论文摘要

2015年11月丝绸之路敦煌国际文博会场馆建设正式启动,以敦煌大剧院为代表的场馆建设工厂化装配制造部件占整个建筑的81.2%,创造了中国建筑工业化建造的典范。中国建筑业协会会长王铁宏在丝绸之路敦煌国际文博会场馆建设总结大会上表示,敦煌文博会项目彰显了中国建筑业的实力,引领了建筑产业的发展方向,是建筑产业提升道路自信、理论自信、制度自信、文化自信的优秀案例。他指出,“敦煌速度”“敦煌模式”“敦煌奇迹”创造的背后,EPC总承包管理模式是必然,工厂化、装配式建造是内涵。敦煌文博会项目作为中国建筑2016年度十大工程之一,成功体现了大国工匠的创新能力和风范,诠释了建设者们忘我付出、创新实干、紧随我国“一带一路”战略蓝图,用责任筑起“中国梦”的奉献精神。

 

1 工程总承包制的背景和意义

目前国内主要采用设计施工平行发包的传统工程建设模式,设计与施工脱节,协调工作量大,管理成本高,责任主体多、权责不够明晰,造成工期拖延、造价突破等问题,建设项目组织实施方式和生产方式落后,严重制约着我国工程建设领域企业的综合实力和国际竞争力。推广工程总承包制,可以有效解决上述问题,促进工程建设提质增效,促进建筑业持续健康发展,更好地发挥投资对经济的促进作用。

2016年5月20日,住建部下发了《关于进一步推进工程总承包发展的若干意见》,深化建设项目组织实施方式改革,推广工程总承包制,提升工程建设质量和效益。在“大力推进工程总承包、完善工程总承包管理制度、提升企业工程总承包能力和水平、加强推进工程总承包发展的组织和实施”等四个方面提出了20条意见。 2016年8月,住建部印发了《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》,要求:“大力推行工程总承包,促进设计、采购、施工等各阶段的深度融合。”2017年2月,国务院办公厅印发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》要求加快推行工程总承包,按照总承包负总责的原则,落实工程总承包单位在工程质量安全、进度控制、成本管理等方面的责任。2017年5月,住建部印发《建筑业发展“十三五”规划》,提出调整优化产业结构,以工程项目为核心,以先进技术应用为手段,以专业分工为纽带,构建合理工程总分包关系。发展行业的融资建设、工程总承包、施工总承包管理能力,培育一批具有先进管理技术和国际竞争力的总承包企业。

 

2 工程总承包优势

工程总承包是指从事工程总承包的企业受业主委托,按照合同约定对工程项目的可行性研究、勘察、设计、采购、施工、试运行(竣工验收)等实行全过程或若干阶段的承包。工程总承包企业对承包工程的质量、安全、工期、造价全面负责。与传统施工总承包相比,工程总承包模式最大的优势就是解决了设计与采购、施工分离的弊端,主要体现在以下几个方面。

1)有利于投资控制,降低工程造价 设计是项目经济性决定因素,在以往施工总承包模式下,设计和施工分离,设计者往往较少考虑设计的经济性,且设计酬金根据投资额的百分比计算,投资越高对设计者越有利。工程总承包模式由于投标者把设计和施工作为一个整体来考虑,既要满足业主的功能需求,设计方案有竞争性,又要保证标价低,因此要从设计方案着手降低工程造价,不仅仅是让利的问题,而是从根源上挖掘潜力,有利于降低工程造价。

2)有利于进度控制,缩短工期  常规发包模式下,设计者对施工了解甚少,考虑也较少,设计时往往不知道施工者是谁,因而不能结合施工单位的特点和能力进行设计,施工单位确定后可能会引起设计修改,施工者“按图施工”,处于被动地位。等到施工图完善后再进行发包,项目建设周期加长。建筑主体工程与市政配套工程施工分离,导致主体工程结束后项目间隔时间加长。

采用工程总承包模式,由于在方案设计阶段就可以根据施工企业的施工经验、所拥有的施工机械、熟练工人和技术人员等情况考虑结构形式和施工方法,可以缩短项目建设周期。由于工程总承包单位是“画图施工”,极大提高了项目建设者的积极性。

3)有利于业主合同管理 工程总承包模式下,业主只需要签订一份项目管理合同,合同管理工作量小。

4)有利于组织与协调 工程总承包模式下,业主只需要与一个单位进行协调管理,大大简化了协调工作量,同时也减少业主管理人员的数量,可减少人工费用。

5)有利于安全管理 工程总承包模式下,特别是以施工企业牵头的EPC总承包项目,更有利于项目安全管理。传统施工总承包中存在甲指分包,其不与施工总承包单位签订合同,现场不服从总承包单位管理,为现场安全管理带来隐患。

 

3 敦煌项目工程总承包管理案例

2015年11月,国务院正式批准在甘肃举办丝绸之路(敦煌)国际文化博览会,甘肃省将主要场馆工程委托中建采用EPC工程总承包模式建造。项目涉及可研、立项、规划、选址、方案设计、初步设计、扩初设计、施工图设计、全专业采购、施工、试运行等阶段,涵盖了工程建设的全过程、全方位、全专业,历时8个月在戈壁荒滩上,建成敦煌大剧院、国际酒店、国际会展中心等26万m2的建筑群和一条32km的景观大道,总投资43亿元(见图1,2)。

敦煌文博会主要场馆工程,积极发挥EPC工程总承包管理优势,主导设计总包管理,加强深化设计和优化设计能力提升,加强各专业协调和采购能力,加强专业管理团队建设,历时8个月的艰苦奋战,创造了工程项目管理奇迹,赢得社会各界的高度认可。

3.1 设计管理

敦煌项目设计涵盖了可研、立项、规划、选址、方案设计、初步设计、扩初设计、施工图设计,项目选址之初即要求设计开始介入,针对敦煌当地风评及环境因素为当地政府提供专业建议。

1)设计资源整合  设计过程中,以中建上海院为主设计单位,以华东院为设计咨询单位,听取中建西北院、上海东方院、西北市政院等知名设计院意见,成立以甘肃省院和华东院联合的两级图审机制,形成12家设计院参与,涉及42个专业、400余人的设计体系。

2)设计总协调模式  面对紧张的设计周期,项目采用设计总协调管理模式,由上海院整合优质设计资源,引进一批具有丰富管理经验的技术管理人员,组成了全产业链设计团队,并迅速成立设计总协调事业部,专门负责敦煌项目的协调管理工作。

3)标准化设计 项目包含专业众多,要想高效协同各设计专业、各单位工作,“用一种语言说话”——保证沟通顺畅至关重要。依托项目设计总包的管理模式,上海院对内代行甲方要求,制定设计原则,统一制图标准,方便了设计师制图以及各单位、各专业之间的识图和交流。

4)EPC模式下设计与采购、施工高效搭接  由于项目采用EPC总承包模式运行,这种模式的优势就在于设计、采购、施工可做到深度融合:①上海院设计驻场,对当地的地质情况、气候条件、行业规定、风土人情、建筑风格特点等进行了摸查,在此基础上,按照工程总进度计划编制设计进度计划,做到分阶段设计,保证现场施工进度;②优先安排采购周期长、制约施工关键控制点的设计工作,做到设计、采购同步推进,如敦煌大剧院舞台机械的加工、安装、调试周期需半年以上,按常规项目待设计完善后再进行招标显然无法满足现场施工进度,所以要求上海院在设计阶段率先设计舞台机械并及时采购,确保在8个月的工期内完成舞台机械的各项工作;③针对特殊的施工工艺、材料特性组织专题讨论,确保设计落地可行;④优先考虑本地性价比高、符合项目要求的材料,以缩短运输周期和采购成本;⑤要求设计总协调事业部长期驻场,参与材料选样、综合排版、样板验收、设备选型、方案优化等工作。

5)数字化并行设计 数字化并行设计为实现各专业高效协作、沟通创造了平台。敦煌项目在数据协同、过程协同、知识共享等方面建立起协同设计平台。采用VR仿真模拟技术,对设计方案进行直观汇报。将BIM技术与犀牛软件相结合,同一信息化平台中直观地体现各专业设计意图、设计效果、设计节点、专业关系,数字化并行设计解决了各专业平行设计矛盾问题。如大剧院仅用42d即完成方案设计到土建施工图的全部图纸,58d完成全部装饰、舞台设备与灯光、音视频设备、景观、泛光照明等各专业详细施工图纸,保证了项目及时开工建设。

BIM 技术的应用,打破了传统的部门分割及封闭的组织模式,通过并行工作,实现各专业设计的系统化集成,减少了反复。通过碰撞验证,提高了设计质量,缩短了设计周期,真正实现了多专业间关键节点交底、同步设计。

与传统模式下的三边工程不同,项目由指挥部(总包)牵头,在充分统筹后序专业的要求下根据工期节点进行设计分阶段的科学决策、出图。传统的三边工程特征是,前面设计成果不全面顾及后序专业设计和施工的要求,各专业设计间无统筹,同时业主施工经验少、资源少最终导致决策不科学而产生大量拆改。在整个敦煌系列工程的施工过程中,场馆零拆改再次验证了设计管理的有序性、科学性、协调性、专业性。

6)装配式建造  项目主导设计引入装配式建造理念,相比项目约30个月的定额工期,实际工期仅有8个月,这意味着项目间接费、管理费、水电费、建设期打款利息均实现可观缩减。

在结构体系选型方面,充分集成发挥以往施工经验,主导设计选型。所有新建项目的主体结构均采用钢结构体系,楼板采用钢筋桁架楼承板,由上海院负责结构设计,专业分包中建钢构并行进行节点深化、优化设计,确保设计一次到位,同时实现构件生产工厂化,现场施工装配化,降低了施工组织难度,有效利用了宝贵的3个月冬歇期,降低了工程造价,保证了施工关键节点的按期完成,为后序装饰装修、机电安装、舞台设备、屋面及外墙的提前穿插提供了工作面。

敦煌大剧院仅用77d就完成了8000余t钢构件的采购、制作、运输与吊装作业,其中现场吊装仅用45d完成了13000多吊,是大剧院工期履约实现的关键,创造了10年来国内同类型项目工期的新纪录。同样自然条件下,若采用传统现浇结构,仅主体施工期至少要7个月,无法及时提供后序专业的穿插工作面。

除结构体系外,主导装饰装修设计采用装配式、标准件,不仅能保证工程质量,更能大幅度提高施工效率,缩短建设工期。在大剧院的声学效果控制上,采用双层加气块隔墙代替传统的现浇混凝土墙,从设计阶段降低了施工难度,缩短了工期。

同时,主导其他关键分项的设计采用装配式建造理念,如景观大道施工难度最大的全长300m的党河大桥采用钢混组合结构,解决了景观大道工期履约的关键难题;所有屋面结构采用金属屋面,工厂化定尺加工,现场装配式安装,提高了效率,实现了及时封闭,为装饰装修的穿插提供了工作面;大剧院观众区池座结构的看台采用轻钢结构,成型效果好,为观众厅立体交叉施工创造了有利条件,确保了观众厅工期目标;桩基采用预应力管桩,大批量工厂自动化生产,较传统现浇混凝土灌注桩的龄期长、检测周期长,满足了项目工期要求;地下室防水采用水泥渗透结晶结构内掺的方式,较传统卷材防水节约工期10d,防水效果好。总之,主导各专业设计优先选用装配式,还包括幕墙、GRG、轻质隔墙、室内干挂、预制管沟等,剧院整体装配率达到80%。

EPC总承包管理中,设计决定工程本质,是EPC的灵魂。在满足业主需求的前提下,设计自主权在总承包方,转变EPC思维是前提,抓住设计管理是关键,而提高设计管理能力是实现提质增效的有效途径,更是EPC总承包管理的首要。

3.2 招采管理

敦煌指挥部始终以业主需求为导向,坚持通过积极广泛的资源整合和专业集成,以实现场馆功能建设达到国内领先、国际一流为目标,开展了大量的专业招采工作,具体做法如下。

1)充分利用大企业集团资源优势,借助中建集采平台优质资源高效选择优质供应商。敦煌地区资源贫乏,几乎没有合格供应商资源可用,加之项目采购的紧迫性又需要组织优质的供应商和厂家资源满足场馆高端使用的要求,项目采购工作刚开始面临资金的困难,物资采购又需要有实力的供应商合作缓解资金压力。在这种情况下,指挥部积极展开资源整理和搜集,在现有优秀供应商资源库的基础上,积极主动联系中建集采网与兄弟单位和企业合作过的合格供应商,邀请其参与投标工作,这样既能组织成熟优质的合作单位,同时也能缓解资金压力。供应商资源的组织得益于中建大企业集团资源优势的建立,在选择优秀供应商的同时,提高了采购性价比,节约了采购成本,保障了及时供应。

2)合理利用客观条件,取得经济、社会效益双丰收。敦煌项目在建造过程中最大限度实现就地取材,有效促进当地的建筑建材企业“去产能、去库存”,降低施工成本。

开工伊始,与我国西北地区最大的碳钢和不锈钢生产单位“酒泉钢铁”签订了战略合作协议。项目在建造过程中仅钢结构合作近2万t,主体结构钢筋用量近1.5万t,占整个项目用量90%以上。在外幕墙、内墙地面、广场和路面铺装中使用当地石材约36万m2,占整个项目用量95%以上,实现了从设计源头解决采购和施工资源组织的难题。

3)与设计紧密结合,确保高效招标、采购品质优良。招标过程中让设计单位相对应的设计人员参与,通过投标单位的陈述及实体样板展示,确保物资、设备参数的合理性、准确性,确保招标物资、设备的质量优良性。

为提高工程品质,针对敦煌项目专业设备、物资采购,公司组织技术、商务、物资等人员对厂家进行实地考察,仅活动家具就涵盖了北京金隅天坛、上海新冠美、上海震旦、中山国景等9家知名企业,行程3000余km。

灯具招标过程中,为确保最后灯光效果,联合长安大学建筑声光研究所高级工程师毕雄共同对灯光投标厂家及光源生产厂家进行联合考察,行程涵盖广州、惠州、佛山、中山、深圳等灯具生产聚集地。在定标后,由厂家技术人员与安装人员、设计院灯光设计师用时5d逐条核对灯具参数,确保安装完成后一次性交付。

为保证大剧院项目舞台流畅运转与音响的完美音质,考察了甘肃工大、浙江大丰、大连艺声、广州丽丰等7家专业舞台、音响制造、安装厂家,行程以敦煌为起点累计7000余km。

4)聘请专家顾问驻场全程参与指导设计,解决技术难题,把控专业招标技术要点和现场施工跟踪,确保设计参数明确、施工控制到位。最终,会展中心会议厅声场设计1.6s,实测1.46s,优于设计指标。大剧院音频系统设计建声1.1~4s可调,具备会议、歌舞、戏剧、话剧、音乐等声场需求。建成后经权威机构检测8项声学指标全部满足设计要求,可调声场环境达到国际一流水平,得到了业内专家的赞赏,圆满实现了场馆建设的功能目标。

3.3 计划管理

1)全过程计划管理体系 传统施工总承包模式,由于设计、采购、施工分离,总承包单位进场后只对自己的施工进度计划进行编排,而敦煌项目计划则涵盖了设计、采购、施工全过程。

全过程计划管理体系有利于工程总承包单位统筹安排,在整体计划编排前,进行项目各工序的穿插模拟,对敦煌大剧院幕墙工程、二次结构、机电安装及舞台区和观众区关键工序穿插进行模拟施工。

2)企业EPM系统对计划高效监管  项目利用EPM(企业项目管理)系统进行进度计划管理,对于项目工作计划进行明确的任务分解,根据合同要求和内部管控要求建立项目级的里程碑控制计划,依据主线计划编排对应的资源配置计划,实施过程中随时搜集项目的进度信息(包括时间进度、成本、交付成果进度、里程碑),每个项目有专职计划工程师,每周对计划进行两次更新,将实际进度与计划进行对比,提前预测项目计划可能出现的风险,及时进行预警,对偏差及时予以纠正,使得项目一直处在计划的轨道上前进,切实保证项目工期、成本和质量。同时对项目计划和机关工作计划进行集成管理,实现项目的全过程动态管理和关键线路工期预警、管理服务工作预警,做到事前控制,通过定期检查和工期预警机制对项目的履约状态及时进行监督和管控,真正实现对项目计划的全过程动态管控。

3)合理的劳动力计划  项目依据工程量清单和工耗,制定了合理劳动力计划(见图3)。

3.4 技术与质量管理

工程总承包模式下的技术与质量管理相较传统模式更上一个层次,既要对设计的效果进行质量把关,又要将利于施工的做法融入设计,并将设计院纳入技术质量管理体系。

1)剧院声场效果把控  大剧院接到具备“国际专业水准、以大型歌舞演出为主兼顾会议及其他演出功能的大型多功能剧场”任务后,通过考察和对比甘肃大剧院、银川大剧院、大连达沃斯、哈尔滨大剧院、北京天桥大剧院等国内知名剧院,与省、市领导及专家充分沟通交换意见后,决定 “复制”全国十大剧院之一——甘肃大剧院的核心设计成果,同时与章奎生声学研究所、中广电、外交部、中国建筑科学研究院、北京大学、广州大学、长安大学、德国MBBM等国内外权威机构,专家共80余人对敦煌大剧院设计进行论证、改进、提升,形成专家意见。为进一步验证设计成果,确保大剧院完美的声场环境,进行了1∶20声学模型试验。通过缩尺模型声学测试,了解剧场内的真实声场,对现有模型和剧场内选材进行复核,通过20多个日日夜夜的深化、调整,最终在声场检测达标后确定剧场最终设计方案(见图4)。

2)极端寒冷气候条件下防水施工  本项目地下室防水等级为一级,必须进行两道设防,由于施工期恰逢敦煌极端寒冷天气,最低温度-23℃,传统的防水施工技术对工期要求较高,且在极端寒冷气候条件下无法实现,由于大剧院工期紧、任务重,引进了混凝土浇筑过程中内掺澎内传PNC803外加剂技术。澎内传是由精选的硅酸盐水泥和多种专有技术的活性化学物质组成的粉状材料。在混凝土搅拌过程中添加,在水的作用下与多种水泥、水化物质发生化学反应,生成不溶于水的结晶体,永久性地填堵和封闭混凝土结构上的细微裂缝、毛细管孔、孔洞和空隙,防止水分和其他液体的渗透。无水时,PNC803中的活性成分处于休眠状态,当再次与水接触时就会重新被激活,产生新的结晶体,自动修复新裂缝,为混凝土提供有效和持久的防水保护。该技术在施工过程中极大地缩短了防水施工工期,达到了抢工效果,缩短工期7d。

3)BIM+三维激光扫描仪技术 传统GRG施工是在结构施工完成后,对结构实体进行扫描后才建模加工,但敦煌大剧院的总体进度安排要求必须在主体施工过程中就投产加工GRG。GRG多曲面施工定位是难题,也存在很大质量风险。为解决这一难题,项目引进了BIM+三维激光扫描仪技术,在施工过程中对GRG造型扫描,及时与BIM模型进行比对,发现问题及时解决。GRG施工结束后,通过BIM+三维激光扫描仪技术检测发现,GRG施工实体质量最大误差1.5cm,满足规范要求(见图5,6)。

4)将设计纳入质量管理体系 在工程总承包模式下,要求设计各专业全程驻场,纳入项目质量管理体系,特别是对一些专业性要求高的分项工程,能充分发挥设计专业特长,如室外园林绿化和装修效果的把控等。

3.5 分包管理

1)策划先行,严格按照《项目部实施计划》进行分包管理。以总承包管理实施指南为标准,从分包办理进场手续至退场,全过程按照管理流程进行,以各节点和目标进行严格考核,及时履行奖惩,提高执行力。

2)以新技术应用为手段,提高专业管理效率和服务水平。项目在施工过程中,通过深化BIM在施工阶段的应用,解决了机电安装与装饰的深化设计一体化,实现了天花和立面排版的美观到位。通过3D扫描,跟踪解决了专业分包的多曲面GRG施工的精度控制难题,提高了专业服务能力。在敦煌文博会系列工程中大量应用新技术,如敦煌国际酒店项目全面采用先进的节水灌溉技术,覆盖全部绿化范围,打造高效节水的戈壁绿洲;运用成熟的污水处理技术,实现项目污水零排放,百分之百回收利用;同时运用太阳能热水技术,充分利用敦煌当地充沛的太阳能,为酒店提供热水,实现了绿色建造。

 

4 几点思考

1)作为管理者,管理理念的转变很重要。应从传统的“按图施工”转变为“画图施工”,适应目前的EPC及PPP市场,变被动为主动。

2)借助外力做好EPC总承包管理。不管是PPP还是EPC,对总承包的全专业要求越来越高,像大剧院、会议中心、国际酒店、机场等,没有哪一个总承包企业拥有全方位的人才,所以对待社会专家、设计院人才,应该经营好与他们的合作关系,以便为市场带来促进作用。

3)紧紧抓住计划管控这条主线,才能确保高效履约。把控设计管理,才能实现设计、采购、施工的相互协调和成本控制。

4)在当前形势下,必须要提高总承包管理的能力,以工期为主线,以成本为核心,以考核为手段,以多专业协调为抓手,开展推进总承包管理能力提升系列活动,推行全过程、全方位、全专业 “三全”管理。聚焦设计管理、计划管控、采购管理、专业管理、资源整合“五大能力”的提升。

5)“深化建设项目组织实施方式改革,推广工程总承包制”是贯彻“中央城市工作会议精神”的重要举措。有力推进工程总承包的发展,将为深化我国工程建设项目组织实施方式改革,提高工程建设管理水平,增强我国工程建设领域企业综合实力和国际竞争力奠定基础。

 

 

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