝对服从。
2)精准施工部署结合项目自身特点,合理划分施工区段,“化整为零”便于管理。结合既定工期,部署施工流水综合周转,保质提效。针对单层面积大、多个作业面同时施工的特点,做好场内道路规划,预留通道分而治之。
3)保证资源供应深入资源调研,锁定资源供给,落实资源协议,做好资源储备,保证资源供应。
4)细化物流管理采用三级物流管理体系,制定细化相关措施,动态分析物流现状,建立动态调整机制。
5)精细进度计划管理明确进度计划实施目标,细化工期节点,兼顾内外工期管控,制定考核制度,专人负责计划考核及分析,及时提出进度预警。
6)深入资源计划管理做好关键物资进退场数量核算,计划提报、审核,细化资源专项管控工作。
7)计划管理与准备工作、过程管控工作相辅相成,各项关键工作的把控和细节的落实,是计划管理探索与实践成功的关键因素。
[2] 陈礼松,汪夏明,秦康,等.基于BIM和PDCA的施工进度管理研究[J].施工技术,2019,48(7):131-137.
[3] 桑涛,罗福周.基于系统集成理论的建设项目管理与实施研究[J].建筑经济,2008(8):70-72.
[4] 黄勇.工程项目进度控制的方法及实例分析[J].工程建设与设计,2019(13):302-304.
[5] 林忠和,郑巍,唐际宇,等.南宁华润中心东写字楼项目施工总平面管理[J].施工技术,2018,47(4):18-20,55.
[6] 黄绍宁,黄琳,黎汉杰,等.南宁华润中心东写字楼项目计划协调管理在总承包管理中的应用[J].施工技术,2018,47(18):14-16,20.