浅析自来水厂工程项目的施工管理和进度管理
——以巧家县第三水厂为例

张静文，张路平

（1.云南移民产业投融资有限公司 云南 昆明 650000）

（2.云南量建工程项目管理有限公司 云南 昆明 650000）

0 引言

随着中国城市化步伐的加速，市政基础设施的规模也随着城市规模的增长而不断扩大，特别是城市供水设施提出了更高的要求。在确保工程质量的同时高效完成水厂工程的建设任务，方能有效满足城市人口对自来水不断增长的需求，为城市的可持续发展和现代化的建设提供有力的支撑。但结合中国西南地区的实际情况来看，针对中小型自来水厂工程项目施工管理和进度管理的水平仍然较低，对中小型城市的持续发展和居民生活供水造成了较大的影响。为解决上述问题，针对目前参与的巧家县第三水厂工程进行了相关的研究，希望能为广大的工程项目管理人员提供研究素材，同时也为后续的施工管理和进度管理研究做进一步的铺垫。

1 巧家县第三水厂概况

巧家县第三水厂位于巧家县白鹤滩镇旱谷地组团北侧，占地3.5 公顷，水厂用地控制指标0.7，工程投资6 175.90 万元，设计规模为5.0 万m3/d，供水水源为项目西北侧的新龙洞[1]。项目建成后，除单独向野鸭、大坪、七里、旱谷地等区域供水外，还将协同巧家县第一、二水厂共同向巧家县县城白鹤滩镇进行供水。该自来水厂目前通过PPP 模式建设运营，项目建成后可满足白鹤滩镇居民及近期搬迁而至的白鹤滩水电站移民的供水需求。

按照巧家县水务局提供的水质检测报告显示，新龙洞水质较好，绝大多数时间段其水质均处于Ⅰ类水平。因此，该项目原水处理工艺较为传统，以常规的沉淀—消毒工艺为主。净水工艺流程详见图1。

图1 巧家第三水厂净水工艺流程图

2 项目施工及管理中存在的困难及问题

该项目作为白鹤滩水电站移民工程的配套工程，必须在白鹤滩水电站移民搬迁前实现供水；此外，由于本项目各生产工艺较为繁杂，因此施工也存在一定难度；最后，由于巧家县目前交通状况不够发达，致使工程想要按时高质完成显得比较困难。具体来说，笔者认为该项目存在的问题和困难具体如下：

2.1 项目进场道路不满足施工需求

由于项目所处旱谷地区域仅有1 条宽度不足7m 的乡村便道与白鹤滩镇相通，且项目所在地海拔超过1 460m，与县城白鹤滩镇高差达600m 以上，使得该条道路坡度较陡，部分区域坡比超过6%，有的甚至达到了8%。因此可以预测，如不对施工道路进行一定的改造，项目进入施工期后将难以满足重载车辆双向单车道通行的需求和物资设备的输送需求，这将对项目的建设造成重大的影响。

2.2 项目工期计划无法满足需求

由于白鹤滩水电站预计于2021 年5 月前后下闸蓄水，需保障水电搬迁移民在2021 年3 月入住回迁安置房，即在此之前就要求之前自来水供应就要到位。而本项目属于PPP 项目，前期土地征收和设计工作由政府掌控，由于各种原因致使进度较为缓慢，直至2020 年2 月初才初步完成了征地和土地平整的相关工作；且后续又因春节及新冠肺炎疫情的影响，致使目前工期已滞后较为严重，再参照原有施工计划可能难以按时完成项目的建设。

2.3 项目存在一定的施工困难

一方面，该自来水厂主体工程选址位于一处坡地，最大高差超过10m，地质情况也不乐观。虽然水厂各工艺车间的建筑物均独立存在，但是各个车间往往以复杂的管线进行连接，且由于地形限制，一些车间内的工艺不得不从横向设计向竖向设计转变，使得基础的荷载进一步增加。而本项目所处区域原本土质就偏软，地基承载力也不均匀，如果单体建筑内部出现不均匀沉降或不同车间之间出现较大的沉降差异，将对整个自来水厂的生产工艺流线造成较大的影响[2]。此外，对于核心的自来水厂单体车间，往往由于工艺的要求而出现工作荷载分布不均的情况，如果基础施工满足不了要求，将会对单体建筑的生产功能甚至安全性造成极大的影响。

另一方面，为了确保水工建筑的整体性，避免出现渗漏等工程缺陷，对本项目中涉及大体积混凝土整体浇筑的网格反应斜管沉淀池、气水反冲洗滤池、清水池等单体建筑的施工提出了较高的要求。特别是对于诸如气水反冲洗滤池等这类管线复杂、结构形式及形状不规则的单体建筑来说，施工时需要预留大量孔洞及预埋件，且由于结构形式多样、形状繁复，使得施工过程中需要面对很大强度的钢筋加工工作，并采用大量的异形模板拼接，在增加施工工作量的同时，也大大增加了混凝土振捣、特别是涉及钢筋分布密集区域的振捣难度[3]。

最后，由于本项目所处高程较高，绝大多数的车间内及车间之间均采取水体重力流的工艺，因此，按照工艺流程所预留的各孔洞高程成了项目施工的关注点。一旦因为设计失误或者施工错误造成关键进出水口的高程错误，将会给整个项目带来致命的伤害。

3 解决方案

对于该项目存在以上对施工可能会造成重大影响的3 个主要问题，笔者拟采取如下方案有针对性的提出解决措施：对于施工进场道路，由于前期该项目并未对此部分工程给予充分的重视，也未考虑该工程的施工时间安排，已为项目的顺利实施埋下的隐患。因此，对于该问题一方面考虑从合理安排施工进度方面进行处理，将其作为前置关键性工程与后续核心工程的施工进行搭接；另一方面通过采取一定的工程措施，完善进场道路的施工方案，减少因进场道路运输能力不足对施工造成的影响。而对于项目工期计划的安排，将在原施工计划的基础上采用工作分解、关键路线法和关键链技术对施工计划进行调整和细化，同时通过对一些核心节点工程进行综合性管控的方式控制项目整体的施工进度。最后，对于工程施工存在的技术性困难，主要准备通过采取一些技术手段进行施工优化，同时通过一些管理手段实现施工质量的过程控制和结果控制。

3.1 施工时间控制

按照原有施工计划，工期约在320 天左右，现已无法满足该水厂的投产要求。且该工期计划尚未考虑进场道路施工应有的时间，因此如按原有施工计划实施必然会导致该项目无法按期交付。为了有效的解决这一问题，结合项目具备的资源针对施工进度计划进行如下调整：

3.1.1 新增进场道路施工所需时间

与水厂连接的约1.5km 道路目前均为非铺装道路，且宽度较窄，如不进行硬化处理并设置相应的排水设施，随着当地雨季的来临，很有可能使得重载车辆无法出入。此外，由于县城与水厂连接线道路宽度较窄，通行能力不足，如不进行处理，也难以满足未来交通运输的需求。综合考虑本项目具备的资源和施工对交通运输的需求，在原网络进度计划图中最前端位置新增进场道路施工工序，耗时预计40 日。该工序的加入可以在项目施工前期彻底解决入场道路通行能力不足的问题，同时确保道路能够满足周边居民出行需求，减少居民对本项目建设的反对情绪。

3.1.2 进度计划分解

原施工进度计划仅考虑按建筑单体划分进行进度计划的分解，未考虑各单体在生产工艺上的衔接和关系。如此计划，一方面增大了项目各类施工资源的消耗，另一方面也未结合施工工艺特点分配专业的施工队伍。此外，忽略工艺关系有可能会造成各单体在连接位置的不匹配，为后期设备安装及管线连接造成隐患。考虑到以上因素，笔者在按各建筑单体对施工计划进行分解的基础之上，将工艺衔接纳入考虑范围。

考虑到配水井、网格反应斜管沉淀池、回收水池、污泥调节池、污泥浓缩池、污泥提升井及储泥池有紧密的工艺关系，且施工方案、所用设备机械较为相似，因此将其分解为一组工程由一支综合性施工队伍负责整体施工。此外，将气水反冲洗滤池、滤池反冲洗泵房及鼓风机房、清水池按工艺的衔接顺序划分为一组工程由另一只施工队伍负责施工。以上工程作为自来水厂的主体工程，工艺要求较高、施工难度偏大，且作为主体建筑，工程量占据整个工程的很大部分，因此将上述工程作为项目重要的节点工程，重点进行安排。

对于施工有一定专业性，工程规模中等的污泥脱水车间、加药间和配电房，将其划分为一组工程，由较为专业的施工队伍进行施工。该部分设施主要起到协助项目主体开展日常生产的作用，因此作为次要关注的施工节点，合理的考虑其相应的施工计划安排。

对于如厂区道路、厂区综合楼、值班室及厂区大门等体量偏小、施工难度较低的附属建筑，将其划分为一般施工节点，由相应的施工队伍在满足项目主体施工进度的前提下利用空闲期进行穿插施工[4]。

结合本项目具备的资源和工期的要求，本项目的施工网络进度计划图详见图2：

从图2 可知，本项目的关键路径为进场道路施工—施工准备—现场清理—现场放线及坐标复核—气水反冲洗滤池施工—道路面层施工—设备调试—收尾—设备联动调试及试生产。预估工期约290 天。

图2 巧家县第三水厂施工网络进度计划图

3.1.3 关键链技术的运用

通常来说，人们在编制施工计划的过程中，为了提升按时完工的几率，通常会预留较多的安全时间，确保项目的按时完工。而由于人本身惰性的存在，往往这些安全时间都得不到有效的利用，而是在施工过程中白白被浪费掉。

为了进一步提升施工的效率，缩短本项目的工期，有必要减少和控制相关工序的安全时间，将节省的安全时间置于计划链的末端以用于施工过程中突发事件的防范和处置，尽量在保证施工质量的前提下进一步控制工期。

在此使用50%法[5]实现对关键链技术的运用，即将相关工序的50%时间扣除加总后置于工序整体后端灵活机动机动使用。对于本项目的关键路径，将145 天工作日作为工程50%完工概率的工期固定于网络进度计划图中，剩余的安全时间全部置于计划最后用于应对突发事件的机动时间，即项目缓冲PB。而对于非关键工序，采取同样的方式进行计算和设置，组成汇入缓冲FB。由于此方法未考虑施工实际的工艺间隔，直接将施工时间减半在一定程度上而言缺乏对施工技术的正确理解，因此不宜作为正式施工计划指导工程施工。但在积累一定同类型数据的基础上，未来可以通过方差计算或数学统计等手段获取一手数据，为未来掌握各项施工工艺真实的50%完工保证率的时间做好准备。而在本项目中，关键链技术的使用更多在于帮助工程管理从全局角度出发对施工计划进行管控，进一步消除因单一工序延误的传递而形成不确定性因素最终造成整体工期延误的可能。

更为重要的是，由于本项目前期工作的延误和对投产时间要求的紧迫，需要对项目的工期进行严密的管控。因此针对关键链技术中的缓冲区采用三色管理法[6]预计可对工期管控起到较好作用。即按时针对实际施工进度结合关键链技术下的施工计划工期和安全时间进行综合比对，当实际进度在扣除施工计划时间后占用安全时间少于其总数三分之一时，可认为工程进度正常，无需对其进行调整，当实际进度在扣除施工计划时间后占用的安全时间占其总数的三分之一至三分之二间时，说明实际进度有可能出现了滞后，需要对之前的施工计划和进度进行复核，分析滞后的原因所在，而对后期施工工艺、工序、资源等进行调整或完善。当该比例超过三分之二时，则预示着工期存在着很大的超期风险，需要对整个工程进度重新考虑，做进一步的计划和打算。

通过上述方法，预计可以对该项目的工期计划管理实现较好的效果。

3.2 项目工程施工管理及计划

3.2.1 进场道路工程

为确保进场道路车辆通行能力能够满足施工期土石方工程及施工车辆的通行，拟新建道路约1.5km，路宽为6.5m，路面类型为水泥混凝土路面，坡度2%。此外，由于县城通往新建进场道路的县道部分路段较窄，拟对有条件的区域进行加宽，而没有条件进行拓宽的，拟在过窄路段设置错车区域，以保证来往车辆顺利通行。

3.2.2 建筑单体基础施工管理

对于占地面积较大、工作荷载分布不均匀的水工建筑而言，因天然地基不良或基础回填处理不善造成的影响对整个项目的危害极大。因此对于具体的工艺建筑而言，地基处理应结合该单体的工艺需求和工作荷载需求，有针对性的制定基础处理方案，在避免关联工艺建筑出现较大沉降差的同时，控制单体内因工作负荷不均出现的不均匀沉降，确保项目建成后工艺流程顺畅，生产可持续。而本项目由于其天然地基情况本不乐观，因此在施工过程中更因及时针对基础施工进行较为严密的观测，在必要时应安排设计单位适当在结构上进行加固，以确保项目的施工成果满足设计和生产的要求。

3.2.3 预埋件管套预留孔洞施工管理

由于自来水厂设备、管道繁多，由此需要在建构筑物中埋设大量的预埋件及套管，并预留相当数量的孔洞。由于水厂生产工艺流程的连续性，预埋件、套管或预留孔洞的施工错误将会对后续的设备安装及生产造成很大影响。为避免这类情况的出现，首先应安排设计单位向施工单位针对上述内容进行详尽的技术交底，并督促施工单位将所有预埋件、套管及预留孔洞按建筑单体和工艺流程制成清单[7]，做好各施工班组的交底工作。此外，作为项目公司的工程管理部门，还需安排监理单位及时对相应的预埋件、管套和预留孔洞加强巡检和验收，确保其位置、尺寸、高程等数据正确无误，满足后续设备及管线的安装。

3.2.4 混凝土浇筑施工管理

由于各类水池混凝土浇筑体量较大，如果出现冷缝，则有可能会在此位置出现渗漏的情况，从而影响未来项目的生产。为了避免上述危害的出现，首先要对混凝土质量进行管控，确保购买的混凝土坍落度、配合比及添加的外加剂符合水工建筑的施工要求；其次，对于各类模板连接处的拼接缝，应采取一定的封堵措施，避免该位置出现麻面引起渗漏。最后，由于预埋件或预留孔洞的存在，其周边往往有较高的钢筋密度，如果振捣不到位，也有可能引起渗漏，因此对于这些部位，在加强施工人员教育的同时，宜改用小直径的振捣器按施工规范进行振捣，也可临时增设振捣孔完成该工序的施工[8]。同时，混凝土入模量也需进行限制，以保证其振捣的质量。

3.2.5 施工过程全过程管理

考虑到本项目交工时间较紧，工程施工存在一定困难的实际情况，需对项目的施工过程进行全过程管理，在对其工程进度及工程质量进行严格监控的同时结合施工过程中出现的突发情况进行灵活的调整，以保证项目按时按质完工[9]。此处施工全过程管理包含施工前、施工中、施工后3个阶段。

施工前阶段项目公司的工程管理人员需在深入了解水厂工艺、施工图纸等资料的基础上，先行与设计单位进行沟通交流，进一步对项目设计进行优化[10]。此外，应针对工程涉及的资源、资金、劳动力等进行核实，在此基础上协调设计单位向施工单位和和监理单位进行设计交底，明确各施工单位的施工边界和施工计划，确保施工活动能够按时有序开展。

施工中阶段主要是对项目的施工进度和工程质量进行综合管控。对于施工进度而言，应按时对进度计划与实际施工进度进行比对，如出现偏差，应汇同施工单位和监理单位分析原因，并对施工计划和资源调配等进行调整。对工程质量而言，应监督施工单位及监理单位做好工程质量的管控及核查，落实质量控制点，明确监理旁站等相关工作，同时协助各单位做好现场施工质量的检查与落实，确保项目的顺利实施。

4 结语

施工后阶段一方面是针对竣工验收进行资料准备，另一方面是总结该工程的管理经验，对本工程进行评价的同时为后续项目做好准备。对准备竣工验收资料而言，需要汇同施工单位准备各类完整的工程资料，初步做好分项、分步及单位工程评定的相关工作，确保后续的验收工作能够顺利进行。对于工程经验总结而言，本项目主要需对各工序所需工时的数据进行统计，进一步统计分析同类工程50%完工概率的实际工期时间，为关键链法在后续项目深入运用于施工计划的编制奠定基础。

笔者希望通过上述管理手段的合理运用，能够加强对巧家县第三水厂的施工管理工作，在有效保障施工质量的前提下缩短施工工期，确保项目按期投入使用；同时也希望通过对本项目的研究为其他工程管理人员提供力所能及的帮助。